2018年高考考点完全题物理考点通关练：考点28 电路的基本概念 部分电路欧姆定律 Word版含解析

这是一份2018年高考考点完全题物理考点通关练：考点28 电路的基本概念 部分电路欧姆定律 Word版含解析，共16页。试卷主要包含了基础与经典，真题与模拟等内容，欢迎下载使用。

考点28　电路的基本概念　部分电路欧姆定律
考点名片
考点细研究：(1)部分电路的欧姆定律、电阻定律；(2)伏安特性曲线；(3)电功、电功率、电热等。其中考查到的如：2015年安徽高考第17题、2015年浙江高考第14题、2015年北京高考第19题、2013年安徽高考第19题、2012年上海高考第13题、2012年浙江高考第17题等。
备考正能量：本部分单独命题的较少，大多在实验题、选择题中与其他知识综合考查，伏安特性曲线与数学知识结合是高考的热点。预计今后高考命题形式主要是选择题和实验题，侧重于运用部分电路欧姆定律与伏安特性曲线解决实际问题。



一、基础与经典
1．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U­I图象应是图(　　)


答案　B
解析　小灯泡的电阻随温度的升高而增大，在U­I图象中O点与图象上一点的连线的斜率反映电阻的大小，故B正确。
2．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动。关于该环形电流的说法，正确的是(　　)
A．电流为，电流的方向为顺时针
B．电流为，电流的方向为顺时针
C．电流为，电流的方向为逆时针
D．电流为，电流的方向为逆时针
答案　C
解析　电流I＝＝＝，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，C正确。
3．如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2。关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是(　　)

A．ρa是ρb的2倍 B．ρa是ρc的2倍
C．ρb是ρc的2倍 D．ρc是ρa的2倍
答案　C
解析　设a的长度为L，截面积为S，因为R＝，而R＝ρ，所以＝，即＝1，故ρb＝2ρa；同理＝＝，所以＝，故ρa＝ρc，由上述可知ρb＝2ρc，C正确。
4．(多选)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路。已知R1阻值较大，R2阻值较小，则(　　)

A．图甲中R1作细调 B．图甲中R1作粗调
C．图乙中R2作细调 D．图乙中R2作粗调
答案　BD
解析　串联电路中电流相等，电压与电阻成正比，阻值大的电阻分压大，可调节范围大，因此作粗调，选项A错误，B正确；并联时两变阻器两端的电压相等，通过的电流与电阻值成反比，阻值小，通过的电流大，可调节范围大，因此作粗调，故选项C错误，D正确。
5. (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：串接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正确；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。
6. 如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I。图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2。小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(　　)

A. B. C. D.
答案　B
解析　本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解。由电阻的定义式R＝可知，B正确，其他选项错误。要特别注意此处R≠。
7. (多选)如图所示，电阻R＝20 Ω，电动机线圈的电阻R′＝10 Ω。当开关断开时，电流表的示数是I，电路中消耗的电功率为P。开关闭合后，电动机转动起来，若保持电路两端的电压不变，则此时电流表的示数I′和电路中消耗的电功率P′应是(　　)

A．I′＝3I B．I′<3I C．P′＝3P D．P′<3P
答案　BD
解析　开关断开时，由I＝得U＝IR＝20I, P＝IU。开关闭合后，若电动机不转动，则电路为纯电阻电路，此时R总＝＝ Ω，I′＝＝3I，P′＝3IU＝3P，但题中已说明电动机转动起来，故电路不是纯电阻电路，所以I′<3I，P′<3P。A、C错误，B、D正确。

8．(多选)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是(　　)

A．R1中的电流小于R2中的电流
B．R1中的电流等于R2中的电流
C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率
D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率
答案　BD
解析　设正方形的边长为L、导体厚度为d，则I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I＝，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确。
9．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)

A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的电功率为0.75 W
C．L2的电阻为12 Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1
答案　BD
解析　由题意知流过L1的电流为0.25 A，由题图乙知此时U1＝3.0 V，故P1＝0.25×3.0 W＝0.75 W，B正确；流过L2与L3的电流均为0.125 A，由题图乙知此时L2、L3两端电压小于0.5 V，故A、C错误，D正确。
10．(多选)如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间的关系正确的是(　　)

A．U甲>U乙 B．U甲＝4U乙
C．R甲＝4R乙 D．R甲＝2R乙
答案　AC
解析　设灯泡正常工作时电压为U，电流为I，则U甲I＝U乙×2I，则U甲＝2U乙，A正确，B错误；由于两电路的总功率相等，四个灯泡均正常发光，则两电阻消耗的电功率相等，根据I2R甲＝(2I)2R乙得R甲＝4R乙，C正确，D错误。
二、真题与模拟
11. 2015·安徽高考]一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v, 则金属棒内的电场强度大小为(　　)

A. B. C．ρnev D.
答案　C
解析　根据E＝，U＝IR，I＝neSv，R＝ρ，得到E＝nevρ，选项C正确。
12．2015·浙江高考]下列说法正确的是(　　)
A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比
D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
答案　C
解析　电流通过导体的热功率P＝I2R，与电流的平方成正比，A错误。力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上发生位移，作用时间再长，做功也为零，B错误。由C＝可知，电容器的电容C由电容器本身的性质决定，因此电容器的带电量Q＝CU，与两板间的电势差成正比，C正确。弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，D错误。
13．2015·北京高考] 如图所示，其中电流表的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是 (　　)

A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
答案　C
解析　接线柱接1、2时，IgRg＝I1R1，得I1＝2Ig，I＝Ig＋I1＝3Ig，故每格表示0.06 A，A、B错误。接线柱接1、3时，与R1并联再与R2串联，I＝Ig＋I1＝3Ig，每格表示0.06 A，C正确，D错误。
14．2017·唐山模拟]功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　)
A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h
C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
答案　B
解析　每户两只白炽灯被两只LED灯替换后，节约电功率为120 W－20 W＝100 W，每天按照五个小时用电计算，节电0.5 kW·h，全年按照360天计算，节电180 kW·h，全国按照四亿家庭计算，节电7.2×1010 kW·h，故选项B正确。
15．2017·正定期末]当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　)
A．3 V,1.8 J B．3 V,3.6 J
C．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J
答案　D
解析　当电阻两端加上某一稳定电压U时：q＝It＝0.3 C，W＝UIt＝0.9 J，所以U＝＝3 V。
当电阻两端加上另一稳定电压U′时：q′＝I′t＝0.6 C，所以I′＝2I，所以U′＝I′R＝2IR＝2U＝6 V，W′＝U′I′t＝2U·2It＝4×0.9 J＝3.6 J，D正确。
16．2016·莱芜模拟] 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R的合理表达式应为(　　)

A．R＝ B．R＝
C．R＝ D．R＝
答案　B
解析　根据R＝ρ，从单位上看，答案中，分子应是长度单位，而分母应是面积单位，只有A、B符合单位，C、D错误；再代入特殊值，若b＝a，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有B正确，A错误。
17．2016·合肥质检] (多选)如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的R­I图象。现将甲、乙串联后接入电路中，则(　　)

A．甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小
B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大
C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少
D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小
答案　BC
解析　将甲、乙串联接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率，B正确；由I＝知甲两端的电压比乙大，A错误；根据Q＝I2Rt，知乙产生的焦耳热少，C正确；由P＝I2R知甲消耗的电功率比乙大，D错误。
18．2016·黄冈第一次大联考](多选)截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是(　　)
A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
答案　BC
解析　根据电流I的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：I＝neSv＝＝S，所以v＝。由此可知电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率v加倍，A项错误；导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减半，B正确；导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率v不变，C项正确，D项错误。
19．2016·上海闸北区统考]如图所示电路中，电源电动势E＝80 V，内阻r＝5.6 Ω，R1＝6000 Ω，R2＝4000 Ω，R3＝0.3 Ω，R4＝6000 Ω，R5＝0.1 Ω，R6＝0.2 Ω，R7＝8000 Ω，估算R7消耗的功率为 (　　)

A．80 W B．8 W C．0.8 W D．0.08 W
答案　C
解析　根据“大电阻与小电阻并联，其等效电阻小于小电阻；大电阻与小电阻串联，其等效电阻大于大电阻”知R7中电流近似为I＝＝0.01 A，R7消耗的功率P＝I2R7＝0.8 W，C正确。
20．2016·哈师大附中一模]某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝30 Ω。则下列结论正确的是(　　)

A．通过R3的电流为0.5 A，方向从a→b
B．通过R3的电流为0.5 A，方向从b→a
C．通过电流表的电流为0.5 A，电流表“＋”接线柱在右边
D．通过电流表的电流为1.5 A，电流表“＋”接线柱在左边
答案　B
解析　R1两端的电压U1＝I1R1＝2×10 V＝20 V，R2两端的电压U2＝I2R2＝(3－2)×5 V ＝5 V，所以R3两端的电势差Uab＝U2－U1＝5 V－20 V＝－15 V，b点电势高，电流由b→a，I3＝＝0.5 A，A错误，B正确；电流表中的电流方向应该向右，大小IA＝I2－I3＝0.5 A，C、D均错误。

一、基础与经典
21．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A。求电动机正常工作时的输出功率是多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
答案　1.5 W　8 W
解析　当电动机转子不动时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在该电阻上产生热能，输入的电功率P电＝P热＋P机。
接U＝0.2 V电压，电机不转，电流I＝0.4 A，
根据欧姆定律，线圈电阻R＝＝＝0.5 Ω。
当接U′＝2.0 V电压时，电流I′＝1.0 A，
故输入电功率P电＝U′I′＝2.0×1.0 W＝2.0 W。
热功率P热＝I′2R＝(1.0)2×0.5 W＝0.5 W。
输出功率即机械功率P机＝P电－P热 ＝(2.0－0.5) W＝1.5 W。
如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P热′＝＝ W＝8 W。
22. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。试求：

(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
答案　(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg
解析　(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110) V＝50 V，流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A，即通过电动机的电流，IM＝IR＝5 A。
(2)电动机的分压UM＝UV＝110 V，输入电动机的功率P电＝IMUM＝550 W。
(3)电动机的发热功率P热＝Ir＝20 W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，又因P出＝mgv，所以m＝＝53 kg。
二、真题与模拟
23．2014·福建高考] 如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽为d、高为h，上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子)，且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。

(1)求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小U0；
(2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化Δp；
(3)调整矩形管道的宽和高，但保持其他量和矩形管道的横截面积S＝dh不变，求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比的值。
答案　(1)Bdv0　(2)　(3)　
解析　(1)设带电离子所带的电荷量为q，当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时，U0保持恒定，有qv0B＝q，
解得U0 ＝Bdv0。
(2)设开关闭合前后，管道两端压强差分别为p1、p2，液体所受的摩擦阻力均为f，开关闭合后管道内液体受到的安培力F安，有p1hd＝f，p2hd＝f＋F安，F安＝BId，
根据欧姆定律，有I＝，
两导体板间液体的电阻r＝ρ，
解得Δp＝p2－p1＝。
(3)电阻R获得的功率P＝I2R，P＝2R，
当＝时，电阻R获得的最大功率Pm＝。
24．2016·山西模拟]四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4 Ω。已知水的密度为1×103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。求：
(1)电动机内阻消耗的热功率；
(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
答案　(1)1×103 W (2)2×104 s
解析　(1)设电动机的电功率为P，则P＝UI，
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则Pr＝I2r，
代入数据解得Pr＝1×103 W。
(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t。
已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则M＝ρV，
设河水增加的重力势能为ΔEp，则ΔEp＝Mgh，
设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr，
根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp，
代入数据解得t＝2×104 s。
25．2017·湖北高三联考]如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm。电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？(取g＝10 m/s2)

答案　8 Ω
解析　小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零。设两板间电压为UAB，由动能定理得－mgd－qUAB＝0－mv，所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝8 V。
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I＝＝1 A，滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝＝8 Ω。