【创新导学案】2021年高考物理总复习课时知能训练：7-2-电路-电路的基本规律

7-2电路电路的基本规律(45分钟100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分。每小题至少一个答案正确，选不全得4分。)1．(2021·江门模拟)在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A．假如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．假如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势也随外电压减小C．假如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D．假如外电压增大，则内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持恒定【解析】电源的电动势是个定值，由闭合电路欧姆定律知：E＝U＋Ur＝U＋Ir，内电压和外电压之和等于电源电动势是不变的，故D正确，A、B、C错误。【答案】D2．(2022·云南部分名校统考)如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速向上提升一质量为320g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10m/s2)，标有“3V，0.6W”的灯泡正好正常发光。则电动机的内阻为()A．1.25ΩB．3.75ΩC．5.625ΩD．1Ω【解析】电动机输出功率P出＝mgv＝1.6W，灯泡中电流IL＝eq\f(P额,U额)＝0.2A，干路电流I＝eq\f(U－U额,r＋R)＝1A，电动机中电流IM＝I－IL＝0.8A，电动机的功率P＝3×0.8W＝Ieq\o\al(2,M)RM＋1.6W，计算得RM＝1.25Ω，所以A项正确。【答案】A3.(2022·宁夏银川一中二模)在某把握电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是()A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮【解析】当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，依据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1＝I1R1及I1＝I－IL1可知R1分担电压增大，则L2和R2两端电压减小，L2将因功率减小而变暗，选项B正确。【答案】B4．(2022·福建三明联考)两电源电动势分别为E1、E2(E1＞E2)，内阻分别为r1、r2。当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等。若将R减小为R′，电源输出功率分别为P1、P2，则()A．r1＜r2，P1＜P2B．r1＞r2，P1＞P2C．r1＜r2，P1＞P2D．r1＞r2，P1＜P2【解析】如图所示由伏安特性曲线可知，r1＞r2，若将R减小为R′，电源输出功率P1＜P2，选项D正确。【答案】D5．(2022·湖南怀化联考)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻推断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发觉电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内()A．升降机可能匀速上升B．升降机肯定在匀减速上升C．升降机肯定处于失重状态D．通过压敏电阻的电流肯定比升降机静止时大【解析】发觉电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内，R所在支路两端电压增大，即路端电压增大，则干路电流减小，故压敏电阻中电流减小，压敏电阻的阻值增大，通过压敏电阻的电流肯定比电梯静止时小，说明升降机的加速度向下，处于失重状态，选项A、B、D错误，C正确。【答案】C6．(2021·山东莘县质检)如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率渐渐增大【解析】当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C错误；R3两端电压减小，R3中电流减小，电流表读数增大，选项B错误；R3上消耗的功率渐渐减小，选项D错误；由于R2中电流增大，R2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A正确。【答案】A7．某同学做电学试验(电源内阻r不能忽视)，通过转变滑动变阻器电阻大小，观看到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是图中的()【解析】A、B、D图中电路的电压表读数变大，表示电源(或等效电源)的路端电压变大，则内电压变小，电流表的读数肯定减小，与题目已知条件相冲突，可排解。C图中电压表示数为定值电阻两端的电压，由欧姆定律可以推断电流、电压可以同时增大，选项C正确。【答案】C8．(2022·内蒙古包钢一中适应考)如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列推断错误的是()A．电源内电路消耗功率肯定渐渐增大B．灯泡L2肯定渐渐变暗C．电源效率肯定渐渐减小D．R上消耗功率肯定渐渐变小【解析】为了使表述一目了然，可以用符号表示各量的变化趋势：用“↑”表示量值增大，“↓”表示量值变小，不标箭头表示量值不变，则本题解答过程可表示为：滑动变阻器滑片P向下滑动，R↓→R并↓→R外↓，由闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,r＋R外)推得I↑，由电源内电路消耗功率P内＝I2r可得P内↑，A正确。U外↓＝E－I↑r，U1↑＝(I↑－IL1↓)R1，UL2↓＝U外↓－U1↑，PL2↓＝eq\f(U2L2↓,RL2)，故灯泡L2变暗，B正确。电源效率η↓＝eq\f(I2R外,I2（R外＋r）)＝eq\f(R外,R外＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R外↓))，故C正确。R上消耗的功率PR＝eq\f(U2L2↓,R↓)，PR增大还是减小不确定，故D错。【答案】D9．(2022·广东佛山质检)在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列推断正确的是()A．滑动变阻器R的阻值变小B．灯泡L变亮C．电源消耗的功率增大D．电容器C的电荷量增大【解析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器R的阻值变大，灯泡L变暗，选项A、B错误；电路中的总电流减小，电源消耗的功率减小，路端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错误、D正确。【答案】D10．(2022·安徽合肥一模)如图所示的电路中，电压表都看做抱负电表，电源内阻为r，闭合开关S，当把滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时()A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大C．电压表V1的示数变化量大于V2的示数变化量D．电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量【解析】当把滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时，其接入电路中的阻值增大，则R外增大，干路电流减小，可知U外增大，即V1示数增大，因R1两端电压减小，可知并联部分两端电压增大，即V2示数增大，故A、B错误。设V1示数为U1，V2示数为U2，干路电流为I，则有U1＝U2＋IR1，则ΔU1＝ΔU2＋ΔIR1，因I减小，则ΔI＜0，则ΔU1＜ΔU2，故C错误、D正确。【答案】D二、计算题(本大题共2小题，共30分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(13分)在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0V，内阻r＝1.0Ω。电阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝35Ω；电容器的电容C＝100μF。电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4的总电量。【解析】由电阻的串、并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝eq\f(R1（R2＋R3）,R1＋R2＋R3)＋r由欧姆定律得，通过电源的电流I＝eq\f(E,R)电源的路端电压U＝E－Ir电阻R3两端的电压U′＝eq\f(R3,R2＋R3)U通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4C。【答案】2.0×10－4C12.(17分)(2022·温州高三月考)如图所示，电源由n个电动势均为1.5V，且内阻相同的电池串联组成，合上开关S，滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图(甲)、(乙)、(丙)所示，电表、导线对电路的影响不计。求：(1)组成电源的串联电池的个数；(2)滑动变阻器总阻值；(3)将(甲)、(乙)两个图上的a、b、c各点的坐标补齐。[(甲)图为输出功率与路端电压关系曲线；(乙)图为路端电压与总电流关系曲线；(丙)图为电源效率与外电路电阻关系曲线]【解析】(1)由题图(乙)可知Im＝eq\f(nE,nr)，所以r＝eq\f(E,Im)＝eq\f(1.5,3)Ω＝0.5Ω，由题图(甲)可知Pm＝eq\f(（nE）2,4nr)，所以n＝eq\f(4rPm,E2)＝eq\f(4×0.5×4.5,1.52)＝4。(2)由题图(丙)知η＝eq\f(R,R＋r′)，当触头C滑到B端时，电源效率最高，r′＝nr＝4×0.5Ω＝2Ω，所以R＝eq\f(ηr′,1－η)＝8Ω。(3)当内、外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，有Pm＝UI＝4.5W，I＝eq\f(nE,2nr)得U＝3V，即b点的坐标为(3V，4.5W)。当滑动触头C到达B时，电流最