2025届高三物理二轮专题复习训练十一参考答案
1.【解析】选D。导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化;导体的电阻与导体本身的长度、横截面积及电阻率有关,与导体两端电压及导体中电流的大小无关,选项A、B、C错误;电阻率反映材料的导电性能,与温度有关,选项D正确。
2.【解析】选A。当电压表并联在R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,Rab2R2,由此可以推断,当不用电压表测量时,R2分得的电压小于4 V;当把电压表并在R2上时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,Rbc3.【解析】选C。由于两导体串联在电路中,因此通过的电流一定相等,A错误;设导体的表面边长为a,厚度为d,根据R=ρ可知,导体的电阻R==,即电阻与厚度d有关,与体积无关—电阻微型化的依据,由V=Sd可知,如果两导体的体积相同,则P1的厚度要小于P2的厚度,因此P1的电阻大于P2的电阻,再由P=I2R可知,P1的电功率大于P2的电功率,B错误;若厚度相同,则两电阻阻值相同,由U=IR可知,P1两端的电压等于P2两端的电压,C正确,D错误。
4.【解析】选A。电源的效率η===,由于UB>UC,故R1接在电源上时,电源的效率高,选项A正确,B错误;将电阻接在电源上,电阻的U I图线与电源两端电压与电流关系图线的交点表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图线中只可看出电流的数值,可知R2与电源的内阻相等,所以接在电源上时,R2比R1消耗功率大,选项C、D错误。
5【解析】B。AB.滑动头P由中点向下移动的过程中,R2电阻变大,则A1示数变小;内阻不计,A2示数不变,故A不符合题意,B符合题意;CD.R1、R2串联,,则由可知故CD不符合题意。故选B。
6.【解析】选A。由题意可知当电场力与阻力相等时形成恒定电流,则有e=kv,解得v=,则导体中的电流I=nevS=,则由欧姆定律可得R==,则A正确,B、C、D错误。
7.【解析】选D。A当开关S闭合时,电容器内的带电微粒恰好处于静止状态,则当电阻箱R1变大时,根据“串反并同”,两端的电压变大,电容器的电压变大,根据可知增大,粒子向上加速运动,A错误;B.开关S闭合时,干路电流为路端电压为,流过电阻的电流为电容器两端的电压为,电容器所带电荷量为开关S断开时,流过电阻的电流为,电容器两端的电压为,,电容器所带电荷量电容器上的电荷量增加量为,B错误;C.将电容器两极板距离增大时,根据,可知,电容器的电容减小,根据可知电容器带电量减小,电容器放电,又因为下极板带负电,所以流过电流表的电流方向从a到b,C错误;
D.电路的外电阻为因为,根据电源的输出功率与外电阻的关系,如图
可知,当增大时,电源的输出功率减小,根据根据“串反并同”,可知路端电压是增大的,、串联支路的功率在增大,所以R1上的功率一定减小,D正确。故选D。
8.【解析】选B、D。解法:P由a端向b端滑动,其阻值减小,则总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,电压表示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I总(R1+r),I总增大,则U2减小,I2=,I2减小,电流表的示数IA=I总-I2增大,B正确;由P2=I2R2知P2减小,C错误;Uab=φa-φb=φa=U2,故φa降低,D正确。
9.【解析】选A、B、D。电动机不转动时满足欧姆定律,电动机的线圈电阻 ,故A正确;电动机正常转动时的发热功率为 ,故B正确;若滑动变阻器 接入电路的阻值恒定不变,则根据闭合电路欧姆定律可知 , ,解得 ,由于滑动变阻器接入电路的阻值变化,且不知道具体是多少,所以电源内阻不等于 ,故C错误;这台电动机正常运转时输入功率为 ,所以输出功率为 ,故D正确。
10.【解析】选B、D。闭合开关 ,4个灯泡刚好正常发光,根据串并联电路的规律可知,流过原线圈的输入电流 ,流过副线圈的输出电流 ,根据理想变压器原、副线圈电流与匝数关系,可知 ,副线圈输出电压 ,根据理想变压器原、副线圈电压与匝数关系可知,原线圈输入电压 ,则 、 两端的电压为 ,故A错误,B正确;断开 ,副线圈的电阻增大,则副线圈输出电流减小,原线圈输入电流减小,灯泡 、 都变暗,根据闭合电路欧姆定律可知,原线圈输入电压增大,则输出电压增大,电压表测量输出电压,示数增大,故C错误,D正确。
11.【解析】(1)没有风吹时,电路中电流为(2分)
金属杆接入电路的电阻为(2分)
(2)当风力为时,迎风板受力平衡,弹簧弹力大小为260N,由胡克定律可得
(2分)
解得(2分)
此时金属杆接入电路的电阻为(2分)
电压传感器的示数为(2分)
12.【解析】(1)根据题意,设与的并联电阻为R,则有(1分)
设回路中电流为,根据闭合电路欧姆定律得(1分)
解得(1分)
通过R1的电流(2分)
(2)电动机的输出功率(2分)
解得(2分)
(3)电容两端电压为(1分)
电容器的带电量(2分)
13.【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知:(1分)
(1分)
解得(1分)
(1分)
(2)由图像可知,在A点:(1分)
在B点:(1分)
所以滑动变阻器的阻值范围为(2分)
(3)根据功率计算公式(2分)
当(2分)
时,消耗功率最大(2分)
14.【解析】(1)根据理想变压器原副线圈匝数比和电流比的关系有:(1分)
电阻消耗的功率为P=I2R(1分)
可得(1分)
(2)设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2,有:U0=I1R1+U1(1分)
原副线圈电压与匝数成正比,可得:(1分)
有:U2=2U1=I2R2(1分)
联立代入数值解得:U1=90V,U2=180V(1分)
即此时变压器副线圈两端的电压180V。(1分)
(3)设副线圈输出功率最大时,滑动变阻器的阻值为,变压器输出功率等于输入功率,则
(1分)
则当:(1分)
时,最大,代入数据可得最大输出功率为:(1分)
此时:(1分)
则:(1分)
(1分)
由欧姆定律可得:(1分)
可得(1分)2025届高三物理二轮复习专题训练(十一)
——直流电路与交流电路
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1--7题只有一个选项符合题目要求,每小题4分;第8--10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.下列关于电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.由R=可知,U=0时,R=0;I=0时,R趋于无限大
B.由ρ=可知,ρ分别与R、S成正比
C.一根导线沿长度一分为二,则每部分电阻、电阻率均为原来的二分之一
D.电阻率通常会随温度的变化而变化
2.两个定值电阻R1、R2串联接在U=12 V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图所示。电压表的示数为8 V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.等于或大于8 V
3.如图所示,P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积。将P1和P2按图中所示方式接到电源上,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.若P1和P2的体积相同,则通过P1的电流大于通过P2的电流
B.若P1和P2的体积相同,则P1的电功率等于P2的电功率
C.若P1和P2的厚度相同,则P1两端的电压等于P2两端的电压
D.若P1和P2的厚度相同,则P1两端的电压大于P2两端的电压
4.如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与通过该电阻电流的关系图线。若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )
A.R1接在电源上时,电源的效率高 B.R2接在电源上时,电源的效率高
C.R1接在电源上时,电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大
5.图示电路中,电源电动势为E,内阻不计,闭合开关S,滑动头P由中点向下移动的过程中,电表、、示数变化的大小分别为、、,则( )
A.示数减小、示数增大 B.示数减小,示数不变
C.不变,增大 D.、均不变,且
6.导体中的电流是这样产生的:当在一根长度为L、横截面积为S,单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U时,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子(-e)受匀强电场的电场力作用而加速,同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比,即可以表示为kv(k是常数),当电子所受电场力与阻力大小相等时,导体中形成了恒定电流,则该导体的电阻是( )
A. B. C. D.
7.如图所示电路图,电源电动势E=3V,内阻r=1Ω,电阻箱初始电阻值R1=3Ω,定值电阻R2=2Ω,R3=1Ω,电容器电容C= 6μF。当开关S闭合时,电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.当电阻箱R1变大时,带电微粒将向下加速运动
B.当开关S由闭合到断开时,电容器上的电荷量增加了
C.将电容器两极板距离增大时,电流的方向从b到a
D.R1增大时,R1上的功率一定减小
8. (多选)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,、为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数减小 B.电流表示数增大
C.电阻R2消耗的功率增大 D.a点的电势降低
9. (多选)某同学在研究微型直流电动机的性能时,采用如图所示的实验电路。闭合开关,并调节滑动变阻器 的阻值,使电动机不转动,此时电流表和电压表的示数分别为 和 ;重新调节 的阻值,使电动机正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为 和 。则下列说法正确的是(电表均可视为理想电表)( )
A. 这台电动机的线圈电阻为 B. 这台电动机正常运转时线圈的发热功率为
C. 电源的内阻为 D. 这台电动机正常运转时的输出功率为
10. (多选)如图所示,理想变压器上连接着四个灯泡,其中灯泡 、 的额定电压为 、额定电流为 ,灯泡 、 的额定电压为 、额定电流为 ,当开关 闭合时四个灯泡均正常发光,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 、 两端的电压为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 断开时原线圈中的灯泡 、 都变亮 D. 断开时电压表的示数增大
二、非选择题:本题共4小题,共54分。
11.(12分)如图是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电轻质的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与光滑的金属杆接触良好,并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连,另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数,电阻,电源的电动势,内阻。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压传感器的示数(相当于理想电表)。不计摩擦和迎风板的电阻。求闭合开关,
(1)没有风吹时,电路中电流和金属杆接入电路的电阻;
(2)当风力为时,电压传感器的示数。
12.(12分)如图所示电路中,电源的电动势E=9V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,电动机的额定电压为U=6V,内阻r0=0.5Ω。闭合开关S,电动机正常工作。求:
(1)通过R1的电流I1;
(2)电动机的输出功率P;
(3)此时电容C的电荷量q。
13.(14分)某学校科技小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试,为滑动变阻器,为定值电阻、电源内阻不计。实验时,他们调节滑动变阻器的阻值,得到了各组电压表和电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出图像如图乙所示,已知电流表和电压表都是理想电表。求:
(1)电源的电动势E和定值电阻;
(2)图线从A状态变化到B状态的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)当的阻值为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?
14.(16分)如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为,电阻接在原线圈回路中,滑动变阻器(滑动变阻器阻值变化范围为)和电阻串联接在副线圈回路中,已知电阻,,原线圈一侧接在电压恒为的正弦交流电上、使变阻器接入电路的阻值为零,求:
(1)此时电阻和消耗的功率之比;
(2)此时变压器副线圈两端的电压;
(3)若调节滑动变阻器触头,能够使变阻器输出功率达到最大,当变阻器接入电路的阻值为多少时,变压器输出功率最大?最大值为多少?