高考物理備考微專題精準突破專題51電路基本規(guī)律及電表改裝問題(解析)

高考物理備考微專題精確打破專題5.1電路基本規(guī)律及電表改裝問題(分析版)高考物理備考微專題精確打破專題5.1電路基本規(guī)律及電表改裝問題(分析版)高考物理備考微專題精確打破專題5.1電路基本規(guī)律及電表改裝問題(分析版)2020年高考物理備考微專題精確打破專題5.1電路基本規(guī)律及電表改裝問題【專題講解】一、電流電阻和電阻率1．電流定義：電荷的定向搬動形成電流．方向：規(guī)定為正電荷定向搬動的方向．三個公式q①定義式：I＝t.U②決定式：I＝R.③微觀式：I＝neSv.2．電阻U定義式：R＝I.(2)物理意義：導體的電阻反響了導體對電流阻攔作用的大小，R越大，阻攔作用越大．L電阻定律：R＝ρ.S3．電阻率RS(1)計算式：ρ＝L.(2)物理意義：反響導體的導電性能，是導體資料自己的屬性．(3)電阻率與溫度的關系：①金屬的電阻率隨溫度的高升而增大．②半導體的電阻率隨溫度的高升而減?。鄢瑢w：當溫度降低到絕對零度周邊時，某些資料的電阻率突然減小為零成為超導體．二、部分電路歐姆定律1．內(nèi)容：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比．U2．公式：I＝R.3．適用條件：適用于金屬導電和電解質溶液導電，適用于純電阻電路．三、電功電熱電功率1．電功定義：導體中的恒定電場對自由電荷的電場力做的功．公式：W＝qU＝IUt(適用于任何電路)．電流做功的實質：電能轉變?yōu)槠渌问侥艿倪^程．2．電功率定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢．公式：P＝Wt＝UI(適用于任何電路)．3．焦耳定律電熱：電流經(jīng)過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成正比．計算式：Q＝I2Rt.4．熱功率定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量．Q(2)表達式：P＝t＝I2R.三、電表的改裝及原理原理改裝原理圖分壓電阻或分流電阻改裝后電表內(nèi)阻

改裝為電壓表串通電阻分壓U＝Ig(Rg＋R)故R＝U－RgIgRV＝Rg＋R>Rg

改裝為大量程的電流表并聯(lián)電阻分流IgRg＝(I－Ig)R故R＝IgRgI－IgRRgRA＝R＋Rg<Rg【高考領航】【2019·新課標全國Ⅰ卷】某同學要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學測得微安表內(nèi)阻為1200Ω，經(jīng)計算后將一阻值為R的電阻與該微安表連接，進行改裝。爾后利用一標準毫安表，依照圖（a）所示電路對改裝后的電表進行檢測（虛線框內(nèi)是改裝后的電表）。（1）依照圖（a）和題給條件，將（b）中的實物連接。（2）當標準毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針地址如圖（c）所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預期值，而是。（填正確答案標號）A．18MaB．21mAC．25mAD．28mA（3）產(chǎn)生上述問題的原因可能是。（填正確答案標號）A．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實質內(nèi)阻大于1200ΩB．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實質內(nèi)阻小于1200ΩC．R值計算錯誤，接入的電阻偏小D．R值計算錯誤，接入的電阻偏大（4）要達到預期目的，無論測得的內(nèi)阻值可否正確，都不用重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k=?！敬鸢浮浚?）（2）C（3）AC（4）9979【分析】（1）電表改裝時，微安表應與定值電阻R并聯(lián)接入虛線框內(nèi)，則實物電路連接以以下列圖所示：（2）由標準毫安表與該裝表的讀數(shù)可知，改裝后的電流表，實質量程被擴大的倍數(shù)為：n=16mA=100倍。故當原微安表表盤達到滿偏時，實質量程為：25010310025mA，故本16010-3mA小題選C；（3）依照IgRgIIgR，得：I1RgIg，改裝后的量程偏大的原因可能是，原微安表內(nèi)阻測量R值偏小，即電表實質內(nèi)阻Rg真實值，大于1200Ω；也許由于定值電阻R的計算有誤，計算值偏大，實質接入定值電阻R阻值偏小。故本小題選AC；（4）由于接入電阻R時，改裝后的表實質量程為25mA，故滿足IgRg25IgR；要想達到預期目的，立刻微安表改裝為量程為20mA電流表，應滿足IgRg20IgkR，其中Ig250μA0.25mA，聯(lián)立解得：k或k99。79【最新考向解碼】【例1】(2019·北京市海淀區(qū)高三上學期期末)手機充電器又名電源適配器。手機常用鋰離子電池的充電器采用的是恒流限壓充電，充電器上所注明的輸出參數(shù)如圖甲所示，充電的鋰離子電池表記如圖乙所示。關于電源適配器與鋰電池，以下說法正確的選項是( )A．手機電池表記的mAh是電功的單位B．電源適配器輸出的電壓是6V交流電C．若是工作電流是200mA，手機電池能連續(xù)工作約8個小時．手機充電時會輕輕發(fā)熱，所以手機充電器主若是把電能轉變?yōu)闊崮艿难b置【答案】C【分析】依照q＝It，手機電池表記的mAh是電量的單位，A錯誤；電源適配器輸出的電壓是6V直流電，q＝1650mAhDC表示直流，AC表示交流，B錯誤；若是工作電流是200mA，手機電池能連續(xù)工作的時間：t＝I200mA＝8.25h≈8，hC正確；手機充電時會輕輕發(fā)熱，說明有很小部分電能被手機充電器轉變?yōu)閮?nèi)能，D錯誤?！纠?】(2019·海南高三上學期期末)以下列圖，有一個雙量程電流表，其中小量程為0～1A。已知表頭的滿偏電流Ig＝500mA，定值電阻R1＝20Ω，R2＝180Ω，則表頭的內(nèi)阻Rg的值為()A．100ΩB．200ΩC．250ΩD．500Ω【答案】B【分析】當與表頭并聯(lián)的電阻越大時，量程越小，即當接線柱接兩端時，量程最小。由歐姆定律可知：(R1＋R2)(I－Ig)＝IgRg，代入數(shù)據(jù)解得：Rg＝200Ω，B正確?！纠?】（2019·安徽六安模擬）以下列圖，一臺電動機提著質量為m的物體，以速度v勻速上升，已知電動機線圈的電阻為R，電源電動勢為E，經(jīng)過電源的電流為I，當?shù)刂亓铀俣葹間，忽略所有阻力及導線電阻，則( )EA．電源內(nèi)阻r＝I－REmgvB．電源內(nèi)阻r＝I－I2－RC．若是電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內(nèi)電源耗資的功率將變大．若是電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內(nèi)電源耗資的功率將變小【答案】

BC【分析】

含有電動機的電路不是純電阻電路，歐姆定律不再適用，

A錯誤；由能量守恒定律可得

EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得

Emgvr＝I－I2－R，B正確；若是電動機轉軸被卡住，則

E＝I′(R＋r)，電流增大，較短時間內(nèi)，電源耗資的功率變大，較長時間的話，會出現(xiàn)燒壞電源的現(xiàn)象，

C正確，D

錯誤．【技巧方法】非純電阻電路的分析方法抓住兩個要點量：確定電動機的電壓UM和電流IM是解決所有問題的要點．若能求出UM、IM，就能確定電動機的電功率P＝UMIM，依照電流IM和電動機的電阻r可求出熱功率2Pr＝IMr，最后求出輸出功率P出＝P－Pr.堅持“躲著”求解UM、IM：第一，對其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐姆定律進行分析計算，確定相應的電壓或電流．爾后，利用閉合電路的電壓關系、電流關系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流．(3)應用能量守恒定律分析：要善于從能量轉變的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用他能量”搜尋等量關系求解．

“電功＝電熱＋其【微專題精練】1．(2019北·京市石景山區(qū)高三上期末)某小燈泡的一段伏安特點曲線以下列圖，當經(jīng)過燈泡的電流由0.10A變?yōu)?.15A時，燈泡的電阻變化了()A．10ΩB．30ΩC．40ΩD．60Ω【答案】A【分析】由圖可讀出，當電流Ia＝0.10A，電壓Ua＝3V時，其電阻為Ra＝Ua＝3Ω＝30Ω；當電流IbIa＝0.15A，電壓Ub＝6V時，其電阻為Rb＝Ub＝6Ω＝40Ω，則電阻的改變量R＝40Ω－30Ω＝10Ω，IbA正確。2．(2019浙·江杭州高三上學期模擬)如圖有一內(nèi)電阻為Ω的電解槽和一盞標有“110V60W”的燈泡串通后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則( )A．電解槽耗資的電功率為120WB．電解槽耗資的電功率為60WC．電解槽的發(fā)熱功率為60WD．電路耗資的總功率為60W【答案】B【分析由于燈泡正常發(fā)光，所以電解槽的電壓和燈泡兩端的電壓相等，都是110V，由于電解槽和燈泡串聯(lián)，經(jīng)過它們的電流相等，且I＝P＝6A，所以電解槽耗資的電功率為P＝UI＝110×6W＝60W，A錯U1111誤，B正確；電解槽的發(fā)熱功率為P262P總＝U總I熱11220×6W＝120W，D錯誤。113．(2019·東濟南高三上學期期末山)以下列圖，燈泡L1、L2原來都正常發(fā)光，由于故障兩燈突然熄滅，(假設電路中僅有一處故障)以下說法正確的選項是( )A．將多用表的電壓擋并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為0，說明ac中止路B．將多用表的電壓擋并聯(lián)在cd兩端，有示數(shù)，說明cd間圓滿C．將多用表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端，有示數(shù)；并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為0，說明cd中止路D．斷開S，將L1拆下，使用多用電表歐姆擋，調零后將紅黑表筆連接在L1兩端，若是指針不偏轉，說明L1圓滿【答案】C【分析】將多用表的電壓擋并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為0，說明除ac段以外的其他部分有斷路，A錯誤；將多用表的電壓擋并聯(lián)在cd兩端，有示數(shù)，說明電表與電源形成的回路圓滿，cd中止路，B錯誤；將多用表的電壓擋并聯(lián)在ad兩端，有示數(shù)，說明電表與電源形成的回路圓滿，ad間有斷路，并聯(lián)在ac兩端，示數(shù)為0，說明cd中止路，C正確；斷開S，將L1拆下，使用多用電表歐姆擋，調零后將紅黑表筆連接在L1兩端，若是指針不偏轉，說明L1斷路，D錯誤。4．(2019·蘇七市二模江)檢測煤氣管道可否漏氣平時使用氣敏電阻傳感器。某氣敏電阻的阻值隨空氣中煤氣濃度增大而減小，某同學用該氣敏電阻R1設計了圖示電路，R為變阻器，a、b間接報警裝置。當a、b間電壓高于某臨界值時，裝置將發(fā)出警報。則()A．煤氣濃度越高，a、b間電壓越高B．煤氣濃度越高，流過R1的電流越小C．煤氣濃度越低，電源的功率越大D．調整變阻器R的阻值會影響報警裝置的矯捷度【答案】AD【分析】煤氣濃度越高氣敏電阻R1阻值越小，電路總電阻越小，由閉合電路歐姆定律可知，電路電流I越大，變阻器兩端電壓U＝IR越大，即a、b間電壓越高，故A正確，B錯誤；煤氣濃度越低，氣敏電阻R1阻值越大，電路總電阻越大，電路電流I越小，電源功率P＝EI越小，故C錯誤；調整變阻器R的阻值會改變煤氣濃度一準時a、b間的電壓，會影響報警裝置的矯捷度，故D正確。5.以下列圖，電源電動勢為12V，電源內(nèi)阻為Ω，電路中的電阻R0為Ω，小型直流電動機M的內(nèi)阻為0.5Ω，閉合開關S后，電動機轉動，電流表的示數(shù)為2.0A．則以下判斷中正確的選項是( )A．電動機的輸出功率為14WB．電動機兩端的電壓為7.0VC．電動機產(chǎn)生的熱功率為4.0WD．電源輸出的功率為24W【答案】：B【分析】：由題意得電動機兩端的電壓U＝E－I(R0＋r)＝7V，則電動機的輸入功率P＝UI＝14W．熱功率P熱＝I2RM＝2W，則輸出功率P出＝P－P熱＝12W．電源的輸出功率P′＝EI－I2r＝20W，故B正確，A、C、錯誤．6.(2019·宜昌模擬)以下列圖，a、b分別表示由相同資料制成的兩條長度相同、粗細均勻的電阻絲的伏安特性曲線，以下判斷正確的選項是( )A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比【答案】：B【分析】：圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Ra>Rb，選項C錯誤；由lA錯R＝ρ知a的橫截面積較小，選項S誤，B正確；導體的電阻與電壓沒關，選項D錯誤．7.(2019濟·南質檢)有甲、乙兩個由同種金屬資料制成的導體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時間內(nèi)經(jīng)過導體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍，以下說法中正確的選項是( )．經(jīng)過甲、乙兩導體的電流相同．經(jīng)過乙導體的電流是甲導體的兩倍C．乙導體中自由電荷定向搬動的速率是甲導體的兩倍．甲、乙兩導體中自由電荷定向搬動的速率大小相等【答案】：B【分析】：由I＝q可知，I乙＝2I甲，B正確，A錯誤；由I＝nvSq可知，同種金屬資料制成的導體，n相同，t因S甲＝2S乙，故v甲∶v乙＝1∶4，C、D錯誤．8.(2019邢·臺一中月考)兩根用同種資料制成的電阻絲甲和乙，甲電阻絲的長度和直徑分別為l和d；乙電阻絲的長度和直徑分別為2l和2d.將甲、乙兩根電阻絲分別接入電路時，若是兩電阻絲耗資的電功率相等，則加在兩根電阻絲上的電壓的比值應滿足()U＝1B.U＝2甲甲A.U乙U乙2U甲＝2D.U甲＝2C.U乙U乙【答案】：C【分析】：由電阻定律lU2l4lR＝ρ，P＝，得U＝P×ρ＝P×ρ，所以加在兩根電阻絲上的電壓的比值應SRSπd2滿足U甲＝2.綜上本題選C.U乙9.(2019山·東臨沂十九中高三上學期第六次調研)以下列圖，M為一線圈電阻RM＝Ω的電動機，R＝8Ω，電源電動勢E＝10V。當開關S斷開時，電流表的示數(shù)I1＝1A，當開關S閉合時，電流表的示數(shù)為I2＝3A。求：電源內(nèi)阻r；(2)開關S斷開時，電阻R耗資的功率P；(3)開關S閉合時，經(jīng)過電動機M的電流大小IM?！敬鸢浮?1)2Ω(2)8W(3)2.5A【分析】(1)當S斷開時，依照閉合電路歐姆定律：E＝I1(R＋r)，代入數(shù)據(jù)得：r＝2Ω。2電阻R耗資的功率：P＝I1R＝1×8W＝8W。開關S閉合時，電路的路端電壓：U＝E－I2r＝(10－3×2)V＝4V，U4R所在的支路電流：IR＝R＝8A＝0.5A，經(jīng)過電動機的電流：IM＝I2－IR＝(3－0.5)A＝2.5A。10.(2019山·東泰安一模)如圖為某同學組裝完成的簡單多用電表的電路圖。圖中E是電池；R、R、R、R1234和R5是固定電阻，R6是最大阻值為20kΩ的可變電阻；表頭G的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為600Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關。A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位。5個擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×1kΩ擋。圖中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關于R6的使用，以下說法正確的選項是________(填正確答案標號)。A．在