【物理】2020届一轮复习人教版第17讲　部分电路及其规律作业 8页

第 17 讲 部分电路及其规律 A 组 基础题组 1.(2018 浙江 11 月选考,1,3 分)下列物理量属于标量的是( ) A.速度 B.加速度 C.电流 D.电场强度 答案 C 电流是标量。常见的矢量有位移,速度,加速度,电场强度,磁感应强度。 2.(2017 浙江 11 月选考,12,3 分)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所 示,则这些电器一天消耗的电能约为( ) 电器 消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶 2 000 1 空调 1 200 3 电视机 100 2 节能灯 16 4 路由器 9 24 A.6.1×103 W B.6.1×103 J C.2.2×104 W D.2.2×107 J 答案 D 每天消耗的电能为 W=2 kW×1 h+1.2 kW×3 h+0.1 kW×2 h+0.016 kW×4 h+0.009 kW×24 h=6.08 kW·h=2.2×107 J。 3.一个小灯泡,当它两端的电压在 3 V 以下时,电阻等于 15 Ω不变;当它两端的电压增大到 4 V 时,钨丝温度明显升高,它的电阻为 16 Ω;当电压增大到 5 V 时,它的电阻为 18 Ω。它 在 0~5 V 电压范围内的伏安特性曲线与下列哪个图像相符( ) 答案 B 电压在 0~3 V 范围内小灯泡的电阻不变,则 I-U 图线是过原点的直线,当电压为 3 V 时,电流为 I1= 3 15 A=0.2 A;当它两端的电压增大到 4 V 时,钨丝温度明显升高,电阻增大,I-U 图线是曲线,电压为 4 V 时,电流为 I2= 4 16 A=0.25 A;电压为 5 V 时,电流为 I3= 5 18 A≈0.28 A。 画出 0~5 V 电压范围内的伏安特性曲线如题图 B 所示。 4.(2016 浙江 10 月选考,9,3 分)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中 盐水柱长为 40 cm 时测得电阻为 R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体 相同。现将管中盐水柱均匀拉长至 50 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻变 为( ) A. 4 5 R B. 5 4 R C. 16 25 R D. 25 16 R 答案 D 本题考查对电阻定律的理解。由于总体积不变,设 l1=40 cm 长时的横截面积为 S, 则长度变为l2=50 cm后,横截面积 S'= 4 5 S,根据电阻定律公 R=ρ 1 ,R'=ρ 2 S ,两式联立得 R'= 25 16 R, 选项 D 正确。 5.有一段长 1 m 的电阻丝,电阻为 10 Ω,现把它均匀拉伸到长为 5 m,则电阻变为( ) A.10 Ω B.50 Ω C.150 Ω D.250 Ω 答案 D 电阻丝无论怎样拉长其体积不变,但随着长度增加,截面面积在减小,即满足 V=Sl 关系式。把电阻丝由 1 m 均匀拉伸到 5 m 时,截面面积变成原来的 1 5 ,由电阻定律公式 R=ρ 可知电阻变成原来的 25 倍,D 正确。 6.(2016 浙江 10 月选考,11,3 分)如图为一种服务型机器人,其额定功率为 48 W,额定工作电 压为 24 V,机器人的锂电池容量为 20 A·h。则机器人( ) A.额定工作电流为 20 A B.充满电后最长工作时间为 2 h C.电池充满电后总电荷量为 7.2×104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为 20 J 答案 C 根据 P=UI 可知,额定电流应该为 2 A,选项 A 错。电源的容量为 20 A·h,即以额 定电流 2 A 工作时,能够工作的最长时间为 10 h,选项 B 错误。电源充满电后的总电荷量为 Q=It=20×3 600 C=7.2×104 C,选项 C 正确。以额定电流工作时,机器人的功率为 48 W,即 每秒消耗能量 48 J,选项 D 错误。 7.一只“220 V 1 210 W”的特制金属灯丝灯泡与电流表串联,并将它们接到 40 V 的直流 电源上,电流表的读数是以下的哪个值( ) A.等于 1 A B.大于 1 A C.小于 1 A D.无法确定 答案 B 首先根据 R= 2 算出灯泡额定电压下的电阻,再根据 I= 算出电压为 40 V 时电流为 1 A,但灯泡的电阻随电压增大而增大,所以 40 V 时的电阻要小于 220 V 时的电阻,故电流大 于 1 A,选 B。 8.先后按图中甲、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相等且恒定不 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,电压表、电流表的连接会 对电路产生影响。那么按图乙所示电路测得的结果应有( ) A.电压表示数为 6 V,电流表示数为 2 mA B.电压表示数为 6 V,电流表示数小于 2 mA C.电压表示数小于 6 V,电流表示数小于 2 mA D.电压表示数小于 6 V,电流表示数大于 2 mA 答案 D 图甲所示电路中,电压表示数为 6 V,电流表示数为 2 mA,说明 U=6 V。 在图乙所示电路中,U=6 V,电压表与 Rx 并联后与电流表串联,由于电流表的分压,电压表 与 Rx 并联部分电压小于 U,即电压表示数小于 6 V。又由于电压表与 Rx 并联的电阻小于 Rx, 外电路总电阻小于电流表与待测电阻 Rx 串联的总电阻,则干路中电流大于图甲中电流表的 读数,即大于 2 mA。 9.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开 关 S1、S2 后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风 口吹出。已知电吹风的额定电压为 220 V,吹冷风时的功率为 120 W,吹热风时的功率为 1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( ) A.电热丝的电阻为 55 Ω B.电动机线圈的电阻为 1210 3 Ω C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为 1 000 J D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为 1 000 J 答案 A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为 P=1 000 W-120 W=880 W,每秒钟消耗的电能 为 880 J,对电热丝,由 P= 2 得电热丝的电阻为 R= 2 = 2202 880 Ω=55 Ω,选项 A 正确,选项 C 错误; 由题给条件无法计算电动机线圈的电阻,选项 B 错误;当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗 的电能为 120 J,选项 D 错误。 10.用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表 A1、A2,若把 A1、 A2 分别采用串联和并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电 表指针偏转角度的说法正确的是( ) A.图(a)中的 A1、A2 的示数相同 B.图(a)中的 A1、A2 的指针偏角相同 C.图(b)中的 A1、A2 的示数和偏角都不同 D.图(b)中的 A1、A2 的指针偏角相同 答案 B 大量程电流表是小量程电流表并联一适当的分流电阻改装而成的。当 A1、A2 并联 时,由于 A1、A2 的电阻不同,通过 A1、A2 的电流不等,A1、A2 的示数不同,但通过每个小量程电 流表的电流相同,故指针偏角相同,A 错,B 对。当 A1、A2 串联时,通过 A1、A2 的电流相等,故示 数相同,但 A1、A2 的量程不同,故指针偏角不同,C、D 均错。 B 组 提升题组 1.铅蓄电池的电动势为 2 V,内阻不为零,以下说法中错误的是( ) A.电路中每通过 1 C 电荷量,铅蓄电池能把 2 J 的化学能转化为电能 B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C.电路中每通过 1 C 电荷量,铅蓄电池内部非静电力做功为 2 J D.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为 1.5 V)的强 答案 B 由 W=UIt=UQ=2×1 J=2 J,可知 A 正确;电动势的大小由电源将其他形式的能转化 为电能的能力大小决定,与体积无关,故 B 错误;电路中每通过 1 C 电荷量时,铅蓄电池内部 非静电力做功为 2 J,故 C 正确;电动势的大小表示电源将其他形式的能转化为电能的能力大 小,故 D 正确。 2.某用电器距离供电电源距离为 L,线路上的电流为 I,若要求线路上的损失电压不超过 U, 已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电线的横截面积最小值是( ) A. B. 2 C. D. 2 答案 B 设输电线的电阻为R,由欧姆定律可得U=IR,由电阻定律有R=ρ 2 ,联立可得S= 2 , 故 B 正确,A、C、D 错误。 3.(多选)有一横截面积为 S 的铜导线,流经其中的电流为 I,设每单位体积的导线中有 n 个自 由电子,每个自由电子的电荷量均为 q,此时电子定向移动的速率为 v,则在Δt 时间内,通过 导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A.nvSΔt B.nvΔt C. Δ D. Δ 答案 AC 根据电流定义可知,在Δt 时间内通过导线横截面的电荷量 Q=IΔt,所以在这段 时间内通过的自由电子数为 N= = Δ ,所以 C 对,D 错;由于自由电子定向移动速率是 v,在时 间Δt 内,位于以某横截面为底,长 l=vΔt 这段导线内的自由电子都能通过横截面,V=Sl=Sv Δt,总的自由电子数 N=nV=nSvΔt,A 对,B 错。 4.将截面均匀、长为 L、电阻为 R 的金属导线截去 ,将剩余部分均匀再拉长至 L,则导线电 阻变为( ) A. (-1) B. C. (-1) D.nR 答案 C 根据电阻决定式 R=ρ ,截去 之后再拉长至 L,长度没有变化,横截面积变为原来 的 -1 ,则电阻变为 R'=ρ - S = -1 ρ = -1 R。故选 C。 5.如图所示,图线①表示的导体电阻为 R1,图线②表示的导体电阻为 R2,则下列说法正确的是 ( ) A.R1∶R2=1∶3 B.R1∶R2=3∶1 C.将 R1 与 R2 串联后接于电源上,则流过两电阻电流之比为 1∶3 D.将 R1 与 R2 并联后接于电源上,则流过两电阻电流之比为 1∶3 答案 A 在 I-U 图像中,R= 1 ,由图像可知,k1=1,k2= 1 3 ,所以 R1∶R2=1∶3,选项 A 正确,B 错误;R1、 R2 串联后接于电源上,流过两电阻的电流相等,选项 C 错误;R1、R2 并联后接于电源上,流过两 电阻电流之比 1 2 = 2 1 = 3 1 ,选项 D 错误。 6.锂电池能量密度高、绿色环保。现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电,等效电路如图乙 所示,充电宝的输出电压为 U,输出电流为 I,该锂电池的内阻为 r,则( ) A.充电宝输出的电功率为 UI+I2r B.电能转化为化学能的功率为 UI C.锂电池产生的热功率为 I2r D.锂电池产生的热功率为 2 答案 C 充电宝的输出功率为 UI,锂电池的热功率为 I2r,则电能转换为化学能的功率为 UI-I2r, 2 ≠I2r,故 C 正确。 7.图是有两个量程的电压表,当使用 a、b 两个端点时,量程为 0~10 V,当使用 a、c 两个端点 时,量程为 0~100 V。已知电流表的内阻 Rg 为 500 Ω,满偏电流 Ig 为 1 mA,则电阻 R1、R2 的 值( ) A.9 500 Ω 90 000 Ω B.90 000 Ω 9 500 Ω C.9 500 Ω 9 000 Ω D.9 000 Ω 9 500 Ω 答案 A 接 a、b 时电流表串联 R1,由串联电路特点有 R 总=R1+Rg= 1 g ,R1= 1 g -Rg=9 500 Ω。接 a、c 时电流表串联 R1、R2,同理有 R 总'=R1+R2+Rg= 2 g ,R2= 2 g -Rg-R1=90 000 Ω。 8.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为 3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3 为相同规格的三个 小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示,当开关闭合后,下列判断正确的是( ) A.灯泡 L1 的电阻为 12 Ω B.灯泡 L1 消耗的电功率为 0.75 W C.通过灯泡 L1 的电流为通过灯泡 L2 电流的 2 倍 D.灯泡 L2 消耗的电功率为 0.30 W 答案 ABD 当开关闭合后,灯泡 L1 的电压 U1=3 V,由题图读出其电流 I1=0.25 A,则灯泡 L1 的电阻 R1= 1 1 =12 Ω,功率 P1=U1I1=0.75 W,故 A、B 正确;灯泡 L2、L3 串联,电压 U2=U3=1.5 V, 由题图读出其电流 I2=I3=0.20 A,灯泡 L2、L3 的功率均为 P=UI=1.5 V×0.20 A=0.30 W,故 D 正确,C 错误。 9.定值电阻 R1、R2、R3 的阻值均为 2 Ω,在电路中所消耗的电功率的最大值分别为 10 W、10 W、2 W,现将这三个电阻按照如图所示的方式连接,则这部分电路消耗的电功率的最大值为 ( ) A.22 W B.12 W C.15 W D.16 W 答案 B 由题意知 R1=R2=R3=2 Ω,P1=10 W,P2=10 W,P3=2 W,首先分析两个并联电阻 R2、R3 所允许的最大消耗功率。因为 R2 与 R3 并联,则两端电压相等,由公式 P= 2 知,R2 与 R3 所消耗 的功率一样。已知 R2 与 R3 本身允许的最大功率分别是 10 W 和 2 W,所以 R2、R3 在该电路中 的最大功率都是 2 W,否则会超过 R3 的最大功率。再分析 R1 在电路中允许的最大功率。把 R2 与 R3 看成一个并联电阻 R',则电路就是 R1 与 R'串联,而串联电路所流过的电流一样,再由 P=I2R 知,R1 与 R'所消耗的功率之比为 R1∶R',R2 与 R3 的并联阻值 R'= 2 2 ,即 1 ' =2,所以 R1 消耗 的功率是并联电阻 R'的两倍,则 R1 的功率是 2×4 W=8 W<10 W,所以总功率最大为 2 W+2 W+8 W=12 W。 10.(多选)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器 R, 使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 0.5 A 和 1.0 V;重新调节 R,使电动机 恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 15.0 V。则有关这台电动机正常运 转时的说法正确的是( ) A.电动机的内电阻为 2 Ω B.电动机的内电阻为 7.5 Ω C.电动机的输出功率为 30 W D.电动机的输出功率为 22 W 答案 AD 当调节滑动变阻器 R,使电动机不转动,此时将电动机视为纯电阻,R0= =2 Ω,选 项 A 正确,B 错误;当电动机正常工作时,电动机的输出功率为 P 出=UI-I2R0=22 W,选项 C 错,D 正确。