新教材適用2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)練案25第九章恒定電流第1講電路的基本概念與規(guī)律

練案[25]第九章恒定電流第1講電路的基本概念與規(guī)律一、選擇題(本題共10小題，1～8題為單選，9、10題為多選)1．安培提出了著名的分子電流假說。根據(jù)這一假說。電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于該環(huán)形電流的說法正確的是(D)A．電流大小為eq\f(ve,r)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B．電流大小為eq\f(ve,r)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C．電流大小為eq\f(ve,2πr)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D．電流大小為eq\f(ve,2πr)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針[解析]電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，電子運(yùn)動(dòng)周期為T＝eq\f(2πr,v)，根據(jù)電流的定義式可得電流為：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(e,T)＝eq\f(ve,2πr)，因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以電流方向與電子定向移動(dòng)方向相反，即沿逆時(shí)針方向，故D正確，ABC錯(cuò)誤。2．(2023·山西高三月考)如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)小量程電流表和一個(gè)電阻箱R組成的，下列說法正確的是(B)A．甲表是電壓表，R增大時(shí)量程增大B．甲表是電流表，R增大時(shí)量程減小C．乙表是電流表，R增大時(shí)量程增大D．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程減小[解析]甲表是電流表，R增大時(shí)，甲表中變阻器分流減小，量程減小，故A錯(cuò)誤，B正確；乙是電壓表，R增大時(shí)，變阻器分擔(dān)的電壓增大，量程增大，故CD錯(cuò)誤。3．(2023·廣東高三階段練習(xí))小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中錯(cuò)誤的是(C)A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積[解析]圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)O連線的斜率的倒數(shù)表示電阻值，由圖可知隨著所加電壓的增大，圖線斜率減小，故小燈泡的電阻增大，A正確，不符合題意；由歐姆定律可得，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)，B正確，不符合題意，C錯(cuò)誤，符合題意；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為P＝U1I2，與題圖中PQOM所圍的面積相等，D正確，不符合題意。4．(2023·浙江大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測(cè))家電待機(jī)耗電問題常常被市民所忽略，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)一臺(tái)電視機(jī)待機(jī)一天的耗電量約0.2度。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)浙江省的常住人口約5800萬人，假設(shè)每戶家庭擁有的家用電器如下表所示，則由表中數(shù)據(jù)，估算每年浙江省家庭用電器待機(jī)耗電量約為(C)家庭常用電器電視機(jī)洗衣機(jī)空調(diào)電腦戶均數(shù)量(臺(tái))2121電器待機(jī)功耗(W/臺(tái))10204040A.2.7×106度 B.2.7×108度C．2.7×1010度 D.2.7×1012度[解析]浙江省家庭用電器每家待機(jī)總電功率為P＝2×10W＋20W＋2×40W＋40W＝160W，大約三人一戶，則浙江省家庭用電器年待機(jī)耗電量Q＝nPt＝eq\f(5.8×107,3)×0.16×365×24kW·h≈2.7×1010kW·h。故選C。5．(2023·湖南臨澧縣高三開學(xué)考試)在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則有關(guān)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的說法正確的是(D)A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為0.5ΩB．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為7.5ΩC．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為22W[解析]當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V，根據(jù)歐姆定律r＝eq\f(U,I)，可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝eq\f(1.0,0.5)Ω＝2Ω，故AB錯(cuò)誤；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P＝UI－I2r＝22W，故C錯(cuò)誤，D正確。6．(2023·河北高三模擬)如圖所示，R1＝R2＝2kΩ，電壓表V1的內(nèi)阻為6kΩ，電壓表V2的內(nèi)阻為3kΩ，AB間電壓U保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合后，V1、V2的示數(shù)變化是(B)A．V1示數(shù)變大 B.V2示數(shù)變大C．V1、V2示數(shù)均變小 D.V1、V2示數(shù)均變大[解析]S斷開時(shí)，兩電阻與兩電壓表并聯(lián)，則V1的示數(shù)為eq\f(2,3)U，V2的示數(shù)為eq\f(1,3)U，當(dāng)S閉合時(shí)，相當(dāng)于V1與R1并聯(lián)，R2與V2并聯(lián)，然后再串聯(lián)，V1與R1的總電阻為eq\f(2×6,2＋6)kΩ＝1.5kΩ，R2與V2并聯(lián)后的總電阻為eq\f(2×3,2＋3)kΩ＝1.2kΩ，則可知，電壓之比為54，故V1示數(shù)為eq\f(5,9)U，V2示數(shù)為eq\f(4,9)U，故V1的示數(shù)減小，V2示數(shù)增大。7．(2023·重慶高三模擬)P1和P2是材料相同、上下表面為正方形的長(zhǎng)方體導(dǎo)體，P1的上、下表面積大于P2的上、下表面積，將P1和P2按圖所示方式接到電源上，閉合開關(guān)后，下列說法正確的是(B)A．若P1和P2的體積相同，則通過P1的電流大于通過P2的電流B．若P1和P2的體積相同，則P1的電功率大于P2的電功率C．若P1和P2的厚度相同，則P1和P2內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)的速率相等D．若P1和P2的厚度相同，則P1兩端的電壓大于P2兩端的電壓[解析]P1和P2是串聯(lián)在電路中的，所以通過P1的電流總等于通過P2的電流，A錯(cuò)誤；由電阻定律可得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L2,V)，則若P1和P2的體積相同，上下表面積越大的電阻的阻值越大，由電功率公式P＝I2R，由于通過P1的電流總等于通過P2的電流，則電阻越大的電功率越大，所以若P1和P2的體積相同，則P1的電功率大于P2的電功率，B正確；根據(jù)電流公式I＝nqSv，若P1和P2的厚度相同，由于P1和P2的面積不相等，故P1和P2內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)的速率不相等，C錯(cuò)誤；由電阻定律可得R＝ρeq\f(L,dL)＝eq\f(ρ,d)，若P1和P2的厚度相同，則P1和P2的電阻的阻值相同，由于P1和P2是串聯(lián)關(guān)系，所以則P1兩端的電壓等于P2兩端的電壓，所以D錯(cuò)誤。8．如圖所示，是將滑動(dòng)變阻器作為分壓器的電路，A、B為分壓器的輸出端。若把滑動(dòng)變阻器的滑片放在它的中央，下列判斷不正確的是(D)A．空載時(shí)輸出電壓為UAB＝eq\f(UCD,2)B．當(dāng)A、B端接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓UAB<eq\f(UCD,2)C．A、B端的負(fù)載R越大，UAB越接近eq\f(UCD,2)D．負(fù)載R越小，UAB越接近eq\f(UCD,2)[解析]空載時(shí)，因?yàn)镻在中點(diǎn)，則輸出電壓為UAB＝eq\f(UCD,2)，選項(xiàng)A正確，不符合題意；當(dāng)A、B端接上負(fù)載R時(shí)，則R與滑動(dòng)變阻器的下部分并聯(lián)后阻值變小，則分壓減小，即輸出電壓UAB<eq\f(UCD,2)，選項(xiàng)B正確，不符合題意；A、B端的負(fù)載R越大，則R與滑動(dòng)變阻器的下部分并聯(lián)后阻值越接近滑動(dòng)變阻器上一半的阻值，則UAB越接近eq\f(UCD,2)，選項(xiàng)C正確，不符合題意；選項(xiàng)D錯(cuò)誤，符合題意。9．(2023·全國(guó)高三專題練習(xí))電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長(zhǎng)管道，在電熱水器漏電且接地線失效時(shí)，能形成“防電墻”，保障人的安全。如圖所示，當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時(shí)，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220V，由于曲長(zhǎng)管道中水具有電阻(簡(jiǎn)稱“隔電電阻”)，因而人體兩端的電壓不高于12V，下列說法正確的是(BC)A．曲長(zhǎng)管道應(yīng)選用導(dǎo)電性能好的材料制成B．曲長(zhǎng)管道應(yīng)選用不易導(dǎo)電的材料制成C．“隔電電阻”大于“人體電阻”，且兩者串聯(lián)D．熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過[解析]要使人體兩端的電壓不高于12V，漏電電流通過曲長(zhǎng)管道時(shí)損失的電壓要足夠大，所以曲長(zhǎng)管道應(yīng)選用不易導(dǎo)電的材料制成，故A錯(cuò)誤，B正確；“隔電電阻”大于“人體電阻”，且兩者串聯(lián)，故C正確；熱水器漏電且接地線失效時(shí)，“防電墻”可使人體內(nèi)有很微弱的電流通過，不會(huì)造成人體觸電，保障人的安全，故D錯(cuò)誤。10．(2023·甘肅天水期末)如圖所示，經(jīng)過精確校準(zhǔn)的電壓表V1和V2分別用來測(cè)量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時(shí)，讀數(shù)依次為12.7V和12.3V，則(AC)A．a(chǎn)、b間的實(shí)際電壓略大于12.7VB．a(chǎn)、b間的實(shí)際電壓略小于12.7VC．電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻D．電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻[解析]由于電壓表不是理想電表(內(nèi)阻不是無窮大)，當(dāng)a、b兩端接入電壓表后，電阻R與電壓表的并聯(lián)電阻小于電阻R，根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路規(guī)律可知，電阻R與電壓表的并聯(lián)總電壓小于電阻R的實(shí)際電壓，即a、b兩端實(shí)際電壓將大于電壓表的示數(shù)，即a、b間的實(shí)際電壓略大于12.7V，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可知，若電壓表的內(nèi)阻越大，電壓表與R的并聯(lián)電阻就越大，電壓表的示數(shù)也越大，即電壓表V1的內(nèi)阻大于電壓表V2的內(nèi)阻，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題11．某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電壓表的電路圖如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。(1)已知表頭G滿偏電流為100μA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為900Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構(gòu)成量程為1mA的電流表，然后再將其改裝為兩個(gè)量程的電壓表。若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V；若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V。則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R1＝100Ω，R2＝910Ω，R3＝2000Ω。(2)用量程為3V，內(nèi)阻為2500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對(duì)改裝表3V擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn)。所用電池的電動(dòng)勢(shì)E為5V；滑動(dòng)變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為50Ω和5kΩ，為了方便實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電壓，圖中R應(yīng)選用最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器。(3)校準(zhǔn)時(shí)，在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)靠近M(選填“M”或“N”)端。(4)若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值大于(選填“大于”或“小于”)900Ω。[解析](1)根據(jù)題意，R1與表頭G構(gòu)成量程為1mA的電流表，則IgRg＝(I－Ig)R1，整理得R1＝100Ω；若使用a、b兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為1V，則R2＝eq\f(Uab－IgRg,I)＝eq\f(1－0.09,1×10－3)Ω＝910Ω；若使用a、c兩個(gè)接線柱，電壓表的量程為3V，則R3＝eq\f(Uac－IgRg－IR2,I)＝eq\f(3－0.09－1×10－3×910,1×10－3)Ω＝2000Ω。(2)電壓表與之并聯(lián)之后，并聯(lián)總電阻小于2500Ω，對(duì)于分壓式電路，要求滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于并聯(lián)部分，同時(shí)還要便于調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器選擇小電阻，即選擇50Ω的電阻。(3)在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)靠近M端，這樣把并聯(lián)部分電路短路，起到一種保護(hù)作用。(4)造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，說明通過表頭G的電流偏小，則實(shí)際其電阻偏大，故其實(shí)際阻值大于900Ω。12．(2022·武漢高三期中)一輛電動(dòng)自行車的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：(1)此電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻和電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率；(2)當(dāng)電動(dòng)自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時(shí)，若其受到的阻力為車重的0.01倍，則此時(shí)其速度為多少？(取g＝10m/s2)規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)車型26″電動(dòng)自行車額定輸出功率120W整車質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載重120kg額定電流4A[答案](1)2.5