2025版高考物理全程一轮复习单元素养评价十电路及其应用电能习题

单元素养评价(十)电路及其应用电能一、单项选择题(本题共6小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成．已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”．这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点．若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是()A．C、D两点之间的高度差将变大B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小C．A、B两点之间的高度差不变D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大2.自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备．某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压，电容器在4ms时间内完成放电，下列说法正确的是()A.电容器放电完成后电容为零B．电容器的击穿电压为4kVC．电容器充电后的电荷量为0.64CD．电容器放电过程中平均电流为16A3．图甲为“测量干电池的电动势和内阻”的实验电路图．实验中测得多组电压和电流值，通过描点作图得到如图乙所示的U­I图线．下列判断正确的是()A．电源的电动势E＝0.5VB．电源的内阻r＝3.0ΩC．当电压为1.4V时，外电路电阻阻值R＝14ΩD．当电流为0.2A时，电源内电压U内＝1.3V4.[2024·湖北恩施市模拟]如图所示为示波器衰减电路的示意图，ab之间为信号电压的输入端，cd为衰减电路的输出端，P是和衰减旋钮固连在一起的开关，R1、R2、R3、R4为四个定值电阻，当P接通1时电压没有被衰减，当P分别接通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍、1000倍(即输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001)，若某个示波器的衰减电路中，R4＝1Ω，不计导线电阻，则其他电阻的阻值分别为()A．R1＝900Ω，R2＝90Ω，R3＝9ΩB．R1＝999Ω，R2＝99Ω，R3＝9ΩC．R1＝10Ω，R2＝100Ω，R3＝1000ΩD．R1＝1000Ω，R2＝100Ω，R3＝10Ω5．[2024·北京朝阳区一模]如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，各电表均为理想电表．在a、b两点间接入一个内阻不可忽略的电源后，调节R2.关于图乙中电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的图像，下列说法正确的是()A.只有①是合理的B．只有②是合理的C．只有③是合理的D．①、③是合理的6.电阻应变片是一种将被测件上的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化．如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与拉力大小之间关系的电路，其中电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接的是金属丝应变电阻，把一重物悬挂在金属丝中间．当把悬挂重物的质量减小时，下列说法正确的是()A．电流表示数变小B．电压表示数变大C．电压表与电流表示数之比变大D．电压表与电流表示数变化之比不变二、多项选择题(本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)7.如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).R2为滑动变阻器，当开关S闭合时，电容器C中一带电微粒恰好处于静止状态．下列说法中正确的是()A．只增大R1的光照强度，电压表示数变小B．只增大R1的光照强度，电流表示数变小C．只将滑片向上端移动时，微粒将向下运动D．若断开开关S，带电微粒仍处于静止状态8.如图所示，为两个小灯泡L1、L2的伏安特性曲线，将这两个小灯泡并联后，接在电动势为3V，内阻3Ω的电源上，则()A.L1中的电流约为0.3AB．电源的效率约为50%C．L2的电功率约为0.2WD．电源输出功率约为0.75W9．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变．图甲所示的电路中电源是恒流源，图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是()A．图甲中R1的电压减小B．图乙中R1的电压减小C．图甲中流过R2的电流保持不变D．图乙中流过R2的电流保持不变三、非选择题(本题共3小题，按要求答题)10．在练习使用多用电表的实验中(1)某同学连接的电路如图所示：①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；(填元件代号，下同)②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压．(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是________．A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量C．选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值等于2500ΩD．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大11.某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻和电源电动势及内阻的测量．实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表V(量程为3.0V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．设计的电路如图甲所示，进行了如下操作：Ⅰ.将S2接到a，闭合S1，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置，记录下此时的电压表示数为1.00V，然后断开S1；Ⅱ.保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，记录此时电压表的读数如图丙所示，然后断开S1.请回答下列问题：(1)图乙所示电阻箱的读数为________Ω；图丙所示电压表的读数为________V；由此可算出电流表内阻RA＝________Ω；(2)在完成上述操作后，继续以下操作：将S2切换到a，闭合S1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丁所示的eq\f(1,U)­eq\f(1,R)图线，根据实验原理得到eq\f(1,U)和eq\f(1,R)的函数关系式为__________________；结合图像可得电源电动势E＝________V，电源内阻r＝________Ω.(计算结果均保留两位有效数字)12．[2024·浙江温州市月考]小亮同学设计了如图甲所示的电路来测量某种电阻丝的电阻率．(1)闭合开关S1、S2，调节电阻箱，当电压表读数为2.00V时，电流表示数如图乙所示，I＝________A，电阻丝电阻的测量值为________Ω(保留三位有效数字)，此测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).(2)断开S2，通过改变接线夹接触电阻丝的位置来调节接入电路中电阻丝的长度，并通过改变电阻箱的阻值，使电流表示数保持不变．记录接入电路中电阻丝的长度L和对应电阻箱的阻值R，作出“R­L”图线，如图丙所示．电阻丝的电阻率记为ρ、直径记为d，图线斜率的绝对值为k，则电阻率的表达式ρ＝________．(3)小亮同学测出金属丝的直径d＝0.35mm，由此可求得金属丝的电阻率为________Ω·m(计算结果保留两位有效数字).单元素养评价（十）电路及其应用电能1．解析：因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，减小；C、D两点高度差类似于内电压，变大，故A正确，C错误．A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，故B错误．电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，不变，故D错误．答案：A2．解析：电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，放电之后，电容器的电容大小是不变的，故A错误；该电容器电压可充电到4.0kV，必然小于击穿电压，故B错误；根据Q＝CU＝16×10－6×4.0×103C＝0.064C可知，放电前，电容器储存的电量为0.064C，故C错误；根据I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(0.064,4×10－3)A＝16A可知该次放电平均电流为16A，故D正确．故选D.答案：D3．解析：根据闭合电路的欧姆定律有U＝E－Ir结合图像可知，电源电动势E＝1.5V，r＝eq\f(1.5－1.0,0.5)Ω＝1Ω，故A、B错误；当电压为1.4V时，电流为I＝0.1A则此时有R＋r＝eq\f(E,I)解得此时外电路电阻阻值为R＝14Ω，故C正确；当电流为0.2A时，内电压为U内＝Ir＝0.2×1V＝0.2V，故D错误．故选C.答案：C4．解析：当P接通4时，输出电压变为输入电压的0.001，即eq\f(R4,R1＋R2＋R3＋R4)＝eq\f(1,1000)，解得R1＋R2＋R3＝999Ω，只有A满足要求，当P接通3时，输出电压变为输入电压的0.01，即eq\f(R3＋R4,R1＋R2＋R3＋R4)＝eq\f(1,100)，当P接通2时，输出电压变为输入电压的0.1，即eq\f(R2＋R3＋R4,R1＋R2＋R3＋R4)＝eq\f(1,10)，A均满足要求，故A正确，B、C、D错误．答案：A5．解析：设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律得E＝Ir＋I（R1＋R2）＝I（r＋R1）＋U2，则U2＝－（R1＋r）I＋E，而U1＝R1I，故V1、V2对应的U­I图线的斜率绝对值分别等于R1、R1＋r，故C正确．答案：C6．解析：当悬挂物体变轻时金属丝的长度变短，由于金属丝的体积不变再结合电阻定律有V＝SL，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L2,V)可知金属丝电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电流表示数变大，电压表示数变小，A、B错误；电压表与电流表示数之比为金属丝的阻值，根据选项A、B的分析知金属丝电阻变小，故电压表与电流表示数比值变小，C错误；电压表与电流表示数变化之比为电源内阻与滑动变阻器阻值之和，故保持不变，D正确．故选D.答案：D7．解析：只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电流表示数变大，内电压增大，则路端电压减小，因此电压表示数变小，故A正确，B错误；只将滑片向上端移动时，电容器板间的电压变小，由E＝eq\f(U,d)分析可知，板间场强减小，油滴所受电场力减小，则微粒将向下运动．故C正确；若断开开关S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，将向下运动，故D错误．答案：AC8．解析：电源电动势为3V，内阻3Ω，作出电源路端电压和电流图像，如图所示两个小灯泡并联，故接入电路时两小灯泡的电压和电路的路端电压均相等，根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，且两灯泡电流之和等于干路电流．综上分析，图中路端电压等于1.5V时满足条件．根据图像得当电压为1.5V时，L1、L2中的电流约为0.2A、0.3A，L2的电功率约为P＝UI2＝0.45W，故AC错误；电源的效率约为η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(UI,EI)＝50%，B正确；电源输出功率约为P出＝UI＝0.75W，D正确．故选BD.答案：BD9．解析：题图甲中两个支路的电压始终相等，所以支路电流与电阻成反比，即I2R2＝I1（R1＋R0），且I1＋I2＝I是定值，滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时，R0增大，由以上两式可知I1减小，I2增大，R1的电压U1＝I1R1减小，故A正确，C错误；题图乙中两个支路的电压始终相等且为定值，支路电流与电阻成反比，即I2R2＝I1（R1＋R0）＝U（定值），滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时，R0增大，由上式可知I1减小，I2不变，R1的电压U1＝I1R1减小，故B、D正确．答案：ABD10．解析：（1）①多用电表调至直流电流挡，与滑动变阻器串联，测的是通过滑动变阻器R1的电流；②断开电路中的开关，多用电表调至欧姆挡，接在R1与R2串联电路的两端，测的是串联部分的总电阻；③多用电表调至电压挡，滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线，多用电表与电阻R2并联，测的是R2两端的电压．（2）双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，测量值偏小，故A正确；测量时若发现指针向右偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，若向左偏离中央刻度过大，则必须增大倍率，重新欧姆调零后再进行测量，故B错误；欧姆表刻度是左密右疏，选择“×100”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于2500Ω，大于2000Ω，故C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，电动势减小，内电阻增大，电池电动势变小、内阻变大时，欧姆调零时，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig＝eq\f(E,R内)，欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流的示数体现出来的，由I＝eq\f(E,R内＋Rx)＝eq\f(IgR内,R内＋Rx)＝eq\f(Ig,1＋\f(Rx,R内))，可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左，欧姆表的示数偏大，故D正确．答案：（1）①R1②R1和R2③R2（2）AD11．解析：（1）电阻箱的读数等于各挡位的电阻之和，图乙中电阻箱的读数为10.00Ω；电压表的精度为0.1V，读数应估读一位，该电压表读数为1.50V；根据部分电路欧姆定律可得eq\f(1.00V,10Ω)＝eq\f(1.50V,10＋RA)解得RA＝5.00Ω（2）根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋eq\f(U,R)（RA＋r）变形得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(RA＋r,E)·eq\f(1,R)结合图像有eq