教科版物理选修3-1同步测试:第二章 直流电路(8份)

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名称 教科版物理选修3-1同步测试:第二章 直流电路(8份)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2017-03-27 21:52:19

文档简介

1.下列说法中正确的是(  )
A.逻辑电路就是数字电路
B.逻辑电路可存在两种以上的状态
C.集成电路由三种最基本的逻辑电路构成
D.集成电路可靠性高、寿命长,但耗电量高
解析:选A.逻辑电路只存在两种状态即“有”或“没有”,没有第三种状态,集成电路是以半导体材料为基片,将组成电路的各种元器件和连线集成在同一基片上,成为具有一定功能的微电路系统,只有A正确.
2.(多选)在基本逻辑电路中,何种逻辑电路,当所有输入均为0时,输出不是1(  )
A.“与”电路      
B.“或”电路
C.“非”电路
D.都不可能
解析:选AB.当所有输入都为“0”时,“与”门电路输出为“0”,“或”门电路输出为“0”,“非”门电路输出为“1”,A、B对,C、D错.
3.如图所示是一个三输入端复合逻辑电路,当C端输入1,输出端P输出0时,A、B两端的输入分别是(  )
A.0、0
B.0、1
C.1、0
D.1、1
解析:选A.当C端输入1,输出端P输出0时,可知开关“或”电路的输出端为0,则A、B端的输入分别为0、0.故A正确,B、C、D错误.
4.(多选)如图所示为由二极管构成的逻辑电路,A、B为输入端,Y为输出端,高电位用真值“1”表示,低电位用真值“0”表示,则(  )
A.A=0,B=0时Y=0
B.A=1,B=0时Y=1
C.A=0,B=1时Y=1
D.A=1,B=1时Y=1
解析:选AD.两个二极管组成了“与”电路,只有A、B两输入端都为高电位“1”时,输出端Y才为高电位“1”,故应选A、D.
5.电动机的自动控制电路如图所示,其中RH为热敏电阻,RL为光敏电阻,当温度升高时,RH的阻值远小于R1;当光照射RL时,其阻值远小于R2,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中的虚线框内应选________逻辑电路;若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以________R2的阻值(选填“增大”或“减小”).
解析:为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,即热敏电阻或光敏电阻的电阻值减小时,输入为1,输出为1,所以是“或”电路.因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度,需要在光照较小,即光敏电阻较大时输入为1,输出为1,所以要增大R2.
答案:或 增大
一、单项选择题
1.现代银行管理系统中都有自动取款机,若能取出钱款,账号、密码必须都正确,它反映的逻辑关系是
(  )
A.“与”       
B.“或”
C.“非”
D.都不正确
解析:选A.条件同时满足,可判断是“与”逻辑关系.故A对.
2.在逻辑电路中,若输入信号至少有一个为“1”,则输出为“1”的逻辑电路是(  )
A.与电路
B.或电路
C.非电路
D.与非电路
解析:选B.当输入A、B至少有一个为“1”时,输出P也为“1”,这是“或”电路的特点,应选答案B.
3.如图所示的电路为(  )
A.“与”电路
B.“或”电路
C.“非”电路
D.无法判定
解析:选C.由电路图可知它满足开关“非”的逻辑关系,是“非”逻辑电路.
4.在基本的逻辑电路中,当输入信号中有一个为“0”时,输出信号为“0”的逻辑门电路是(  )
A.与电路
B.或电路
C.非电路
D.以上都不对
解析:选A.输入信号有一个为“0”时,“与”电路的输出信号为“0”;“或”电路输出什么信号要看另一个输入信号为什么,若另一个输入信号为“1”,那么“或”电路输出信号为“1”,“非”电路输入“0”时,输出“1”.
5.在登录你的电子信箱(或“QQ”)的过程中,要有两个条件,一个是用户名,一个是与用户名对应的密码,要完成这个事件(登录成功),它们体现的逻辑关系为(  )
A.“与”逻辑关系
B.“或”逻辑关系
C.“非”逻辑关系
D.不存在逻辑关系
解析:选A.由于决定这一事件的全部条件都满足时,该事件才能发生,所以它们体现的是“与”逻辑关系.故选A.
6.如图所示,某单位财务室的门,为了安全,规定不准一个人单独进入.在门上安装了两把锁,只有甲和乙两个人同时打开各自的锁时,门才打开.这里体现了哪种逻辑关系(  )
A.“非”逻辑
B.“与”逻辑
C.“或”逻辑
D.“与非”逻辑
解析:选B.由题意可知只有甲和乙两个人同时打开各自的锁时,门才打开,两个条件同时满足才能有结果发生,这里体现了“与”逻辑关系,B正确.
7.如图为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路,图中S为声控开关(有声音时开关闭合,无声音时开关断开),Rt为光敏电阻,R1和R2都是定值电阻,A为某种门电路,L为灯泡.当晚上有人发声时,能够自动打开楼道灯,白天即使有人发声,楼道灯也不会亮.则(  )
A.图中A是一个开关“与”电路
B.图中A是一个开关“或”电路
C.图中A是一个开关“非”电路
D.晚上无光照时L一定亮
解析:选A.因为无光照时,有声音,灯泡才亮,否则不亮,无光照和有声音时输入都为“1”,输出为“1”,只要有一个输入为“0”,则输出为“0”,可知该逻辑电路满足“有零为零,全一为一”的要求,即为开关“与”电路.故选A.
8.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动.如果规定:车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动.能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是(  )
A.与电路
B.或电路
C.非电路
D.与非电路
解析:选A.
汽车的两扇门必须都关紧时才能正常启动行驶,体现了“与”的逻辑关系,A正确.
二、多项选择题
9.“或”电路的逻辑关系可表示为Z=A+B,则下列结构正确的是(  )
A.0+0=0
B.0+1=1
C.1+0=1
D.1+1=0
解析:选ABC.“或”电路根据加法运算A+B≥1,即输出“1”.
10.逻辑电路的信号有两种状态:一是高电位状态,用“1”表示;另一种是低电位状态,用“0”表示.关于这里的“1”和“0”,下列说法中不正确的是(  )
A.“1”表示电压为1
V,“0”表示电压为0
V
B.“1”表示电压大于或等于1
V,“0”表示电压一定为0
V
C.“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数字
D.“1”表示该点与电源正极相连,“0”表示该点与电源负极相连
解析:选ABD.逻辑电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路.根据指定条件,逻辑电路对输入、输出的因果关系作出判断,逻辑电路的输入、输出信号都以电位高低来表示.若把高电位看做有信号,表示某个条件存在或信号能通过,且以符号“1”表示;把低电位看做无信号,表示某个条件不存在或信号不能通过,以符号“0”表示,这种逻辑关系称为正逻辑.反之,则称为负逻辑.在通常情况下不加说明的都指正逻辑.所以“1”和“0”只是两个符号,是变量的两种可能的取值,故选C选项正确,A、B、D错误.
三、非选择题
11.由逻辑电路构成的一简单控制电路如图所示,其中R′为光敏电阻,光照时电阻很小,R为变阻器,L为小灯泡.其工作情况是:当光敏电阻受到光照时,小灯泡L不亮,不受光照时,小灯泡L亮.该逻辑电路是________电路,该控制电路可以用在________控制系统中(举一个例子).
解析:光照时光敏电阻阻值减小,逻辑电路的输入端电势升高,灯不亮,说明逻辑电路输出端电势降低,输出状态与输入状态相反,故逻辑电路为“非”逻辑电路.
答案:“非” 城市路灯
☆12.楼梯过道中的电灯往往采用如图所示的电路控制,设高电压为“1”,低电压为“0”,试讨论灯泡L的亮暗情况,列出真值表.
解析:由题图可知A接低,B接低,灯不亮;A接低,B接高,灯亮;A接高,B接低,灯亮;A接高,B接高,灯不亮,列出真值表如下:
输入
输出
A
B
P
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
答案:见解析1.甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时,他们都把选择开关旋到“×100”挡,并能正确操作.他们发现指针偏角太小,于是甲把选择开关旋到“×1
k”挡,乙把选择开关旋到“×10”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零,则以下说法正确的是(  )
A.甲选挡错误,而操作正确
B.乙选挡正确,而操作错误
C.甲选挡错误,操作也错误
D.乙选挡错误,而操作正确
解析:选D.选择开关旋到“×100”挡,指针偏角太小,说明所测电阻阻值较大,所选量程太小,应选择较大的量程,重新选挡后要重新欧姆调零,故D正确,A、B、C错误.
2.(多选)如图所示是简化的多用电表的电路图.选择开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3A.S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大
B.S与3、4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大
C.S与3、4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大
D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表
解析:选AD.S与1连接时,电阻R1起分流作用,S与2连接,(R1+R2)起分流作用,所以,S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,由于前者分流电阻小,所以前者量程较大;S与3、4连接时,电流表与分压电阻串联,多用电表就成了电压表,由于R33.用多用电表探测如图所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大.那么,该黑箱内元件的接法可能是下图中的(  )
解析:选B.黑表笔接E,红表笔接F时,电阻值很小,反接阻值很大,说明E、F之间有二极管且E为二极管正极,F为负极,B对.
4.用多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻,P的两端分别为a、b,指针指示位置如图所示.
则通过P的电流方向是________(选填“a→b”或“b→a”).为使测量比较精确,应将选择开关旋到________的倍率挡位上,并________(选填“需重新调零”或“不需重新调零”).再进行测量.
解析:不管用多用电表测电流、电压还是电阻,电流总是从正极流入,负极流出,故电流应从b→a;从表盘指针所指的位置可以看出,指针偏角过大,读数太小,故应换小倍率的.故将开关旋到×10挡位上.换挡后就需要重新欧姆调零.
答案:b→a ×10 需重新调零
5.如图所示,欧姆表刻度盘中,使用时指针指A,两表笔短接时指针指B.若欧姆表的总内阻为24
Ω,C是A、B的中点,D是A、C的中点,则C、D两点的刻度分别为________
Ω、________
Ω.
解析:由欧姆表原理:Ig=,当指针指中点时,=得:Rx=R内=24
Ω
当指针指D点时,电流为满偏电流的1/4,则由
=得:Rx=3R内=72
Ω.
答案:24 72
6.(1)用多用电表测量直流电流时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表________联接入被测电路中.当测直流电压时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表与被测电路________联.测直流电压和电流时,都必须把红表笔接在________处,即电流从________表笔流进.
(2)如图所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置.
①将多用电表选择开关置于“×1”挡,Ⅰ的示数为________Ω,Ⅱ的示数为________Ω.
②将选择开关置于直流“50
V”挡,Ⅰ的示数为________
V,Ⅱ的示数为________
V,Ⅲ的示数为________
V.
③选择开关置于直流“250
V”挡时,Ⅰ的示数为________
V,Ⅱ的示数为________
V.
解析:(1)多用电表测直流电流时,选择开关应置于“mA挡”,且把电表串联接入被测电路中.测直流电压时,把选择开关置于标有“V”处,且并联于被测电路两端.因红表笔与表头正接线柱相连,黑表笔与表头负接线柱相连,因此测直流电压和直流电流时,都必须把红表笔接在电势高处,即电流从红表笔进入.
(2)多用电表测电流或电压时,只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线,根据读数规则,直接读出指针指示的读数即可,而欧姆表的刻度指示数乘以挡位倍率,才是电阻的测量值.
答案:(1)mA 串 V 并 电势高 红
(2)①24 36 ②25.0 20.5 13.0 ③125.0 102.5
7.某同学利用多用电表做了以下实验:
(1)使用多用电表测电阻,他的主要实验步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小;
④换用“×10”的欧姆挡,随即记下欧姆数值;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆,那么这个学生在实验中有哪些操作是错误的?(三个错误)
错误一:________________________________________________________________________;
错误二:________________________________________________________________________;
错误三:________________________________________________________________________.
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是×100量程,这时表针所示被测电阻的阻值应为________Ω;测直流电流时,用的是100
mA的量程,指针所示电流值为________mA;测直流电压时,用的是50
V量程,则指针所示的电压值为________
V.
解析:(1)换用“×10”的欧姆挡是错误的,指针偏转较小,应该换用大量程挡;换挡后直接测量是错误的,应该重新进行欧姆调零;用完后应将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡.
(2)由指针指示情况可读得电阻值为1
700
Ω,测直流电流时,用的是100
mA的量程,指针所示电流值为47
mA,测直流电压时,用的是50
V量程,则指针所示的电压值为23.4
V.
答案:(1)换用“×10”的欧姆挡 没有重新欧姆调零 没有将选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡
(2)1
700 47 23.4
8.如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测.
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图乙中多用电表的________(选填“A”“B”或“C”).
(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应________(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示.
请将记录表补充完整,并在黑箱图中画出一种可能的电路.
两表笔接的接点
多用电表的示数
a,b
____
Ω
a,c
10.0
Ω
b,c
15.0
Ω
解析:(1)多用电表使用前应进行机械调零,机械调零装置为A.
(2)使用多用电表进行测量时,为保证电表不被损坏往往要进行试触,即让两表笔进行短暂接触,观察指针偏转情况,若持续接触则有可能损坏电表.
(3)黑箱中无电源且每对接点间正反阻值相等,由多用电表读数可知所缺数据为5.0
Ω,由a、b间电阻为5
Ω,a、c间为10
Ω,b、c间为15
Ω知,电路为a、b间5
Ω的电阻与a、c间10
Ω电阻串联而成,电路图见答案.
答案:(1)A (2)短暂 (3)5.0 电路图见下图1.(多选)下面对电源电动势概念的认识不正确的是(  )
A.电源电动势等于电源两极间的电压
B.在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和
C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
解析:选ACD.电源电动势等于电源开路时正、负极间的电压,若电路闭合时由于存在内电压,此时电源两极间的电压小于电源电动势,故A项错.电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,即在电路中通过一定电量时,电源提供的电能越多,电动势就越大,并不是电源把其他形式能转化为电能越多,电动势就越大,因为转化的能量除与电动势有关外,还与所经历的时间、用电情况有关,故C项错.电动势和电势差意义不同,电势差是表示电能转化为其他形式能的本领的物理量,故D项错.
2.有两个相同的电阻R,串联起来接在电动势为E的电源上,通过每个电阻的电流为I,若将这两个电阻并联起来,仍接在该电源上,此时通过一个电阻R的电流为2I/3,则该电源的内阻是(  )
A.R   
B.R/2    
C.4R    
D.R/8
解析:选C.由闭合电路欧姆定律得,两电阻串联时I=,两电阻并联时I=·,解得r=4R,故选C.
3.电路中路端电压随干路电流变化的图像如图所示,则电源的电动势和内电阻应是(  )
A.E=0.3
V,r=0.5
Ω
B.E=1.5
V,r=3.0
Ω
C.E=1.5
V,r=0.5
Ω
D.E=1.5
V,r=0.6
Ω
解析:选D.在电源U-I图像中,由截距可知E=1.5
V,内阻r==
Ω=0.6
Ω,D选项正确.
4.如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S
0、S为开关,V与A分别为电压表和电流表.初始时S
0与S均闭合,现将S断开,则(  )
A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
解析:选B.当S断开时,外电阻变大,总电流I变小,路端电压U外变大,所以电压表的示数变大;总电流变小,电阻R1上的电压U1减小,而路端电压变大,电阻R3上的电压变大,所以电流表的示数变大.所以B项正确.
5.电路图如图甲所示,若电阻R阻值未知,电源电动势和内阻也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示,求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电源的路端电压.
解析:(1)由题图乙所示U-I图线知:电源电动势E=4
V,短路电流I短=4
A,故内阻r==1
Ω.
(2)由题图乙知:电源与电阻构成闭合电路时对应路端电压U=3
V.
答案:(1)4
V 1
Ω (2)3
V
一、单项选择题
1.下列关于闭合电路的说法中,错误的是(  )
A.外电路短路时,电源的内电压等于电动势
B.外电路短路时,路端电压为零
C.外电路断路时,路端电压最大
D.电路的外电阻增加时,路端电压减小
解析:选D.根据闭合电路欧姆定律E=IR+Ir,当外电路短路时,R=0,E=Ir,U=0,A、B正确.当外电路断路时,I=0,Ir=0,E=U外,C正确.电路的外电阻增加时,路端电压应增大,D错误.
2.如图所示,电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池的内阻不计.开关S接通后通过R2的电流是S接通前的(  )
A.         
B.
C.
D.
解析:选B.开关S接通前,R1、R2串联,由欧姆定律可知:I==.开关S接通后,R2、R3并联后与R1串联,由欧姆定律知:I1==.由并联电路分流知道通过R2的电流I2==,故I2=I.
3.如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F,调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是(  )
A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大
B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小
C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大
D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小
解析:选B.分析电路可知R1的作用相当于导线,R2增大时,R0两端的电压变小,所以两板间的电压变小,场强变小,电场力变小,绳子上的拉力F等于重力与电场力的合力,而重力不变,电场力变小,其合力变小,绳上的拉力F变小,B正确.
4.如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(  )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
解析:选A.在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中,滑动变阻器R0的电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,电压表的示数减小,同时,定值电阻R1上的电压增大,使得定值电阻R2两端电压减小,导致电流表的示数减小,所以A正确.
5.如图电路中,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动过程中,两表的示数变化情况为(  )
A.电压表示数增大,电流表示数减小
B.电压表示数减小,电流表示数增大
C.两电表示数都增大
D.两电表示数都减小
解析:选A.滑片P向a端滑动时滑动变阻器连入电路的阻值增大,电路的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律知电路总电流减小,内电压减小,路端电压增大,电压表示数增大,R2与滑动变阻器并联部分的电压U1=E-I总(R1+r)增大,故流过电阻R2的电流增大,流过滑动变阻器的电流IP=I总-IR2减小,所以电流表示数减小,故选项A正确.
6.在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动片向下移动时,关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是(  )
A.L变暗,Q增大   
B.L变暗,Q减小
C.L变亮,Q增大
D.L变亮,Q减小
解析:选B.滑动变阻器的滑片向下移动时,R2变小,R总减小,I总变大,UL变小,L变暗,因UR1增大,故UC=UR2变小,再由Q=CUC可知Q减小,故只有B正确.
二、多项选择题
7.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,小灯泡只能发出很微弱的光,把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3
V,再把它们作为一个电子钟的电源,电子钟能正常工作.下列说法正确的是(  )
A.这两节干电池的电动势减小了很多
B.这两节干电池的内电阻增加较大
C.这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小
D.这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小
解析:选BD.旧电池与新电池相比较,电动势几乎不变,但内阻增大许多,A错、B对;新旧电池均能使电子钟正常工作,虽然电池内阻变化,但输出电压几乎不变,只能是电子钟电阻很大,额定电流很小,故C错、D对.
8.如图所示为两个独立电路A和B的路端电压U与其总电流I的关系图线,则(  )
A.路端电压都为U1时,它们的外电阻相等
B.电流都是I1时,两电源内电压相等
C.电路A的电动势大于电路B的电动势
D.A中电源的内阻大于B中电源的内阻
解析:选ACD.在路端电压与电流的关系图像中,图线在U轴上的截距表示电动势E,故EA>EB,C正确;图线斜率的绝对值表示电源的内阻,故rA>rB,D正确;当电流都为I1时,U内=I1r,因内阻r的不同而不同,故B错误;当路端电压为U1时,U1=I1R,I1相等,外电阻R必相等,故A正确.
9.如图所示,已知电源电动势为E,内电阻为r.当可变电阻R的阻值增大时,该电阻两端的电压UAB及通过R的电流IR怎样变化(  )
A.UAB增大      
B.UAB减小
C.IR增大
D.IR减小
解析:选AD.可变电阻R增大→AB并联部分的电阻增大→整个外电路总电阻增大→电路的总电流减小→内电路上的电压(U内=Ir)和电阻R1上的电压(U1=IR1)都减小→AB并联部分的电压(UAB=E-Ir)增大→通过电阻R2的电流(I2=)增大→通过可变电阻R的电流(IR=I-I2)减小,故A、D正确.
☆10.如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件,油滴向下运动的是(  )
A.增大R1的阻值
B.增大R2的阻值
C.增大两板间的距离
D.断开电键S
解析:选CD.增大R1的阻值,稳定后电容器两板间的电压升高,带电油滴所受电场力增大,将向上运动,A错误.电路稳定后,电容器相当于断路,无电流通过电阻R2,故R2两端无电压,所以,增大R2的阻值,电容器两板间的电压不变,带电油滴仍处于静止状态,B错误.增大两板间的距离,两板间的电压不变,电场强度减小,带电油滴所受电场力减小,将向下运动,C正确.断开电键S后,两板间的电势差为零,带电油滴只受重力作用,将向下运动,D正确.
三、非选择题
11.如图所示,电源电动势为6
V,内阻为1
Ω,R1=5
Ω,R2=10
Ω,滑动变阻器R3阻值变化范围为0~10
Ω,求电路中的总电流范围.
解析:当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大.
R外=R1=5
Ω,I==
A=1
A.
当R3阻值为10
Ω时,外电阻最大,电流最小.
R并==5
Ω,R外′=R1+R并=10
Ω,
I′==
A≈0.55
A.
所以电路中的总电流变化范围是0.55
A~1
A.
答案:0.55
A~1
A
☆12.如图所示的电路中,R1=9
Ω,R2=30
Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4
V,电流表A的示数为0.2
A,S断开时,电流表A的示数为0.3
A,求:
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r.
解析:(1)R2两端的电压
U2=I2R2=0.2×30
V=6
V
R1两端的电压
U1=U-U2=11.4
V-6
V=5.4
V
通过R1的电流I1==
A=0.6
A
通过R3的电流I3=I1-I2=0.6
A-0.2
A=0.4
A
所以R3==Ω=15
Ω.
(2)由闭合电路欧姆定律,S闭合时E=U+I1r
S断开时,E=I′(R1+R2+r).
解得E=12
V,r=1
Ω.
答案:(1)15
Ω (2)12
V 1
Ω1.(多选)下列说法正确的是(  )
A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零
B.并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),总电阻也增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),总电阻一定减小
解析:选ABC.由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小,且任一支路电阻增大,总电阻一定增大,所以A、B、C对,D错.
2.如图所示为某收音机内一部分电路元件的等效电路图,各个等效电阻的阻值都是2
Ω,A、C间接一只内阻忽略不计的电流表,如图所示接在电路中.若B、C两点间有6
V的恒定电压,则电流表的示数是(  )
A.3
A        
B.2
A
C.1
A
D.0
解析:选C.等效电路如图所示,由串、并联电路的特点可知I===
A=2
A,所以IA==1
A.
3.如图所示,将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表,将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表,要使它们的量程增大,R1、R2应如何变化(  )
A.R1增大,R2增大
B.R1减小,R2减小
C.R1增大,R2减小
D.R1减小,R2增大
解析:选C.电流计改装为电压表应串联一个电阻,改装为电流表应并联一个电阻,电压表量程为U=Ig(Rg+R1),电流表量程为I=Ig+,故增大量程应增大R1,减小R2.
4.(多选)如图所示的是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么(  )
A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b
C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b
解析:选AD.若电压表示数变化显著,说明电流表的分压作用明显,应用电流表外接法,所以S应接a;若电流表示数变化显著,说明电压表的分流作用明显,应用电流表内接法,S应接b,所以A、D正确.
5.如图所示电路,R1=2
Ω,R2=3
Ω,R3=4
Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3
A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3
A,则流过每个电阻的电流多大?
解析:(1)由欧姆定律得R1两端的电压为:
U1=I1R1=3×2
V=6
V.
R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等,U1=U2=U3.
R2中的电流为:I2==
A=2
A.
R3中的电流为:I3==
A=1.5
A.
干路中的电流为I=I1+I2+I3=6.5
A.
(2)设并联后的总电阻为R,则:
=++,所以R=
Ω.
并联电路两端的电压为:U=IR=3×
V=
V.
电流分别为:I1==
A≈1.38
A
I2==
A≈0.92
A.
I3==
A≈0.69
A.
答案:(1)6.5
A (2)1.38
A 0.92
A 0.69
A
一、单项选择题
1.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1和R2两端电压之比为(  )
A.1∶2        
B.2∶1
C.1∶4
D.4∶1
解析:选B.R1与R2并联时==,当二者串联时,两端的电压之比为2∶1.
2.某同学用伏安法测电阻时,分别采用了内接法和外接法,测得的某电阻Rx的阻值分别为R1和R2,则所测阻值与真实值Rx之间的关系为(  )
A.R1>Rx>R2
B.R1C.R1>R2>Rx
D.R1解析:选A.内接法测量值大于真实值,即R1>Rx;外接法测量值小于真实值,即R2Rx>R2.
3.如图所示电路中,电压表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻.R1和R3电阻未知,R2=R4=20
Ω,电压表V1和V2的读数分别为15
V和10
V,则a、b两点间的电压为(  )
A.23
V       
B.24
V
C.25
V
D.26
V
解析:选C.因为R1、R2、R3和R4串联,且R2+R3=R3+R4,故R3和R4上的电压也为10
V.a、b两点间电压是R1和R2上电压与R3和R4上电压之和,即(15+10)
V=25
V.
4.如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路.以下分析正确的是(  )
A.此接法的测量值大于真实值
B.此接法的测量值小于真实值
C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D.开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端
解析:选A.因为电压表的示数大于电阻R两端的电压,所以R的测量值大于真实值,故A对,B错;电流表分压造成误差,所以其内阻应远小于R的值,故C错;从安全角度考虑,滑动头P应处在最右端,故D错.
5.为测某电阻R的阻值,分别接成如图所示的甲、乙两电路,在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3
V和3
mA,乙电路中电表示数分别为2.9
V和4
mA,则待测电阻的阻值应为(  )
A.比1
000
Ω略大一些
B.比1
000
Ω略小一些
C.比725
Ω略大一些
D.比725
Ω略小一些
解析:选B.由题意知,甲图中电流测量是准确的,乙图中电压测量是准确的.两图中ΔI=(4-3)
mA=1
mA,ΔU=(3-2.9)
V=0.1
V.因为=>=,所以两种接法中电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电压表分流效果明显,乙电路误差大.甲电路测得R甲=1
000
Ω=R+RA,测量值略大于真实值,故选B.
6.如图所示,AB间的电压为30
V,改变滑动变阻器滑片的位置,可以改变CD间的电压,UCD的变化范围是(  )
A.0~10
V
B.0~20
V
C.10
V~20
V
D.20
V~30
V
解析:选C.滑片在最上端时,CD间电压最大Umax=·UAB=×30
V=20
V;滑片在最下端时CD间电压最小Umin=·UAB=×30
V=10
V.故UCD的变化范围是10
V~20
V.
7.一个电流表,刻度盘上每1小格代表1
μA,内阻为Rg,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n
μA,则(  )
A.给它串联一个电阻,阻值为nRg
B.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
C.给它并联一个电阻,阻值为
D.给它并联一个电阻,阻值为
解析:选D.扩大量程的倍数n=,由并联电路的特点得:IgRg=(I-Ig)R,所以R==,即电流扩大量程的倍数为n时,需并联的分流电阻为:R=.
二、多项选择题
8.如图所示,节日装饰用的小彩灯常被挂在小树上或门面上.这些彩灯是串联后接在220
V电源上的,每一串足有数十个,奇怪的是当其中一个或几个灯的灯丝断了,其余灯却仍然亮着.仔细检查灯的结构发现,每个灯的灯丝引线上均绕着金属电阻丝,若灯丝和电阻丝的电阻分别为R1、R2,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.R1 R2
B.R2 R1
C.彩灯是串联的,但每个灯都有两个并联分路
D.当某灯丝R1断了以后,其余灯都要变亮一些
解析:选BC.由“当其中一个或几个灯的灯丝断了,其余灯却仍然亮着”,说明在某灯的灯丝断后,它的金属电阻丝仍连入电路,金属电阻丝与灯丝并联,C对;但在灯丝完好时,要求流过金属电阻丝的电流比较小,所以需满足R2 R1,B对,A错;当灯丝断后,电路中的总电阻增大,通过其余灯的电流减小,所以其余灯都要暗一些,D错.
9.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10
Ω,R2=120
Ω,R3=40
Ω.另有一测试电源,电动势为100
V,内阻忽略不计,则(  )
A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是40
Ω
B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40
Ω
C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为80
V
D.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80
V
解析:选AC.根据电路中串、并联特点,c、d端短路时,R2、R3并联后与R1串联,所以等效电阻R=R1+=10
Ω+
Ω=40
Ω,故A正确;同理,a、b端短路时,c、d之间等效电阻R=128
Ω,故B错误;a、b端接电源时,R1与R3串联,无电流流经R2,故c、d两端电压即R3两端电压,故Ucd=Uab=×100
V=80
V,故C正确;同理端接电源时,Uab=Ucd=×100
V=25
V,故D错误.
☆10.先后按如图甲、乙所示电路测同一未知电阻阻值Rx,已知两电路的路端电压恒定不变,若按图甲所示电路测得电压表示数为6
V,电流表示数为2
mA,那么按图乙所示电路测得的结果应是(  )
A.电压表示数为6
V
B.电压表示数小于6
V
C.电流表示数小于2
mA
D.电流表示数大于2
mA
解析:选BD.甲图中,电压表示数等于电路两端的电压即U=6
V,改成乙图后,由于A的分压作用,故V的示数小于6
V,A错、B对,甲图中I1=,乙图中I2=,由于Rx>故I1<I2,C错、D对.
三、非选择题
11.如图所示是一个电流、电压两用表的电路,电流表G的量程是100
μA,内阻是1
000
Ω,电阻R1=0.1
Ω,R2=99
000
Ω,当双刀双掷开关接到a、b上时,电流表改装成为________表,其量程是________;当双刀双掷开关接到c、d上时,电流表改装成为________表,其量程是________.
解析:当开关接到a、b上时,电路可以简化成如图甲所示,显然是改装成了电流表.R1起到分流的作用,其量程为I=Ig+IR1,
IR1==,代入数据解得:I≈1
A.
当开关接到c、d上时,电路变成如图乙所示电路,R2与G串联改装成电压表.量程为:U=Ig(Rg+R2)=10
V.
答案:电流 1
A 电压 10
V
12.如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1
000
Ω,AB两端电压U=100
V,调节滑动头P使下部电阻R1=400
Ω.
(1)空载时CD两端电压多大?
(2)在CD间接入一个Rs=400
Ω的电阻,CD两端的电压多大?
解析:空载时,由串联分压直接可得输出电压,接入电阻Rs后,它与R1并联,并联后再与R2串联分压.
(1)滑动变阻器上部电阻R2=R-R1=600
Ω.由串联电路上各部分电压与电阻成正比的关系,得CD两端电压为UCD=U=×100
V=40
V.
(2)接入Rs后,它与R1的并联总电阻为
R1′==
Ω=200
Ω,
UCD=U=×100
V=25
V.
答案:(1)40
V (2)25
V1.(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(  )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B.W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻的电路
C.在不是纯电阻的电路中,UI>I2R
D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
解析:选BCD.电功率公式P=,功率越大,表示电流做功越快.对于一段电路,有P=IU,I=,焦耳热Q=Rt,可见Q与P、U、t都有关.所以,P越大,Q不一定越大,A不对.
W=UIt是电功的定义式,适用于任何电路.而I=只适用于纯电阻电路,B对.
在不是纯电阻的电路中,电流做的功等于焦耳热与其他形式的能之和,所以W>Q,即UI>I2R,C对.
Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D对.
2.电功率的计算公式P=U2/R中,U是加在用电器上的电压,R是用电器的电阻,此式可用于(  )
A.计算电冰箱的功率  
B.计算电风扇的功率
C.计算电烙铁的功率
D.计算洗衣机的功率
解析:选C.公式P=U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的,只能用在纯电阻电路中,故C正确,A、B、D错误.
3.小亮家有一台电风扇,内阻为20
Ω,额定电压为220
V,额定功率为66
W,将它接上220
V电源后,发现因扇叶被东西卡住不能转动.则此时电风扇消耗的功率为(  )
A.66
W  
B.2
420
W
C.11
W  
D.不确定
解析:选B.当扇叶被东西卡住不能转动时,电路为纯电阻电路,所以电风扇消耗的功率也就是热功率.P==2
420
W.B对,A、C、D错.
4.如图为某两个电阻的U-I图像,两电阻之比为R1∶R2,把两电阻串联后接入电路,消耗功率之比为P1∶P2,并联后接入电路,消耗功率之比为P∶P,则它们分别为(  )
A.2∶1 2∶1 1∶2
B.2∶1 1∶2 2∶1
C.1∶2 1∶2 2∶1
D.1∶2 2∶1 1∶2
解析:选A.由R=知=,将R1、R2串联后,由P=I2R知==.将R1、R2并联后,由P=知,==,故A对.
5.如图所示,已知电源的电动势为E,内阻r=2
Ω,定值电阻R1=0.5
Ω,滑动变阻器的最大阻值为5
Ω,求:
(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?
解析:(1)因为电路是纯电阻电路,则满足闭合电路欧姆定律,有
PR1=R1.
当R2=0时,电阻R1消耗的功率最大,
PR1m=R1.
(2)方法一:(极值法)
PR2=R2
=R2
=.
当R2=R1+r=2.5
Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,即PR2m=.
方法二:(等效电源法)
如果把电源和R1的电路等效为一个新电源,则整个电路等效为一个新电源和滑动变阻器组成的闭合电路,“外电路”仅一个滑动变阻器R2,这个等效电源的E′和r′可以这样计算:把新电源的两端断开,电源电动势E等于把电源断开时电源两端的电压,则新电源的电动势E′=E,而等效电源的内阻r′=R1+r,即两个电阻的串联.
根据电源的输出功率随外电阻变化的规律,在R2上消耗的功率随外电阻R2的增大而先变大后变小,当R2=r′=R1+r=2.5
Ω时,在R2上消耗的功率达到最大值,即PR2m=.
(3)原理同(2),很容易得出当R1+R2=r,即R2=r-R1=1.5
Ω时,电源输出的功率最大,Pm=.
答案:(1)0
Ω (2)2.5
Ω (3)1.5
Ω
一、单项选择题
1.功率为10
W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60
W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60
W的白炽灯,均用10
W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近(  )
A.8×108
kW·h    
B.8×1010
kW·h
C.8×1011
kW·h
D.8×1013
kW·h
解析:选B.按每户一天亮灯5小时计算,每户一年节省的电能为(2×60-2×10)×10-3×5×365
kW·h=182.5
kW·h,假设全国共有4亿户家庭,则全国一年节省的电能为182.5×4×108
kW·h=7.3×1010
kW·h,最接近于B选项,故选项B正确,选项A、C、D错误.
2.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3
C,消耗的电能为0.9
J.为在相同时间内使0.6
C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(  )
A.3
V 1.8
J
B.3
V 3.6
J
C.6
V 1.8
J
D.6
V 3.6
J
解析:选D.设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t.由公式W1=U1q1和W1=eq
\f(U,R)t可得:U1=3
V,=0.1.再由W2=U2q2和W2=eq
\f(U,R)t可求出:U2=6
V,W2=3.6
J,故选项D正确.
3.如图所示,电源的电动势为30
V,内电阻为1
Ω,一个“6
V,12
W”的电灯与一个绕线电阻为2
Ω的电动机串联.已知电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为(  )
A.36
W
B.44
W
C.48
W
D.60
W
解析:选A.由电路和题意可知,I=IL==2
A,
则U机=E-Ir-UL=30
V-2
V-6
V=22
V,
所以P出=IU机-I2r机=(22×2-22×2)
W=36
W.
4.如图所示,R1和R2的规格为“4
W、100
Ω”,R3的规格为“1
W、100
Ω”,当A、B端加电源通电时,这部分电路允许消耗的最大功率为(  )
A.9
W
B.4.5
W
C.2.5
W
D.1.5
W
解析:选D.对R1和R2,额定电流I1=I2==0.2
A.对R3,额定电流I3==0.1
A.
若R1、R2、R3均能工作,则当I3=0.1
A时,I1=I2=0.05
A,此时P3=1
W.
P1=P2=
W.
故该电路允许消耗的最大功率P=P3+P1+P2=1.5
W,D对.
5.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为(  )
A.、
B.、
C.、
D.、
解析:选D.电源效率η=,E为电源的总电压(即电动势),根据图像可知Ua=E,Ub=E,所以选项D正确.
6.某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24
V 220
W)和10个相同的指示灯X1~X10(220
V 2
W),将其连接在220
V交流电源上,电路如图所示.若工作一段时间后L2灯丝烧断,则(  )
A.X1的功率减小,L1的功率增大
B.X1的功率增大,L1的功率增大
C.X2的功率增大,其他指示灯的功率减小
D.X2的功率减小,其他指示灯的功率增大
解析:选C.L2灯丝烧断后电路的总电阻增大,电路中总电流减小,流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小,消耗的功率都减小,两端的电压都减小,则X2两端电压增大,消耗的功率也增大,C正确.
二、多项选择题
7.关于计算电功率的三个公式P=UI、P=I2R、P=的适用范围,以下说法中正确的是(  )
A.这三个公式的适用范围相同
B.第一个公式普遍适用,后两个公式只适用于纯电阻电路
C.第一个公式适用于无电阻的电路,后两个公式只适用于有电阻的电路
D.三个公式的适用范围与电路串、并联的方式无关
解析:选BD.电路可分为纯电阻电路和非纯电阻电路,P=UI对两个电路都适用,而P=I2R和P=只适用于纯电阻电路,故B正确,A、C错误;这三个公式的适用范围与电路的串、并联方式无关,故D正确.
8.用一个额定电压为220
V的电热水器煮沸一壶水需要
t
s,如果不考虑热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么(  )
A.当线路电压为110
V时,煮沸一壶水需要2t
s
B.当线路电压为110
V时,煮沸一壶水需要4t
s
C.当线路电压为55
V时,煮沸一壶水需要4t
s
D.当线路电压为55
V时,煮沸一壶水需要16t
s
解析:选BD.由公式Q=t知,煮沸一壶水所需的热量为Q=t.当电压变为原来的时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t
s,选项B正确;当电压变为原来的时,时间要变为原来的16倍,即16t
s,选项D正确.
☆9.如图所示的电路,已知电源内阻为r,定值电阻R0的阻值也为r,滑动变阻器R的总电阻为2r,若滑动变阻器的滑片P由A向B滑动,则下列说法中正确的是(  )
A.电源输出功率由小变大
B.固定电阻R0上获得的功率由小变大
C.电源内部电势降落由小变大
D.滑动变阻器消耗的功率变大
解析:选ABC.由题图可知,当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时,变阻器的电阻在减小.外电路电阻由3r逐渐减小为r,由电源输出的功率与外电阻的关系可知,电源输出功率由小变到最大,故选项A正确.固定电阻R0消耗的功率为P0=I2R0,而电流在不断增大,则其消耗的功率也由小变大,电源内部电压Ir也由小变大,所以选项B、C正确.对于求滑动变阻器消耗的功率的变化情况,可把R0+r=2r看做是新电源的内阻,则可知当R=2r时滑动变阻器消耗的功率最大,当R变小时,其消耗的功率变小,选项D错误.
☆10.如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系(U-I图线),图线②表示其输出功率与电流的关系(P-I图线).则下列说法正确的是(  )
A.电池组的电动势为50
V
B.电池组的内阻为
Ω
C.电流为2.5
A时,外电路的电阻为15
Ω
D.输出功率为120
W时,输出电压是30
V
解析:选ACD.电池组的输出电压和电流的关系为:U=E-Ir,显然直线①的斜率的大小等于r,纵轴的截距为电池组的电动势,从题图中看出截距为50
V,斜率的绝对值大小等于r=
Ω=5
Ω,A对,B错.当电流为I1=2.5
A时,回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15
Ω,C对.当输出功率为120
W时,由图中P-I关系图线中看出对应干路电流为4
A,再从U-I图线中读取对应的输出电压为30
V,D对.
三、非选择题
11.如图所示,电源电动势E=10
V,内阻r=0.5
Ω,“8
V 16
W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机M绕线的电阻R0=1
Ω,求:
(1)路端电压;
(2)电源的总功率;
(3)电动机的输出功率.
解析:(1)L正常发光,路端电压等于灯泡额定电压8
V.
(2)由题意内电压U内=(10-8)
V=2
V,
则总电流I==
A=4
A
电源总功率为P=IE=4×10
W=40
W.
(3)流经电动机的电流IM=
A=2
A
输入电动机的总功率P电动机=U·IM=8×2
W=16
W
电动机内阻消耗功率P消耗=IR0=4×1
W=4
W
故电动机输出功率P输出=(16-4)
W=12
W.
答案:(1)8
V (2)40
W (3)12
W
12.如图所示,变阻器R2的最大电阻是10
Ω,R3=5
Ω,电源的内电阻r=1
Ω,当电键S闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16
W,电源的输出功率为12
W.此时电灯R1正常发光,求:
(1)电灯阻值R1(设R1阻值恒定不变);
(2)当电键S断开时,要使电灯正常工作,应使变阻器的电阻改变多少?
解析:(1)由电源总功率为16
W,输出功率为12
W可得,电源内阻消耗功率P内=(16-12)
W=4
W
又P内=I2r,干路电流I=

A=2
A
路端电压U==
V=6
V
流经R3的电流I3==
A=1.2
A
流经R1、R2的电流I12=I-I3=(2-1.2)
A=0.8
A
电灯的阻值R1=-=
(-5)
Ω=2.5
Ω.
(2)当电键S断开时,要使电灯正常工作,由(1)知此时干路电流I′=0.8
A
由(1)可求出电源电动势E=U+Ir=8
V
S断开时,滑动变阻器的阻值
R2′=-r-R1=(-1-2.5)
Ω=6.5
Ω.
滑动变阻器阻值要增加ΔR=R2′-=1.5
Ω.
答案:(1)2.5
Ω (2)增加1.5
Ω1.(多选)某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20
Ω,连接电路的实物图如图所示.
指出该同学接线中错误的和不规范的做法是(  )
A.滑动变阻器不起变阻作用 
B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当
D.电压表接线有错
解析:选AD.滑动变阻器要起变阻的作用,必须使接入电路的两根导线一条接在下面的接线柱上,另一条接在上面的金属杆的一端上,图中变阻器起不到变阻的作用,故选A.电流表和电压表接入电路时,选择好恰当的量程后,要特别注意“+”“-”接线柱是否正确,不然的话,极易损坏电表,图中电流表的“+”“-”接线柱无错误,故不选B.干电池的电动势为1.5
V,电压表量程适当,故不选C.但电压表不能直接并联到电源两端,因为开关断开后,电压表仍有示数,且电压表“+”“-”接线柱有错,故选D.
2.在用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的实验中,被测的电源是两节干电池串联的电池组.可供选择的实验器材如下:
A.电流表,量程0~0.6
A,0~3
A
B.毫安表,量程0~100
μA,0~100
mA
C.电压表,量程0~3
V,0~15
V
D.滑动变阻器,0~1
000
Ω,0.1
A
E.滑动变阻器,0~20
Ω,2
A
F.电键一个,导线若干
(1)为了尽量得到较好的效果,电流表应选________,量程应选________,电压表量程应选________,滑动变阻器应选________.
(2)如图有甲、乙两个可供选择的电路,应选________电路进行实验.实验中误差是由于________表的读数比实际值偏________所造成的.
解析:(1)一般干电池允许通过的最大电流为0.5
A,故电流表应该选A,其量程应该选0~0.6
A.两节干电池串联后的电动势为3.0
V,故电压表量程应该选0~3
V.滑动变阻器的最大阻值只需要比电池组的内阻大几倍即可,故选择E.
(2)应该选乙电路,电流表的内阻和滑动变阻器的阻值相差不大,其分压作用不可忽略,而电压表的内阻相对滑动变阻器的阻值来讲大很多,其分流作用可以忽略,故选择乙电路.实验中电压表的示数是路端电压,电流表的示数比干路中的电流略小,所以实验中的误差是由电流表的读数比实际值偏小造成的.
答案:(1)A 0~0.6
A 0~3
V E (2)乙 电流 小
3.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测干电池(电动势约为1.5
V,内阻小于1.0
Ω)
B.电流表G(满偏电流Ig=3
mA,内阻Rg=10
Ω)
C.电流表A(0~0.6
A,内阻0.1
Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20
Ω,10
A)
E.滑动变阻器R2(0~200
Ω,1
A)
F.定值电阻R0(990
Ω)
G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了图甲中的(a)(b)两个参考实验电路,其中合理的是图________所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选________(填写器材的字母代号).
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可得被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
解析:(1)电路(a)中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990
V=594
V,而电源电动势仅约为1.5
V,所以电路(a)不合理,电路(b)合理,电源的内阻较小,又滑动变阻器采用限流式改变电路,所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便.
(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10+990)
Ω,即为电路的路端电压,所以图线在纵轴上的截距乘以(10+990)
Ω=1
000
Ω,
可得电源电动势E=1.48×10-3×1
000
V=1.48
V;从图线上取两点得电池的内阻r=
Ω=0.8
Ω.
答案:(1)(b) D (2)1.48(1.47~1.49均正确)
0.8
(0.78~0.82均正确)
4.某同学要测定一节旧电池的电动势和内电阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如表所示:
次数
1
2
3
4
5
R/Ω
4.0
10.0
16.0
22.0
28.0
I/A
1.00
0.50
0.34
0.25
0.20
/A-1
1.0
2.0
2.9
4.0
5.0
(1)若利用图像确定电池的电动势和内电阻,则应作________图像.
(2)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像.
(3)由图像可知,该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
解析:(1)由数据分析可知电阻R与成线性关系,应该画出-R图像.
(2)如图所示
(3)由闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得=R+
由图像得==,故E=6.0
V.
由=0.4得r=2.4
Ω.
答案:(1)-R (2)见解析 (3)6.0 2.4
5.为测量一电源的电动势及内阻.
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为0~9
V的电压表.
A.量程为0~1
V、内阻大约为1
kΩ的电压表V1;
B.量程为0~2
V、内阻大约为2
kΩ的电压表V2;
C.量程为0~3
V、内阻为3
kΩ的电压表V3.
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为0~9
V的电压表.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50
V时,电阻箱的阻值为15.0
Ω;电压表示数为2.00
V时,电阻箱的阻值为40.0
Ω,则电源的电动势E=________V、内阻r=________Ω.
解析:(1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值,V3表的量程扩大3倍即为改装的电压表,故应选C.要将量程为0~3
V、内阻为3
kΩ的电压表改装为量程为0~9
V的电压表,串联分压电阻的阻值为R==6
000
Ω=6
kΩ.
(2)原理电路图如图所示.
(3)根据闭合电路欧姆定律知E=3U+r,将U1=1.50
V,R′1=15.0
Ω及U2=2.00
V,R′2=40.0
Ω分别代入上式联立解方程得E=7.5
V,r=10.0
Ω.
答案:(1)C 6 (2)见解析 (3)7.5 10.0
6.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图1中的________(选填“甲”或“乙”).
图1
(2)现有电流表(0~0.6
A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15
V)
B.电压表(0~3
V)
C.滑动变阻器(0~50
Ω)
D.滑动变阻器(0~500
Ω)
实验中电压表应选用________,滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U
-I图线.
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
图2
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
解析:(1)电流表内阻与电池内阻相差不多,如果用乙图误差较大,应选用甲图.
(2)干电池的电动势为1.5
V左右,为减小误差,应选择量程为3
V的电压表;根据电源电动势和电流表量程,可知应选择最大阻值为50
Ω的滑动变阻器.
(3)第四组数据误差较大,应舍去,连线后如下图所示.
(4)根据U-I图像,电源的电动势为纵轴的截距,为1.5
V,内电阻为斜率的大小,r=
Ω≈0.83
Ω.
答案:(1)甲 (2)B C (3)见解析图
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)
7.(2015·高考四川卷)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6
V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:

电流表A1(量程0~30
mA);
电流表A2(量程0~100
mA);
电压表V(量程0~6
V);
滑动变阻器R1(阻值0~5
Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~300
Ω);
开关S一个,导线若干条.
某同学的实验过程如下:

Ⅰ.设计如图甲所示的电路图,正确连接电路.
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图乙所示的图线.
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).
回答下列问题:
(1)电流表应选用______,滑动变阻器应选用______.
(2)由图乙的图线,得电源内阻r=________Ω.
(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=____________,代入数值可得Rx.
(4)若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围________,电压表示数变化范围________.(选填“相同”或“不同”)
解析:(1)由题U-I图线可知电流表量程应为0~100
mA,故选A2.路端电压大于5.5
V,而电源电动势E=6
V,故R外 r,则滑动变阻器选R2.
(2)由题图得:r==25
Ω.
(3)Rx+r=,Rx=-r.
(4)电流I=,r+Rx一定,R从300
Ω变到某同一阻值,电流变化范围相同.Rx接AB间时,U=(R+Rx),Rx接BC间时,U′=R,故两种情况下电压变化不同.
答案:(1)A2 R2 (2)25 (3)-r (4)相同 不同1.(多选)下列说法中正确的是(  )
A.由R=U/I可知,电阻与电压、电流都有关系
B.由R=ρl/S可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系
C.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
解析:选BD.R=是电阻的定义式,R与电压和电流无关,故A错误;而R=ρ是电阻的决定式,横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,故B正确;电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,故C错误;当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象,此时的导体叫超导体,故D正确.
2.一段粗细均匀的电阻丝,横截面的直径为d,电阻为R.把它拉成直径为的均匀细丝后,它的电阻变成(  )
A.100R       
B.10
000R
C.
D.
解析:选B.电阻丝原来的横截面积S=π,后来的横截面积S′=π,故S′=S,被拉长后体积不变,即Sl=S′l′,则后来的长度l′=100l,原来的电阻R=ρ,后来的电阻R′=ρ=ρ=10
000=10
000R,故选B.
3.如图所示,R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体,R1边长为1.5L,R2边长为4.5L,若R1的阻值为6
Ω,则R2的阻值为(  )
A.3
Ω
B.6
Ω
C.12
Ω
D.18
Ω
解析:选B.材料相同,即ρ相同,设厚度为d,则
R1=ρ=6
Ω
故R2=ρ=R1=6
Ω,B对.
4.现有半球形导体材料,接成如图所示甲、乙两种形式,则两种接法的电阻之比R甲∶R乙为(  )
A.1∶1
B.1∶2
C.2∶1
D.1∶4
解析:选D.将甲图半球形导体材料看成等大的两半部分的并联,则乙图中可以看成两半部分的串联,设每一半部分的电阻为R,则甲图中电阻R甲=,乙图中电阻R乙=2R,故R甲∶R乙=1∶4.
5.一只鸟站在一条通电的铝质裸导线上(如图所示),导线的横截面积为185
mm2,鸟的两爪间的距离为5
cm,求鸟两爪间导线的电阻是多少?(ρ铝=2.9×10-8
Ω·m)
解析:鸟两爪间导线的长度l=5
cm,导线的横截面积S=185
mm2,由公式R=ρ可得:R=ρ铝=2.9×10-8×
Ω=7.8×10-6
Ω.
答案:7.8×10-6
Ω
一、单项选择题
1.若常温下的超导体研制成功,它适于做(  )
A.保险丝
B.输电线
C.电炉丝
D.电阻温度计
解析:选B.超导体电阻为零,不能产热可用来做输电线.
2.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流是I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,则导线两端所加的电压变为(  )
A.
B.
C.2U
D.4U
解析:选D.由电阻定律R=ρ
,导线均匀拉长为原来2倍时总体积不变,横截面积变为原来的,故电阻变为原来的4倍,由欧姆定律I=可知电流仍为I时,所加电压变为原来4倍,故D正确.
3.一只白炽灯泡“220
V 40
W”,不接入电路时它的电阻是(  )
A.大于1
210Ω
B.小于1
210
Ω
C.等于1
210
Ω
D.无法判断
解析:选B.灯泡正常发光时的电阻是R===1
210
Ω,金属导体的电阻率随温度的升高而增大,不接入电路时它的电阻小于正常工作时的电阻,B正确,A、C、D错误.
4.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106
Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20
cm、半径为4
cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100
V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(  )
A.0.31
μA
B.0.62
μA
C.0.15
μA
D.0.43
μA
解析:选A.由R=ρl/S得R≈3.18×108
Ω,所以I=U/R≈0.31
μA.
5.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去,再拉长至L,则导线电阻变为(  )
A.
B.
C.
D.nR
解析:选C.设原来导线的横截面积为S,由电阻定律得R=,金属导线截去,再拉长至L,有:=LS1,截前有:V=LS.所以S1=,由电阻定律得R1=,故C正确,A、B、D错误.
6.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长lab=2lbc.当将A与B接入电压为U(V)的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电路中,则电流为(  )
A.4I
B.2I
C.I
D.I
解析:选A.设沿AB方向的横截面积为S1,沿CD方向的横截面积为S2,则有=.AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有==,电流之比==,I2=4I1=4I.A对.
7.两个用同种材料制成的均匀导体A、B,其质量相同,当它们接入电压相同的电路时,其电流之比IA∶IB=1∶4,则横截面积之比SA∶SB为(  )
A.1∶2
B.2∶1
C.1∶4
D.4∶1
解析:选A.由R=可知,在U一定时,I与R成反比,即RA∶RB=4∶1.
又根据电阻定律R=ρ
=ρ
=ρ
可知,当ρ、V一定时,R∝,即有eq
\f(S,S)==所以==.
8.如图所示,P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜材料的电阻率为ρ,膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中,测得M、N两端电压为U,通过它的电流为I.则金属膜的电阻率的值为(  )
A.
B.
C.
D.
解析:选C.由欧姆定律
可得R=,沿着L的方向将膜层展开,如图所示,则膜层等效为一电阻,其长为L,横截面积为管的周长×厚度d.
由电阻定律R=ρ可得
R=ρ=,则=,解得ρ=.故C对.
二、多项选择题
9.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是(  )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成反比
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比
解析:选AB.对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻定律R=ρ
可知A、B正确.
10.两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示,可知(  )
A.两电阻的大小之比为R1∶R2=3∶1
B.两电阻的大小之比为R1∶R2=1∶3
C.两电阻丝长度之比为L1∶L2=1∶3
D.两电阻丝长度之比为L1∶L2=1∶
解析:选BC.由I-U图像可知R1∶R2=1∶3,A选项错误,B选项正确.根据R=ρ
,L=,所以L1∶L2=R1∶R2=1∶3,C选项正确,D选项错误.
三、非选择题
11.实验室购买了一捆标称长度为100
m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0
mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8
Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
电流表:量程0.
6
A,内阻约0.2
Ω;
电压表:量程3
V,内阻约9
kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5
Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20
Ω;
定值电阻:R0=3
Ω;
电源:电动势6
V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50
A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).
解析:(1)根据R=ρ,得铜导线的阻值约为Rx=1.7
Ω,即Rx+R0=4.7
Ω.实验中的滑动变阻器若选R1,则当滑动变阻器滑片移至a端时,电压表的示数约为3
V,若滑动变阻器滑片向右移动,电压表示数变大,超过电压表量程,故实验中的滑动变阻器应选R2.闭合开关S前应使电路中的电阻最大,故滑动变阻器滑片应移至a端.
(2)连线如图所示.
(3)电压表的示数为2.30
V.
(4)根据欧姆定律,铜导线与R0的串联电阻R==
Ω=4.6
Ω,所以铜导线的电阻Rx=R-R0=1.6
Ω.
根据Rx=ρ得导线长度l==
m≈94
m.
答案:(1)R2 a (2)见解析图 (3)2.30(2.29~2.31均正确) (4)94(93~95均正确)
12.如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1
m,b=0.2
m,c=0.1
m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示.当U=10
V时,求电解液的电阻率ρ是多少?
解析:由题图乙可求得电解液的电阻为
R==
Ω=2
000
Ω
由题图甲可知电解液长为:l=a=1
m
横截面积为:S=bc=0.02
m2
结合电阻定律R=ρ
得ρ==
Ω·m=40
Ω·m.
答案:40
Ω·m1.如图所示,将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来,已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍,在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,若在1
s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的电流关系是(  )
A.IA=IB      
B.IA=2IB
C.IB=2IA
D.不能确定
解析:选A.由公式I=得,若单位时间内通过的电量相等,则电流相等,这两个截面上单位时间内通过的电子数相等,故电流相等,A项正确.
2.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为S,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q,则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,形成的等效电流为(  )
A.vq  
B.   
C.qvS  
D.
解析:选A.在运动方向上任取一个截面,则时间t内通过该截面的电荷量为Q=vtq,由电流的定义式得:I==vq,故A正确.
3.下列说法中错误的是(  )
A.电流通过导体时,沿电流的方向电势逐渐降低
B.由I=可知,通过一段导体的电流与它两端的电压成正比
C.由R=可知,导体的电阻与电压成正比
D.对一段确定的导体来说,的值不随U或I的改变而改变
解析:选C.电流通过导体,沿电流的方向电势逐渐降低,A正确.欧姆定律I=是指流过导体的电流与它两端的电压成正比,与电阻成反比,故B正确.R=是计算电阻大小的定义式,但R与U、I无关,故C错误,D正确.
4.如图所示显示了两电阻R1、R2的电流I和电压U之间的关系,由图像可知两电阻大小之比R1∶R2为(  )
A.1∶     
B.∶1
C.∶2
D.2∶
解析:选B.在伏安特性曲线I-U图线中,直线的斜率与电阻成反比,所以==.
5.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
器材
规格
器材
规格
小灯泡
标有“3.8
V,0.3
A”字样
滑动变阻器R1
最大阻值10
Ω,额定电流1.0
A
电压表V
量程0~5
V,内阻5

滑动变阻器R2
最大阻值1
kΩ,额定电流0.5
A
电流表A1
量程0~100
mA,内阻4
Ω
直流电源E
电动势约为6
V,内阻约为0.5
Ω
电流表A2
量程0~500
mA,内阻0.4
Ω
导线、开关等

(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________;电流表应选________.
(2)在图中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.
解析:(1)滑动变阻器应选择R1;小灯泡正常工作时I额=0.3
A=300
mA>100
mA,故电流表应选A2.
(2)因为要求小灯泡上的电压从0增大,应选用分压电路;而小灯泡正常工作时R灯==
Ω≈13
Ω RV=5
kΩ,故电流表应选择外接法,其电路为
答案:(1)R1 A2 (2)见解析图
一、单项选择题
1.下列说法中正确的是(  )
A.由R=知道,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
B.比值反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R=
C.导体电流越大,电阻越小
D.由I=知道,一段导体两端的电压跟通过它的电流成正比
解析:选B.导体的电阻取决于导体自身,与U、I无关,故A、C错误.比值反映了导体对电流的阻碍作用,定义为电阻,所以B正确.由电流与电压的关系知电压是产生电流的原因,所以正确的说法是“通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比”,因果关系不能颠倒,D错误.
2.如图所示,在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液内就有电流通过.若在t秒内,通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2,设基本电荷为e,则以下说法中正确的是(  )
A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流的方向从B→A
B.溶液内由于正负离子向相反方向移动,溶液中的电流抵消,电流大小等于零
C.溶液内的电流方向从A→B,电流大小I=
D.溶液内的电流方向从A→B,电流大小I=e
解析:选D.电流方向为正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的反方向.故正、负离子形成电流方向是一致的,从A→B;因为正、负离子形成电流方向一致,有I==e,故A、B、C错,D对.
3.一个阻值为R的导体两端加上电压U后,通过导体截面的电荷量q与通电时间t之间的关系图线为过坐标原点的直线,如图所示.此图像的斜率表示(  )
A.U
B.R
C.
D.
解析:选C.根据欧姆定律I=,又I=,所以=,即q=·t可知,在q-t图像中斜率为k=,故C项正确.
4.一个标有“220
V 60
W”的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到200
V,在此过程中,电压U和电流I的关系可用如图所示的图线表示,给出的四个图线中符合实际的是(  )
解析:选C.灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下温度不同,其电阻也不同,随温度的升高电阻增大,因此图像C是符合要求的,所以本题选C.
5.为了测定小灯泡的伏安特性曲线,需要测得的电压范围尽可能大些,误差小些,为此,下列电路合适的是(  )
解析:选D.灯泡电阻比较小,电流表应该外接,电压范围尽可能大一些,滑动变阻器采用分压接法,故选项D正确.
6.某元件的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是(  )
A.B点的电阻为12
Ω
B.B点的电阻为40
Ω
C.导体的电阻因温度的影响改变了1
Ω
D.导体的电阻因温度的影响改变了9
Ω
解析:选B.根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA=
Ω=30
Ω,RB=
Ω=40
Ω,所以ΔR=RB-RA=10
Ω,故B对,A、C、D错.
二、多项选择题
7.如图验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列说法中正确的是(  )
A.有瞬时电流形成
B.有持续电流形成
C.电流方向由A到B
D.导体棒内的自由电子在电场力作用下做定向移动
解析:选AD.导体棒内的自由电子在电场力作用下做定向移动形成电流,但没有持续的电压,所以只能形成瞬时电流,A项和D项正确,B项错误;电子做定向移动的方向是由A到B,电流方向由B到A,C项错误.
8.两个金属导体的伏安特性曲线如图所示,则(  )
A.RⅠ>RⅡ
B.RⅠ<RⅡ
C.电压相同时IⅠ>IⅡ
D.电压相同时IⅠ<IⅡ
解析:选BC.由伏安特性曲线斜率k=且kⅠ>kⅡ,可知B正确.又由k==,电压相同时,kⅠ>kⅡ,所以IⅠ>IⅡ.
9.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图实线所示,则下列说法中正确的是(  )
A.加5
V电压时,导体的电阻是5
Ω
B.加12
V电压时,导体的电阻是8
Ω
C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小
解析:选ABD.由R=可知,当U=5
V时,R=
Ω=5
Ω,当U=12
V时,R=
Ω=8
Ω.由题图可知,随着电压增大,导体电阻增大;随着电压减小,导体的电阻不断减小,故选ABD.
☆10.如图所示是电阻R的I-U图线,图中α=45°,由此得出(  )
A.通过电阻的电流与两端电压成正比
B.电阻R=0.5
Ω
C.因I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故R=cot
α=1.0
Ω
D.在R两端加6
V电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3
C
解析:选AD.由于I-U图线为一直线,所以A正确.由于R=,所以R==2
Ω,B错误.由于两坐标单位长度不同,不能用公式R=cot
α=1.0
Ω来计算,C错误.当U=6
V时,I==3
A,每秒通过的电荷量是3
C,故D正确.
三、非选择题
11.已知电子的电荷量为e,质量为m.氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?
解析:本题考查的是等效电流的问题,解题的关键是确定在一段时间内通过某一横截面的电荷量,根据电流的定义式即可算出等效电流的大小.截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个横截面的电荷量q=e,则有I==.再由库仑力提供向心力,有=mr,得T=.由以上两式得I=.
答案:
12.在探究规格为“6
V 3
W”的小灯泡伏安特性曲线的实验中,某同学采用图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器
(阻值范围0~20
Ω,额定电流1.0
A),L为待测小灯泡,V为电压表(量程6
V,内阻20
kΩ),A为电流表(量程0.6
A,内阻1
Ω),E为电源(电动势8
V,内阻不计),S为开关.
(1)在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最________端(选填“左”或“右”).
(2)在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是________点至________点的导线未连接好(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“__2__点至__3__点”的导线).
(3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小灯泡的电阻值随工作电压的增大而________(选填“不变”“增大”或“减小”).
解析:(1)在实验时,闭合开关前,应使用电器的电压、电流为最小值,故应使滑片P置于最左端.
(2)若1点到5点未接好,则电路成为滑动变阻器的限流式电路.
(3)在I-U图像中的每一点与O点的连线的斜率逐渐减小,即电阻的倒数减小,所以电阻增大.
答案:(1)左 (2)1 5(或5 1) (3)增大