2023版高考物理一轮复习第7章恒定电流第1讲电路的基本概念与规律课后限时训练新人教版选修3-1

PAGEPAGE2电路的根本概念与规律一、选择题(此题共10小题，1～7题为单项选择，8～10题为多项选择)1．(2022·湖南长沙长郡中学检测)如下图，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过。假设在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设元电荷为e，那么以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51342775)(D)A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→AB．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零C．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq\f(n1e,t)D．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq\f(n1＋n2e,t)[解析]电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，应选项A错误；溶液中正离子由A向B移动，负离子由B向A移动，负电荷由B向A移动相当于正电荷由B向A移动，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，应选项B错误；溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，电流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(n1e＋n2e,t)，应选项C错误，选项D正确。2．(2022·浙江杭州五校联盟一诊)如下图为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的选项是eq\x(导学号51342776)(B)A．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值[解析]由图可知，电阻A的U－I图象的斜率越来越大，故A的电阻随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变，应选项A错误；两图像的交点处，电流和电压均相同，那么由欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，应选项B正确，选项C、D错误。3．(2022·西乡塘区校级期中)如下图，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为U，乙电路两端的电压为2U。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，那么以下关系中正确的选项是eq\x(导学号51342777)(A)A．P甲＝P乙 B．P1>P2C．P甲＜P乙 D．P1＜P2[解析]两灯泡规格相同且正常发光，甲图灯泡并联，电流为：I1＝2I额；乙图灯泡串联，电流为：I2＝I额；P甲︰P乙＝U1I1︰U2I2＝U×2I额：2UI额＝1︰1。故两电路中消耗的功率等，故A正确；P1＝P甲－2P灯，P2＝P乙－2P灯，那么P1＝P2，B错误，应选A。4．(2022·辽宁鞍山第一中学等六校期末联考)用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，假设把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如下图，那么闭合电键后，以下有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的选项是eq\x(导学号51342778)(B)A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同[解析]图甲中A1、A2并联，表头的电压相等，流过表头的电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，故A错误，B正确。图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故C、D错误。5．(2022·河南洛阳全市尖子生联考)某精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流，其调节局部使用了两个滑动变阻器，如下图，这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的，其中R1的总电阻是200Ω，R2的总电阻是5000Ω，开始时两变阻器都处于最大阻值。下面的几种方法中，能够既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是eq\x(导学号51342779)(A)A．先调节R2，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R1B．先调节R1，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R2C．同时调节R1和R2，使电流表指针指到要求位置D．交替、反复调节R1和R2，使电流表指针指到要求位置[解析]由题意可知，R2比R1大很多，电路中电流I＝eq\f(U,R1＋R2)。调节R2时阻值变化大，对电流影响大，所以要快速将电路中的电流调到要求位置，应先调节大电阻R2，当电流表的指针到达要求位置附近时，假设再调节R2使指针到达准确位置就很困难，因为只要对R2有很小的调节，就会引起阻值很大的变化，电流I就有大的改变。所以此时要调节小电阻R1，因为它对电流的影响较小，能使指针准确地到达要求位置。应选A。6．(2022·湖北孝感期中)机动车的尾气含有铅等大量有害物质，并且也是造成地球“温室效应〞的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素，正在逐渐被人们接受，某国产品牌电动汽车的铭牌如下表，蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342780)(D)规格后轮驱动直流电动机车型：60″电动汽车电动机额定输出功率：1675W整车质量：400kg额定转速：600r/min蓄电池(容量It＝800A·h，输出电压：约为36V)额定工作电压/电流：36V/50AA．电动汽车正常工作时消耗的电功率为1675WB．电动机的内阻为0.72ΩC．蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104JD．充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16h[解析]电动机正常工作时消耗的电功率P＝U额I额＝36×50W＝1800W，故A错误；电动机内阻的发热功率P热＝P电－P出＝1800W－1675W＝125W，那么电动机的内阻为r＝eq\f(P热,I2)＝0.05Ω，故B错误；蓄电池充满电后储存的电能为W＝UIt＝800×3600×36J＝1.04×108J，故C错误；在额定功率下连续行驶最长时间为t＝eq\f(W,UI)＝16h，故D正确。7．(2022·河北廊坊期末)如图，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如下图。当开关闭合后，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51342781)(B)A．L1中的电流为L2中电流的2倍 B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75W D．L2和L3的总功率为3W[解析]由图象可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L2和L3的串联电阻并不是L1电阻的两倍，根据欧姆定律知L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；由于电源不计内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5V，由图可知此时灯泡中的电流为I＝0.8A，电阻R＝eq\f(U,I)＝1.875Ω，B正确；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4W，D错误。8.电位器是变阻器的一种，如下图，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342782)(AD)A．串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B．串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D．串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮[解析]根据电位器结构和连线可知：串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A正确；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。9．(2022·安徽黄山一模)如下图，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，那么eq\x(导学号51342783)(BC)A．电源内阻r＝eq\f(E,I)－RB．电源内阻r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－RC．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小[解析]含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，A错误；由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－R，B正确；如果电动机转轴被卡住，那么E＝I′(R＋r)，电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源的现象，C正确，D错误。10．(2022·江西师大附中、临川一中联考)如下图四个电路中，电源的内阻均不计，请指出当滑动变阻器的滑片C滑动过程中，一个灯泡由亮变暗的同时，另一个灯泡由暗变亮的电路是eq\x(导学号51342784)(BD)[解析]图A中，左侧灯泡与滑动变阻器上端并联后与下端串联，然后再与右侧灯泡并联，由于电源内阻不计，故在滑动过程中，右侧灯泡亮度不变，故A错误；图B中，两灯泡分别与滑动变阻器的一局部并联，滑片移动时，假设一个灯两端电压变大，那么另一灯两端电压一定减小，故B正确；图C中，上面灯泡与滑动变阻器上部并联后再与下部及下端灯泡串联，当滑片由上到下移动时，上部灯泡变亮，而下部灯泡也将变亮，不符合题意，故C错误；图D中，下部灯泡与滑动变阻器并联后再与上部灯泡串联，当滑片由上向下移动时，并联局部总电阻增大，故干路电流减小，上部灯泡变暗，下部灯泡变亮，故D正确。二、非选择题11.在如图甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中a、b所示。现在电路两端BC之间加上恒定的电压U0＝7.0V。调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R3消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？eq\x(导学号51342785)[答案]R1＝R2＝1000ΩR3＝800Ω[解析]R1、R2和R3串联，故电流相等。当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，得R1＝R2，由图乙中的伏安特性曲线a、b可知，此时电路中的电流I＝2.5mA，加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5V由欧姆定律得R1＝R2＝eq\f(U1,I)＝1000Ω滑动变阻器R3两端电压为U3＝U0－U1－U2＝2V由欧姆定律得R3＝eq\f(U3,I)＝800Ω。12．(2022·湖北鄂东南教改联盟期中联考)如下图，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2＝40Ω，右端连接间距d＝0.04m、板长l＝10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场。闭合开关S，将质量为m＝1.6×10－6kg、带电荷量q＝3.2×10－8C的微粒以初速度v0＝0.5m/s沿两板中线水平射入板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿两板中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A。电动机内阻R1＝2Ω，g取10m/s2。试问：eq\x(导学号51342786)(1)输出电压Uab是多大？(2)在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率是多少？(3)为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？[答案](1)35V(2)9.5W35W(3)18V<U2<22V[解析](1)根据平衡条件得qU2/d＝mg，解得R2两端电压U2＝20V。R2中电流I2＝eq\f(U2,R2)＝0.5A。I总＝I1＋I2＝1A，滑动变阻器两端电压U1＝I总R滑＝15V。电源输出电压Uab＝U1＋U2＝35V。(2)电动机的输出功率P＝U2I1－Ieq\o\al(