恒定电流专题复习练习题
真题再现
1.(2022·北京卷)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A.充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B.充电过程中,电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C.放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D.放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
模拟练习
一、单选题
1.(2023·北京西城·统考三模)如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,各电阻阻值如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的读数U先减小,后增大
B.电流表的读数I先增大,后减小
C.电压表读数U与电流表读数I的比值不变
D.电压表读数的变化量与电流表读数的变化量的比值不变
2.(2023·北京市潞河中学·校考三模)在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为E,电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定( )
A.电源的电动势E一定小于击穿电压U
B.电容器所带的最大电荷量一定为CE
C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大
D.在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
3.(2023·清华附中·校考三模)如图所示,四个完全相同的小灯泡并联。闭合开关S1,灯泡L1发光;陆续闭合S2、S3、S4,其它灯泡也相继发光。关于灯泡L1的亮度变化分析,下列说法正确的是( )
A.电源电动势不变,L1两端电压不变,L1亮度不变
B.电路总电阻变小, L1两端电压变小, L1亮度变暗
C.电路总电阻变大,导致L1两端电压变大,L1亮度变亮
D.干路电流不变,其它灯分流导致流过L1电流变小,L1亮度变暗
4.(2023·北京第101中学·校考三模)某同学利用手边的实验器材设计了如图所示的测量电路,电阻R以及电源的电动势和内阻均未知,电压表左端的接线位置待定。不管接哪个接线柱,都可以通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,获得多组数据,描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。下列说法正确的是( )
A.若接a,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
B.若接a,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且测量值均偏小
C.若接b,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且测量值均偏大
D.若接b,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏小
5.(2023·北师大实验中学·校考三模)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为0;当电压示数为时,电子称量物体质量为m,设变阻器总电阻R,电源电动势为E,电源内阻r可忽略不计,限流电阻阻值为R0,且R=R0,不计一切摩擦和其他阻力( )
A.当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m
B.当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m
C.该电子秤可称量物体的最大质量为4m
D.该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的
6.(2023·北师大实验中学·校考三模)小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据,并描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是( )
A.若接a,利用该图像可得到电阻R的阻值
B.若接b,利用该图像可得到电阻R的阻值
C.若接a,利用该图像可得到电源的电动势和内阻
D.若接b,利用该图像可得到电源的电动势和内阻
7.(2023·北大附中·校考三模)据统计交通事故逐年增加,造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶,“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器,它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器,该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,则以下说法正确的是( )
A.U越大,表示c越小
B.U越大,表示c越大
C.检测到驾驶员喝了酒时,U的示数变小
D.U越大,表示检测到驾驶员喝酒越少
8.(2023·北京房山·统考二模)如图所示,取一个电容器A和数字电压表相连,把开关S1接1,用几节干电池串联后给A充电,可以看到A充电后数字电压表显示一定数值。取另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联,通过改变开关S1和S2的闭合与断开状态,从而探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系,在没有电荷漏失的情况下,下列说法正确的是( )
A.S1接1,S2处于断开状态,A、B两电容器都处于充电状态
B.S1从1接2,S2处于断开状态,稳定后,A、B两电容器电荷量相等
C.S1从1接2,S2处于断开状态,电压表示数不变
D.S1从2断开,S2闭合,电压表示数逐渐减小
9.(2023·北京市中关村中学·校考三模)某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值,测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的,则( )
序号 电压 电流 电动机工作状态
1 1.25 0.50 卡住未转动
2 2.00 0.20 稳定转动
3 3.5 0.30 稳定转动
A.小电动机的电阻大约为
B.当小电动机的电压为时,其发热功率为
C.当小电动机的电压为时,其电功率为
D.当小电动机的电压为时,其对外做功的功率为
10.(2023·北京市中关村中学·校考三模)图为苹果自动分拣装置,可以把质量大小不同的苹果,自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时,R1所受的压力较大因而电阻较小,R2两端获得较大电压,该电压激励放大电路并保持一段时间,使电磁铁吸动分拣开关的衔铁,打开下面通道,让大苹果进入下面通道;当小苹果通过托盘秤时,R2两端的电压不足以激励放大电路,分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态,小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时,设进入下面通道的大苹果最小质量为M0,若提高分拣标准,要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0,下面操作可行的是( )
A.其他条件不变的情况下,只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
B.其他条件不变的情况下,只适当减小R2的阻值
C.其他条件不变的情况下,只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向
D.其他条件不变的情况下,只增大和传感器R1相连接电路中电源电动势
11.(2023·北京东城·统考一模)图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器,电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源,电动势为10V,内阻不计,当输出电压达到或超过6.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警,下列说法正确的是( )
A. 若要求环境温度低于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
B. 若要求环境温度低于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
C. 若要求环境温度高于60℃开始报警,应使用热放电阻,的阻值应为
D. 若要求环境温度高于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
12.(2023·北京丰台·统考一模)在甲、乙实验电路中,电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是( )
A. 丙图是由甲电路测的数据绘制的图像
B. 丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率
C. 甲电路用于测量电阻的大小,由可得出电阻的阻值
D. 乙电路用于测量电源的电动势和内阻,电压表测量的是电源两端的电压
13.(2023·北京海淀八模(一))如图所示,为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地,M和N为两水平放置的平行金属板,当金属板带上一定电荷以后,两板间的一带电小球P处于静止状态.已知M板与b板用导线相连,N板接地,在以下方法中,能使P向上运动的是( )
A. 缩小ab间的距离
B. 增大MN间的距离
C. 取出ab两极板间的电介质
D. 换一块形状大小相同,介电常数更大的电介质
14.(2023·北京海淀八模(四))如图甲所示为电容器的充电电路,先将可变电阻的阻值调为,闭合开关,电容器所带电荷量随时间变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关,先使电容器放电完毕,再把的阻值调为,接着重复前面的操作,得到如图乙实线②所示图像,下列说法正确的是( )
A. 电容器充电过程,充电电流不断减小
B. 电容器充电过程,充电电流不断增加
C. 电容器充电过程,电容器的电容不断增加
D. 增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成
15.(2023·北京平谷·统考一模)用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1,电容器充电完毕后将开关掷向2,可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的曲线,如图乙所示。定值电阻R已知,且从图中可读出最大放电电流,以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息,下列说法错误的是( )
A. 由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量
B. 不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则图线与坐标轴围成的面积S将减小
C. 由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
D. 若电容器放出的总电荷量为Q,R两端的最大电压为,则电容器的电容为
16.(2023·北京平谷·统考一模)“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器,已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上,滑块m穿在AB之间的光滑水平杆上,并用轻弹簧连接在A端,其下端有一活动臂,能使滑片P在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换为电信号从电压表(可看作理想电表)输出。如图乙所示标出了电压表表盘上部分电压刻度值。系统静止时,滑片P在滑动变阻器的中点,此时电压表指针指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法:①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度,加速度值的刻度也将是均匀的;②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后,若系统静止时调节接入电路的阻值,此时能使电压表的指针指在中间刻度处,那么加速度计就可以继续正常使用,而无需更换电池。( )
A. ①和②都正确 B. ①和②都错误 C. ①正确,②错误 D. ①错误,②正确
17.(2023·北京西城·统考一模)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线(如图1),设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,为热敏电阻,为可变电阻,控制系统可视作的电阻,电源的电动势,内阻不计。当通过控制系统的电流小于时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于时,加热系统将关闭。下列说法正确的是( )
A. 若要使恒温箱内温度保持20℃,应将调为
B. 若要使恒温箱内温度升高,应将增大
C. 若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D. 保持不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
18.(2023·北京延庆·统考一模)如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车,该电车没有传统无轨电车的“辫子”,没有尾气排放,乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上,刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用.这种电车的核心元器件是“,”石墨烯纳米混合型超级电容器,该电容器能反复充放电100万次,使用寿命长达十年,被誉为“21世纪的绿色交通”.下列说法正确的是( )
A. 该电容器的容量为
B. 电容器充电的过程中,电量逐渐增加,电容也逐渐增加
C. 电容器放电的过程中,电量逐渐减少,电容器两极板间的电压不变
D. 若标有“,”的电容器从电量为零到充满电用时,则充电平均电流为
19.(2023·北京汇文中学·校考一模)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在断开开关的情况下,某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点 A、C D、E E、F F、B
多用表示数 0 0 ∞ 0
A. A、C间导线断路
B. D、E间导线断路
C. 灯泡断路
D. F、B间导线断路
20.(2023·北京四中·校考一模)如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V,3W”字样,电源电动势E=6V,内阻忽略不计,则下列判断不正确的是
A. 当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5A
B. 当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5A
C. 当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1A
D. 当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5A
21.(2023·北京海淀·统考一模)水平放置的平行板电容器C、定值电阻R0、滑动变阻器R、电源E和开关S等元件组成如图所示电路,闭合S待稳定后,电容器两极板间的带电油滴A恰好保持静止。不考虑空气阻力和浮力,下列说法正确的是( )
A. 当R接入电路中的阻值变大时,电容器将放电
B. 当R接入电路中的阻值变小时,油滴A将向下运动
C. 仅换用阻值更大的R0,油滴A将向下运动
D. 仅换用阻值更小的R0,油滴A依旧可以保持悬浮状态
22.(2023·北京房山·统考一模)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R,总长度为l,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力。则下列说法不正确的是( )
A.电压表的示数U与被测物体质量m成正比 B.弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比
C.被测物体质量m变大,电路中电流变小 D.改变弹簧劲度系数k,可以改变电子秤的测量范围
23.(2023·北京门头沟·统考一模)在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式”空气流量传感器的部件,其核心部分是一种用特殊合金材料制作的电热丝。如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压就变得越高;反之,电压就越低。这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝放在实验室中测量,得到的伏安特性曲线可能是( )
A. B.
C. D.
24.(2023·北京通州·统考一模)某同学利用实验器材设计了如图所示的测量电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表左端的接线位置待定。不管接哪个接线柱,都可以通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,获得多组数据,描绘出关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。下列说法正确的是( )
A. 若接a,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
B. 若接a,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且内阻测量值偏大
C. 若接b,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
D. 若接b,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且电动势测量值偏大
25.(2023·北京海淀·统考二模)如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时,滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m;用单位质量变化下,电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦,弹簧始终于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 仅更换阻值更大的定值电阻R0,电子秤灵敏度会下降
B. 电子秤的灵敏度会随待测物体质量的增大而增大
C. 弹簧的劲度系数越小,电子秤的量程越大
D. 电压表示数与待测物体质量成非线性关系
26.(2023·北京丰台·统考二模)如图是研究光电效应的实验装置,开始时滑列变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K,观察到微安表指针偏转,不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 仅减小照射光频率,微安表指针一定不偏转
B. 仅减小照射光强度,微安表指针一定不偏转
C 仅将滑片P向a端移动,微安表示数变大
D. 仅将滑片P向b端移动,光电子向A板运动的过程中动能变大
27.(2023·北京东城·统考二模)如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是( )
A. 电阻R1、R2的阻值之比为4:3
B. 该电源的电动势为6V,内阻为3Ω
C. 只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6W
D. 只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1:1
28.(2023·北京朝阳·统考二模)目前我国在学校、车站等公共场所,都配备了自动体外除颤仪(AED),挽救了宝贵的生命。除颤仪工作时的电功率相当大,用电池直接供电无法达到,也超过了一般家庭的用电功率。某除颤仪的储能装置是一个电容为70μF的电容器,工作时先通过电子线路把电池供电的电压升高到约5000V对电容器进行充电,然后电容器在约2ms的时间内放电,使100~300J的电能通过病人的心脏部位,从而对病人进行抢救。根据上述信息并结合所学知识,可以推断下列说法错误的是( )
A. 该除颤仪工作时的电功率在50~150kW之间
B. 该除颤仪工作时通过人体的电流可达30A
C. 该除颤仪中的电容器充电后储存的能量约为1750J
D. 除颤仪开机工作时施救人员身体不可与病人身体接触
二、多选题
29.(2023·北京门头沟·统考一模)用两个完全相同的灵敏电流计改装成两个量程不同的电流表,下列说法正确的是( )
A.将两个电流表并联,指针偏角不同,量程大的示数大
B.将两个电流表并联,指针偏角相同,量程大的示数小
C.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角小
D.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角大
30.(2023·昌平区市级名校·联考)在如图所示的电路中,灯泡L的电阻小于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
A.灯泡L变亮
B.电流表读书变小,电压表读数变大
C.电源的输出功率变小
D.电容器C上电荷量增多
参考答案
真题再现
1.(2022·北京卷)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A.充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B.充电过程中,电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C.放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D.放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
【答案】B
【详解】A.充电过程中,随着电容器两极板电荷量的积累,电路中的电流逐渐减小,电容器充电结束后,电流表示数为零,A错误;
B.充电过程中,随着电容器两极板电荷量的积累,电压表测量电容器两端的电压,电容器两端的电压迅速增大,电容器充电结束后,最后趋于稳定,B正确;
CD.电容器放电的图像如图所示
可知电流表和电压表的示数不是均匀减小至0的,CD错误。
故选B。
模拟练习
一、单选题
1.(2023·北京西城·统考三模)如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,各电阻阻值如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的读数U先减小,后增大
B.电流表的读数I先增大,后减小
C.电压表读数U与电流表读数I的比值不变
D.电压表读数的变化量与电流表读数的变化量的比值不变
【答案】D
【详解】AB.滑动触头P位于a端和b端时外电路总电阻均为
P位于ab的中点时外电路总电阻为
所以当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,总电阻先增大后减小,电源的电动势和内阻不变,根据闭合电路欧姆定律,总电流先减小后增大,则内电压先减小后增大,外电压先增大后减小。即有电压表的读数U先增大后减小,电流表的读数I先减小后增大,故AB错误;
C.电压表读数U与电流表读数I的比值表示外电阻,外电阻先增大后减小,故C错误;
D.因为内外电压之和不变,所以外电压的变化量的绝对值和内电压变化量的绝对值相等。所以,故D正确。
故选择D。
2.(2023·北京市潞河中学·校考三模)在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为E,电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周期性短暂闪光,则可以判定( )
A.电源的电动势E一定小于击穿电压U
B.电容器所带的最大电荷量一定为CE
C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大
D.在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
【答案】D
【分析】本题有效地将电路及电容器结合在一起,考查学生的审题能力及知识的迁移应用能力,对学生要求较高。
【详解】A.电容器与闪光灯并联,所以电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等,当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U时,闪光灯被击穿,电容器放电,放电后闪光灯和电容器两端电压小于U,闪光灯断路,电源再次给电容器充电,达到电压U时,闪光灯又被击穿,电容器放电,如此周期性充放电,使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U,则电源电动势一定大于等于U,故A项错误;
B.电容器两端的最大电压为U,故电容器所带的最大电荷量为
故B项错误;
C.闪光灯闪光时电容器放电,所带电荷量减少,故C项错误;
D.电容器充电时电荷通过R,然后储存在电容器中,闪光灯放电时,电容器放电,储存在电容器中的电荷被放出,通过闪光灯。所以,充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等,故D项正确。
故选D。
3.(2023·清华附中·校考三模)如图所示,四个完全相同的小灯泡并联。闭合开关S1,灯泡L1发光;陆续闭合S2、S3、S4,其它灯泡也相继发光。关于灯泡L1的亮度变化分析,下列说法正确的是( )
A.电源电动势不变,L1两端电压不变,L1亮度不变
B.电路总电阻变小, L1两端电压变小, L1亮度变暗
C.电路总电阻变大,导致L1两端电压变大,L1亮度变亮
D.干路电流不变,其它灯分流导致流过L1电流变小,L1亮度变暗
【答案】B
【详解】四盏灯为并联关系,陆续闭合S2、S3、S4,总电阻越来越小,根据欧姆定律可知干路中电流越来越大,因为
E=U外+I干r
可知随着干路电流的增大,外电压越来越小,所以L1两端电压变小, L1亮度变暗。
故选B。
4.(2023·北京第101中学·校考三模)某同学利用手边的实验器材设计了如图所示的测量电路,电阻R以及电源的电动势和内阻均未知,电压表左端的接线位置待定。不管接哪个接线柱,都可以通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,获得多组数据,描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。下列说法正确的是( )
A.若接a,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
B.若接a,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且测量值均偏小
C.若接b,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且测量值均偏大
D.若接b,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏小
【答案】B
【详解】AB.若接a,则电压表测路端电压,无法通过U-I关系图像测量电阻R的阻值,但可以测量电源的电动势和内阻,此时电流表内接,由于电压表分流的缘故,当电流表示数为零时,实际通过电源的电流并不为零,所以此时电源的内电压不为零,从而导致所作U-I图像的纵截距比电源的实际电动势偏小;当电压表示数为零时,电源的路端电压实际值就是零,即所作U-I图像的横截距等于真实值,则图像斜率的绝对值比真实图像的斜率的绝对值偏小,从而造成电源内阻的测量值与真实值相比偏小,故B正确;
CD.若接b,则电压表并联在R和电流表两端,无法获取电源的路端电压信息,所以无法通过U-I关系图像测量电源的电动势和内阻,但可以测量电阻R的阻值,由于电流表分压的缘故,使得电压表示数比R两端电压的真实值偏大,而电流表示数就是通过R电流的真实值,所以R的测量值偏大,故CD错误。
故选B。
5.(2023·北师大实验中学·校考三模)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为0;当电压示数为时,电子称量物体质量为m,设变阻器总电阻R,电源电动势为E,电源内阻r可忽略不计,限流电阻阻值为R0,且R=R0,不计一切摩擦和其他阻力( )
A.当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m
B.当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m
C.该电子秤可称量物体的最大质量为4m
D.该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的
【答案】B
【详解】AB.当电压示数为时,则
解得
变阻器总电阻R=R0,设滑动变阻器R总长为L,则弹簧被压缩 则
当电压示数为时,则
解得
则弹簧被压缩L,则
则
m′=3m
选项A错误,B正确;
C.由以上分析可知,该电子秤可称量物体的最大质量为3m,选项C错误;
D.因电压表读数
而
(x为滑动片以上部分的长度)且
即
可知m与U并非线性关系,则该电子秤电压表各刻度对应的质量不是均匀的,选项D错误。故选B。
6.(2023·北师大实验中学·校考三模)小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据,并描绘出U-I关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是( )
A.若接a,利用该图像可得到电阻R的阻值
B.若接b,利用该图像可得到电阻R的阻值
C.若接a,利用该图像可得到电源的电动势和内阻
D.若接b,利用该图像可得到电源的电动势和内阻
【答案】D
【详解】A.若接a,电压表并联在变阻器的两端,则可得到变阻器的阻值,不可能得到电阻R的阻值,A错误;
C.利用图像可得到电动势与电阻R和电源内阻的和,C错误;
B.若接b,电压表并联在变阻器和电阻R两端,故得到是变阻器和电阻R的阻值,或者利用图像可得到源和内阻,B错误;
D.利用该图像还可得到电源的电动势,D正确。
故选D。
7.(2023·北大附中·校考三模)据统计交通事故逐年增加,造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶,“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器,它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器,该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,则以下说法正确的是( )
A.U越大,表示c越小
B.U越大,表示c越大
C.检测到驾驶员喝了酒时,U的示数变小
D.U越大,表示检测到驾驶员喝酒越少
【答案】B
【详解】AB.图中酒精传感器与R、R0串联,电压表测R0两端的电压,U越大,说明电路中电流越大,酒精传感器的电阻减小,由题意可知:酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度c成正比,可知,c越大,故A错误,B正确;
C.检测到驾驶员喝了酒时,c增大,减小,电路中总电阻减小,电路中电流增大,则U的示数增大,故C错误;
D.由上分析可知,U越大,c增大,表示检测到驾驶员喝酒越多。故D错误。
故选B。
8.(2023·北京房山·统考二模)如图所示,取一个电容器A和数字电压表相连,把开关S1接1,用几节干电池串联后给A充电,可以看到A充电后数字电压表显示一定数值。取另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联,通过改变开关S1和S2的闭合与断开状态,从而探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系,在没有电荷漏失的情况下,下列说法正确的是( )
A.S1接1,S2处于断开状态,A、B两电容器都处于充电状态
B.S1从1接2,S2处于断开状态,稳定后,A、B两电容器电荷量相等
C.S1从1接2,S2处于断开状态,电压表示数不变
D.S1从2断开,S2闭合,电压表示数逐渐减小
【答案】B
【详解】A.S1接1,S2处于断开状态,只有A电容器处于充电状态,故A错误;
B.S1从1接2,S2处于断开状态,A、B两电容器并联,稳定后,A、B两电容器电压相等,所以电荷量相等,故B正确;
C.S1从1接2,S2处于断开状态,A放电、B充电,电压表示数减小,达到稳定状态时电压表示数将变为原来的一半,故C错误;
D.S1从2断开,S2闭合,电压表示数不变,故D错误。
故选B。
9.(2023·北京市中关村中学·校考三模)某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值,测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的,则( )
序号 电压 电流 电动机工作状态
1 1.25 0.50 卡住未转动
2 2.00 0.20 稳定转动
3 3.5 0.30 稳定转动
A.小电动机的电阻大约为
B.当小电动机的电压为时,其发热功率为
C.当小电动机的电压为时,其电功率为
D.当小电动机的电压为时,其对外做功的功率为
【答案】B
【详解】A.将电压表当作理想电压表,当小电动机的电压为时,电动机卡住未转动,电功率等于内阻发热功率
将第一组数据代入可解得
故A错误;
B.当小电动机的电压为时,电流是0.50A,由P=I2r得其发热功率为,故B正确;
C.当小电动机的电压为时,其电功率
故C错误;
D.当小电动机的电压为时,其对外做功的功率
故D错误。
故选B。
10.(2023·北京市中关村中学·校考三模)图为苹果自动分拣装置,可以把质量大小不同的苹果,自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时,R1所受的压力较大因而电阻较小,R2两端获得较大电压,该电压激励放大电路并保持一段时间,使电磁铁吸动分拣开关的衔铁,打开下面通道,让大苹果进入下面通道;当小苹果通过托盘秤时,R2两端的电压不足以激励放大电路,分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态,小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时,设进入下面通道的大苹果最小质量为M0,若提高分拣标准,要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0,下面操作可行的是( )
A.其他条件不变的情况下,只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
B.其他条件不变的情况下,只适当减小R2的阻值
C.其他条件不变的情况下,只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向
D.其他条件不变的情况下,只增大和传感器R1相连接电路中电源电动势
【答案】B
【详解】A.要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0,则要求当此大苹果通过托盘时,压力传感器的压力与原来一致,可知其他条件不变的情况下,只将托盘秤压在杠杆上的位置向右移动一些;选项A错误;
B.因要达到题中的要求,就要使得R2两端电压保持不变,因压力越大,电阻R1越小,此时回路中的电流越大,R2的电压就会变得更大,则要想保持R2的电压和原来一致,则只适当减小R2的阻值,选项B正确;
C.其他条件不变的情况下,只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向对磁性大小无影响,选项C错误;
D.因要达到题中的要求,就要使得R2两端电压保持不变,因R1减小,而其他条件不变的情况下,只能减小和传感器R1相连接电路中电源电动势,选项D错误。
故选B。
11.(2023·北京东城·统考一模)图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器,电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源,电动势为10V,内阻不计,当输出电压达到或超过6.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警,下列说法正确的是( )
A. 若要求环境温度低于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
B. 若要求环境温度低于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
C. 若要求环境温度高于60℃开始报警,应使用热放电阻,的阻值应为
D. 若要求环境温度高于60℃开始报警,应使用热敏电阻,的阻值应为
【答案】D
【详解】当温度升高时,热敏电阻的阻值将降低,根据闭合电路欧姆定律,有
即电路中电流增大,由外电路的分压原理易知,定值定值的电压必定增大,则热敏电阻的电压降低,依题意,环境温度升高,输出电压升高,报警器报警,所以图中的应使用热敏电阻,若要求环境温度高于60℃开始报警,则由图可知
又
解得
故选D。
12.(2023·北京丰台·统考一模)在甲、乙实验电路中,电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是( )
A. 丙图是由甲电路测的数据绘制的图像
B. 丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率
C. 甲电路用于测量电阻的大小,由可得出电阻的阻值
D. 乙电路用于测量电源的电动势和内阻,电压表测量的是电源两端的电压
【答案】D
【详解】A.丙图绘制的图像是电源路端电压与电流的关系,即丙图是由乙电路测的数据绘制的图像,故A错误;
B.根据
可知丁图图线与横坐标包围的面积不等于被测电阻在某一状态的电功率,故B错误;
C.甲电路用于测量电阻的大小,由可得出电阻的阻值,故C错误;
D.乙电路用于测量电源的电动势和内阻,电压表测量的是电源两端的电压,故D正确。
故选D。
13.(2023·北京海淀八模(一))如图所示,为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地,M和N为两水平放置的平行金属板,当金属板带上一定电荷以后,两板间的一带电小球P处于静止状态.已知M板与b板用导线相连,N板接地,在以下方法中,能使P向上运动的是( )
A. 缩小ab间的距离
B. 增大MN间的距离
C. 取出ab两极板间的电介质
D. 换一块形状大小相同,介电常数更大的电介质
【答案】C
【详解】A.电容器ab与平行金属板MN并联,电压相等,能使P向上运动,则两板间的场强应变大,由
知减小a、b间的距离,电容增大,Q不变,由
可知电压减小,则由
可知MN板间的场强变弱,P向下运动,故A错误;
B.联立以上三式可知
所以增大MN间的距离时,MN间的电场强度不变,P依然处于平衡状态,故B错误;
C.由A项分析可知,取出a、b两极板间的电介质,电容减小,Q不变,所以电压增大,可知MN板间的场强变强,P向上运动,故C正确,
D.换一块形状大小相同,介电常数更大的电介质,由A项分析可知, C增大,,Q不变,所以电压减小,可知MN板间的场强变弱,P向下运动,故D错误。
故选C。
【点睛】在分析电容器动态变化时,需要根据 判断电容器的电容变化情况,然后结合 , 等公式分析,需要注意的是,如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定,如果电容器充电后与电源断开,则电容器两极板上的电荷量恒定不变。
14.(2023·北京海淀八模(四))如图甲所示为电容器的充电电路,先将可变电阻的阻值调为,闭合开关,电容器所带电荷量随时间变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关,先使电容器放电完毕,再把的阻值调为,接着重复前面的操作,得到如图乙实线②所示图像,下列说法正确的是( )
A. 电容器充电过程,充电电流不断减小
B. 电容器充电过程,充电电流不断增加
C. 电容器充电过程,电容器的电容不断增加
D. 增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成
【答案】A
【详解】AB.电容器充电过程,,图线斜率视为电流,可知充电电流不断减小,A正确,B错误;
C.电容器的电容是电容本身的属性,电容不变,C错误;
D.增大可变电阻的阻值对电容器充电更加平缓,充电时间更长,D错误。
15.(2023·北京平谷·统考一模)用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1,电容器充电完毕后将开关掷向2,可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的曲线,如图乙所示。定值电阻R已知,且从图中可读出最大放电电流,以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息,下列说法错误的是( )
A. 由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量
B. 不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则图线与坐标轴围成的面积S将减小
C. 由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
D. 若电容器放出的总电荷量为Q,R两端的最大电压为,则电容器的电容为
【答案】B
【详解】A.根据可知图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量,选项A正确;
B.图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量,不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则电源电压U不变,电容器电容C不变,根据可知电容器的总电荷量不变,选项B错误;
C.根据可知由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压
选项C正确;
D.电容器放出总电荷量Q即为电容器充满电时的电荷量,R两端的最大电压即为电容器充满电时的电压,根据可知电容器的电容为
选项D正确;
本题选错误的,故选B。
16.(2023·北京平谷·统考一模)“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器,已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上,滑块m穿在AB之间的光滑水平杆上,并用轻弹簧连接在A端,其下端有一活动臂,能使滑片P在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换为电信号从电压表(可看作理想电表)输出。如图乙所示标出了电压表表盘上部分电压刻度值。系统静止时,滑片P在滑动变阻器的中点,此时电压表指针指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法:①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度,加速度值的刻度也将是均匀的;②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后,若系统静止时调节接入电路的阻值,此时能使电压表的指针指在中间刻度处,那么加速度计就可以继续正常使用,而无需更换电池。( )
A. ①和②都正确 B. ①和②都错误 C. ①正确,②错误 D. ①错误,②正确
【答案】A
【详解】①系统静止时敏感元件两端弹簧位于自然状态,设系统以加速度a向右加速运动,敏感元件向左移动的距离为x,由胡克定律和牛顿第二定律可得
设的长度为,两端的电压恒为,则此时电压表的示数
解得
联立得
可知系统加速度与电压表示数之间成一次函数关系,凡因变量与自变量间成一次函数的测量仪表刻度盘刻度都是均匀的,①正确;
②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后,若系统静止时调节接入电路的阻值,此时能使电压表的指针指在中间刻度处,则两端的电压不变,仍为,根据①分析可知加速度计就可以继续正常使用,而无需更换电池,故②正确。
故选A。
17.(2023·北京西城·统考一模)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线(如图1),设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中,为热敏电阻,为可变电阻,控制系统可视作的电阻,电源的电动势,内阻不计。当通过控制系统的电流小于时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于时,加热系统将关闭。下列说法正确的是( )
A. 若要使恒温箱内温度保持20℃,应将调为
B. 若要使恒温箱内温度升高,应将增大
C. 若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将增大
D. 保持不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
【答案】B
【详解】A.制系统的电流等于时,电路中的总电阻
20℃热敏电阻的阻值为
若要使恒温箱内温度保持20℃,应将调为
A错误;
B.由于加热系统关闭的电流临界值2mA一定,即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终4500Ω。可知若要使恒温箱内保持的温度值升高,即热敏电阻的阻值减小,则必须使增大,B正确;
C.若恒温箱内温度降低,热敏电阻阻值增大,通过控制系统的电流减小,C错误;
D.根据图1可知,恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系,通过控制系统的电流
可知,通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系,即保持不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化,D错误。
故选B。
18.(2023·北京延庆·统考一模)如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车,该电车没有传统无轨电车的“辫子”,没有尾气排放,乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上,刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用.这种电车的核心元器件是“,”石墨烯纳米混合型超级电容器,该电容器能反复充放电100万次,使用寿命长达十年,被誉为“21世纪的绿色交通”.下列说法正确的是( )
A. 该电容器的容量为
B. 电容器充电的过程中,电量逐渐增加,电容也逐渐增加
C. 电容器放电的过程中,电量逐渐减少,电容器两极板间的电压不变
D. 若标有“,”的电容器从电量为零到充满电用时,则充电平均电流为
【答案】D
【详解】A.该电容器的容量为
故A错误;
B.电容器充电的过程中,电量逐渐增加,但电容只由电容器自身决定,与电荷量的多少无关,即电容保持不变,故B错误;
C.根据
可知电容器放电的过程中,电量逐渐减少,电容不变,则电容器两极板间的电压减小,故C错误;
D.标有“,”的电容器从电量为零到充满电,储存的电荷量为
则充电平均电流为
故D正确。
故选D。
19.(2023·北京汇文中学·校考一模)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在断开开关的情况下,某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点 A、C D、E E、F F、B
多用表示数 0 0 ∞ 0
A. A、C间导线断路
B. D、E间导线断路
C. 灯泡断路
D. F、B间导线断路
【答案】C
【详解】E、F间电阻为无穷大,则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零,说明导线均没有断路,则灯泡断路。
故选C。
20.(2023·北京四中·校考一模)如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V,3W”字样,电源电动势E=6V,内阻忽略不计,则下列判断不正确的是
A. 当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5A
B. 当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5A
C. 当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1A
D. 当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5A
【答案】B
【详解】A.当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为
选项A正确;
B.当灯泡正常发光时,超导部件处于超导状态,则通过超导部件的电流为0.5A,通过R2的电流为零,选项B错误;
CD.当灯泡L发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6Ω,通过R1的电流为
通过R2的电流为
选项CD正确;
此题选择错误的选项,故选B
21.(2023·北京海淀·统考一模)水平放置的平行板电容器C、定值电阻R0、滑动变阻器R、电源E和开关S等元件组成如图所示电路,闭合S待稳定后,电容器两极板间的带电油滴A恰好保持静止。不考虑空气阻力和浮力,下列说法正确的是( )
A. 当R接入电路中的阻值变大时,电容器将放电
B. 当R接入电路中的阻值变小时,油滴A将向下运动
C. 仅换用阻值更大的R0,油滴A将向下运动
D. 仅换用阻值更小的R0,油滴A依旧可以保持悬浮状态
【答案】A
【详解】A.滑动变阻器R和定值电阻R0串联,所以当R接入电路中的阻值变大时,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变小,根据欧姆定律
电阻R0两端的电压变小,电容器与电阻R0并联,所以电容器两端的电压减小,根据
可知电容器所带电荷量会减少,电容器会放电,故A正确;
B.同理,当R接入电路中的阻值变小时,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变大,根据欧姆定律
电阻R0两端的电压变大,电容器与电阻R0并联,所以电容器两端的电压变大,根据
可知,电容器两极板间的电场强度变大,因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡,当电场强度增大后,根据
可知油滴受到的电场力增大,所以油滴向上运动,B错误;
C.仅换用阻值更大的R0,电路中总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变小,根据闭合电路欧姆定律
电阻R0两端的电压变大,电容器与电阻R0并联,所以电容器两端的电压变大,根据
可知,电容器两极板间的电场强度变大,因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡,当电场强度增大后,根据
可知油滴受到的电场力增大,所以油滴向上运动,C错误;
D.仅换用阻值更小的R0,电路中总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流变大,根据闭合电路欧姆定律
电阻R0两端的电压变小,电容器与电阻R0并联,所以电容器两端的电压变小,根据
可知,电容器两极板间的电场强度变小,因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡,当电场强度变小后,根据
可知油滴受到的电场力变小,所以油滴向下运动,D错误。
故选A。
22.(2023·北京房山·统考一模)某同学在研究性学习活动中自制电子秤,原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量,托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器的最上端,此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R,总长度为l,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力。则下列说法不正确的是( )
A.电压表的示数U与被测物体质量m成正比 B.弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比
C.被测物体质量m变大,电路中电流变小 D.改变弹簧劲度系数k,可以改变电子秤的测量范围
【答案】C
【详解】C.当年被测物体质量m变大,回路中的总电阻不变,故电路中电流不变,C错误;
B.当托盘中没有放物体时,电压表示数为零,当物体质量为m时,设托盘下降x,由平衡条件有
B正确;
AD.根据欧姆定律得
根据电阻定律有
由欧姆定律得
故电压表示数U与所称物体质量m的关系式为
电压表的示数U与被测物体质量m成正比,改变弹簧劲度系数k,可以改变电子秤的测量范围,AD正确。
本题选择不正确的,故选C。
23.(2023·北京门头沟·统考一模)在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式”空气流量传感器的部件,其核心部分是一种用特殊合金材料制作的电热丝。如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压就变得越高;反之,电压就越低。这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝放在实验室中测量,得到的伏安特性曲线可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意知,电热丝是热敏电阻,温度越低,电阻越小,则知温度越高,电阻越大,而图线上任意一点与原点连线的斜率等于电阻,电压和电流增大时,电阻的温度升高,电阻增大,图线上的点与原点连线斜率越大。
故选C。
24.(2023·北京通州·统考一模)某同学利用实验器材设计了如图所示的测量电路,电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知,电压表左端的接线位置待定。不管接哪个接线柱,都可以通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,获得多组数据,描绘出关系图像(U、I分别为电压表和电流表的示数)。下列说法正确的是( )
A. 若接a,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
B. 若接a,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且内阻测量值偏大
C. 若接b,利用该电路可测量电阻R的阻值,且测量值偏大
D. 若接b,利用该电路可测量电源的电动势和内阻,且电动势测量值偏大
【答案】C
【详解】A.若接a,此时电压表并联在滑动变阻器和定值电阻两端,电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的电压,无法测出定值电阻阻值,故A错误;
B.若接a,电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的电压,即电源路端电压,根据作出的图象可求电源电动势和内阻,且测量值均偏小,故B错误;
C.若接b,此时电压表并联在定值电阻两端,电压表测量定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可求出定值电阻的阻值,但由于电流表分压作用,测量值会偏大,故C正确;
D.若接b,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器视为电源内阻的一部分,作出的图象无法可得到电源的电动势和内阻,故D错误。
故选C。
25.(2023·北京海淀·统考二模)如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时,滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m;用单位质量变化下,电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦,弹簧始终于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 仅更换阻值更大的定值电阻R0,电子秤灵敏度会下降
B. 电子秤的灵敏度会随待测物体质量的增大而增大
C. 弹簧的劲度系数越小,电子秤的量程越大
D. 电压表示数与待测物体质量成非线性关系
【答案】A
【详解】D.由图可知:滑动变阻器与R0串联,滑动变阻器的电阻全部连入电路;电压表测量滑片上半部分电阻两端的电压;当滑动变阻器滑片P向下移动时,电路中的电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变;电压表的示数
又,,解得
即电压表示数与待测物体质量成线性关系,故D错误;
C.由,可知弹簧的劲度系数越小,m的最大值越小,电子秤的量程越小,故C错误;
AB.由,可知电子秤的灵敏度
可知仅更换阻值更大的定值电阻R0,电子秤灵敏度会下降;电子秤的灵敏度与待测物体质量无关;故A正确,B错误。
故选A。
26.(2023·北京丰台·统考二模)如图是研究光电效应的实验装置,开始时滑列变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K,观察到微安表指针偏转,不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 仅减小照射光频率,微安表指针一定不偏转
B. 仅减小照射光强度,微安表指针一定不偏转
C 仅将滑片P向a端移动,微安表示数变大
D. 仅将滑片P向b端移动,光电子向A板运动的过程中动能变大
【答案】D
【详解】A.仅减小照射光频率,仍可能发生光电效应,微安表指针可能偏转,故A错误;
B.能否发生光电效应是由入射光的频率决定,与入射光的强度无关,故B错误;
C.将滑片P向a端移动,光电管所加的电压为反向电压,所以光电流会一直减小,故C错误;
D.仅将滑片P向b端移动,光电管所加的电压为正向电压,管中电场向左,电子从K向右逸出所受电场力向右,光电子向A板运动的过程中动能变大,故D正确。
故选D。
27.(2023·北京东城·统考二模)如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系,直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是( )
A. 电阻R1、R2的阻值之比为4:3
B. 该电源的电动势为6V,内阻为3Ω
C. 只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6W
D. 只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1:1
【答案】D
【详解】A.根据图像得
电阻R1、R2的阻值之比为2:1,A错误;
B.该电源的电动势为6V,内阻为
B错误;
C.只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为
C错误;
D.只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率分别为
解得
D正确。
故选D。
28.(2023·北京朝阳·统考二模)目前我国在学校、车站等公共场所,都配备了自动体外除颤仪(AED),挽救了宝贵的生命。除颤仪工作时的电功率相当大,用电池直接供电无法达到,也超过了一般家庭的用电功率。某除颤仪的储能装置是一个电容为70μF的电容器,工作时先通过电子线路把电池供电的电压升高到约5000V对电容器进行充电,然后电容器在约2ms的时间内放电,使100~300J的电能通过病人的心脏部位,从而对病人进行抢救。根据上述信息并结合所学知识,可以推断下列说法错误的是( )
A. 该除颤仪工作时的电功率在50~150kW之间
B. 该除颤仪工作时通过人体的电流可达30A
C. 该除颤仪中的电容器充电后储存的能量约为1750J
D. 除颤仪开机工作时施救人员身体不可与病人身体接触
【答案】C
【详解】A.电容器在约2ms的时间内放电,使100~300J的电能通过病人的心脏部位,根据功率的计算公式
可得除颤仪工作时的电功率在50~150kW之间,故A正确,不符合题意;
B.除颤仪工作时通过人体的电流可达
故B正确,不符合题意;
C.该除颤仪中的电容器充电后储存的能量约为
故C错误,符合题意;
D.除颤仪开机工作时施救人员身体不可与病人身体接触,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、多选题
29.(2023·北京门头沟·统考一模)用两个完全相同的灵敏电流计改装成两个量程不同的电流表,下列说法正确的是( )
A.将两个电流表并联,指针偏角不同,量程大的示数大
B.将两个电流表并联,指针偏角相同,量程大的示数小
C.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角小
D.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角大
【答案】AC
【详解】AB.将两个电流表并联,则灵敏电流计两端电压相等,故流过表头的电流相等,指针偏角相同,量程大的示数大。故A正确;B错误;
CD.将两个电流表串联,则流过两电流表的总电流相等,故两表示数相同,但由分流关系可知,偏角不同,量程大的偏角小。故C正确;D错误。
故选AC。
30.(2023·昌平区市级名校·联考)在如图所示的电路中,灯泡L的电阻小于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
A.灯泡L变亮
B.电流表读书变小,电压表读数变大
C.电源的输出功率变小
D.电容器C上电荷量增多
【答案】BD
【解析】
AB.将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,滑动变阻器的电阻变大,根据串反并同,灯泡L中电流减小,电流表读数变小,电压表读数变大,灯泡L变暗,选项A错误,B正确;
C.当外电路的总电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大。虽然灯泡L的电阻小于电源的内阻r,但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定,故电源的输出功率变化情况不确定,故选项C错误;
D.将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,电容器C上电压增大,电容器C上电荷量增多,选项D正确。
故选BD。