新高考物理一轮复习单元检测专题08　电路及其应用（解析版）

专题08电路及其应用质量检测卷（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分。1．（2022·湖南省临澧县第一中学高三开学考试）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V，重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，电压表、电流表均为理想电表，则这台电动机正常运转时的输出功率为（）A．32W B．44W C．47W D．48W【答案】A【解析】电动机停止转动时，电能完全装化为电热，电动机为一电阻SKIPIF1<0，根据欧姆定律得SKIPIF1<0正常运转后，其输出功率为SKIPIF1<0故选A。2．（2022·北京海淀·二模）如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为SKIPIF1<0的匀速直线运动。已知棒的横截面积为SKIPIF1<0，单位长度所带的电荷量为SKIPIF1<0。由于棒的运动而形成的等效电流（）A．大小为SKIPIF1<0，方向与SKIPIF1<0相同B．大小为SKIPIF1<0，方向与SKIPIF1<0相反C．大小为SKIPIF1<0，方向与SKIPIF1<0相同D．大小为SKIPIF1<0，方向与SKIPIF1<0相反【答案】B【解析】橡胶棒带负电，等效电流方向与SKIPIF1<0的方向相反，由电流的定义式可得SKIPIF1<0故B正确，ACD错误。故选B。3．（2022·浙江·高三专题练习）如图连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示，已知当电流小于SKIPIF1<0时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则（）A．该电动机的内阻为SKIPIF1<0B．该电路中电源的电动势为SKIPIF1<0C．此电路中，电动机的最大输出功率为SKIPIF1<0D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．当电流小于0.2A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机的内阻为SKIPIF1<0选项A错误；B．根据E=U2+Ir当U2=3.4V时I=0.1A；当U2=3.0V时I=0.3A；带入方程解得该电路中电源的电动势为SKIPIF1<0r=2Ω选项B错误；C．此电路中，电动机的最大输出功率为SKIPIF1<0选项C错误；D．当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I=0.2A，则由电路可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于SKIPIF1<0，选项D正确。故选D。4．（2022·上海·上外附中模拟预测）如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1为滑动变阻器，R2和R3为定值电阻。当R1的滑动片P由左向右滑动时，电压表V1和V2示数的增量分别为ΔU1、ΔU2，则下列关系式中正确的是（）A．|ΔU1|>|ΔU2|B．|ΔU1|=|ΔU2|C．ΔU1>0，ΔU2>0D．ΔU1>0，ΔU2<0【答案】A【解析】AB．根据闭合电路欧姆定律可知SKIPIF1<0SKIPIF1<0则SKIPIF1<0>SKIPIF1<0故A正确，B错误；CD．当R1的滑动触头P从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V2增大，由于路端电压减小，所以电压表V1变小，则知ΔU2>0，ΔU1<0，故CD错误。故选A。5．（2022·重庆·三模）SKIPIF1<0和SKIPIF1<0是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，SKIPIF1<0的上、下表面积大于SKIPIF1<0的上、下表面积，将SKIPIF1<0和SKIPIF1<0按图所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是：（

）A．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，则通过SKIPIF1<0的电流大于通过SKIPIF1<0的电流B．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，则SKIPIF1<0的电功率大于SKIPIF1<0的电功率C．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，则SKIPIF1<0和SKIPIF1<0内自由电荷定向移动的速率相等D．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，则SKIPIF1<0两端的电压大于SKIPIF1<0两端的电压【答案】B【解析】A．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0是串联在电路中的，所以通过SKIPIF1<0的电流总等于通过SKIPIF1<0的电流，A错误；B．由电阻定律可得SKIPIF1<0则若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，上下表面积越大的电阻的阻值越大，由电功率公式SKIPIF1<0由于通过SKIPIF1<0的电流总等于通过SKIPIF1<0的电流，则电阻越大的电功率越大，所以若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，则SKIPIF1<0的电功率大于SKIPIF1<0的电功率，B正确；C．根据电流公式SKIPIF1<0若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，由于SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的面积面积不相等，故SKIPIF1<0和SKIPIF1<0内自由电荷定向移动的速率不相等，C错误；D．由电阻定律可得SKIPIF1<0若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，则SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的电阻的阻值相同，由于SKIPIF1<0和SKIPIF1<0是串联关系，所以则SKIPIF1<0两端的电压等于SKIPIF1<0两端的电压，所以CD错误；故选B。6．（2022·山西省翼城中学校高三开学考试）在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，其中SKIPIF1<0，现将滑动变阻器的滑动触头逐渐向a移动过程中（）A．电压表的示数减小，电流表的示数减小B．电压表的示数增大，电流表的示数增大C．电源的总功率增大D．电源的输出功率减小【答案】C【解析】AB．滑动变阻器的滑动触头逐渐向a移动中，滑动变阻器接入电路中的电阻R0减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，则电源内阻上的电压降增大，由SKIPIF1<0可知，电源的路端电压减小，即电压表的示数减小，因电源的路端电压减小，R1两端电压增大，R2与R0并联电路的电压减小，由欧姆定律可知R2电流减小，则电流表的示数增大，AB错误；C．由P=EI可知，电路中的总电流I增大，E不变，所以电源的总功率增大，C正确；D．由题意可知SKIPIF1<0，则外电路电阻大于内电阻，当外电阻减小时，外电阻与内电阻更接近，所以电源的输出功率增大，D错误。故选C。7．（2022·云南·昆明一中高三开学考试）转弯角速度测量在航海、航天中有重要意义，一种测量角速度的装置简化模型如图所示。质量为m的小球A与弹簧拴连并穿在光滑细杆上，小球连接到滑动变阻器上。小球静止时，滑片置于中点，输出电压信号为SKIPIF1<0。当小球A绕轴SKIPIF1<0转动时，小球在细杆上移动并带动滑片P滑动，检测电路输出的电压信号的变化，从而测量出旋转角速度SKIPIF1<0。已知弹簧的原长为SKIPIF1<0、滑动变阻器的长度为l，劲度系数为k。（）A．小球A由静止开始转动时，滑片向B端滑动B．小球A的转动角速度增大时，电源中流过的电流减小C．弹簧的形变量为SKIPIF1<0D．输出电压的变化量与角速度的函数式为SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．当小球A绕轴SKIPIF1<0转动时，小球受到弹簧提供的指向圆心的向心力，弹簧处于伸长状态，故小球A由静止开始转动时，滑片向C端滑动，故A错误；B．小球A的转动角速度增大时，由SKIPIF1<0可知滑片向C端靠近，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，电源中流过的电流不变，故B错误；C．由SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C错误；D．输出电压与角速度的函数式为SKIPIF1<0又SKIPIF1<0所以输出电压的变化量与角速度的函数式为SKIPIF1<0故D正确。故选D。8．（2022·河北邯郸·模拟预测）如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，R0=3Ω，R1=7.5Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，电容器的电容C=2μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是（）A．开关S闭合时，电容器上极板带正电B．开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3VC．将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6CD．将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6C【答案】D【解析】AB．开关S闭合时的等效电路图如图甲所示，电容器C两端电压等于SKIPIF1<0两端电压SKIPIF1<0，已知总电阻SKIPIF1<0由闭合电路欧姆定律可知干路电流SKIPIF1<0路端电压SKIPIF1<0则SKIPIF1<0此时电容器所带电荷量SKIPIF1<0且上极板带负电，下极板带正电，故AB错误。CD．开关S断开时的等效电路图如图乙所示电容器C两端电压等于SKIPIF1<0两端电压SKIPIF1<0，此时SKIPIF1<0电容器所带电荷量SKIPIF1<0且上极板带正电，下极板带负电，故通过SKIPIF1<0的电荷量SKIPIF1<0故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．（2022·天津三中模拟预测）如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，开关k闭合，不考虑电流表和电压表对电路的影响，则以下分析正确的是(

)A．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表的示数减小，电流表的示数增大B．若只让开关从闭合到断开，电压表、电流表示数都变大C．若只让开关从闭合到断开，R6上将产生由M点到N点的电流D．若实际实验时发现电流表的示数为零，电压表示数不为零，则可能是由于R4断路【答案】AD【解析】A．将滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则总电流增大，则内阻和R1两端的电压增大，所以右边并联部分的电压减小，所以通过R3的电流减小，而总电流增大，所以电流表示数增大，则R2的电压增大，所以R4的电压减小，所以电压表示数减小，故A正确；B．若只让开关从闭合到断开，则总电阻变大，总电流减小，则右边并联部分的电压变小，电流表示数减小，R4的电流变小，所以电压表示数变小，故B错误；C．若开关从闭合到断开，总电阻增大，总电流减小，并联部分电压变小，电容器放电，所以R6上将产生由点N到点M的电流，故C错误；D．电流表示数为零，说明与电流表串联的部分电路不通，电压表示数不为零，则与电压表并联的部分电阻断开，即可能是由于R4断路，故D正确．10．（2022·黑龙江·哈师大附中模拟预测）如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器SKIPIF1<0的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（）A．微粒P将向上运动B．电流表读数增大C．SKIPIF1<0上消耗的电功率增大D．电源的效率减小【答案】BD【解析】A．带电微粒P处于静止状态，其受力如图所示当滑动变阻器SKIPIF1<0的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，平行金属板间的电势差SKIPIF1<0变小，根据SKIPIF1<0可知平行金属板间的电场强度减小，带电微粒所受电场力减小，微粒P将向下运动，A错误；BC．当滑动变阻器SKIPIF1<0的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，电流表的示数增大，SKIPIF1<0上消耗的电功率减小，B正确，C错误；D．当滑动变阻器SKIPIF1<0的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即外电路的总电阻SKIPIF1<0减小，电源的效率为SKIPIF1<0由此可知，电源的效率减小，D正确。故选BD。11．（2022·上海南汇中学高三期中）如图所示电路中，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0为定值电阻，电源内阻为SKIPIF1<0，闭合电键SKIPIF1<0，电压表显示有读数，减小电阻SKIPIF1<0的阻值，电压表示数变化量大小为SKIPIF1<0，则在此过程中（）A．路端电压一定减小B．流过SKIPIF1<0的电流一定减小C．通过电阻SKIPIF1<0的电流变化量SKIPIF1<0D．电流变化量关系SKIPIF1<0【答案】AC【解析】A．由题可知，减小R的阻值，外电路总电阻减小，根据公式SKIPIF1<0干路电流增大，再根据公式SKIPIF1<0路端电压减小，A正确；B．R和SKIPIF1<0并联，R减小，总电阻减小，总电流增大，并联部分电压减小，通过SKIPIF1<0的电流减小，所以通过可变电阻R的电流增大，B错误；C．由SKIPIF1<0干路电流I将增大，则电阻SKIPIF1<0两端的电压SKIPIF1<0将增大，依SKIPIF1<0知路端电压减小，而路端电压等于外电路总电压，所以电阻SKIPIF1<0两端的电压减小量小于SKIPIF1<0由欧姆定律得知，通过电阻SKIPIF1<0的电流增大，增大量小于SKIPIF1<0，C正确；D．由SKIPIF1<0干路电流I将增大，则电阻SKIPIF1<0两端的电流SKIPIF1<0增大，电阻SKIPIF1<0两端的电压SKIPIF1<0增大，再根据公式SKIPIF1<0路端电压减小，则通过SKIPIF1<0的电压SKIPIF1<0减小，SKIPIF1<0减小，因路端电流变大，则通过SKIPIF1<0的电流SKIPIF1<0增大，电流关系为SKIPIF1<0因SKIPIF1<0增大，SKIPIF1<0减小，SKIPIF1<0增大则SKIPIF1<0D错误；故选AC。12．（2022·新疆·克拉玛依市教育研究所三模）如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，在平行金属板MN内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水平速度v0射入电场并打在N板的O点。改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则（）A．该粒子带负电B．减少R2，粒子将打在O点左侧C．增大R1，粒子在板间运动时间不变D．减少R1，粒子将打在O点左侧【答案】AD【解析】设板间电压为U，粒子的电荷量是q，板间间距为d，则粒子在板间运动时，有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0A．由电路图知，极板M带负电、极板N带正电，板间场强的方向向上，重力不计的带电粒子向下偏转，则粒子带负电，故A正确；B．由于R2与平行金属板串联，稳定时此支路断路，调节R2对电路无影响，减少R2，平行板两端的电压不变，板内场强不变，粒子运动情况不变，仍打在O点，故B错误；C．增大R1，据串联电路电压分配原理知，平行板两端的电压减小，板内场强减小，粒子在电场中的运动时间变长，故C错误；D．减少R1，据串联电路电压分配原理知，平行板两端的电压增大，板内场强增大，粒子在电场中的运动时间变短，粒子将打在O点左侧，故D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。13．（2022·辽宁·高三期末）小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值的电路。他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图（a）的电路图。a、电流表A1（量程0.6A，内阻很小）；电流表A2（量程300μA，内阻rA=1000Ω）；b、滑动变阻器R（0~20Ω）c、两个定值电阻（R1=1000Ω，R2=9000Ω）d、待测电阻Rxe、待测电源E（电动势约为3V，内阻约为2Ω）f、开关和导线若干（1）根据实验要求，与电流表A2串联的定值电阻为___________；（填“R1”或“R2”）（2）小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图（b）所示。根据图线可得电源电动势E=___________V，电源内阻r=___________Ω；（计算结果均保留两位有效数字）（3）小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数Ia，电流表A2示数Ib；②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数Ic，电流表A2示数Id，后断开S1；③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________；若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________。（填“偏大”“偏小”或“相等”）【答案】

R2

3.0

2.1

SKIPIF1<0（rA＋R2）

相等【解析】（1）由于电源电压为3V，应将A2改装成量程为3V的电压表，因此串联的电阻SKIPIF1<0因此与R2串联。（2）理论上，当I1为零时，加在改装电压表两端的电压就是电动势，电源电动势SKIPIF1<0根据闭合电路欧姆定律，可知SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0上式简化为SKIPIF1<0由图像可知SKIPIF1<0代入数据可得SKIPIF1<0（3）滑动变阻器接入电路的阻值SKIPIF1<0待测电阻的阻值SKIPIF1<0由于电流表A1的内阻并入到滑动变阻中，不会对测量结果产生误差，因此测量值等于真实值。14．（2022·全国·高三开学考试）某学校实验小组设计了如图所示的电路图测定SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两电压表的内阻，可供选用的仪器有：A．内阻约SKIPIF1<0的待测电压表SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，量程0~3VB．定值电阻SKIPIF1<0C．定值电阻SKIPIF1<0D．滑动变阻器SKIPIF1<0（最大阻值为SKIPIF1<0）E.滑动变阻器SKIPIF1<0（最大阻值为SKIPIF1<0）F.电源E，电动势E=6V，内阻忽略不计G.开关、导线若干（1）为了准确测量SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两电压表的内阻，定值电阻SKIPIF1<0应选______，滑动变阻器应选______。（均填仪器前的字母代号）（2）根据电路图用笔画线代替导线完成实物图的连接。______（3）闭合SKIPIF1<0前，将滑动变阻器的滑片调到______（填“最左端”或“最右端”），再将单刀双掷开关拨到a，调节滑动变阻器使得SKIPIF1<0和SKIPIF1<0有明显的读数，分别为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0；再将单刀双掷开关拨到b，调节滑动变阻器，使得SKIPIF1<0和SKIPIF1<0有明显的读数，分别为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，则电压表SKIPIF1<0的内阻为______，SKIPIF1<0的内阻为______（以上两空均用SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0表示）【答案】

B

E

最左端

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【解析】（1）因为待测电压表的内阻约为SKIPIF1<0，而定值电阻SKIPIF1<0的阻值为SKIPIF1<0，定值电阻SKIPIF1<0的阻值比电压表的内阻小得多，如果选用SKIPIF1<0，则当单刀双掷开关拨到b时，电压表SKIPIF1<0指针偏转幅度很小，读数误差将很大，因此定值电阻选择SKIPIF1<0，即选择B；由于控制电路采用了分压式，为了确保调节滑动变阻器输出电压的连续性强一些，滑动变阻器的总阻值应当选择小一些，则滑动变阻器选择总阻值SKIPIF1<0，即选择E。（2）根据电路图作出实物连线如图所示（3）为了确保电路的安全，闭合SKIPIF1<0前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端。将单刀双掷开关拨到a时，有SKIPIF1<0将单刀双掷开关拨到b时，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15．（2022·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高三期末）如图，当电阻箱R的电阻为14SKIPIF1<0时，电压表示数为2.8V；当电阻箱R的电阻为9SKIPIF1<0时，电压表的读数为2.7V，求电源的电动势E和内阻r各是多少？【答案】E=3.0V；r=1.0SKIPIF1<0【解析】根据闭合电路欧姆定律可得SKIPIF1<0依题意，当U1=2.8V时，电路中电流为SKIPIF1<0当U2=2.7V时，电路中电流为SKIPIF1<0把这两组电压和电流的值代入闭合电路欧姆定律公式，联立可得E=3.0V，r=1.0SKIPIF1<016．（2022·上海交大附中高三期中）图示电路中，R1=12Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0~3V和0~15V两档，理想电流表的量程有0~0.6A和0~3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的SKIPIF1<0，电流表指针指在满偏的SKIPIF1<0。求：（1）此时电流表示数是多少？（2）该电源的电动势为多大?【答案】（1）0.15A；（2）7.5V【解析】（1）当P向右移动时，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，R1和R2两端电压减小，R3两端电压增大，所以电压表示数增大，电流表示数减小，则由题意可知电压表所用量程为0~15V，电流表所用量程为0~0.6A，所以此时电流表示数为0.15A。（2）当电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A时，电路总电流为SKIPIF1<0根据闭合电路欧姆定律有SKIPIF1<0当电压表、电流表示数分别为5V和0.15A时，电路总电流为SKIPIF1<0根据闭合电路欧姆定律有SKIPIF1<0解得E=7.5V17．（2022·广东·模拟预测）如图所示，间距为d、长度为2d的两块平行金属板A、B正对且水平放置，带负电的粒子以水平初速度SKIPIF1<0从左侧沿中心线射入板间。电路中，电源的内阻为r（电动势E0未知），固定电阻R=3r。闭合开关S后，A、B两板间形成理想边界的匀强电场。当变阻器滑片置于最右端时，粒子恰好从A板右边缘射出电场；移动滑片使变阻器接入电阻为最大阻值R0（未知）的SKIPIF1<0时，粒子恰好沿中心线射出电场。忽略粒子间的相互作用力和空气阻力。g为重力加速度。求：（1）滑片置于最右端时，粒子在板间运动加速度的大小；（2）变阻器的最大阻值R0；（3）若滑片置于最左端，判断粒子会离开电场还是打到极板上？并计算粒子离开电场或打到极板时的动能。已知粒子质量为m。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）8r；（3）离开电场；SKIPIF1<0【解析】（1）滑片置于最右端时，粒子在板间做类平抛运动，水平方向SKIPIF1<0