2023春新教材高中物理專(zhuān)練2電路的綜合應(yīng)用粵教版

專(zhuān)練二電路的綜合應(yīng)用1．關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列表述正確的是()A．跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比B．跟導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度成反比C．決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積D．決定于導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度和電壓【答案】C【解析】導(dǎo)體的電阻從定義上等于電壓與電流的比值，但與電壓及電流沒(méi)有直接關(guān)系，而由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度及橫截面積決定的，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．2．三個(gè)阻值分別為4Ω、6Ω、12Ω的電阻，以不同方式進(jìn)行組合連接，獲得的總電阻的最大值和最小值分別為()A．22Ω和4Ω B．22Ω和2ΩC．18Ω和4Ω D．18Ω和2Ω【答案】B【解析】三個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)獲得的總電阻最大，最大阻值為R1＝4Ω＋6Ω＋12Ω＝22Ω，三個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)獲得的總電阻最小，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，并聯(lián)之后的總電阻小于支路中的最小電阻，可得eq\f(1,R2)＝eq\f(1,4Ω)＋eq\f(1,6Ω)＋eq\f(1,12Ω)，解得最小阻值為R2＝2Ω．故選B．3．一根導(dǎo)線(xiàn)，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當(dāng)電流較大時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A．單位體積內(nèi)自由電子數(shù)較多B．自由電子定向移動(dòng)的速率較大C．自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率較大D．電流的傳導(dǎo)速度較大【答案】B【解析】根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝neSv可知，導(dǎo)線(xiàn)不變，n、e、S均不變，而I增大，則只有v增大，即電子定向移動(dòng)的速度增大．由于自由電子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度由溫度決定，故由于導(dǎo)線(xiàn)保持溫度不變，故自由電子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度的大小保持不變．電流的傳導(dǎo)速率指的是接通電源后，電路中產(chǎn)生電流的速率，在電路中電流的產(chǎn)生源于電場(chǎng)的產(chǎn)生，在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，電荷定向運(yùn)動(dòng)形成電流．因而電路中電流的傳導(dǎo)速率等于電場(chǎng)產(chǎn)生的速率，而電場(chǎng)的傳播是以光速進(jìn)行的，由于光速保持不變，故電流的傳導(dǎo)速率不變．4．如圖所示電路中，R為電阻箱，R1、R2為定值電阻(阻值未知)．當(dāng)電阻箱電阻為20Ω時(shí)，通過(guò)它的電流為1A；當(dāng)電阻箱電阻為64Ω時(shí)，通過(guò)它的電流為0.5A；當(dāng)通過(guò)電阻箱的電流為0.1A時(shí)，電阻箱電阻為()A．124Ω B．416ΩC．654Ω D．800Ω【答案】B【解析】流過(guò)R的電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝R1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(IR,R2)))＋I(xiàn)R，化簡(jiǎn)得eq\f(R2,R1＋R1)E＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1R2,R1＋R2)＋R))I，則可把電阻箱之外的電路看作一個(gè)等效電源E′＝eq\f(R2,R1＋R2)E，內(nèi)阻為r′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)．代入數(shù)據(jù)有E′＝(r′＋20Ω)×1A，E′＝(r′＋64Ω)×0.5A，解得E′＝44V，r′＝24Ω．當(dāng)通過(guò)電阻箱的電流為0.1A時(shí)，可得電阻箱電阻為416Ω，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．5．如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab＝10cm，bc＝5cm，若將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為1A；若將C與D接入電壓為U的電路中時(shí)，則電流為()A．4A B．2AC．eq\f(1,2)A D．eq\f(1,4)A【答案】A【解析】根據(jù)電阻定律公式R＝ρeq\f(L,S)得RAB＝ρeq\f(Lab,Sad)，RCD＝ρeq\f(Lad,Sab)，故eq\f(RAB,RCD)＝eq\f(4,1)，接入電壓相同的電路，兩次電流之比為1∶4，故將C與D接入電壓為U的電路中時(shí)電流為4A．故選A．6．如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)恒定，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，R阻值未知但不為零，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.20A，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表的示數(shù)可能是()A．0.25A B．0.30AC．0.35A D．0.40A【答案】A【解析】由閉合電路的歐姆定律可得，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)有E＝I1(R1＋R2＋R)＝0.2×(10＋20＋R)，當(dāng)S閉合時(shí)，R1被短路時(shí)，則有E＝I2(R2＋R)＝I2×(20＋R)，聯(lián)立解得I2＝eq\f(0.2×30＋R,20＋R)，因?yàn)镽阻值未知但不為零，則0.2A＜I2＜0.3A，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．7．近年來(lái)春游自拍套裝受追捧，如圖所示，它包含的移動(dòng)電源解決了人們拍照時(shí)經(jīng)常發(fā)生的電量不足的問(wèn)題．下列關(guān)于電源的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電源的作用是使正極聚集正電荷，負(fù)極聚集負(fù)電荷，以持續(xù)對(duì)外供電B．在電源外部，電流是從電源的正極流向負(fù)極C．有電源，電路中一定有持續(xù)的電流D．電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置【答案】C【解析】電源的作用是使正極聚集正電荷，負(fù)極聚集負(fù)電荷，以持續(xù)對(duì)外供電，A正確，不符合題意；在電源外部，電流是從電源的正極流向負(fù)極，B正確，不符合題意；電路中有持續(xù)電流的條件是有電源和通路，所以有電源不一定有持續(xù)的電流，C錯(cuò)誤，符合題意；從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)看，電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D正確，不符合題意．8．(多選)如圖所示電路，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片向上端移動(dòng)時(shí)，則()A．電壓表讀數(shù)減小 B．電流表讀數(shù)減小C．燈泡的亮度變亮 D．R2上消耗的功率逐漸增大【答案】BD【解析】由圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器R3串聯(lián)后與R2并聯(lián)后，再由R1串聯(lián)接在電源兩端．當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，則電路中總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流減小，路端電壓增大，同時(shí)R1兩端的電壓也減小，故并聯(lián)部分的電壓增大，則流過(guò)R2的電流增大，根據(jù)P＝I2R知消耗的功率增大，故電流表示數(shù)減小，燈泡分壓減小，燈泡變暗，因并聯(lián)部分的電壓增大，而R3中電壓增大，故電壓表示數(shù)增大，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確．9．(多選)如圖所示，曲線(xiàn)①、②分別是直流電路中內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線(xiàn)，由該圖可知，下列說(shuō)法中正確的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為8VB．電源的內(nèi)電阻為4ΩC．電源輸出的電功率最大為8WD．當(dāng)外電路電阻為2Ω時(shí)，電源的效率為50%【答案】ACD【解析】根據(jù)圖像可以知道，曲線(xiàn)①、②的交點(diǎn)表示電路內(nèi)外功率相等，由于電路的電流是相等的，所以此時(shí)電源內(nèi)阻和外電阻大小相等，即此時(shí)電源的輸出功率最大，由圖可知電源輸出功率最大值為8W，C正確；當(dāng)輸出功率最大時(shí)，P＝8W，I＝2A，根據(jù)P＝I2R＝I2r＝8W，解得R＝r＝2Ω，B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律可知E＝I(R＋r)＝2×(2＋2)V＝8V，A正確；當(dāng)外電路電阻為2Ω時(shí)，此時(shí)內(nèi)外電阻相等，內(nèi)外電壓相等，即外電壓為4V，則電源的效率為η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(U,E)＝50%，D正確．10．(多選)某一電路網(wǎng)絡(luò)中的部分電路如圖所示，已知I＝3A，I1＝2A，R1＝10Ω，R2＝5Ω，R3＝10Ω，則下列結(jié)論正確的是()A．通過(guò)R3的電流為1.5A，方向從a→bB．通過(guò)R3的電流為1.5A，方向從b→aC．通過(guò)電流表的電流為0.5A，電流從左向右流過(guò)電流表D．通過(guò)電流表的電流為0.5A，電流從右向左流過(guò)電流表【答案】BD【解析】R1兩端電壓為U1＝I1R1＝2×10V＝20V,R2兩端電壓為U2＝I2R2＝1×5V＝5V，R3兩端電壓為U3＝20－5V＝15V，且電流從b流向a，大小為I3＝eq\f(15,10)A＝1.5A，通過(guò)電流表的電流為I3－I2＝0.5A，方向從右到左，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤．11．(多選)如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器組成的，已知靈敏電流表的滿(mǎn)偏電流Ig＝2mA，內(nèi)電阻Rg＝300Ω，則下列說(shuō)法正確的是()A．甲表是電流表，R增大時(shí)量程增大B．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程增大C．在甲圖中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則R＝0.5ΩD．在乙圖中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R＝1200Ω【答案】BD【解析】甲由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R并聯(lián)，利用并聯(lián)電阻的分流，改裝成安培表，安培表的量程I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)，可知當(dāng)R減小時(shí)量程I增大，故A錯(cuò)誤；乙由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R串聯(lián)，利用串聯(lián)電阻的分壓，改裝成伏特表．伏特表的量程U＝Ig(Rg＋R)，可知R增大時(shí)量程增大，故B正確；由公式I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)知，在甲圖中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則R＝1.003Ω，C錯(cuò)誤；在乙圖中，由公式U＝Ig(Rg＋R)知，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R＝1200Ω，D正確．12．如圖所示，R為電阻箱，V為理想電壓表．當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1＝2Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1＝4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝5Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2＝5V．則，當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R3＝1Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為多少？【答案】3V【解析】根據(jù)閉合電路的歐姆定律E＝U＋eq\f(U,R)r，可得E＝4＋eq\f(4,2)r，E＝5＋eq\f(5,5)r，解得E＝6V，r＝1Ω．則電阻箱讀數(shù)為R3＝1Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U＝eq\f(ER3,R3＋r)＝eq\f(6×1,1＋1)V＝3V．13．如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長(zhǎng)l＝80cm，兩板間的距離d＝40cm，電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非?？拷麭板的位置以初速度v0＝4m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質(zhì)點(diǎn)．若小球帶電量q＝1×10－2C，質(zhì)量為m＝2×10－2kg，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A板右邊緣射出(g取10m/s2)．則：(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多少？(2)此時(shí)電流表、電壓表的示數(shù)分別為多少？(3)此時(shí)電源的輸出功率是多少？【答案】(1)24Ω(2)1A39V(3)39W【解析】(1)設(shè)小球在板間飛行時(shí)間為t，有t＝eq\f(l,v0)＝eq\f(0.8,4)s＝0.2s，根據(jù)d＝eq\f(1,2)at2得飛行加速度a＝eq\f(2d,t2)＝eq\f(2×0.4,0.22)m/s2＝20m/s2．對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律得qeq\f(UAB,d)－mg＝ma，解得UAB＝eq\f(mg＋ad,q)＝eq\f(2×10－2×10＋20×0.4,1×10－2)V＝24V，所以滑動(dòng)變阻器的兩端電壓U滑＝UAB＝24V．設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I，由歐姆定律得I＝eq\f(E－U滑,R＋r)＝eq\f(40－24,15＋1)A＝1A，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑＝eq\f(U滑,I)＝24Ω．(2)此時(shí)電流表的示數(shù)為1A，電壓表的示數(shù)為U＝E－Ir＝(40－1×1)V＝39V．(3)電源的輸出功率P出＝IU＝39W．14．在如圖所示的電路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為4W，當(dāng)開(kāi)關(guān)K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4.5V，試求：(1)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，通過(guò)電源的電流和電源兩端的電壓；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)K接c時(shí)，通過(guò)R2的電流．【答案】(1)1A4V(2)6V2Ω(3)0.5A【解析】(1)K接a時(shí)，R1被短路，外電阻為R2，根據(jù)公式可得，通過(guò)電源電流I1＝eq\r(\f(P,R2))＝eq\r(\f(4,4))A＝1A，電源兩