2021高考物理一輪復習核心素養(yǎng)測評二十四電路電路的基本規(guī)律含解析魯科版

1、電路電路的基本規(guī)律(45分鐘100分)一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分,16題為單選題,79題為多選題)1.下列關(guān)于電源電動勢的說法,正確的是()a.電路中每通過2 c的電荷量,電池提供的電能是4 j,那么這個電池的電動勢是0.5 vb.電源的路端電壓增大時,其電源電動勢一定也增大c.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化,電源電動勢不變d.電源的電動勢越大,電源所能提供的電能就越多【解析】選c。電路中通過q=2 c的電荷量,電池提供的電能w=4 j,根據(jù)電動勢的定義式e=wq得電動勢e=2 v,a項錯誤;電動勢表征電源本身的特性,與外電路無關(guān),當電源的路端電壓增大時,電源電動勢不變,b項錯

2、誤,c項正確;電動勢越大,電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大,不能說電源所能提供的電能就越多,d項錯誤。2.如圖所示,電源a的電壓為6 v,電源b的電壓為8 v,電容器的電容為200 pf,當開關(guān)s合向a,穩(wěn)定后再合向b,再次達到穩(wěn)定,則在這個過程中通過電流計的電荷量為()a.410-9 cb.1.210-9 cc.1.610-9 cd.2.810-9 c【解析】選d。開關(guān)s合向a穩(wěn)定時,電容器的電壓為u1=6 v,電荷量為q1=cu1=210-106 c=1.210-9 c。開關(guān)s合向b穩(wěn)定時,電容器的電壓為u2=8 v,電荷量為q2=cu2=210-108 c=1.610-9 c。電

3、容器兩極板電性改變,故通過電流計的電荷量為q=q1+q2=2.810-9 c。3. (2020上饒模擬)如圖所示,電源內(nèi)阻為r,燈l1、l2的電阻分別為r1、r2,滑動變阻器最大阻值為r0。假設(shè)燈的電阻不變,某同學合上開關(guān)后,將變阻器滑片p由a端向b端移動時,則()a.若r2r0,l2亮度一定先變亮后變暗b.若r2r0,電源的輸出功率一定逐漸變大c.若r2r0,l1亮度一定先變暗后變亮d.若r2r0時,燈l2與滑動變阻器的左部分串聯(lián)的總電阻一定大于右部分的電阻,當變阻器的滑片p由a端向b端移動時,總電阻增大,所以總電流減小,所以通過燈l1的電流減小,所以l1變暗,通過l2的電流變大,l2變亮,

4、因不知道電源內(nèi)阻與外電阻的大小關(guān)系,所以電源的輸出功率無法判斷,故a、b均錯誤。當r2r乙r丙,且r乙=r,則對比將r先后接在這三個電源上的情況,下列說法中正確的是()a.接在甲電源上時,電源總功率最大b.接在乙電源上時,電源輸出功率最大c.接在丙電源上時,電源輸出功率最大,且電源效率最高d.若r2=r甲r丙,則接在甲、丙電源上時,兩電源內(nèi)電阻的熱功率相等【解析】選c、d。三個電源的電動勢e相同,而電阻r甲r=r乙r丙,根據(jù)閉合電路歐姆定律得i=er+r,r接在電源上時,電源的總功率為p總=e2r+r,則丙電源的總功率最大,a錯誤;電源的輸出功率p出=i2r=(er+r)2r,電源的效率=p出

5、p總100%=rr+r100%,r丙最小,故接在丙電源上時,電源的輸出功率最大,電源效率最高,b錯誤,c正確;電源的內(nèi)電阻消耗的功率為p內(nèi)=i2r=(er+r)2r,將r2=r甲r丙,代入得p內(nèi)甲=p內(nèi)丙=e2(r甲+r丙)2,d正確。8.如圖所示,c1=6 f,c2=3 f,r1=3 ,r2=6 ,電源電動勢e=18 v,內(nèi)阻不計。下列說法正確的是()a.開關(guān)s斷開時,a、b兩點電勢相等b.開關(guān)s閉合后,a、b兩點間的電流是2 ac.開關(guān)s斷開時c1帶的電荷量比開關(guān)s閉合后c1帶的電荷量大d.不論開關(guān)s斷開還是閉合,c1帶的電荷量總比c2帶的電荷量大【解析】選b、c。s斷開時外電路處于斷路狀

6、態(tài),兩電阻中無電流通過,電阻兩端電勢相等,由圖知a點電勢與電源負極電勢相等,而b點電勢與電源正極電勢相等,a錯誤。s斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢,而c1c2,由q=cu知此時q1q2,當s閉合時,穩(wěn)定狀態(tài)下c1與r1并聯(lián),c2與r2并聯(lián),電路中電流i=er1+r2=2 a,此時兩電阻兩端電壓分別為u1=ir1=6 v,u2=ir2=12 v,則此時兩電容器所帶電荷量分別為q1=c1u1=3.610-5 c,q2=c2u2=3.610-5 c,對電容器c1來說,s閉合后其兩端電壓減小,所帶電荷量也減小,故b、c正確,d錯誤。9. (2019南開區(qū)模擬)在如圖所示電路中,閉合電鍵s,當滑

7、動變阻器的滑動觸頭p向下滑動時,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用i、u1、u2和u3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用i、u1、u2和u3表示,下列比值正確的是()a. u1i不變,u1i不變b.u2i變大,u2i變大c.u2i變大,u2i不變d.u3i變大,u3i不變【解析】選a、c、d。根據(jù)歐姆定律得知:u1i=u1i=r1。故當滑動變阻器的滑動觸頭p向下滑動時,u1i、u1i均不變。故a正確。u2i=r2,變大。根據(jù)閉合電路歐姆定律得:u2=e-i(r1+r),則有u2i=r1+r,不變。故b錯誤,c正確。u3i=r1+r2,變大。根據(jù)閉合電路歐姆定律得:u3=e-ir,則有

8、u3i=r,不變。故d正確。二、計算題(16分,需寫出規(guī)范的解題步驟)10.如圖所示電路,電源電動勢e=3 v,內(nèi)阻r=1 ,兩個定值電阻阻值r1=r2=2 ,電容器的電容c=20 f。開關(guān)全部閉合時,一顆帶電油滴恰能在極板間靜止。取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)極板的帶電荷量大小;(2)電源的效率;(3)斷開開關(guān)s2(認為電容器充放電過程極快完成),油滴加速度的大小和方向?！窘馕觥?1)回路電流i=er1+r=1 a電容器兩板間電壓u=ir1=2 v電容器帶電荷量q=cu=410-5 c(2)電源輸出功率p=iu=2 w電源總功率p總=ie=3 w電源效率=pp總100%66.7%

9、(3)設(shè)油滴帶電荷量為q,極板間距為d開始時qud=mg后來qed-mg=ma解得a=5 m/s2,方向豎直向上答案:(1)410-5 c(2)66.7%(3)5 m/s2方向豎直向上【加固訓練】三只燈泡l1、l2和l3的額定電壓分別為1.5 v、1.5 v和2.5 v,它們的額定電流都為0.3 a。若將它們連接成圖甲、圖乙所示電路,且燈泡都正常發(fā)光。 (1)試求圖甲電路的總電流和電阻r2消耗的電功率;(2)分別計算兩電路電源提供的電功率,并說明哪個電路更節(jié)能?！窘馕觥?1)由題意,在圖甲電路中:電路的總電流i總=il1+il2+il3=0.9 au路端=e-i總r=2.55 vur2=u路端

10、-ul3=0.05 vir2=i總=0.9 a電阻r2消耗的功率pr2=ir2ur2=0.045 w(2)圖甲電源提供的電功率p總=i總e=0.93 w=2.7 w圖乙電源提供的電功率p總=i總e=0.36 w=1.8 w由于燈泡都正常發(fā)光,兩電路有用功率相等,而p總p總所以,圖乙電路比圖甲電路節(jié)能。答案:(1)0.9 a0.045 w(2)2.7 w1.8 w乙電路更節(jié)能11.(10分)(多選)某電路如圖所示,電源電動勢為e、內(nèi)阻為r,定值電阻分別為r1、r2,電位器(滑動變阻器)為r,l1是小燈泡,電壓表和電流表都為理想電表。閉合開關(guān),當電位器的觸片由a端滑向b端時,則下列說法正確的是()

11、a.小燈泡l1將變亮b.電壓表的示數(shù)與電流表a1示數(shù)的比值將變大c.電流表a1的示數(shù)將變大d.電源的電功率將變大【解析】選a、c、d。當電位器的觸片滑向b端時,電位器接入電路的電阻變小,外電路總電阻變小,由閉合電路歐姆定律知,總電流變大,電流表a1的示數(shù)將變大,路端電壓變小,通過r1、r2的電流變小,通過小燈泡l1所在支路電流變大,小燈泡l1將變亮,故a、c正確。電壓表的示數(shù)與電流表a1示數(shù)的比值等于外電路總電阻,可知該比值變小,故b錯誤?？傠娏髯兇?由p=ei知,電源的電功率將變大,故d正確。12.(20分)(2018北京高考)如圖甲所示,用電動勢為e、內(nèi)阻為r的電源,向滑動變阻器r供電。改變變阻器r的阻值,路端電壓u與電流i均隨之變化。(1)以u為縱坐標,i為橫坐標,在圖乙中畫出變阻器阻值r變化過程中u-i圖象的示意圖,并說明u-i圖象與兩坐標軸交點的物理意義。(2)a.請在圖乙畫好的u-i關(guān)系圖線上任取一點,畫出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率。b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請寫出電源電動勢定義式,并結(jié)合能量守恒定律證明:電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。【解析】(1)u-i圖象如圖所示,其中圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢,與橫軸交點的坐標值為短路電流。(2)a.如圖所示b.電