課時(shí)分層作業(yè) 二十四 電路電路的基本規(guī)律(45分鐘100分)【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)題組】一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。17題為單選題,810題為多選題)1.(2018衡陽模擬)在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)過程中,下列說法正確的是()A.電容器的電荷量增大B.電流表A的示數(shù)減小C.電壓表V1示數(shù)在變大D.電壓表V2示數(shù)在變大【解析】選C。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值減小,故路端電壓減小,而電容器的兩端間的電壓就是路端電壓,結(jié)合Q=CU可得,電容器的電荷量減少,故A錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器阻值減小,電路的電流增大,電流表A的示數(shù)變大,故B錯(cuò)誤;電壓表V1示數(shù)等于電流與R1阻值的乘積,故示數(shù)在變大,故C正確;路端電壓減小,而電壓表V1示數(shù)在變大,電壓表V2示數(shù)在減小,故D錯(cuò)誤。2.(2018商丘模擬)如圖所示為兩電源的U-I圖象,則下列說法正確的是()A.電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均比電源小B.當(dāng)外接相同的電阻時(shí),兩電源的輸出功率可能相等C.當(dāng)外接同樣的電阻時(shí),兩電源的效率可能相等D.不論外接多大的相同電阻,電源的輸出功率總比電源的輸出功率大【解析】選D。圖線在U坐標(biāo)軸上的截距等于電源電動(dòng)勢(shì),圖線的斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻,因此A錯(cuò);作外接電阻R的U-I曲線分別交電源、的伏安特性曲線于S1、S2兩點(diǎn),電源的工作點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積IU為電源的輸出功率,由圖可知,無論外接多大電阻,兩工作點(diǎn)S1、S2橫、縱坐標(biāo)的乘積都不可能相等,且電源的輸出功率總比電源的輸出功率大,故B錯(cuò),D對(duì);電源的效率=,因?yàn)殡娫磧?nèi)阻不同則電源效率不同,C錯(cuò)?！炯庸逃?xùn)練】(多選)在如圖所示的U-I圖象中,直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線為某一電阻R的U-I 圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路,由圖象可知()A.電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻為0.5 B.電阻R的阻值為1 C.電源的輸出功率為4 WD.電源的效率為50%【解析】選A、B、C。由圖線可知,電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻為r=0.5 ;由圖線可知,電阻R的阻值為1 ,該電源與電阻R直接相連組成的閉合電路的電流為I=2 A,路端電壓U=IR=2 V(可由題圖讀出),電源的輸出功率為P=UI=4 W,電源的效率為=100%66.7%,故選項(xiàng)A、B、C正確,D錯(cuò)誤。3.如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻為0.5 ,電阻R1為1 ,電表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片從圖示位置移到另一位置時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大了0.20 V,則下列判斷正確的是 ()A.電流表示數(shù)增大了0.40 AB.滑動(dòng)變阻器的滑片是向下移動(dòng)的C.電壓表示數(shù)增大了0.60 VD.滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值增大了1.5 【解析】選C。路端電壓的變化量U1與回路電流變化量I的比值等于電源內(nèi)阻,即=r,因此有I=0.40 A,由于路端電壓增大,則回路電流減小,A錯(cuò)誤;回路電流減小則電路總電阻增大,因此滑動(dòng)變阻器的滑片是向上移動(dòng)的,B錯(cuò)誤;回路電流減小,則R1和r分得的電壓減小,減小量為I(r+R1)=0.6 V,故電壓表的示數(shù)增大了0.6 V,C正確;=1.5 =r+R1,并不能確定滑動(dòng)變阻器R2的變化量,D錯(cuò)誤。4.如圖所示,電源輸出的電壓恒為6 V,當(dāng)開關(guān)閉合后,燈L1、L2均不亮,用多用電表的電壓擋測(cè)得電路中各部分的電壓分別是Uad=Ubd=6 V,Uab=Ubc=0 V,由此可以判斷出造成電路故障的原因是()A.開關(guān)S接觸不良B.燈L1、L2的燈絲都斷了C.滑動(dòng)變阻器R開路D.L1、L2中有一個(gè)燈絲斷了【解析】選C。閉合開關(guān)后,兩個(gè)小燈泡均不發(fā)光,說明電路為斷路,電壓表測(cè)得ad與bd兩點(diǎn)間的電壓均為6 V,說明L2沒故障,bd間有斷路。Uab=0 V,也說明bd間有斷路;Ubc=0 V,則說明ab或cd有斷路;故只能是滑動(dòng)變阻器開路?！究偨Y(jié)提升】閉合電路的故障分析(1)故障特點(diǎn)。斷路特點(diǎn):表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零。短路特點(diǎn):用電器或電阻發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過電路但它兩端電壓為零。(2)檢查方法。電壓表檢測(cè):如果電壓表示數(shù)為零,則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路,或并聯(lián)路段被短路。電流表檢測(cè):當(dāng)電路中接有電源時(shí),可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流,通過對(duì)電流值的分析,可以確定故障的位置。在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí),一定要注意電流表的極性和量程。歐姆表檢測(cè):當(dāng)測(cè)量值很大時(shí),表示該處斷路,當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí),表示該處短路。在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí),電路一定要切斷電源?！炯庸逃?xùn)練】(多選)如圖所示為一電路板的示意圖,a、b、c、d為接線柱,a、b與220 V的交流電源連接,ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流,為檢查電路故障,用一交流電壓表分別測(cè)得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為220 V。由此可知()A.ab間電路通,cd間電路不通B.ab間電路不通,bc間電路通C.ab間電路通,bc間電路不通D.bc間電路不通,cd間電路通【解析】選C、D。由于用交流電壓表測(cè)得b、d兩點(diǎn)間電壓為220 V,這說明ab間電路是通的,bc間電路不通或cd間電路不通;由于用交流電壓表測(cè)得a、c兩點(diǎn)間電壓為220 V,這說明cd間電路是通的,ab間電路不通或bc間電路不通。綜合分析可知bc間電路不通,ab間電路通和cd間電路通,即C、D正確。5.某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示。用此電源和電阻R1、R2組成電路。R1、R2可以同時(shí)接入電路,也可以單獨(dú)接入電路。為使電源輸出功率最大,可采用的接法是 ()A.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端C.將R1單獨(dú)接到電源兩端D.將R2單獨(dú)接到電源兩端【解析】選C。由U-I圖象可以確定電源的電動(dòng)勢(shì)E=3 V,內(nèi)阻r=0.5 ,R1=0.5 ,R2=1 。由電源的輸出功率特點(diǎn)可知當(dāng)外電路電阻和內(nèi)阻相等時(shí)輸出功率最大,故選C。6.電源電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力,因此()A.電動(dòng)勢(shì)是一種非靜電力B.電動(dòng)勢(shì)越大,表明電源儲(chǔ)存的電能越多C.電動(dòng)勢(shì)的大小是非靜電力做功能力的反映D.電動(dòng)勢(shì)就是閉合電路中電源兩端的電壓【解析】選C。電動(dòng)勢(shì)E=,它不屬于力的范疇,A錯(cuò)誤;電動(dòng)勢(shì)表征非靜電力做功的本領(lǐng),電動(dòng)勢(shì)越大,表明電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,B錯(cuò)誤,C正確;電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)不同的概念,通常情況下,電動(dòng)勢(shì)大于閉合電路電源兩端電壓,D錯(cuò)誤。7.(2018安慶模擬)某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)(電源內(nèi)阻r不能忽略),通過改變滑動(dòng)變阻器電阻大小,觀察到電壓表和電流表的讀數(shù)同時(shí)變大,則他所連接的電路可能是圖中的()【解析】選C。設(shè)圖中定值電阻的阻值為R,則四個(gè)選項(xiàng)中電壓表的讀數(shù)分別為UA=E-I(r+R)、UB=E-Ir、UC=IR和UD=E-Ir,則可知只有C項(xiàng)滿足題中要求,故選C。8.(2018沈陽模擬)如圖所示,C1=6 F,C2=3 F,R1=3 ,R2=6 ,電源電動(dòng)勢(shì)E=18 V,內(nèi)阻不計(jì)。下列說法正確的是()A.開關(guān)S斷開時(shí),a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.開關(guān)S閉合后,a、b兩點(diǎn)間的電流是2 AC.開關(guān)S斷開時(shí)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【解題指導(dǎo)】(1)當(dāng)S閉合時(shí),穩(wěn)定狀態(tài)下,R1與R2串聯(lián),C1與R1并聯(lián),C2與R2并聯(lián)。(2)S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無電流通過,電阻兩端電勢(shì)相等,兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì)。【解析】選B、C。S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無電流通過,電阻兩端電勢(shì)相等,由圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等,而b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等,A錯(cuò)誤。S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì),而C1>C2,由Q=CU知此時(shí)Q1>Q2,當(dāng)S閉合時(shí),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=2 A,此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,則此時(shí)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(duì)電容器C1來說,S閉合后其兩端電壓減小,所帶電荷量也減少,故B、C正確,D錯(cuò)誤。9.電源、開關(guān)S、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖所示的電路,電容器的兩平行板水平放置。當(dāng)開關(guān)S閉合,并且無光照射光敏電阻R2時(shí),一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點(diǎn)。當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R2時(shí),光敏電阻的阻值變小,則 ()A.液滴向下運(yùn)動(dòng)B.液滴向上運(yùn)動(dòng)C.電容器所帶電荷量減少D.電容器兩極板間電壓變大【解析】選B、D。當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R2時(shí),光敏電阻的阻值變小,電流增大,電容器兩極板間電壓變大,電容器所帶電荷量增大,液滴所受電場(chǎng)力增大,液滴向上運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B、D正確。10.(2018鄭州模擬)在圖甲所示電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 ,R2的阻值未知,R3是一滑動(dòng)變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測(cè)得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示,其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器上的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的,則()A.電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V、內(nèi)電阻為20 B.定值電阻R2的阻值為5 C.定值電阻R2消耗的最大功率為16 WD.滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為300 【解析】選A、B、D。由圖乙知,UA=16 V、IA=0.2 A,UB=4 V,IB=0.8 A,利用E=U+Ir,解得:E=20 V,r=20 ,A正確;當(dāng)滑片滑到最右端時(shí),R3、R1均被短路,此時(shí)外電阻為R2且對(duì)應(yīng)圖中B點(diǎn),則R2= =5 ,此時(shí)R2上功率最大,P2=UBIB=3.2 W,故B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)滑片位于R3最左端時(shí),R3最大,此時(shí)外電阻為R= =80 。又因?yàn)镽=+R2,解得R3=300 ,D正確。二、計(jì)算題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)11.三只燈泡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(jì)算甲、乙電路電源提供的電功率,并說明哪個(gè)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=+=0.9 AU路端=E-I總r=2.55 V=U路端-=0.05 V=I總=0.9 A電阻R2的消耗功率=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更節(jié)能。答案:(1)0.9 A0.045 W(2)2.7 W1.8 W乙電路更節(jié)能【能力拔高題組】1.(8分)在如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r。閉合開關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中,下列各物理量的變化情況正確的是 ()A.電流表的讀數(shù)先減小后增大B.燈泡L變亮C.電源輸出功率先增大后減小D.電壓表的讀數(shù)先增大后減小【解析】選D。電流表測(cè)量的電流是滑動(dòng)變阻器右半部分電阻上的電流,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中,右半部分上的電阻值越來越大,而左半部分的電阻值越來越小,所以電流表的讀數(shù)越來越小,故A錯(cuò)誤;在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中,變阻器并聯(lián)的總電阻先增大后減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知,電路中的總電流I先減小后增大,燈泡L先亮后暗,路端電壓先增大后減小,B錯(cuò)誤,D正確;由于燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r,變阻器并聯(lián)的總電阻先增大后減小,所以電源輸出功率先減小,后增大,故C錯(cuò)誤。2.(17分)(多選)(2018武漢模擬)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中,如圖中的a、b、c所示。則下列說法正確的是()A.圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關(guān)系B.圖中a線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率C.在圖線上A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PCD.兩個(gè)圖線交點(diǎn)M與N的橫坐標(biāo)之比一定為 12,縱坐標(biāo)之比一定為14【解析】選C、D。Pr=I2r,電流I越大,P越大,且為非線性關(guān)系,所以圖線b表示Pr隨電流I變化的關(guān)系,A錯(cuò)誤;PE=EI,PE與I成正比,為圖線a,故圖中a線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為電源最大功率,B錯(cuò)誤;電源輸出功率PR=PE-Pr,所以在圖線上A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA=PB+PC,C正確;兩個(gè)圖線交點(diǎn)M對(duì)應(yīng)R=r,N對(duì)應(yīng)R=0,兩個(gè)圖線交點(diǎn)M與N的橫坐標(biāo)之比一定為12,M點(diǎn)縱坐標(biāo)P=,N點(diǎn)的縱坐標(biāo)P=,兩個(gè)圖線交點(diǎn)M與N的縱坐標(biāo)之比一定為14,D正確。