新高考2021屆高考物理小題必練19電路的規(guī)律和應(yīng)用

小題必練19：電路的規(guī)律和應(yīng)用

考區(qū)說(shuō)用U

（1）閉合電路歐姆定律、電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；（2）電路的動(dòng)態(tài)變化分析；（3）電路的故障分析等。

考自港就

=-■J-------------E=

例1.（2020?全國(guó)I卷47）圖（a）所示的電路中，K與L間接一智能電源，用以控制電容器

C兩端的電壓如果4-隨時(shí)間t的變化如圖（b）所示，則下列描述電阻兩端電壓及隨

【答案】A

【解析】根據(jù)電容器的定義式知Uc=2='r，結(jié)合圖象可知，圖象的斜率為,，

UCCC

則1?2s內(nèi)的電流心與3~5s內(nèi)的電流加關(guān)系為712=2",且兩段時(shí)間中的電流方向相

反，根據(jù)歐姆定律/=3可知不兩端電壓大小關(guān)系滿(mǎn)足心2=2施5,由于電流方向不同，所以

電壓方向不同。故選A。

【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是知道電路中電流與電容器帶電量的關(guān)系，即

/=些=空”=（7"上，知道”2等于小一力圖象斜率的大小，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分析出

ZArAr加

電流的變化情況。

考星叁裝

1.（多選）在如圖所示的電路中，開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向

右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是（）

A.滑動(dòng)變阻器2的阻值變小

B.燈泡L變暗

C.電源消耗的功率增大

D.電容器C的電荷量增大

【答案】BD

【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，其電阻A增大，流過(guò)"的電流減小，燈泡L變暗，

故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由?？?6/知電源消耗的功率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器C上電壓為

路端電壓，由〃格=￡一力知路端電壓增大，即電容器C上的電荷量增大，D項(xiàng)正確。

2.如圖為某控制電路，由電動(dòng)勢(shì)為&內(nèi)阻為r的電源與定值電阻用、尺及電位器（滑動(dòng)變

阻器）A連接而成，3、L?是兩個(gè)指示燈。當(dāng)電位器的觸片由方端滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法正確

A.L、L都變亮

B.L、Lz都變暗

C.L變亮，L變暗

D.L變喑，L?變亮

【答案】B

【解析】當(dāng)滑片由。端向a端滑動(dòng)時(shí)，K接入電阻增大，總電阻增大；由閉合電路的歐姆定

律可知電路中總電流減小，則內(nèi)電壓減小，由可知路端電壓增大，則正兩端的電

壓增大，所以通過(guò)“的電流增大，而總電流減小，所以通過(guò)L的電流變小，即L變暗；L.

兩端電壓減小，并聯(lián)電壓增大，所以尼兩端的電壓增大，所以通過(guò)用電流增大，而通過(guò)L

的電流變小，所以通過(guò)L電流變小，即I」變暗，故B正確。

2

3.（多選）如圖所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片〃向右端移動(dòng)時(shí),

下面說(shuō)法正確的是（）

即

A.電壓表明的讀數(shù)減小,電流表Ai的讀數(shù)增大

B.電壓表4的讀數(shù)增大，電流表Ai的讀數(shù)減小

C.電壓表的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大

1）.電壓表”的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小

【答案】AD

【解析】滑動(dòng)變阻器滑片一向右端移動(dòng)，使得品變小，總電阻變小，總電流變大，即電流

表曲的讀數(shù)增大。內(nèi)電壓變大，石所分電壓變大，并聯(lián)電路電壓即電壓表％的讀數(shù)變小。

即用兩端電壓變小，通過(guò)用的電流變小即電流表A?的讀數(shù)減小，由于總電流增大，所以經(jīng)

過(guò)另外一個(gè)支路，即經(jīng)過(guò)用的電流變大，是兩端電壓變大，即電壓表5的讀數(shù)增大，故A、

D項(xiàng)正確。

4.如圖所示，電源為“9V,1的電池組，要將“4V,4IV”的燈泡接入虛線框中，在

正常發(fā)光的條件下，最多能接燈泡的個(gè)數(shù)為（）

B.3個(gè)

C.4個(gè)D.5個(gè)

【答案】D

【解析】要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓為4V,每個(gè)燈泡的工作電流為1A。當(dāng)滑動(dòng)變

阻器接入電路的電阻為零時(shí)，所接燈泡最多，此時(shí)電源內(nèi)電壓為5V,電路中的總電流為5A,

所以最多能接5個(gè)燈泡。

5.（多選）有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理如圖中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：

踏板、壓力傳感器以是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器）、顯示體重的儀表G（實(shí)質(zhì)是

理想電流表）。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3A,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,

3

內(nèi)阻為2Q,電阻A隨壓力變化的函數(shù)式為4=30—0.02人尸和A的單位分別是N和Q）。

下列說(shuō)法正確的是（）

r...............一！

；~~J

i_壓力傳感搟R

—L----1|—

A.該秤能測(cè)量的最大體重是1400N

B.該秤能測(cè)量的最大體重是1300N

C.該秤零刻度線（即踏板空載時(shí)的刻度線）應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.375A處

D.該秤零刻度線（即踏板空載時(shí)的刻度線）應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.400A處

【答案】AC

【解析】本題考查傳感器及閉合電路歐姆定律。電路中允許的最大電流為3A,因此根據(jù)閉

19

合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應(yīng)滿(mǎn)足什2Q=kQ,4最小值為2Q,代入A

=30—0.02E求出/最大值月=1400N,A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)尸=0時(shí)，k=30Q,這

12

時(shí)電路中的電流/=和與A=0.375A,C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

OUI乙

6.在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻不計(jì)，各電阻阻值已在圖中標(biāo)出，開(kāi)關(guān)是

閉合的。現(xiàn)將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，測(cè)得通過(guò)電阻尼的電荷量為L(zhǎng)19X1（）TC,則電容器的電容為（）

&:50Q/?2=100O

/?4=100O

-4=]------

A.1.75uFB.4.25uF

C.5.95PFD.2.48uF

【答案】A

【解析】開(kāi)關(guān)閉合，兩支路的并聯(lián)總電阻為"并=黑黑0=100Q,所以，支路兩端電

壓〃=6V,電容器與后并聯(lián)，其電壓〃=2V,電容器下極板帶正電，@=CU\。將開(kāi)關(guān)斷開(kāi),

Rz

電容器與尼并聯(lián)，其電壓&=p^0_up￡=4.8V,電容器的上極板帶正電，Q戶(hù)C限由題

K\"rKL~TK\

意Q+Q=l.19X1。-$C,解得。=1.75X1。-%=175uF,A項(xiàng)正確。

7.如圖所示的電路中，R、尼、尼是定值電阻，用是光敏電阻，其阻值隨光照的強(qiáng)度增大而

4

減小。開(kāi)關(guān)s閉合且無(wú)光照射時(shí)電容器c不帶電。當(dāng)用強(qiáng)光照射吊，待電路穩(wěn)定后，與無(wú)光

A.通過(guò)用的電流變小

B.電源提供的總功率變小

C.電源的路端電壓增大

D.電容器C的下極板帶正電

【答案】D

【解析】未用強(qiáng)光照射兆時(shí)，電容器C不帶電，則瓜分得的電壓與兄分得的電壓相等,即方名

萬(wàn)公當(dāng)用強(qiáng)光照射用，待電路穩(wěn)定后，與無(wú)光照射時(shí)比較，電阻吊的阻值變小，電

l\\nr1\2

路的總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，c項(xiàng)錯(cuò)誤；總電流增大，而通

過(guò)“、兄所在支路的電流減小，故通過(guò)此的電流增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電源提供的總功率戶(hù)="

增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于此減小，因此萬(wàn)生萬(wàn)心力方心即用分得的電壓大于用分得的電壓，

I/tl/IlIH2

電容器上極板的電勢(shì)低于下極板的電勢(shì)，因此電容器下極板帶正電，D項(xiàng)正確。

8.（多選）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為反內(nèi)阻為r,R、、尼、尼為定值電阻，〃為光敏電阻（光

敏電阻被光照射時(shí)阻值變?。?，。為電容器。閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后，用光照射此下列說(shuō)

C.電容器所帶電荷量增加

D.%消耗的功率增大

【答案】CD

5

【解析】在電路中，用光照射〃時(shí)，光敏電阻阻值減小，則外電路總電阻危卜減小，干路電

P

流/增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓〃外=￡一〃減小，電壓表示數(shù)減小，通過(guò)

2、十?huà)?/p>

用支路的電流入=小減小，則通過(guò)凡尼支路的電流；2=/一/增大，尼消耗的功率%=加

H1

增大，用兩端電壓%=4及增大，電容器兩端電壓增大，由知電容器所帶電荷量增

加，電源的效率—=」一變小，綜上知A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D項(xiàng)正確。

&IR^+r…r

1+.

9.（多選）如圖所示，從8分別為電源￡和電阻A的圖線，虛線C是過(guò)圖線/、8交點(diǎn)

的曲線6的切線?，F(xiàn)將電源6與電阻4及開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路，由圖象可知（）

A.電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,此時(shí)消耗的總功率為6W

B.7?的阻值隨電壓升高而增大，此時(shí)的阻值為1Q

C.此時(shí)電源消耗的熱功率為4W,效率約為66.7%

D.若再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率可能不變

【答案】AD

【解析】由電源的圖線可知電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)電阻為1Q,此時(shí)電阻兩端電壓

為1V,通過(guò)的電流為2A,所以電源消耗的總功率為P=EI=6%A項(xiàng)對(duì)；由題圖可知R

的阻值隨電壓升高而增大，此時(shí)的阻值為K=/=0.5Q,B項(xiàng)錯(cuò)；由A/r知此時(shí)電源消

耗的熱功率為4肌由〃=?X100%知電源的效率是33.3%,C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，

電源的輸出功率為最大，所以再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率可能不變、增大或減小，

D項(xiàng)對(duì)。

10.（多選）工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤，如圖所示的是“吊斗

式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實(shí)現(xiàn)稱(chēng)量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器。拉力傳感器的內(nèi)部電路如

圖甲所示，R、尼、尼是定值電阻，石=20kQ,及=10kC,而是對(duì)拉力敏感的應(yīng)變片電阻，

其電阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，已知料斗重IXIO,N,沒(méi)裝料時(shí)私=0,g取10m/s2?

下列說(shuō)法中正確的是（）

6

拉力傳感器20.05

小料斗20.00

放料門(mén)

12V—

?送料皮帶1.001.20f/xio3N

甲乙

A.A阻值為40kQ

B.裝料時(shí)，曲的阻值逐漸變大，私的值逐漸變小

C.拉力越大應(yīng)變片電阻阻值變大，以傳感器的示數(shù)也變大

D.應(yīng)變片作用是把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量

【答案】AC

【解析】沒(méi)裝料時(shí)，根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可得幾兩端的電壓?=77TVX12丫=8V；從

K\-T1(2

代尸圖中可得，沒(méi)裝料時(shí)，料斗重IXIO'N,此時(shí)吊=20kQ,所以用兩端的電壓必

mino

X12V=T^TV,因?yàn)榇藭r(shí)Z=o,說(shuō)明正兩端的電壓和尼兩端的電壓相等，即/盤(pán)=

8V,解得兄=40kQ,A正確；裝料時(shí)，由于北所在支路電流恒定，所以a點(diǎn)的電勢(shì)恒定，

而尼所在支路中顯逐漸增大，該支路電流減小，用兩端的電壓減小，即5的電勢(shì)增大，所

以私逐漸增大，B錯(cuò)誤，C正確；應(yīng)變片作用是把拉力這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量，

D錯(cuò)誤。

11.如圖所示的電路中，兩平行金屬板/、8水平放置，極板長(zhǎng)，=80cm,兩板間的距離d

=40cm,電源電動(dòng)勢(shì)6=40V,內(nèi)阻r=lQ,電阻/?=15Q,閉合開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，

將一帶負(fù)電的小球從6板左端且非?？拷?板的位置以初速度的=4m/s水平向右射入兩極

間，該小球可視為質(zhì)點(diǎn)。若小球帶電荷量g=lXl()TC,質(zhì)量R=2X1()7kg,不考慮空氣

阻力，電路中電壓表、電流表均是理想電表。若小球恰好從4板右邊緣射出，g取lOm/I,

求：

(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值。

(2)此時(shí)電流表、電壓表的示數(shù)。

(3)此時(shí)電源的輸出功率。

【解析】⑴設(shè)小球在板間飛行時(shí)間為3則」=(=。.2s

7

根據(jù)得小球在電場(chǎng)中的飛行加速度a=,=20m/s2

H.

對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律得：焉R一儂=儂

解得：%=24V

所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓〃滑=%=24V

E—U?

設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為/,由歐姆定律得：片而式=1A

R+r

滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值廝=勺=24Q。

(2)此時(shí)電流表的示數(shù)為1A