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1、電路的基本規(guī)律及應(yīng)用
[基礎(chǔ)題組]
一、單項選擇題
1.如圖所示,關(guān)于閉合電路,下列說法正確的是( )
A.電源正、負(fù)極被短路時,電流很大
B.電源正、負(fù)極被短路時,電壓表示數(shù)最大
C.外電路斷路時,電壓表示數(shù)為零
D.外電路電阻增大時,電壓表示數(shù)減小
解析:電源被短路時,電源電流為I=,由于電源內(nèi)阻很小,故電流很大,故選項A正確;電源被短路時,外電阻R=0,電源電流為I=,故電壓表示數(shù)為U=IR=0,故選項B錯誤;外電路斷路時,外電阻R→∞,故電壓表示數(shù)為U=E,故選項C錯誤;電壓表示數(shù)為U=,外電路電阻R增大時,電壓表示數(shù)也增大,故選項D錯誤.
答案:A
2.如
2、圖所示,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡的U-I圖線,用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率和電源的總功率分別是( )
A.4 W,8 W
B.2 W,4 W
C.2 W,3 W
D.4 W,6 W
解析:用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率是UI=2×2 W=4 W,電源的總功率是EI=3×2 W=6 W,選項D正確.
答案:D
3.如圖所示,已知電源電動勢為6 V,內(nèi)阻為1 Ω,保護(hù)電阻R0=0.5 Ω,則當(dāng)保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時,這個電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為( )
A.1 Ω,4 W B.
3、1 Ω,8 W
C.0,8 W D.0.5 Ω,8 W
解析:保護(hù)電阻消耗的功率為P0=,因R0和r是常量,而R是變量,所以R最小時,P0最大,即R=0時,P0max== W=8 W,故選項C正確.
答案:C
4.(2019·湖南十校聯(lián)考)如圖所示為某閉合電路電源的輸出功率隨電流變化的圖象,由此圖象可以判斷( )
A.電源的內(nèi)耗功率最大為9 W
B.電源的效率最大為50%
C.輸出功率最大時,外電路的總電阻為4 Ω
D.電源的電動勢為12 V
解析:由題圖可知,當(dāng)電流為1.5 A時電源的輸出功率最大,這時內(nèi)耗功率等于輸出功率,為9 W,電源的效率為50%,這時電源的總
4、功率為18 W,根據(jù)P=IE,可求得電源的電動勢為12 V,D項正確;由Pr=I2r可知,電源的內(nèi)阻為4 Ω,由于不確定外電路是不是純電阻電路,因此C項錯誤;隨著電流的增大,內(nèi)耗功率增大,A項錯誤;隨著電流的減小,電源的效率增大,B項錯誤.
答案:D
5.(2019·河北石家莊模擬)在如圖所示電路中,L1、L2為兩只完全相同、阻值恒定的燈泡,R為光敏電阻(光照越強(qiáng),阻值越小).閉合電鍵S后,隨著光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)( )
A.L1逐漸變暗,L2逐漸變亮
B.L1逐漸變亮,L2逐漸變暗
C.電源內(nèi)電路消耗的功率逐漸減小
D.光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸增大
解析:當(dāng)光照增強(qiáng)時
5、,光敏電阻的阻值減小,電路的總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可得,電路中總電流增大,則L2逐漸變亮,U內(nèi)=Ir增大,由U=E-Ir可知,路端電壓減小,L2兩端的電壓增大,則L1兩端的電壓減小,故L1逐漸變暗,故選項A正確,B錯誤;電路中總電流增大,由P=I2r知電源內(nèi)電路消耗功率逐漸增大,故選項C錯誤;將L2看成電源內(nèi)電路的一部分,光敏電阻R和L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率,由于等效電源的內(nèi)阻大于外電阻,所以當(dāng)光敏電阻的阻值減小,即外電阻減小時,等效電源的內(nèi)、外電阻相差更大,輸出功率減小,則光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸減小,故選項D錯誤.
答案:A
二、多項選擇題
6.(2019
6、·河北滄州模擬)在如圖所示的電路中,電源電動勢E=3 V,內(nèi)電阻r=1 Ω,定值電阻R1=3 Ω,R2=2 Ω,電容器的電容C=100 μF,則下列說法正確的是( )
A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5 V
B.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0×10-4 C
C.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.5×10-4 C
D.先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,通過電阻R1的電荷量為3.0×10-4 C
解析:閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電流I==0.5 A,電容器兩端的電壓為U=IR1=1.5 V,選項A正確;電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量Q=CU
7、=100×10-6×1.5 C=1.5×10-4 C,選項B錯誤,C正確;先閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S,電容器C通過電阻R1放電,通過電阻R1的電荷量為1.5×10-4 C,選項D錯誤.
答案:AC
7.在如圖所示的電路中,電源電動勢為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出,閉合開關(guān)S,下列說法正確的有( )
A.路端電壓為10 V
B.電源的總功率為10 W
C.a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V
D.a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為1 A
解析:外電路的總電阻R= Ω=10 Ω,總電流I==1 A,則路端電壓U=IR=10 V,A對;電源的總功率P總=EI
8、=12 W,B錯;a、b間電壓大小為Uab=0.5×15 V-0.5×5 V= 5 V,C對;a、b間用導(dǎo)線連接后,外電路的總電阻為R′=2× Ω=7.5 Ω,電路中的總電流I=≈1.26 A,D錯.
答案:AC
8.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,過了一會兒,電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?,若電路中故障發(fā)生在燈L或電阻R上,用一根導(dǎo)線來判斷電路故障,則下列判斷正確的是( )
A.將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端,電流表無示數(shù),一定是L斷路
B.將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,電流表無示數(shù),一定是R斷路
C.將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端,電流表有示數(shù),一定是R斷路
D.將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,
9、電流表有示數(shù),一定是L斷路
解析:電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?,說明電路故障為斷路.將導(dǎo)線與用電器并聯(lián)進(jìn)行檢測時,若電流表有示數(shù),說明與導(dǎo)線并聯(lián)的用電器斷路;若電流表無示數(shù),說明另一個用電器斷路或兩個用電器都斷路.若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端,電流表無示數(shù),則可能是L斷路,也可能是R、L都斷路,故選項A錯誤;若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,電流表無示數(shù),則可能是R斷路,也可能是R、L都斷路,故選項B錯誤;若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端,電流表有示數(shù),則一定是R斷路,選項C正確;若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,電流表有示數(shù),則一定是L斷路,選項D正確.
答案:CD
[能力題組]
選擇題
9.(2019·河南南陽模擬)硅光電池是一種
10、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(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象(電池內(nèi)阻不是常量),圖線b是某電阻R的U-I 圖象.在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時,硅光電池的內(nèi)阻為( )
A.5.5 Ω B.7.0 Ω
C.12.0 Ω D.12.5 Ω
解析:由歐姆定律得U=E-Ir,當(dāng)I=0時,E=U,由圖線a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為E=3.6 V,根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知,電阻的電壓為U=2.5 V,電流為I=0.2 A,則硅光電池的內(nèi)阻為r== Ω=5.5 Ω,故選項A正確.
答案:A
10.在如圖所示的電路中,兩平行金屬板之間
11、的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài),電流表和電壓表均為理想電表,由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷,其余用電器均不會損壞,則下列說法正確的是( )
A.電流表、電壓表的讀數(shù)均變小
B.電源內(nèi)阻消耗的功率變大
C.液滴將向上運動
D.電源的輸出功率變大
解析:當(dāng)L的燈絲突然燒斷時電路中總電阻增大,則總電流減小,電源的內(nèi)電壓和R1電壓減小,由閉合電路的歐姆定律可知,路端電壓增大,故電容器C的電壓增大,板間場強(qiáng)增大,帶電液滴所受的電場力增大,則該液滴將向上運動,C正確;由于C兩端的電壓增大,R2、R3中的電流增大,則電流表、電壓表的讀數(shù)均變大,A錯誤;因干路電流減小,則電源內(nèi)阻消耗的功率變小,B
12、錯誤;由于電源的內(nèi)、外電阻的關(guān)系未知,不能判斷電源的輸出功率如何變化,D錯誤.
答案:C
11.(2019·河北衡水中學(xué)模擬)在如圖所示的電路中,電源的負(fù)極接地,其電動勢為E、內(nèi)電阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C為電容器,A、V為理想電流表和電壓表.在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中,下列說法中正確的是( )
A.電壓表示數(shù)變小
B.電流表示數(shù)變小
C.電容器C所帶電荷量增多
D.a(chǎn)點的電勢降低
解析:在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中,變阻器接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,干路電流I增大,電阻R1兩端電壓增大,則電壓表示數(shù)變
13、大.電阻R2兩端的電壓U2=E-I(R1+r),I增大,則U2變小,電容器兩板間電壓變小,其帶電荷量減?。鶕?jù)外電路中順著電流方向電勢降低,可知a點的電勢大于零,a點的電勢等于R2兩端的電壓,U2變小,則a點的電勢降低.通過R2的電流I2減小,通過電流表的電流IA=I-I2,I增大,I2減小,則IA增大,即電流表示數(shù)變大.故A、B、C錯誤,D正確.
答案:D
12.(多選)(2019·廣東華南三校聯(lián)考)如圖所示電路,電源內(nèi)阻不能忽略,R1阻值小于變阻器的總電阻,初態(tài)滑片P位于變阻器的中點,P由中點向上移動到頂端的過程中( )
A.電源的內(nèi)功率先減小后增大
B.電源的效率先減小后增
14、大
C.電流表的示數(shù)先減小后增大
D.電壓表的示數(shù)先增大后減小
解析:因R1阻值小于變阻器的總電阻,則知在滑片P由中點向上移動的過程中,并聯(lián)電路的總電阻R并先增大后減小,電路中總電流I總=先減小后增大,電源的內(nèi)功率P內(nèi)=I總2R內(nèi)先減小后增大,A項正確.電源的效率η===先增大后減小,B項錯誤.在滑片P由中點向上移動到頂端的過程中,因R1與滑動變阻器上部分電阻之和逐漸減小,由“串反并同”可知,電流表的示數(shù)一直增大,C項錯誤.電壓表的示數(shù)U=E=先增大后減小,D項正確.
答案:AD
13.(2016·高考全國卷Ⅱ)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路.開
15、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( )
A. B. C. D.
解析:S斷開時等效電路如圖甲所示.
甲
電容器兩端電壓為U1=×R×=E;
S閉合時等效電路如圖乙所示.
乙
電容器兩端電壓為U2=×R=E,
由Q=CU得==,故選項C正確.
答案:C
14.(多選)(2019·湖南株州質(zhì)檢)某種小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,三個完全相同的這種小燈泡連接成如圖乙所示的電路,電源的內(nèi)阻為1.0 Ω.現(xiàn)閉合開關(guān)S,理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,則( )
A.三個燈泡的總電阻為8.3 Ω
B.電源的電動勢為5.6 V
C.電源消耗的熱功率為3.0 W
D.電源的效率為89.3%
解析:理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,可知串聯(lián)的燈泡電流0.6 A,此時小燈泡電阻 Ω= Ω;每個并聯(lián)燈泡的電流為0.3 A,電壓1.0 V,此時小燈泡電阻RL= Ω= Ω,所以總電阻為R總= Ω+· Ω≈8.3 Ω,A正確;電動勢等于E=4 V+1 V+0.6×1.0 V=5.6 V,B正確;電源消耗的熱功率為P熱=0.62×1.0 W=0.36 W,C錯誤;電源效率η=×100%≈89.3%,D正確.
答案:ABD
8