備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點37 電路的基本概念和規(guī)律(含解析)
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1、 電路的基本概念和規(guī)律 一、電流 1.電流 (1)定義:電荷的定向移動形成電流。 (2)條件:①有自由移動的電荷;②導(dǎo)體兩端存在電壓。 注意:形成電流的微粒有三種:自由電子、正離子和負離子。其中金屬導(dǎo)體導(dǎo)電時定向移動的電荷是自由電子,液體導(dǎo)電時定向移動的電荷是正離子和負離子,氣體導(dǎo)電時定向移動的電荷是電子、正離子和負離子。 (3)公式 ①定義式:,q為在時間t內(nèi)穿過導(dǎo)體橫截面的電荷量。 注意:如果是正、負離子同時定向移動形成電流,那么q是兩種離子電荷量的絕對值之和。 ②微觀表達式:I=nSve,其中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù),q為每個自由電荷的電荷量,S為導(dǎo)體的橫
2、截面積,v為自由電荷定向移動的速度。 (4)方向:規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向,與負電荷定向移動的方向相反。 注意:電流既有大小又有方向,但它的運算遵循算術(shù)運算法則,是標量。 (5)單位:國際單位制中,電流的單位是安培(A),常用單位還有毫安(mA)、微安(μA),1 mA=10–3 A,1 μA=10–6 A。 2.電流的分類 方向不改變的電流叫直流電流;方向和大小都不改變的電流叫恒定電流;方向周期性改變的電流叫交變電流。 3.三種電流表達式的比較分析 公式 適用范圍 字母含義 理解 定義式 一切電路 q:①通過整個導(dǎo)體橫截面的電荷量,不是單位面積
3、上的電荷量;②當異種電荷反向通過某橫截面時,所形成的電流是同向的,應(yīng)是q=|q1|+|q2| 反應(yīng)了I的大小,但不能說I∝q,I正比 微觀式 I=nSve 一切電路 n:導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) q:每個自由電荷的電荷量 S:導(dǎo)體的橫截面積 n:自由電子定向移動的速度 從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小 決定式 金屬、電解液 U:導(dǎo)體兩端的電壓 R:電體本身的電阻 I由U、R決定,I∝U,I正比 二、電源的電動勢 1.電源:通過非靜電力做功使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2.電動勢 (1)定義:電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把
4、1 C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。 (2)表達式:。 (3)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。 注意:電動勢由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無關(guān),跟外電路無關(guān)。 (4)方向:電動勢雖然是標量,但為了研究電路中電勢分布的需要,規(guī)定由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向(即電勢升高的方向)為電動勢的方向。 (5)電動勢與電勢差的比較 電動勢 電勢差 物理意義 反應(yīng)電源內(nèi)部非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的情況 反應(yīng)電路中電場力做功把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的情況 定義式 E=W/q W為電源的非靜電力把正電荷從電源內(nèi)部由負極
5、移到正極所做的功 U=W/q W為電場力把電荷從電源外部由正極移到負極所做的功 量度式 E=IR+Ir=U外+U內(nèi) U=IR 測量 利用歐姆定律間接測量 利用電壓表測量 決定因素 與電源的性質(zhì)有關(guān) 與電源、電路中的用電器有關(guān) 特殊情況 當電源斷開時,路段電壓值=電源的電動勢 三、電阻、電阻定律 1.電阻 (1)定義式:。 (2)物理意義:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。 2.電阻定律:。 3.電阻率 (1)物理意義:反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量,是導(dǎo)體材料本身的屬性。 (2)電阻率與溫度的關(guān)系 ①金屬的電阻率隨溫度的升高而增大; ②半導(dǎo)體
6、的電阻率隨溫度的升高而減小; ③超導(dǎo)體:當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小為零,成為超導(dǎo)體。 4.對電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用 (1)電阻與電阻率的區(qū)別 ①電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量,電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大。電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率小的材料導(dǎo)電性能好。 ②導(dǎo)體的電阻大,導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差;導(dǎo)體的電阻率小,電阻不一定小,即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定小。 ③導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。 (2)電阻的決定式和定義式的區(qū)別 公式 區(qū)別 電阻定律的決定式 電阻的定義式 說明了
7、電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關(guān) 只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 (3)導(dǎo)體形變后電阻的分析方法 某一導(dǎo)體的形狀改變后,討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點: ①導(dǎo)體的電阻率不變。 ②導(dǎo)體的體積不變,由V=LS可知L與S成反比。 ③在ρ、L、S都確定之后,應(yīng)用電阻定律求解。 (4)應(yīng)用電阻定律時應(yīng)注意的問題: ①對于輸電線路的電阻,注意是兩條導(dǎo)線的總電阻,輸電線的長度等于兩地距離的2倍。 ②利用比值法求解是解題的一種重要方法,可消除較多的未知量。 ③對于導(dǎo)體的長度變化問題,求電阻時,注意中的S是否變化。
8、 四、部分電路歐姆定律 1.部分電路歐姆定律 (1)內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比。 (2)表達式:。 (3)適用條件:金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電的純電阻電路,即將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路。 注意:歐姆定律“二同” ①同體性:指I、U、R三個物理量必須對應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體。 ②同時性:指U和I必須是導(dǎo)體上同一時刻的電壓和電流。 2.歐姆定律不同表達式的物理意義 (1)是歐姆定律的數(shù)學表達式,表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比,與電阻R成反比。 (2)公式是電阻的定義式,它表明了一種測量電阻的方法,不能錯誤地認為“電阻跟電壓成正比,跟電流
9、成反比”。
3.伏安特性曲線
(1)定義:縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U的關(guān)系圖象。
(2)線性元件:伏安特性曲線是直線,歐姆定律適用的電學元件。
(3)非線性元件:伏安特性曲線為曲線,且歐姆定律不適用的電學元件。
4.對伏安特性曲線的理解
(1)圖中,圖線a、b表示線性元件,圖線c、d表示非線性元件。
(2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越大,電阻越小,故Ra 10、是電阻的倒數(shù)。
②要區(qū)分是I–U圖線還是U–I圖線。
③對線性元件,對非線性元件。應(yīng)注意,線性元件不同狀態(tài)時比值不變,非線性元件不同狀態(tài)時比值不同。
五、電功、電功率、焦耳定律
1.電功
(1)定義:電場中電場力移動電荷做的功叫做電功,即通常所說的電流做的功。
(2)公式:W=qU=IUt(適用于任何電路),在純電阻電路中,根據(jù)歐姆定律有W=I2Rt=t。
(3)單位:國際單位是焦耳(J),常用單位是度(kW·h),1 kW·h=3.6×106 J。
(4)意義:電流做功的過程實質(zhì)是電荷的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。
2.電功率
(1)定義:單位時間內(nèi)電流做的功叫做電功 11、率。
(2)公式:(適用于任何電路),在純電阻電路中,根據(jù)歐姆定律有。
(3)單位:國際單位是瓦特,簡稱瓦(W),常用單位是千瓦(kW),1 kW=103 W。
3.焦耳定律
(1)焦耳定律
①內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。
②公式:Q=I2Rt。
(2)熱功率
①定義:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為熱功率。
②公式:。
③單位:國際單位是瓦特,簡稱瓦(W)。
4.電功和電熱問題
5.電功和電熱的處理方法
(1)P=UI、W=UIt、Q=I2Rt,在任何電路中都能使用。在純電阻電路中,W=Q,UIt=I2Rt,在非純電 12、阻電路中,W>Q,UIt>I2Rt。
(2)在非純電阻電路中,由于UIt>I2Rt,即U>IR,歐姆定律不再成立。
(3)處理非純電阻電路的計算問題時,要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解。
(4)在解答這類問題時,很多同學沒有辨明用電器是純電阻還是非純電阻,就直接用歐姆定律求解,導(dǎo)致錯誤。
6.純電阻電路和非純電阻電路的比較
純電阻電路
非純電阻電路
元件特點
電路中只有電阻元件
除電阻外還有能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器
歐姆定律
遵循歐姆定律:
不遵循歐姆定律:U>IR或I<
能量轉(zhuǎn)化
電流做功 13、全部轉(zhuǎn)化為電熱
電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能
元件舉例
電阻、電爐絲
電動機、電解槽
電功與電熱
,,W=Q
,,W>Q
電功率與熱功率
P電=UI,,,
P電=UI,,,
(2018·江西省九江市第三中學高二專項檢測)一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線,通過電流為I。已經(jīng)知道銅的密度為ρ,銅的摩爾質(zhì)量為M,電子電荷量為e,阿佛加德羅常數(shù)為NA,設(shè)每個銅原子只提供一個自由電子,則銅導(dǎo)線中自由電子定向移動速率為
A.
B.
C.
D.
【參考答案】A
【詳細解析】設(shè)自由電子定向移動的速率為v,導(dǎo)線中自由電子從一端定向移到另一端所用時間為t,對 14、銅導(dǎo)體研究:每個銅原子可提供一個自由電子,則銅原子數(shù)目與自由電子的總數(shù)相等,為:,t時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量為:q=ne,則電流強度為:得:,故選A。
1.(2018·廣西柳州高級中學高三沖刺模擬)下列關(guān)于電流的說法中正確的是
A.導(dǎo)體棒中電子運動的速率越大,電流越大
B.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流越大
C.因為電流既有大小也有方向,所以是矢量
D.閉合回路的導(dǎo)體做切割磁感線的運動就一定有感應(yīng)電流
【答案】B
【解析】由電流的微觀表達式:I=nesv,可知v大,不一定電流就大,故A錯誤;由電流定義式可知,單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量多,導(dǎo)體中的電 15、流就大,故B正確;電流有方向,但電流的計算不適用于平行四邊形定則,電流為標量;故C錯誤;閉合電路在磁場中做切割磁感線運動時,而閉合電路中的磁通量不一定變化,閉合電路中就不一定會有感應(yīng)電流,故D錯誤。
2.導(dǎo)線中的電流是1 A,導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2。
(1)在1 s內(nèi),有多少個電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e=1.6×10–19 C)?
(2)自由電子的平均定向移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5 ×1028個自由電子)?
(3)自由電子沿導(dǎo)線移動1 m,平均要多長時間?
【答案】(1)6.25×1018 (2)7.4×10–5 m/s (3)3.8 h
【 16、解析】(1)N===個=6.25 ×1018個
(2)由公式I=neSv得
v== m/s=7.4×10–5 m/s
(3)以這樣的速率沿導(dǎo)線移動1 m需用時
t= s=3.8 h
(2018·浙江省普通高校選考科目考試)—根細橡膠管中灌滿鹽水,兩端用短粗銅絲塞住管口,管中鹽水柱長為40 cm時,測得電阻為R,若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同?,F(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50 cm(鹽水體積不變,仍充滿橡膠管)。則鹽水柱電阻為
A. B.
C. D.
【參考答案】D
【詳細解析】由電阻定律有,又,則,,故所以選項D正確。
1.(2 17、018·云南省永善一中高二期末)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B,其長度分別為L和2L,串聯(lián)在電路中時,其電勢的變化如圖所示,下列說法正確的是
A.A和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為3:2
B.A和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為1:2
C.A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為2:3
D.A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為1:3
【答案】AD
【解析】由圖可知,UA=10 V–4 V =6 V,UB=4 V–0=4 V,所以UA:UB=3:2,故A正確,B錯誤;根據(jù)歐姆定律得,串聯(lián)電路電壓與電阻成正比,RA:RB=3:2,根據(jù),,則橫截面積之比SA:SB=1:3,故C錯誤,D正確。
2.溫度能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半 18、導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,在如圖所示的圖象中分別為某金屬和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線,則
A.圖線1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化
B.圖線2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化
C.圖線1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化
D.圖線2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化
【答案】CD
【解析】圖線1反映電阻隨溫度升高而增大的特性,是金屬導(dǎo)體的電阻,圖線2反映電阻隨溫度升高而降低的特性,是半導(dǎo)體材料的電阻,故CD正確,AB錯誤。
(2018·江蘇省蘇州市高三第一次模擬)硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示,圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān) 19、系圖象(電池電動勢不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻R的U–I圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是
A.硅光電池的內(nèi)阻為6 Ω
B.硅光電池的總功率為0.4 W
C.硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32 W
D.若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大
【參考答案】C
【詳細解析】由圖可知該電池的電源電動勢為3.6 V,由可知內(nèi)電壓為1.6 V,硅光電池的內(nèi)阻為,故A錯誤;硅光電池的總功率為,故B錯誤;硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為,故C正確;若將R換成阻值更大的電阻,電路中電阻兩端的電壓變大,但電流變小,硅光電池的輸出功率不一定增大,故D錯誤。 20、
1.如圖是某導(dǎo)體的伏安特性曲線,由圖可知正確的是
A.導(dǎo)體的電阻是25 Ω
B.導(dǎo)體的電阻是0.04 Ω
C.當導(dǎo)體兩端的電壓是10 V時,通過導(dǎo)體的電流是0.4 A
D.當通過導(dǎo)體的電流是0.1 A時,導(dǎo)體兩端的電壓是2.5 V
【答案】ACD
【解析】由題圖可知導(dǎo)體的電阻,選項A正確,B錯誤;當導(dǎo)體兩端的電壓是10 V時,電流,選項C正確;當通過導(dǎo)體的電流是0.1 A時,導(dǎo)體兩端的電壓U1=0.1×25 V=2.5 V,選項D正確。
【名師點睛】利用圖象求電阻需要分析圖示電阻是定值電阻還是變化的電阻。結(jié)合圖象分析圖象斜率表示電阻還是表示電阻的倒數(shù)。
2.以下給出 21、幾種電學元件的電流與電壓的關(guān)系圖象,如圖所示,下列說法中正確的是
A.這四個圖象都是伏安特性曲線
B.這四種電學元件都是線性元件
C.①②是線性元件,③④是非線性元件
D.這四個圖象中,直線的斜率都表示了元件的電阻
【答案】C
【解析】伏安特性曲線是以I為縱軸、U為橫軸即I–U圖象,A錯誤;只有過原點的直線表示的才是線性元件,B錯誤,C正確;在U–I圖象中,過原點的直線的斜率才是導(dǎo)體的電阻,D錯誤。
(2018·內(nèi)蒙古八中高二期中)如圖所示是一個直流電動機提升重物的裝置,重物質(zhì)量m=50 kg,電源電壓U=100 V,不計各處的摩擦,當電動機以v=0.9 m/s的恒定 22、速度將重物向上提升1 m時,電路中的電流I=5 A,g取10 m/s2,由此可知
A.電動機線圈的電阻r=2 Ω
B.電動機線圈的電阻r=1 Ω
C.此過程中無用功為50 J
D.該裝置的效率為90%
【參考答案】AD
【詳細解析】電動機以v=0.9 m/s的恒定速度將重物向上提升,,對電動機,解得,故A項正確,B項錯誤;此過程中無用功,又,解得,故C項錯誤;該裝置的效率,故D項正確。
1.(2018·四川省成都市第七中學高三零診模擬)如上圖所示,電源電動勢E=8V,內(nèi)電阻為r=0.5 ,“3 V,3 W”的燈泡L與電動機M串聯(lián)接在電源上,燈泡剛好正常發(fā)光,電動機剛好正常 23、工作,電動機的線圈電阻R0=1.5 Ω,下列說法正確的是
A.通過電動機的電流為1.6 A
B.電動機的效率是62.5%
C.電動機的輸入功率為1.5 W
D.電動機的輸出功率為3 W
【答案】D
【解析】燈泡L正常發(fā)光,通過燈泡的電流:,電動機與燈泡串聯(lián),通過電動機的電流,故A錯誤;路端電壓:,電動機兩端的電壓:,電動機的輸入功率,電動機的輸出功率:,電動機的效率為:,故BC錯誤,D正確。
【名師點睛】由燈泡銘牌可知,可以求出燈泡額定電流,由串聯(lián)電路特點可以求出通過電機的電流。求出路端電壓,然后由P=UI求出電源的輸入功率和電動機消耗的功率.則可求得效率。
2.一直流電動 24、機線圈內(nèi)阻一定,用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動,在線圈兩端加0.3 V的電壓,電流為0.3 A,松開轉(zhuǎn)軸,在線圈兩端加電壓為2 V時,電流為0.8 A,電動機正常工作。求:
(1)該電動機正常工作時,輸入的電功率是多少?
(2)電動機的機械功率是多少?
【答案】(1)1.6 W (2)0.96 W
【解析】(1)電動機不轉(zhuǎn)動時,其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故可視為純電阻電路,由歐姆定律得電動機線圈的電阻:
電動機轉(zhuǎn)動時,消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能
其輸入的電功率為:P入=I1U1=0.8×2 W=1.6 W
(2)電動機的機械功率:P機=P入–I2r=1.6 W–0.82×1 W 25、=0.96 W
1.(2018·浙江省嘉興市第一中學高一期中考試)如圖所示是一款MP4播放器,隨著這種產(chǎn)品的出現(xiàn),人們可以在旅途中觀看電影,讓原本枯燥的旅途變得充滿樂趣。MP4的充電電池多為鋰電池,假設(shè)鋰電池的充電電流為500 mA,則以下說法正確的是:
A.1 s內(nèi)通過電池某一橫截面的電荷量為500 C
B.該電池的電動勢為220 V
C.充電過程把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能
D.該電池內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成,所以有內(nèi)阻
2.銅的摩爾質(zhì)量為M,密度為,每摩爾銅原子有n個自由電子,今有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,當通過的電流為I時,電子定向移動的平均速率為
A.光速c 26、 B. C. D.
3.(2018·云南省玉溪市江川縣高二期末考試)下列說法正確的是
A.歐姆定律只適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路
B.根據(jù)R=可知,對一個純電阻而言R與U成正比,與I成反比
C.某些電路元件不遵守歐姆定律,它們的電壓與電流之間的關(guān)系(U-I線)乃非線性關(guān)系,比如某些晶體二極管
D.在電路中,兩點之間的電壓就等于這兩點的電勢差,沿著電流的方向,各點的電勢在降低
4.關(guān)于電功和電熱的計算,下列說法正確的是
A.如果是純電阻電路,電功可用公式W=UIt計算,也可用公式W=I2Rt計算
B.如果是純 27、電阻電路,電熱可用公式W=I2Rt計算,但不能用公式W=UIt計算
C.如果不是純電阻電路,電功只能用公式W=I2Rt計算
D.如果不是純電阻電路,電熱可用公式W=I2Rt計算,也可用公式W=UIt計算
5.(2018·湖南省長郡中學高三月考)如圖所示,在輸入電壓U恒定的電路上,將用電器L接在較近的AB兩端時消耗的功率是9 W,將它接在較遠的CD兩端時消耗的功率是4 W。則AC、BD兩根輸電線消耗的功率為
A.1 W B.2 W C.5 W D.13 W
6.如圖所示,a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細均勻的電阻絲的伏安特性曲線,下列判斷中正確的是
A.a(chǎn)代表 28、的電阻絲較粗
B.b代表的電阻絲較粗
C.a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值
D.圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比
7.(2018·普通高等學校高三招生全國統(tǒng)一考試模擬)如圖甲所示,電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R=6 Ω的定值電阻、滑動變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是
A.電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=4 Ω
B.圖乙中Rx=25 Ω
C.定值電阻R消耗的最大功率為0.96 W
D.調(diào)整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1 W
8.一個電阻接在某電路中,消耗的功率為110 29、W,通過3 C的電荷量時,有330 J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則
A.電阻所加電壓為330 V
B.通過電阻的電流為1 A
C.電阻通電時間為3 s
D.這個電阻的阻值為110 Ω
9.(2018·山東省高二期中)如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是
A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是7:11
B.電源1與電源2的電動勢之比是1:2
C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1:2
D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1:2
10.如圖表 30、示兩個大小不同的電阻的I–U圖線,那么
A.電阻大的應(yīng)是圖線A,兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ
B.電阻大的應(yīng)是圖線B,兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ
C.電阻小的應(yīng)是圖線A,兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ
D.電阻小的應(yīng)是圖線B,兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ
11.(2018·浙江省杭州市高考命題預(yù)測卷)如圖所示,甲、乙兩電路中電源完全相同,相同材料的電阻絲A、B,長度分別是L和2L;直徑分別為d和2d,在兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,下列判斷正確的是
A.A、B的電阻之比RA:RB=1:2
B.A、B的電流IA>IB
C.A、B的電壓UA>UB
31、
D.A、B產(chǎn)生的電熱QA=QB
12.有四盞燈,如圖所示連接在電路中,L1和L2都標有“220 V,100 W”字樣,L3和L4都標有“220 V,40 W”字樣,把電路接通后,四個燈都能發(fā)光。最暗的是
A.L3 B.L2
C.L1 D.L4
13.直流電動機M接在如圖所示的電路中,理想電壓表的示數(shù)是20 V,理想電流表的示數(shù)是1.0 A,限流電阻R=5.0 Ω,則可知
A.電動機的機械功率是20 W
B.電阻R消耗的電功率是5 W
32、
C.電動機線圈的電阻是20 Ω
D.電動機產(chǎn)生的電熱功率是20 W
14.(2018·浙江省杭州市高考命題預(yù)測卷)電動自行車是生活中重要的交通工具,某品牌電動自行車的銘牌如下:
車型:20’電動自行車
電池規(guī)格:DC 36V
20寸(車輪直徑:508mm)
36V 8Ah(蓄電池)
整車質(zhì)量:40kg
額定轉(zhuǎn)速:240r/min(轉(zhuǎn)/分)
外形尺寸:L1800mm×W650mm×H1100mm
額定輸出功率:171W
電機:后輪驅(qū)動、直流永磁式電機
額定工作電壓/電流:36V/5A
根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù),下列說法正確的是
A.電動車的電動機內(nèi)阻為7.2 Ω
B 33、.充滿電時蓄電池需要的能量E=288 J
C.額定功率下行駛時,電動機的效率為95%
D.充滿電后,在額定功率下連續(xù)行駛的最長時間為2 h
15.如圖甲所示,其中R兩端的電壓U隨通過該電阻的直流電流I的變化關(guān)系如圖乙所示,電源的電動勢為7.0 V(內(nèi)阻不計),且R1=1 000 Ω(不隨溫度變化)。若改變R2,使A、B與B、C間的電壓相等,這時
A.R的阻值為1 000 Ω
B.R的阻值為1 500 Ω
C.通過R的電流為1.5 mA
D.通過R的電流為2.0 mA
16.(2018·山東省德州市高一下學期期末)如圖所示.電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻,定值電阻與電動機M串聯(lián)接 34、在電源上,開關(guān)閉合后,理想電流表示數(shù)為1 A,電動機剛好正常工作,電動機的線圈電阻。下列說法中正確的是
A.定值電阻消耗的熱功率2 W
B.電動機的輸出功率為2.5 W
C.電動機的輸出功率為3 W
D.電源的輸出功率是6 W
17.如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻不計,L1、L2、L3為3個特殊材料制成的相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當開關(guān)S閉合時
A.L3兩端的電壓為L1的4倍
B.通過L3的電流為L2的2倍
C.L1、L2、L3的電阻都相同
D.L3消耗的電功率為0.75 W
18.(2018·黑龍江省齊齊哈爾市高二 35、期末)一個理想變壓器原線圈輸入功率為P=260 W,原、副線圈匝數(shù)比為=3:1,其副線圈兩端接一內(nèi)阻為r=5 Ω的電動機,此電動機正以速度v=0.8 m/s勻速向上提升質(zhì)量為m=10 kg的重物,已知重力加速度g=10 m/s2。則圖中理想的電流表和電壓表的示數(shù)為多大?
19.如圖是家用電飯煲的電路原理圖。將電飯煲接到穩(wěn)壓電源上,當開關(guān)接通“加熱”擋時,電熱絲以額定功率給食物加熱,當食物蒸熟后,開關(guān)接通“保溫”擋,給食物保溫,這時電熱絲的功率為其額定功率的,電流為1.4 A,已知分壓電阻的阻值R=100 Ω。求:
20.(2016·上海卷)電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn) 36、化為電能的能力,因此
A.電動勢是一種非靜電力
B.電動勢越大,表明電源儲存的電能越多
C.電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映
D.電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓
2.D【解析】單位長度的質(zhì)量為;單位長度內(nèi)原子的個數(shù)為;每個銅原子可以提供一個自由電子,故電子的個數(shù)為;電流;而,解得,故選項D正確。
3.AC【解析】歐姆定律只適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路,如電動機等,A正確;電阻的大小和電阻本身的性質(zhì)有關(guān),和電壓、電流無關(guān),B錯誤;某些電路元件不遵守歐姆定律,它們的電壓與電流之間的關(guān)系(U-I線)乃非線性關(guān)系,比如某些晶體二極管,C正確;沿著電流的方向,通過電 37、阻后,才有電勢的降落,D錯誤。
4.A【解析】因?qū)τ诩冸娮柽m用于歐姆定律,則如果是純電阻電路,電功可用公式W=UIt計算,也可用公式W=I2Rt計算,選項A正確,B錯誤;非純電阻不適用于歐姆定律,則如果是非純電阻電路,電功只能用公式W=UIt計算,不能用公式W=I2Rt計算,故選項CD錯誤;故選A。
【名師點睛】此題考查了電功的公式的應(yīng)用問題;要知道對于純電阻電路中,電功可以用W=UIt=I2Rt=來計算;但是對于非純電阻電路(電動機或者電解槽等),由于不適用歐姆定律則只能用W=UIt來求解電功率,這是應(yīng)該注意的問題。
5.B【解析】設(shè)用電器L連接在A、B兩點時,電路的電流為I1,則,若 38、將用電器L接C、D兩點時,電路的電流為I2,則,由以上兩式可得:,若將用電器L接C、D兩點時,電源的功率為:P3=UI2,則即,所以導(dǎo)線AC和BC消耗的總功率為:P=P3-P2=6 W-4 W=2 W,故應(yīng)選B。
6.B【解析】I–U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),根據(jù)斜率比較電阻的大小。根據(jù)電阻定律R=比較電阻絲的粗細。圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),圖線a的斜率小于圖線b的斜率,所以a的電阻大于b的電阻,根據(jù)電阻定律R=知,長度相同,材料相同,a的橫截面積小,b的橫截面積大,故AC錯誤,B正確。電阻的大小與電壓、電流無關(guān),故D錯誤。
7.BC【解析】當RP=R+r=10 Ω時,滑動變阻器消耗的功 39、率最大,R=6 Ω,可得內(nèi)阻r=4 Ω,最大功率,解得E=4 V,選項A錯誤;滑動變阻器的阻值為4 Ω時消耗的功率與阻值Rx時消耗的功率相等,有4Rx=(R+r)2,解得Rx=25 Ω,選項B正確;當回路的電流最大時,定值電阻R消耗的功率最大,故最大功率為,選項C正確;當外電路電阻與內(nèi)阻相等時,電源輸出功率最大,本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值,故滑動變阻器RP的阻值為零時,電源的輸出功率最大,最大功率為,選項D錯誤。
【名師點睛】此題是閉合電路歐姆定律及電功率的討論問題;關(guān)鍵是知道當外電路電阻變化時,當外電路電阻等于內(nèi)阻時電源的輸出功率最大,外電阻越接近內(nèi)阻時電源的輸出功率越大。
40、
8.BCD【解析】由W=qU知電阻所加電壓U==110 V,A錯誤;由P=IU得I==1 A,B正確;由W=Pt得通電時間t=3 s,C正確;由R=,得R=110 Ω,D正確。
10.BC【解析】由圖看出,圖線A的斜率大于圖線B的斜率,根據(jù)歐姆定律得知,圖線的斜率等于電阻的倒數(shù),則電阻大的應(yīng)是圖線B。兩電阻串聯(lián)后總電阻大于任何一個電阻,其斜率小于圖線B的斜率,則兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ,故A錯誤,B正確;由上知道,電阻小的應(yīng)是圖線A,兩電阻并聯(lián)后總小于任何一個電阻,其斜率大于圖線B的斜率,則兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ,故C正確,D錯誤。
【名師點睛】此題考查電阻的伏安 41、特性曲線以及歐姆定律的應(yīng)用;解決本題的關(guān)鍵注意伏安特性曲線不是直線,根據(jù)對應(yīng)的電壓找對應(yīng)的電流。
18.2 A 130 V
【解析】電動機的輸出功率
電動機消耗的功率
得副線圈的電流大小為
由理想變壓器原副線圈電流關(guān)系得出原線圈中電流
由可得原線圈電壓=130 V
19.(1)140 V (2)210 V (3)882 W
20.C【解析】電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的物理量,電動勢越大說明這種轉(zhuǎn)化本領(lǐng)越強,但不能說明儲存的電能越多,故選項AB錯誤、C正確;閉合電路中電源兩端電壓大小等于外電壓大小,故選項D錯誤。
22
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