高考物理一轮复习课时作业35电路的基本概念和规律（含解析）

电路的基本概念和规律

一、选择题

1．(2018·浙江模拟)有一台标称值为“220 V，50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中正确的是(　　)

A．I＝＝ A，Q＝UIt＝3 000 J B．Q＝Pt＝3 000 J

C．I＝＝ A，Q＝I2Rt＝1.24 J D．Q＝t＝×60 J＝7.26×106 J

答案　C

解析　A、B两项，电风扇消耗的电能转化为机械能与内能两部分，公式UIt和公式Pt都是电功的表达式，不是电热的表达式．故A、B两项错误；C项，电流：I＝＝ A＝ A；电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为：

Q＝I2Rt＝()2×0.4×60 J＝1.24 J；故C项正确；

D项，电风扇不是纯电阻电路，不能用Q＝t计算电热．故D项错误．

2.如图所示，是一个小灯泡的电流强度随其两端电压变化的关系图，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是(　　)

A．小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小

B．当小灯泡两端电压为1 V时，其阻值为0.202 Ω

C．小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小

D．如果把两个这种相同的灯泡串联后，接到电压恒为4 V的电源上，则流过每个小灯泡的电流为0.3 A

答案　D

解析　A项，由图可知，图中电流随电压的增大而增大，每一点的斜率表示该点电阻的倒数，故可知小灯泡的电阻随电压的增大而增大；故A项错误；B项，由图可知，当小灯泡两端电压为1 V时，电流大小为0.2 A，故阻值大小为：R＝ Ω＝5 Ω；故B项错误；C项，因导线的形状没有发生变化，故说明随电压的升高电阻率增大，故C项错误；D项，若把两个相同的灯泡串联，则每个灯泡两端的电压为4 V，灯泡两端电压均为2 V，由图可知，电流大小为0.3 A，故D项正确．

3．(多选)电位器是变阻器的一种，如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是(　　)

A．串接A、B，使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

B．串接A、C，使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮

C．串接A、C，使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

D．串接B、C，使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

答案　AD

解析　根据电位器结构和连线可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A项正确；同理，D项正确；连接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C两项错误．

4．(2018·湖北)如图所示，某种材料确定的圆柱形导体长为L，横截面的直径为d，其两端所加的电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率．下列说法正确的是(　　)

A．导体的长度变为2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的4倍

B．电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率不变

C．导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍

D．导体横截面的直径变为0.5d，导体中自由电子定向运动的平均速率不变

答案　D

解析　A项，导体的长度变为2L，电阻变为2R；电流变为I；根据电流的微观表达式为I＝neSv，电子定向运动的平均速率变为0.5v；故A项错误；

B项，电压变为2U，电流变为2I，根据电流的微观表达式为I＝neSv，电子定向运动的平均速率变为2倍，故B项错误；

C项，导体横截面的直径变为2d，横截面积变为4倍，电阻变为0.25倍；电流变为4倍；根据电流的微观表达式为I＝neSv，电子定向运动的平均速率不变；故C项错误；

D项，导体横截面的直径变为0.5d，横截面积变为0.25倍，电阻变为4倍；电流变为0.25倍；根据电流的微观表达式为I＝neSv，电子定向运动的平均速率不变；故D项正确．

5.两根材料相同的均匀金属导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B金属导线中的自由电子定向移动的平均速率之比vA∶vB为(　　)

A．3∶2　　　　　　　 B．1∶3

C．2∶1   D．3∶1

答案　D

解析　A、B两端的电势差分别为6 V，4 V，电流相等，根据欧姆定律得，＝.

根据电阻定律得，R＝ρ，则S＝.

则横截面积之比＝×＝.

根据I＝neSv，I、n、e相同，v与S成反比，故vA∶vB＝SB∶SA＝3∶1.

6．(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)

A.电动机的输入功率为576 W B．电动机的内阻为4 Ω

C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N

答案　AD

解析　电动机的输入功率P入＝IU＝12×48 W＝576 W，故A项正确；电动机正常工作时为非纯电阻器件，不能用R＝计算内阻，故B项错；电动车速度最大时，牵引力F与阻力Ff大小相等，由P出＝Fvmax＝Ffvmax得F＝Ff＝＝ N＝63 N，故C项错误，D项正确．

7．(2018·长沙模拟)(多选)一额定功率为9 W、额定电压为9 V的小灯泡L和一直流电动机并联，与定值电阻R＝4 Ω串联后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变．当AB间接电压0.49 V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1 A；当AB间接电压15 V时，电动机转动起来、灯泡正常发光．则下列说法正确的是(　　)

A．电动机线圈电阻为1 Ω B．灯泡正常发光时电流表示数0.5 A

C．灯泡正常发光时电流表示数1 A D．电动机输出的机械功率4.25 W

答案　AD

解析　A项，根据P＝可知灯泡电阻RL＝＝ Ω＝9 Ω，当AB间接电压0.49 V时，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知R两端电压：UR＝IR＝0.1×4 V＝0.4 V，灯泡两端电压U1＝U－UR＝0.49 V－0.4 V＝0.09 V，通过灯泡的电流I1＝＝0.01 A，通过电动机的电流：I2＝0.1 A－0.01 A＝0.09 A，根据并联电路特点可知电动机线圈电阻r＝＝ Ω＝1 Ω；故A项正确；B项，当AB间接电压15 V时，灯泡正常发光，灯泡两端电压为UL＝9 V，通过灯泡的电流为IL＝1 A，则电动机两端电压为UM＝9 V，R两端电压为UR＝6 V，干路电流I＝＝ A＝1.5 A，电流表示数为1.5 A，通过电动机的电流为IM＝I－IL＝0.5 A，则此时电动机输出的机械功率：P＝ULIL－IM2r＝4.25 W．故B、C两项错误，D项正确．

8.(2018·定州市模拟)如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)的电流表，把两个电流表并连接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是(　　)

A．A1的指针半偏时，A2的指针满偏

B．A1的指针还没半偏时，A2的指针已经半偏

C．A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 A

D．A1的读数为1 A时，干路的电流I为1.2 A

答案　D

解析　A项，电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，知两表头也并联，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，A1的指针还没半偏时，A2的指针也没半偏，故A、B两项错误．C项，两电流表的内阻之比为1∶5，则电流之比为5∶1.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 A．故C项错误，D项正确．

9．(多选)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合稳定后(　　)

A．L1、L2、L3的电阻相同 B．L3两端的电压为L1的2倍

C．通过L3的电流是L1的2倍 D．L3消耗的功率为0.75 W

答案　BD

解析　A项，当开关S闭合稳定后，灯泡L3的电压等于3 V，由图读出其电流I3＝0.25 A，则灯泡L1的电阻R3＝＝12 Ω，灯泡L2、L1串联，电压等于1.5 V，由图读出其电流I2＝I3＝0.20 A，灯泡L2、L3的电阻均为R2＝＝7.5 Ω.故A、C两项错误，B项正确．

D项，功率P3＝U3I3＝0.75 W．故D项正确．

10．温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计，G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是(　　)

A．60 ℃   B．80 ℃

C．100 ℃   D．120 ℃

答案　D

解析　由图像知，当t1＝20 ℃时，热敏电阻的阻值R1＝4 kΩ，根据闭合电路欧姆定律I1＝，可解得Rg＝0.5 kΩ，又I2＝，可解得R2＝2 kΩ，结合图像得t2＝120 ℃，故选D项．

二、非选择题

11．图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为Ig＝600 μA，内阻为Rg＝180 Ω，是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空．

(1)图1中分流电阻Rp的阻值为________．

(2)在电表改装成后的某次校准测量中，表的示数如图2所示，由此读出流过电流表的电流为________ mA.此时流过分流电阻Rp的电流为________ mA(保留一位小数)．

答案　(1)1.8 Ω　(2)50　49.5

解析　(1)由于Rg和Rp并联，Rp＝＝1.8 Ω

(2)由图2知流过电流表的电流I为50 mA；

设此时流过表头的电流为Ig，流过RP的电流为IR，

∵加在表头和Rp上的电压相等，故有

IgRg＝IRRp①

I＝Ig＋IR②

由①②联立得：IR≈49.505 mA≈49.5 mA.

12．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线．

(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”)．

(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．

(4)定值电阻的阻值R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(结果取3位有效数字)

答案　(1)连线如图所示

(2)电流　电压

(3)黑

(4)1.00　880

解析　(1)根据电路图连接实物图，注意两表笔与表头的正负接线柱．

(2)根据“串联分压，并联分流”可知，当S断开时，多用电表测量电压；当S闭合时，多用电表测量电流．

(3)电流从红表笔流进多用电表，从黑表笔流出．从电路图中表头和表笔的接法可知电流从表笔A流出，所以A为黑表笔．

(4)当S断开时为电压表，此时R2＝－120 Ω＝880 Ω；当S闭合时为电流表，此时R1＝≈1.00 Ω.

13．(2015·课标全国Ⅰ)图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路．

(1)已知毫安表表头的内阻为100 Ω，满偏电流为1 mA；R1和R2为阻值固定的电阻．若使用a和b两个接线柱，电表量程为3 mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA.由题给条件和数据，可求出R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.

(2)现用—量程为3 mA、内阻为150 Ω的标准电流表Ⓐ对改装电表的3 mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0.电池的电动势为1.5 V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300 Ω和1 000 Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750 Ω和3 000 Ω.则R0应选用阻值为________ Ω的电阻，R应选用最大阻值为________ Ω的滑动变阻器．

(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻．图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路．则图中的d点应和接线柱________(填“b”或“c”)相连．判断依据是：____________________________

________________________________________________________________________.

答案　(1)15　35　(2)300　3 000

(3)c　若电流表无示数，则说明R2断路，若电流表有示数，则说明R1断路

解析　(1)若使用a和b两个接线柱，量程为3 mA，则通过R1的电流为2 mA，电流比为1∶2，所以电阻比为2∶1，可得R1＋R2＝Rg＝50 Ω.

若使用a和c两个接线柱，电表量程为10 mA，通过R1的电流为9 mA，电流比为1∶9，可得电阻比为9∶1，即R1＝(Rg＋R2)，整理可得R1＝15 Ω，R2＝35 Ω.

(2)根据电流表校准的刻度，可知电路中总阻值最大为＝3 000 Ω，最小阻值为＝500 Ω.若定值电阻选择为1 000 Ω，则无法校准3.0 mA；所以定值电阻选择300 Ω.由于最大阻值要达到3 000 Ω，所以滑动变阻器要选择3 000 Ω.

(3)因为只有一个损坏，所以验证R2是否损坏即可．所以d点应和接线柱“c”相连，若电流表无示数，则说明R2断路，若电流表有示数，则说明R1断路．