2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題10電路（含2023年高考真題）

PAGEPAGE2專題10電路1.[2022·全國卷Ⅱ]阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖1-所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為()圖1-A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)答案：C解析：由條件及電容定義式C＝eq\f(Q,U)可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C，那么eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2).S斷開時等效電路如圖甲所示甲U1＝eq\f(\f(R〔R＋R〕,〔R＋R〕＋R),R＋\f(R〔R＋R〕,〔R＋R〕＋R))·E×eq\f(1,2)＝eq\f(1,5)E；S閉合時等效電路如圖乙所示，乙U2＝eq\f(\f(R·R,R＋R),R＋\f(R·R,R＋R))·E＝eq\f(1,3)E，那么eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故C正確．2.[2022·江蘇卷]如圖1-所示的電路中，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個電阻的阻值已在圖中標出．閉合開關(guān)S，以下說法正確的有()圖1-A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A答案：AC解析：設(shè)四個電阻的等效電阻為R路，由eq\f(1,R路)＝eq\f(1,15Ω＋5Ω)＋eq\f(1,5Ω＋15Ω)得R路＝10Ω，由閉合電路歐姆定律知，I＝eq\f(E,R路＋r)＝eq\f(12V,10Ω＋2Ω)＝1A，設(shè)路端電壓為U，那么U＝IR路＝1A×10Ω＝10V，選項A正確；電源的總功率P＝EI＝12W，選項B錯誤；設(shè)電源負極電勢為0V，那么a點電勢φa＝0.5A×5Ω－0＝2.5V，b點電勢φb＝0.5A×15Ω－0＝7.5V，那么a、b兩點的電勢差Uab＝φa－φb＝2.5V－7.5V＝－5V，所以a、b間電壓的大小為5V，選項C正確；當將a、b兩點用導(dǎo)線連接后，由于導(dǎo)線沒有電阻，此時a、b兩點電勢相等，其等效電路圖如下圖．其中一個并聯(lián)電路的等效電阻為3.75Ω，顯然總電阻為9.5Ω，電流I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(24,19)A，應(yīng)選項D錯誤．J3電路綜合問題3.[2022·天津卷]如圖1-所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．以下說法正確的選項是()圖1-A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大C．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大D．假設(shè)閉合開關(guān)S，那么電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大答案：B解析：滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，總電阻也變大，而副線圈兩端的電壓沒有變化，所以干路中的電流減小，R1消耗的功率變小，A錯誤；干路中的電流變小，R1兩端的電壓變小，并聯(lián)電路的電壓變大，即電壓表V示數(shù)變大，B正確；由于變壓器副線圈干路中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表A1的示數(shù)變小，C錯誤；閉合開關(guān)S后，并聯(lián)電路的阻值變小，總電阻也變小，干路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，并聯(lián)電路的電壓變小，通過R2的電流變小，即電流表A2示數(shù)變小，因變壓器的功率變大，故電流表A1示數(shù)變大，D錯誤．4．[2022·天津卷]某同學(xué)想要描繪標有“3.8V，0.3A〞字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整．可供該同學(xué)選用的器材除了開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻等于3kΩ)電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻等于15kΩ)電流表A1(量程0～200mA，內(nèi)阻等于10Ω)電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻等于0.1Ω)滑動變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)滑動變阻器R2(0～1kΩ，額定電流0.5A)定值電阻R3(阻值等于1Ω)定值電阻R4(阻值等于10Ω)定值電阻R5(阻值等于1kΩ)電源E(E＝6V，內(nèi)阻不計)①請畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁．②該同學(xué)描繪出的I-U圖像應(yīng)是圖中的________．圖1-答案：①電路如圖1-所示②B圖1-解析：①電壓表V1和定值電阻R5串聯(lián)，可改裝成量程為0～4V的電壓表，電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)，可改裝成量程為0～0.4A的電流表，待測小燈泡的電阻很小，故電流表采用外接法．②小燈泡的電阻隨著溫度的升高而變大，所以B正確．5.[2022·浙江卷]某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖1是實物的局部連線圖，待測電阻為圖2中的R1，其阻值約為5Ω.圖1-8(1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________(填“a〞或“b〞)、導(dǎo)線②連接________(填“c〞或“d〞)．(2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為________Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、外表為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長是R1的eq\f(1,10)，假設(shè)測R2的阻值，那么最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項)．A．①連接a，②連接cB．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接cD．①連接b，②連接d答案：(1)ad(2)如下圖4.4～4.7(3)B解析：(1)因電壓表的內(nèi)阻遠大于待測電阻的阻值，故采用電流表外接法，又知滑動變阻器采用分壓電路接線，故測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a、導(dǎo)線②連接d.(2)作圖如下圖，那么R2＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.2,0.5)Ω＝4.4Ω.(3)根據(jù)電阻定律可得R＝ρeq\f(L,dL)＝eq\f(ρ,d)，故R2＝R1，要測R2的阻值，與測量R1一樣，最優(yōu)的連線應(yīng)①連接a，②連接d，故B正確．6.[2022·北京卷]某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合．為使實驗結(jié)果盡可能準確，最不可取的一組器材是()A．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器B．一個伏特表和多個定值電阻C．一個安培表和一個電阻箱D．兩個安培表和一個滑動變阻器答案：D解析：由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋Ir，經(jīng)變形可得U＝－rI＋E.測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗通過改變外電路的電阻可以得到多組I和U，再通過描點法得到U-I圖像，圖像的斜率k＝－r，從而得到r＝－k，圖像的縱截距b＝E.選項A中可以通過安培表和伏特表的讀數(shù)得到外電壓和干路電流，如下圖，所以選項A可?。x項B中可以通過伏特表的讀數(shù)和假設(shè)干定值電阻的實際阻值大小計算出干路的電流大小，實驗電路圖如下圖，所以選項B可?。x項C中可以通過安培表的讀數(shù)和電阻箱的取值得到外電壓的大小，實驗電路圖如下圖，所以選項C可?。x項D中無法得到外電壓，所以選項D不可?。?．[2022·四川卷]Ⅱ.J7用如圖1-所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干．實驗主要步驟：(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；(ii)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；(iii)以U為縱坐標，I為橫坐標，作U-I圖線(U、I都用國際單位)；(iv)求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.圖1-答復(fù)以下問題：(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值．答案：(1)AC(2)C(3)kak－R2解析：(1)電壓表內(nèi)阻越大，分得的電流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的A電壓表；當滑動變阻器接入電路阻值最小時通過電流表電流最大，此時通過電流表電流大小約為I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)≈176mA，所以選量程為200mA的C電流表．(2)由電路分析可知，滑片從左向右滑動，電壓表示數(shù)變大，意味著滑動變阻器接入電路局部的阻值增大，一導(dǎo)線接金屬桿左端，一導(dǎo)線接電阻絲左端，那么滑片從左向右滑動時阻值增大，符合題意．(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，比照U-I圖線可知，圖像斜率的絕對值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq\f(E,r＋R2)＝eq\f(E,k)，圖線在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝eq\f(E,k)，那么E＝ka.8.[2022·全國卷Ⅰ]現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度到達或超過60℃時，系統(tǒng)報警．提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線假設(shè)干．在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω.(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線．圖1-(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器________(填“R1〞或“R2〞)．(3)按照以下步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a〞或“b〞)端附近，不能置于另一端的原因是________．②將開關(guān)向________(填“c〞或“d〞)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________．(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用．答案：(1)連線如下圖(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞②c報警器開始報警解析：(1)電路如下圖．(2)在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞，可知外電阻的取值范圍是eq\f(18,20×10－3)Ω＝900Ω≤R≤eq\f(18,10×10－3)Ω＝1800Ω.報警器的電阻是650.0Ω，所以滑動變阻器阻值的取值范圍在250Ω到1150Ω之間，所以滑動變阻器應(yīng)該選R2.(3)電阻箱代替報警器工作時的熱敏電阻，阻值應(yīng)為650.0Ω，滑動變阻器剛開始應(yīng)置于b端，假設(shè)置于另一端，接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞；實驗調(diào)試時，將開關(guān)置于c端，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，直至報警器開始報警．9.[2022·北京卷](1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖1-為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力________(選填“增強〞或“減弱〞)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更________(選填“敏感〞或“不敏感〞)．圖1-解析：由題目圖像可知，隨溫度升高熱敏電阻的阻值明顯減小，所以導(dǎo)電能力增強．又由圖像可知，隨溫度變化，熱敏電阻的電阻變化更明顯，所以更加敏感．10.[2022·全國卷Ⅱ]某同學(xué)利用圖(a)所示電路測量量程為2.5V的電壓表V的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動勢3V)，開關(guān)1個，導(dǎo)線假設(shè)干．實驗步驟如下：圖1-①按電路原理圖(a)連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，記下電阻箱的阻值．答復(fù)以下問題：(1)實驗中應(yīng)選擇滑動變阻器________(填“R1〞或“R2〞)．(2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線．圖1-(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，假設(shè)認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω(結(jié)果保存到個位)．(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)．A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA答案：(1)R1(2)連線如下圖(3)2520(4)D解析：(1)此實驗的實驗原理類比于半偏法測電表內(nèi)阻的實驗，電壓表所在支路的總電壓應(yīng)該盡量不變化，故滑動變阻器應(yīng)選最大阻值小的即選R1.(3)近似認為電壓表所在支路的總電壓不變，且流過電壓表與電阻箱的電流相等，由串聯(lián)分壓特點知eq\f(2,RV)＝eq\f(2.5－2,R)，那么RV＝4R＝2520Ω.(4)因電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成，表頭允許的最大電流不會因此改變，那么由歐姆定律可知，I滿＝eq\f(U滿,RV)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA.11.[2022·全國卷Ⅲ]某同學(xué)用圖1-中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗．兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直．圖1-(1)在圖中畫出連線，完成實驗電路．要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動．(2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時具有更大的速度，有人提出以下建議：A．適當增加兩導(dǎo)軌間的距離B．換一根更長的金屬棒C．適當增大金屬棒中的電流其中正確的選項是________(填入正確選項前的標號)．答案：(1)連線如下圖(2)AC解析：(1)限流式接法要求滑動變阻器接線時只能連接“一上一下〞兩個接線柱；磁鐵N極位于上方，說明磁感線向下；開關(guān)閉合后，金屬棒往右運動，說明棒受到向右的安培力；由左手定那么可知，電流應(yīng)垂直紙面向外(ab指向a1b1)；所以應(yīng)按“電源正極→開關(guān)→滑動變阻器下接線柱→滑動變阻器上接線柱→電流表→ab→a1b1→電源負極〞的順序連接回路．(2)由動能定理BIL·s＝eq\f(1,2)mv2－0可知，要增大金屬棒離開導(dǎo)軌時的速度v，可以增大磁感應(yīng)強度B、增大電流I、增大兩導(dǎo)軌間的距離L或增大導(dǎo)軌的長度s；但兩導(dǎo)軌間的距離不變而只是換一根更長的金屬棒后，等效長度L并不會發(fā)生改變，但金屬棒的質(zhì)量增大，故金屬棒離開導(dǎo)軌時的速度v減小．12.[2022·江蘇卷]小明同學(xué)通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關(guān)系．該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω，R隨t的升高而增大．實驗電路如下圖，控溫箱用以調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度．實驗時閉合S，先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度t1，t2，…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，….然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表