人教版新高考物理一轮总复习训练题　电路与电能

这是一份人教版新高考物理一轮总复习训练题　电路与电能，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

章末目标检测卷八　电路与电能
(时间:90分钟　满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.铜的摩尔质量为M,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n个自由电子。今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为(　　)
A.光速c B.IneS
C.ρIneSM D.MIneSρ
2.两根材料相同的均匀导线A和B,其中,A长为1 m,B长为2 m,串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示,那么,A和B两导线的电阻和横截面积之比分别为(　　)

A.3∶1　1∶6 B.2∶3　1∶6
C.3∶2　1∶5 D.3∶1　5∶1
3.如图甲所示,电路中电源电动势为3.0 V,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图乙所示。当开关闭合后,下列说法正确的是(　　)

甲

乙
A.L1中的电流为L2中电流的2倍
B.L3的电阻约为1.875 Ω
C.L3的电功率约为0.75 W
D.L2和L3的总功率约为3 W
4.电动公交车主要是指纯电动公交车,全部使用电能行驶,该类产品噪音小,行驶稳定性高,并且实现零排放。假设某电动公交车的质量(含乘客)m=15 t,电动公交车电能转化为机械能的效率为75%,在某汽车试验场中,以速度20 m/s 在平直公路上匀速行驶时,一次充满电可持续行驶100 km,假定电动公交车受到的平均阻力为车重的150,则(　　)
A.该车匀速行驶时发动机输出功率约3×104 W
B.该车从几乎没电到充满电需充电约3×108 J
C.按电价0.72元/(kW·h)来计算,从几乎没电到充满电需电费约80元
D.若该车充电的功率为60 kW,从几乎没电到充满电需时间约5 000 s
5.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　　)

A.电源1与电源2的内阻之比是2∶3
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10
6.在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,下列说法正确的是(　　)

A.电压表和电流表的示数都增大
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.灯L2变亮,电容器的电荷量增加
7.(2021·江苏无锡月考)在如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P为滑动变阻器R的滑片,G为灵敏电流表,A为理想电流表。开关S闭合后,C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。在将P向上移动过程中,下列说法正确的是(　　)

A.油滴带正电
B.A表的示数变大
C.油滴向上加速运动
D.G中有a→b的电流
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12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)
8.(2021·安徽合肥月考)在图示电路中,电源内阻不可忽略,R1、R2为定值电阻,G为灵敏电流计,V为理想电压表,平行板电容器两极板水平。开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止(不考虑空气影响)。现将滑片P向上移动,则以下说法正确的是(　　)

A.油滴向上运动
B.V的示数减小
C.G中有从b到a的电流
D.R1消耗功率增大
9.(2021·湖北武汉月考)下图为一个双量程电流表,其小量程为1 A。已知表头G的满偏电流Ig=500 mA,定值电阻R1=20 Ω,R2=180 Ω,则下列说法正确的是(　　)

A.公共端与a端构成小量程电流表
B.公共端与b端构成小量程电流表
C.表头的内阻Rg的值为200 Ω
D.表头的内阻Rg的值为160 Ω
10.(2021·河南豫西名校联考)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过电流变化的图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,则下列说法正确的是(　　)

甲

乙
A.电源的电动势为20 V
B.电源的内阻为10 Ω
C.定值电阻R2的阻值为4 Ω
D.滑动变阻器的最大阻值为300 Ω
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
11.(10分)图甲为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约1 000 Ω的定值电阻。

甲

乙
(1)测量的某些操作步骤如下。
①调节可调部件　　　　 ,使电表指针停在　　　　(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置。 
②调节可调部件K,使它的尖端指向　　　　(选填“×1 k”“×100”“×10”或“×1”)位置。 
③将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件　　　　 ,使电表指针指向　　　　(选填“电流0刻度”或“欧姆0刻度”)位置。 
④将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端,当指针稳定后,读出表头的示数,如图乙所示,再乘以可调部件K所指的倍率,得出该电阻的阻值Rx=　　　　 。 
⑤测量完毕,应调节可调部件K,使它的尖端指向OFF挡或交流电压最高挡。
(2)欧姆挡进行调零后,用“×10”挡测量另一个阻值未知的电阻,发现指针偏转角度很小,则下列说法和做法正确的是　　　　 。 
A.这个电阻的阻值较小
B.这个电阻的阻值较大
C.为测量更准确些,电表应当换用欧姆“×1”挡,并且重新调零后进行测量
D.为测量更准确些,电表应当换用欧姆“×100”挡,并且重新调零后进行测量
12.(12分)某探究性学习小组利用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1=9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。

甲

乙
(1)按图甲所示电路进行连接后,发现aa'、bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量a、a'间电压,若读数不为零,则一定是　　　导线断开;若读数为零,则一定是　　　　导线断开。 
(2)排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图像如图乙所示。由I1-I2图像得到电池的电动势E=　　　　 V,内阻r=　　　　 Ω。 
13.(14分)(2020·河北保定开学考试)某同学学习了测量金属电阻的实验后,想测量一下玩具车中的电动机内线圈的电阻。他将电动机从玩具车中拆下来,电动机铭牌上标明额定电压为直流3 V。他从实验室中找来了下列器材:
蓄电池两节(电动势约为4 V,内阻可忽略);
电流传感器(相当于理想电流表);
电阻箱(0~999.9 Ω);
开关一只和导线若干。
他设计了如图甲所示的测量电路图,请你帮助他完成实验。

甲
(1)闭合开关S之前,应将电阻箱的阻值调到最　　　　(选填“大”或“小”),再将电动机的转子　　　　(选填“卡住”或“放开”),多次改变电阻箱的阻值,通过连接在电流传感器上的计算机显示每次电路中的电流,记录下每次与电阻箱阻值相对应的电流。  
(2)将每组情况下的阻值和电流值填入下表中。
实验次数
1
2
3
4
5
R/ Ω
19.0
9.0
5.8
4.0
3.0
I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1I/A-1
5.0
2.5
1.7
1.25
1.0

根据表格中的数据,在图乙的坐标系中作出　　　　(选填“R-I”或“R-1I”)的图像。  

乙

(3)根据图像求得电动机的内阻为　　　　 Ω。若考虑到电源有极小的内阻,则电动机内阻的测量值R测　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)R真。  
14.(12分)(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图甲所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图乙是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线。

甲

乙
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1=　　　　　 mV;根据图乙可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻　　　　　(选填“变大”或“变小”),电压表V1示数　　　　　(选填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向　　　　　(选填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。 
(2)由图乙可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为ΔUΔt=　　　　　×10-3 V/℃(保留2位有效数字)。 
15.(12分)硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中定值电阻R0=2 Ω,电压表、电流表均可视为理想电表。
(1)用笔画线代替导线,根据电路图,将图乙中的实物电路补充完整。

甲

乙

丙
(2)实验一:用强弱不变的光照射硅光电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值,通过测量得到该电池的U-I曲线a(见图丙)。由图像可知,当电流小于200 mA时,该硅光电池的电动势为　　　　　 V,内阻为　　　　 Ω。 
(3)实验二:减弱光照,重复实验,通过测量得到该电池的U-I曲线b(见图丙)。当滑动变阻器R的阻值调到某值时,若该电路的路端电压为1.5 V,由曲线b可知,此时滑动变阻器R的电功率约为　　　　 W(结果保留2位有效数字)。 

章末目标检测卷八　电路与电能
1.D　解析:由电流表达式I=n'eSv可得v=In'eS,其中n'=nMρ=nρM,故v=MIneSρ,D正确。
2.A　解析:由题图可知,两导线两端的电压之比为3∶1,电流相同,则电阻之比为3∶1,由电阻定律R=ρlS得横截面积S=ρlR,横截面积之比SASB=lAlB·RBRA=12×13=16,A正确。
3.B　解析:由于不计电源内阻,所以L1两端电压为3 V,L2和L3两端的电压均为U=1.5 V,由题图乙可知此时通过L1的电流为1.0 A,通过L2和L3的电流为I=0.8 A,所以L1中的电流不是L2中电流的2倍,A错误。L3的电阻R=UI=1.875 Ω,B正确。L3的电功率P=UI=1.5×0.8 W=1.2 W,C错误。L2和L3的总功率P'=2P=2.4 W,D错误。
4.C　解析:P=Ff·v=150×15×104×20 W=6×104 W,选项A错误。E=Pt=6×104×100×10320×43 J=4×108 J,选项B错误。
4×108 J3.6×106J/(kW·h)=4 00036 kW·h,若电价为0.72元/(kW·h),则电费为80元,选项C正确。E=Pt,t=EP=4×10860×103 s=23×104 s>5 000 s,选项D错误。
5.B　解析:根据题图可知,E1=E2=10 V,r1=54 Ω,r2=56 Ω,所以r1∶r2=3∶2,E1∶E2=1∶1,选项A错误,B正确。曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P1=18.2 W和P2=30 W,小灯泡的电阻分别为R1=3552 Ω,R2=56 Ω,所以选项C、D错误。
6.C　解析:将滑动变阻器的滑片P向下调节,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律分析得知,干路电流I增大导致内电压增大,路端电压U减小,则电压表示数减小,灯L1变亮,U1增大,R与灯L2并联,L2两端的电压U2=U-U1,U2减小,灯L2变暗,流过电流表的电流IA=I-I2,I增大,I2减小,IA增大,电流表的示数增大,电容器的电压等于灯L2两端的电压U2,故电容器的电荷量减少,故C正确。
7.C　解析:油滴处于静止状态,所受的重力和静电力平衡,则静电力方向竖直向上,与电场方向相反,故油滴带负电,故A错误。滑片向上移动,R的有效电阻变大,电路的总电阻变大,总电流变小,则A表的示数变小,故B错误。电容器两极板间的电压为U=E-I(r+R1),I变小,其他量不变,故U变大,电容器板间电场强度变大,油滴受到的静电力变大,故油滴向上加速运动,故C正确。电容器板间电压变大,由Q=CU知电容器的电荷量增加,则电容器充电,故G中有b→a的电流,故D错误。
8.AC　解析:带电油滴原来处于平衡状态,重力和静电力平衡,滑片P向上移动时,电阻R变大,电路的总电阻变大,则总电流变小,则R1两端电压与内电压之和减小,电压表的示数增大,电容器两端电压增大,油滴向上运动,故A正确,B错误。电容器两端电压变大,电荷量变大,电容器充电,故G中电流从b到a,故C正确。由于电路中的电流减小,则通过R1的电流减小,根据P=I2R1可得R1消耗功率减小,故D错误。
9.BC　解析:根据串并联的特点可知,接公共端与a端时量程为Ia=Ig+Ig(Rg+R2)R1,接公共端与b端时量程为Ib=Ig+IgRgR1+R2,所以公共端与b端构成小量程电流表,故A错误,B正确。根据并联电路的特点可得IgRg=I1(R1+R2),当小量程时,R1与R2串联为一支路,当G表头达到满偏时通过R1、R2的电流为I1=I-Ig=(1-0.5) A=0.5 A,解得Rg=200 Ω,故C正确,D错误。
10.AD　解析:根据闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir,题图乙中AB的延长线交U轴于20 V处,交I轴于1.0 A处,所以电源的电动势为E=20 V,内阻r=ΔUΔI=20-01.0-0 Ω=20 Ω,故A正确,B错误。当滑片P滑到R3的右端时,电路外电阻只有R2,此时电路参数对应题图乙中的B点,即U1=4 V、I1=0.8 A,得R2=U1I1=5 Ω,故C错误。当滑片P滑到R3的左端时,由题图乙A点知此时U外=16 V,I总=0.2 A,所以R外=U外I总=80 Ω,因为R外=R1R3R1+R3+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300 Ω,故D正确。
11.答案:(1)①S　电流0刻度　②×100　③T　欧姆0刻度　④1 100 Ω　(2)BD
12.解析:(1)良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差,若一根导线两端有电势差,则导线断开。a、b'间的电压不为零,说明a、a'或b、b'间有一处导线断开,若a、a'间电压不为零,说明aa'导线断开;若a、a'间电压为零,则一定是bb'导线断开。
(2)将电流表A1和R1串联当成电压表使用,电压测量值U=I1(r1+R1),根据闭合电路欧姆定律有I1(r1+R1)=E-I2(r+R0),整理得I1=Er1+R1−r+R0r1+R1I2,由题图可知,纵轴截距b=0.14×10-3 A=Er1+R1,所以电动势E=0.14×10-3×(1×103+9×103) V=1.4 V,斜率的绝对值表示r+R0r1+R1,即|k|=0.14-0.05260=r+R0r1+R1,解得r=0.5 Ω。
答案:(1)aa'　bb'　(2)1.4(1.36~1.44均可)　0.5(0.4~0.6均可)
13.解析:(1)小电动机的内阻一般较小,为了保护电路中的元器件的安全,最初要将电阻箱的阻值调到最大;当电阻箱的阻值调到较小时,电动机的转子可能会转动起来,此时,电动机就不是纯电阻了,所以要将转子卡住,不让其转动。
(2)要利用图像的性质计算相关的物理量,则要将某两个变量写成最简单的线性关系,根据直线的截距和斜率对应表示的物理意义求解相关的物理量。设电源的电动势为E,电动机的内阻为R0,由欧姆定律有E=I(R+R0),变形整理得R=EI-R0,由此式看出,R和1I成简单的线性关系。题中给出的坐标格子,发现横轴上方的纵轴上有20小格,结合表中的R栏的数据,纵轴上每小格代表1 Ω比较恰当,同样的道理,横轴上每一小格代表0.2 A-1最恰当。定好标度后,再将表格中的数据对应点描在坐标系中,把这些点连接成一条直线,如图所示。

(3)将图中的直线延长和纵轴相交于(0,-1)这点,则-1 Ω=-R0,解得电动机的内阻为1 Ω。若电源有内阻r,将欧姆定律变化为R=EI-R0-r,实际上图中的截距应该为-(R0+r),则电动机内阻的实际值应该是(1-r),因此测量值偏大。
答案:(1)大　卡住　(2)R-1I　如解析图所示　(3)1　大于
14.解析:(1)U1=IR0=50.0×10-3×100 mV=5.00 mV。
从U-t关系曲线可以得出,温度升高时,二极管两端电压变小,二极管正向电阻变小,回路电流变大,电压表V1示数增大,为了保证电流不变,滑动变阻器R的滑片应向B端移动。
(2)由题图知,ΔUΔt=
0.44-0.3080-30 V/℃=2.8×10-3 V/℃。
答案:(1)5.00　变小　增大　B　(2)2.8
15.解析:(1)分析题图甲所示实验原理图,根据原理图连接实物电路图,如图所示。

(2)在硅光电池的U-I图像中,当I=0时,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻。由图线a可知E=2.9 V,在电流小于200 mA的情况下,此电池的内阻r=4.0 Ω。
(3)由图线b可知,在实验二中,当路端电压为1.5 V时,电路电流I=60 mA=0.06 A,由欧姆定律可知,此时外电阻R外=U外I=1.5V0.06 A=25 Ω,滑动变阻器阻值R=R外-R0=25 Ω-2 Ω=23 Ω,滑动变阻器消耗的电功率P=I2R=(0.06 A)2×23 Ω=0.083 W。
答案:(1)见解析图　(2)2.9　4.0
(3)0.083