高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲电路的基本概念与规律练习含解析新人教版

第1讲电路的基本概念与规律一、选择题(本题共13小题，1～10题为单选，11～13题为多选)1．(2023·天津静海一中月考)如图所示是通过阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线(I－U图线)。下列从图中得到的结论中正确的是(D)A．R1>R2B．R1、R2串联后的总电阻的I－U图线在区域ⅡC．R1、R2并联后的总电阻的I－U图线在区域ⅢD．R1、R2并联后的总电阻的I－U图线在区域Ⅰ[解析]本题考查欧姆定律及I－U图线。如图所示，过纵轴某一点I0作横轴的平行线，交R1、R2的I－U图线于A、B两点，由图可以看出U1<U2，由I＝eq\f(U,R)可知，当I一定时，R与U成正比，所以R1<R2。因为R串>R2，R并<R1(R串为两电阻串联后的总电阻，R并为两电阻并联后的总电阻，两电阻串联后的总电阻比任何一个串联的电阻的阻值都要大，并联后的总电阻比其中最小的电阻的阻值还要小)，所以R串的I－U图线在区域Ⅲ内，R并的I－U图线在区域Ⅰ内，D正确，A、B、C错误。2．(2023·辽宁葫芦岛协作校月考)雷击，是指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫“直击雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为8C，雷击时放电时间为200μs，则此次雷击时的平均电流为(B)A．0.04A B．4×104AC．0.08A D．8×104A[解析]本题考查电流的概念。已知雷击时放电时间为200μs，放出的电荷量为8C，则此次雷击时的平均电流为I＝eq\f(q,t)＝eq\f(8,200×10－6)A＝4×104A，故B正确，A、C、D错误。3．阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(C)A．eq\f(2,5) B．eq\f(1,2)C．eq\f(3,5) D．eq\f(2,3)[解析]断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。图甲图乙根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝eq\f(1,5)E，U2＝eq\f(1,3)E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1︰Q2＝3︰5，选项C正确。4.(2023·浙江杭州学军中学模拟)如图所示是某款扫地机器人的照片，下表是它的一些重要参数。根据表中信息，下列说法正确的是(B)额定电压/频率100～240V/50～60Hz额定功率40W电池输入电压20V电池容量3000mAh充电时间约4h工作时间100～120minA.工作时电池把电能转化为化学能B．电池充电时的充电电流约为0.75AC．电池充满电时储存的能量大约为2.16×108JD．在100～120min工作时间内，机器人一直以40W的额定功率工作[解析]本题考查常见电源的种类、电动势和电功率。扫地机器人工作时，电池把化学能转化为电能，故A错误；电池充电时，I＝eq\f(q,t)＝eq\f(3A·h,4h)＝0.75A，故B正确；电池充满电时储存的能量W＝qU＝3×3600×20J＝2.16×105J，故C错误；若机器人一直以40W的额定功率工作，则工作时间t＝eq\f(2.16×105J,40W)＝5400s＝90min，所以在100－120min工作时间内，机器人并非一直以40W的额定功率工作，故D错误。5．(2023·北京平谷质监)某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示，已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为定值电阻，且R1＝5Ω，R2＝20Ω，则下列说法正确的是(B)A．若使用a和b两个接线柱，电表最大测量值为24mAB．若使用a和b两个接线柱，电表最大测量值为25mAC．若使用a和c两个接线柱，电表最大测量值为4mAD．若使用a和c两个接线柱，电表最大测量值为10mA[解析]若使用a和b两个接线柱，毫安表与R2串联再与R1并联，电表最大测量值为Imax＝eq\f(IgRg＋R2,R1)＋Ig＝25mA，故A错误，B正确；若使用a和c两个接线柱，R1与R2串联，再与毫安表并联，电表最大测量值为Imax＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R2)＝5mA，故C、D错误。故选B。6．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，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电流表的示数和电流表指针偏转角度的说法正确的是(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的示数和指针偏转角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同[解析]题图甲中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表示数不同，故A错误，B正确；题图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，两电流表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故C、D错误。7．如图所示的电路中，两个电压表的内阻均为3kΩ，定值电阻R1的阻值为12kΩ，电压表V1示数为2V，V2示数为3V，则定值电阻R2的阻值为(C)A．10kΩ B．20kΩC．30kΩ D．60kΩ[解析]设通过V1的电流为I1，通过V2的电流为I2，由串、并联电路关系有I1(RV＋R1)＝(I2－I1)R2 ①I1＝eq\f(2V,RV) ②I2＝eq\f(3V,RV) ③联立①②③得R2＝30kΩ，故选C。8．(2023·重庆一中模拟)有两个同种材料制成的导体，两导体是横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，现将大小柱体串联接在电压U上，已知通过导体电流方向如图所示，大小为I，则导体电阻率(B)A．ρ＝eq\f(Uha,Ia＋b) B．ρ＝eq\f(hU,2I)C．ρ＝eq\f(2Uha,Ia＋b) D．ρ＝eq\f(Uha－b,Ia＋b)[解析]由电阻定律可知R＝eq\f(ρl,S)，则两导体的电阻Ra＝Rb＝eq\f(ρ,h)，两导体串联，分压相等，即两导体两端的电压为eq\f(U,2)，由欧姆定律可知Ra＝eq\f(U,2I)＝eq\f(ρ,h)，解得ρ＝eq\f(hU,2I)，选项B正确，选项A、C、D错误。9．(2023·北京丰台区期末)某同学在实验室利用电流表和电压表测导体电阻。在连接电路时，将电压表的一端a预留出来，可以选择接b或接c，电路如图所示。下列说法正确的是(D)A．当a连接b时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流B．当a连接b时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压C．当a连接c时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流D．当a连接c时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压[解析]本题考查伏安法测电阻的内外接问题。当a连接b时，电流表测量的是流过电阻和电压表的电流之和，所以电流表的测量值大于通过待测电阻的电流，故A错误；当a连接b时，电压表测量的是电阻两端的电压，所以电压表的测量值等于待测电阻两端的电压，故B错误；当a连接c时，电流表测量的只有通过电阻的电流，所以电流表的测量值等于通过待测电阻的电流，故C错误；当a连接c时，电压表测量的是电阻两端的电压和电流表两端的电压之和，所以电压表的测量值大于待测电阻两端的电压，故D正确。10．如图甲所示的电路，三个小灯泡并联后与电阻箱串联，如图乙所示的电路，三个小灯泡与电阻箱串联，两个电路中的小灯泡均完全相同。现将两个电路接在相同的电压两端，调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光。电路甲消耗的电功率为P1，电路乙消耗的电功率为P2。则下列关系式正确的是(B)A．eq\f(P1,P2)<3 B．eq\f(P1,P2)＝3C．eq\f(P1,P2)>3 D．eq\f(P1,P2)＝eq\f(1,3)[解析]假设小灯泡均正常发光时，流过灯泡的电流均为I，则由电路的连接方式可知题图甲中的干路电流为3I，题图乙中的干路电流为I，所以P1＝3U0I，P2＝U0I，解得eq\f(P1,P2)＝3，B正确。11．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为P点到U轴的垂线，PM为P点到I轴的垂线，则下列说法中正确的是(BD)A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2－I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小[解析]本题考查伏安特性曲线、欧姆定律、电功率及其相关知识点。由图线上点的横、纵坐标比值为小灯泡电阻可知，随着电压增大，小灯泡电阻逐渐增大，故A错误；对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)，故B正确，C错误；因P＝UI，所以图像中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率，故D正确。12．如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m＝50kg，电源提供给电动机的电压为U＝110V，不计各种摩擦，当电动机以v＝0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I＝5.0A，重力加速度g取10m/s2，则(AC)A．电动机的输入功率为550WB．电动机提升重物的功率为550WC．电动机提升重物的功率为450WD．电动机的线圈电阻为22Ω[解析]电动机的输入功率P＝UI＝110×5.0W＝550W，A正确；电动机提升重物的功率即输出功率P1＝mgv＝50×10×0.9W＝450W，B错误，C正确；电动机的发热功率P2＝I2r＝P－P1＝550W－450W＝100W，故电动机的线圈电阻r＝4Ω，D错误。13．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时(BD)A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为12ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4[解析]电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律可知，L2的电阻为R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.3,0.125)Ω＝2.4Ω，选项C错误；L2消耗的电功率为P2＝U2I2＝0.3×0.125W＝0.0375W，即L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确。二、非选择题14．一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后正常工作，消耗功率66W，求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？[答案](1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)11A2420W2420W[解析](1)因为P入＝IU所以I＝eq\f(P入,U)＝eq\f(66,220)A＝0.3A。