2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第1講電路的基本概念與規(guī)律練習(xí)含解析新人教版

PAGE7-2024版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第1講電路的基本概念與規(guī)律練習(xí)含解析新人教版第1講電路的基本概念與規(guī)律一、選擇題(本題共13小題，1～10題為單選，11～13題為多選)1．(2021·天津靜海一中月考)如圖所示是通過阻值不同的兩個(gè)電阻的電流隨電壓變化的圖線(I－U圖線)。下列從圖中得到的結(jié)論中正確的是(D)A．R1>R2B．R1、R2串聯(lián)后的總電阻的I－U圖線在區(qū)域ⅡC．R1、R2并聯(lián)后的總電阻的I－U圖線在區(qū)域ⅢD．R1、R2并聯(lián)后的總電阻的I－U圖線在區(qū)域Ⅰ[解析]本題考查歐姆定律及I－U圖線。如圖所示，過縱軸某一點(diǎn)I0作橫軸的平行線，交R1、R2的I－U圖線于A、B兩點(diǎn)，由圖可以看出U1<U2，由I＝eq\f(U,R)可知，當(dāng)I一定時(shí)，R與U成正比，所以R1<R2。因?yàn)镽串>R2，R并<R1(R串為兩電阻串聯(lián)后的總電阻，R并為兩電阻并聯(lián)后的總電阻，兩電阻串聯(lián)后的總電阻比任何一個(gè)串聯(lián)的電阻的阻值都要大，并聯(lián)后的總電阻比其中最小的電阻的阻值還要小)，所以R串的I－U圖線在區(qū)域Ⅲ內(nèi)，R并的I－U圖線在區(qū)域Ⅰ內(nèi)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。2．(2021·遼寧葫蘆島協(xié)作校月考)雷擊，是指打雷時(shí)電流通過人、畜、樹木、建筑物等而造成殺傷或破壞，其中一種雷擊形式是帶電的云層與大地上某點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，叫“直擊雷”。若某次發(fā)生“直擊雷”前瞬間云層所帶的電荷量為8C，雷擊時(shí)放電時(shí)間為200μs，則此次雷擊時(shí)的平均電流為(B)A．0.04A B．4×104AC．0.08A D．8×104A[解析]本題考查電流的概念。已知雷擊時(shí)放電時(shí)間為200μs，放出的電荷量為8C，則此次雷擊時(shí)的平均電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(8,200×10－6)A＝4×104A，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3．阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(C)A．eq\f(2,5) B．eq\f(1,2)C．eq\f(3,5) D．eq\f(2,3)[解析]斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。圖甲圖乙根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1＝eq\f(1,5)E，U2＝eq\f(1,3)E，C所帶的電荷量Q＝CU，則Q1︰Q2＝3︰5，選項(xiàng)C正確。4.(2021·浙江杭州學(xué)軍中學(xué)模擬)如圖所示是某款掃地機(jī)器人的照片，下表是它的一些重要參數(shù)。根據(jù)表中信息，下列說法正確的是(B)額定電壓/頻率100～240V/50～60Hz額定功率40W電池輸入電壓20V電池容量3000mAh充電時(shí)間約4h工作時(shí)間100～120minA.工作時(shí)電池把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電池充電時(shí)的充電電流約為0.75AC．電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的能量大約為2.16×108JD．在100～120min工作時(shí)間內(nèi)，機(jī)器人一直以40W的額定功率工作[解析]本題考查常見電源的種類、電動(dòng)勢(shì)和電功率。掃地機(jī)器人工作時(shí)，電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；電池充電時(shí)，I＝eq\f(q,t)＝eq\f(3A·h,4h)＝0.75A，故B正確；電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的能量W＝qU＝3×3600×20J＝2.16×105J，故C錯(cuò)誤；若機(jī)器人一直以40W的額定功率工作，則工作時(shí)間t＝eq\f(2.16×105J,40W)＝5400s＝90min，所以在100－120min工作時(shí)間內(nèi)，機(jī)器人并非一直以40W的額定功率工作，故D錯(cuò)誤。5．(2021·北京平谷質(zhì)監(jiān))某同學(xué)將一毫安表改裝成雙量程電流表。如圖所示，已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為1mA；R1和R2為定值電阻，且R1＝5Ω，R2＝20Ω，則下列說法正確的是(B)A．若使用a和b兩個(gè)接線柱，電表最大測(cè)量值為24mAB．若使用a和b兩個(gè)接線柱，電表最大測(cè)量值為25mAC．若使用a和c兩個(gè)接線柱，電表最大測(cè)量值為4mAD．若使用a和c兩個(gè)接線柱，電表最大測(cè)量值為10mA[解析]若使用a和b兩個(gè)接線柱，毫安表與R2串聯(lián)再與R1并聯(lián)，電表最大測(cè)量值為Imax＝eq\f(IgRg＋R2,R1)＋I(xiàn)g＝25mA，故A錯(cuò)誤，B正確；若使用a和c兩個(gè)接線柱，R1與R2串聯(lián)，再與毫安表并聯(lián)，電表最大測(cè)量值為Imax＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R2)＝5mA，故C、D錯(cuò)誤。故選B。6．用兩個(gè)相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個(gè)量程不同的大量程電流表A1、A2，若把A1、A2分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電流表的示數(shù)和電流表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是(B)A．圖甲中的A1、A2的示數(shù)相同B．圖甲中的A1、A2的指針偏角相同C．圖乙中的A1、A2的示數(shù)和指針偏轉(zhuǎn)角都不同D．圖乙中的A1、A2的指針偏角相同[解析]題圖甲中的A1、A2并聯(lián)，表頭的電壓相等，電流相等，指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，量程不同的電流表示數(shù)不同，故A錯(cuò)誤，B正確；題圖乙中的A1、A2串聯(lián)，A1、A2的示數(shù)相同，由于量程不同，內(nèi)阻不同，兩電流表兩端的電壓不同，流過表頭的電流不同，指針偏轉(zhuǎn)的角度不同，故C、D錯(cuò)誤。7．如圖所示的電路中，兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻均為3kΩ，定值電阻R1的阻值為12kΩ，電壓表V1示數(shù)為2V，V2示數(shù)為3V，則定值電阻R2的阻值為(C)A．10kΩ B．20kΩC．30kΩ D．60kΩ[解析]設(shè)通過V1的電流為I1，通過V2的電流為I2，由串、并聯(lián)電路關(guān)系有I1(RV＋R1)＝(I2－I1)R2 ①I1＝eq\f(2V,RV) ②I2＝eq\f(3V,RV) ③聯(lián)立①②③得R2＝30kΩ，故選C。8．(2020·重慶一中模擬)有兩個(gè)同種材料制成的導(dǎo)體，兩導(dǎo)體是橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體柱截面邊長(zhǎng)為a，小柱體柱截面邊長(zhǎng)為b，現(xiàn)將大小柱體串聯(lián)接在電壓U上，已知通過導(dǎo)體電流方向如圖所示，大小為I，則導(dǎo)體電阻率(B)A．ρ＝eq\f(Uha,Ia＋b) B．ρ＝eq\f(hU,2I)C．ρ＝eq\f(2Uha,Ia＋b) D．ρ＝eq\f(Uha－b,Ia＋b)[解析]由電阻定律可知R＝eq\f(ρl,S)，則兩導(dǎo)體的電阻Ra＝Rb＝eq\f(ρ,h)，兩導(dǎo)體串聯(lián)，分壓相等，即兩導(dǎo)體兩端的電壓為eq\f(U,2)，由歐姆定律可知Ra＝eq\f(U,2I)＝eq\f(ρ,h)，解得ρ＝eq\f(hU,2I)，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。9．(2020·北京豐臺(tái)區(qū)期末)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用電流表和電壓表測(cè)導(dǎo)體電阻。在連接電路時(shí)，將電壓表的一端a預(yù)留出來，可以選擇接b或接c，電路如圖所示。下列說法正確的是(D)A．當(dāng)a連接b時(shí)，電流表的測(cè)量值小于通過待測(cè)電阻的電流B．當(dāng)a連接b時(shí)，電壓表的測(cè)量值大于待測(cè)電阻兩端的電壓C．當(dāng)a連接c時(shí)，電流表的測(cè)量值小于通過待測(cè)電阻的電流D．當(dāng)a連接c時(shí)，電壓表的測(cè)量值大于待測(cè)電阻兩端的電壓[解析]本題考查伏安法測(cè)電阻的內(nèi)外接問題。當(dāng)a連接b時(shí)，電流表測(cè)量的是流過電阻和電壓表的電流之和，所以電流表的測(cè)量值大于通過待測(cè)電阻的電流，故A錯(cuò)誤；當(dāng)a連接b時(shí)，電壓表測(cè)量的是電阻兩端的電壓，所以電壓表的測(cè)量值等于待測(cè)電阻兩端的電壓，故B錯(cuò)誤；當(dāng)a連接c時(shí)，電流表測(cè)量的只有通過電阻的電流，所以電流表的測(cè)量值等于通過待測(cè)電阻的電流，故C錯(cuò)誤；當(dāng)a連接c時(shí)，電壓表測(cè)量的是電阻兩端的電壓和電流表兩端的電壓之和，所以電壓表的測(cè)量值大于待測(cè)電阻兩端的電壓，故D正確。10．如圖甲所示的電路，三個(gè)小燈泡并聯(lián)后與電阻箱串聯(lián)，如圖乙所示的電路，三個(gè)小燈泡與電阻箱串聯(lián)，兩個(gè)電路中的小燈泡均完全相同。現(xiàn)將兩個(gè)電路接在相同的電壓兩端，調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕使所有的燈泡正常發(fā)光。電路甲消耗的電功率為P1，電路乙消耗的電功率為P2。則下列關(guān)系式正確的是(B)A．eq\f(P1,P2)<3 B．eq\f(P1,P2)＝3C．eq\f(P1,P2)>3 D．eq\f(P1,P2)＝eq\f(1,3)[解析]假設(shè)小燈泡均正常發(fā)光時(shí)，流過燈泡的電流均為I，則由電路的連接方式可知題圖甲中的干路電流為3I，題圖乙中的干路電流為I，所以P1＝3U0I，P2＝U0I，解得eq\f(P1,P2)＝3，B正確。11．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為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為P點(diǎn)到U軸的垂線，PM為P點(diǎn)到I軸的垂線，則下列說法中正確的是(BD)A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻不變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所圍面積大小[解析]本題考查伏安特性曲線、歐姆定律、電功率及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。由圖線上點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)比值為小燈泡電阻可知，隨著電壓增大，小燈泡電阻逐漸增大，故A錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)，故B正確，C錯(cuò)誤；因P＝UI，所以圖像中矩形PQOM所圍的面積為對(duì)應(yīng)P點(diǎn)小燈泡的實(shí)際功率，故D正確。12．如圖所示是某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖，重物質(zhì)量m＝50kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U＝110V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為I＝5.0A，重力加速度g取10m/s2，則(AC)A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為550WB．電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為550WC．電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為450WD．電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為22Ω[解析]電動(dòng)機(jī)的輸入功率P＝UI＝110×5.0W＝550W，A正確；電動(dòng)機(jī)提升重物的功率即輸出功率P1＝mgv＝50×10×0.9W＝450W，B錯(cuò)誤，C正確；電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P2＝I2r＝P－P1＝550W－450W＝100W，故電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r＝4Ω，D錯(cuò)誤。13．在如圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時(shí)(BD)A．L1兩端的電壓為L(zhǎng)2兩端電壓的2倍B．L1消耗的電功率為0.75WC．L2的電阻為12ΩD．L1、L2消耗的電功率的比值大于4[解析]電路中的總電流為0.25A，L1中電流為0.25A，由小燈泡的伏安特性曲線可知L1兩端的電壓為3.0V，L1消耗的電功率為P1＝U1I1＝0.75W，選項(xiàng)B正確；根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知，L2中的電流為0.125A，由小燈泡的伏安特性曲線可知其兩端電壓大約為0.3V，故L1兩端的電壓約為L(zhǎng)2兩端電壓的10倍，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，L2的電阻為R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.3,0.125)Ω＝2.4Ω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；L2消耗的電功率為P2＝U2I2＝0.3×0.125W＝0.0375W，即L1、L2消耗的電功率的比值大于4，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題14．一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，求：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(3)如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？[答案](1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)11A2420W2420W[解析](1)因?yàn)镻入＝IU所以I＝eq\f(P入,U)＝eq\f(66,220)A＝0.3A。(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率為P內(nèi)＝I2R＝0.32×20W＝1.8W轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī)＝P入－P內(nèi)＝66W－1.8W＝64.2W電風(fēng)扇正常工作時(shí)的效率為η＝eq\f(W機(jī),W總)＝eq\f(P機(jī),P入)＝eq\f(64.2,66)×100%≈97.3%。(3)電風(fēng)扇的扇葉被卡住后，通過電風(fēng)扇的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,20)A＝11A電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P＝IU＝11×220W＝2420W。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P內(nèi)＝I2R＝112×20W＝2420W。第八章恒定電流課標(biāo)解讀課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)1．觀察并能識(shí)別常見的電路元器件，了解它們?cè)陔娐分械淖饔?。?huì)使用多用電表。2．通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長(zhǎng)度和橫截面積的定量關(guān)系。會(huì)測(cè)量金屬絲的電阻率。3．了解串、并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)。4．理解閉合電路的歐姆定律，會(huì)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。5．理解電功、電功率及焦耳定律，能用焦耳定律解釋生產(chǎn)生活中的電、熱現(xiàn)象。6．能分析和解決家庭電路中的簡(jiǎn)單問題，能將安全用電和節(jié)約用電的知識(shí)應(yīng)用于日常生活實(shí)際。(1)電路的基本定律、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析。(2)基本儀器的使用。(3)實(shí)驗(yàn)原理的理解、數(shù)據(jù)的處理。(4)電阻的測(cè)量。(5)電源的E和r的測(cè)量。(6)器材選取與實(shí)物連線。(7)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。第1講電路的基本概念與規(guī)律知識(shí)梳理·雙基自測(cè)ZHISHISHULISHUANGJIZICE知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)1電流1．電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流。人為規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?．電流的形成條件①要有能自由移動(dòng)的電荷。②導(dǎo)體兩端必須有電壓。3．電流強(qiáng)度：通過導(dǎo)體橫截面的電荷量Q跟通過這些電荷量所用時(shí)間t的比值叫電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流。即I＝eq\f(Q,t)。知識(shí)點(diǎn)2電阻、電阻定律1．電阻(1)定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值。(2)定義式：R＝eq\f(U,I)，單位：歐姆，國(guó)際符號(hào)：Ω。(3)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大小，R越大，阻礙作用越大。(4)半導(dǎo)體和超導(dǎo)體①半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體有熱敏特性、光敏特性和摻入雜質(zhì)導(dǎo)電性能增強(qiáng)的特性。②超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度低于某溫度時(shí)電阻減小為零的現(xiàn)象。③轉(zhuǎn)變溫度：導(dǎo)體由普通狀態(tài)向超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度。2．電阻定律(1)內(nèi)容、公式：導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比，還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。R＝ρeq\f(l,S)。(2)電阻率①計(jì)算公式：ρ＝eq\f(RS,l)，ρ與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l、橫截面積S無關(guān)，是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì)，由導(dǎo)體的材料決定且與溫度有關(guān)。②物理意義：反映了材料對(duì)電流的阻礙作用，在數(shù)值上等于用這種材料制成的1m長(zhǎng)，截面積1m2的導(dǎo)線的電阻值。知識(shí)點(diǎn)3部分電路歐姆定律1．部分電路歐姆定律：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。其表達(dá)式為I＝eq\f(U,R)。2．歐姆定律的適用范圍：金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電不適用)和純電阻電路(不含電動(dòng)機(jī)及電解槽的電路)。3．導(dǎo)體的伏安特性：導(dǎo)體中的電流I和電壓U的關(guān)系可以用圖像表示。用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，畫出的I－U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線。伏安特性曲線為直線的元件叫作線性元件，伏安特性曲線不是直線的元件叫作非線性元件(如氣體、半導(dǎo)體二極管等)。知識(shí)點(diǎn)4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1．串聯(lián)電路特點(diǎn)(1)等效電阻：R＝R1＋R2＋…＋Rn(2)各處的電流相等：I＝I1＝I2＝…＝In(3)分壓原理：eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)(4)電路兩端電壓：U＝U1＋U2＋…＋Un(5)功率分配：eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)2．并聯(lián)電路特點(diǎn)(1)等效電阻：eq\f(1,R并)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)(2)各支路電壓相等：U＝U1＝U2＝…＝Un(3)分流原理：I1R1＝I2R2＝…＝InRn(4)電路中的總電流：I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n(5)功率分配：P1R1＝P2R2＝…＝PnRn3．四個(gè)有用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中的任意一個(gè)電阻，串聯(lián)電阻增多時(shí)，總電阻增大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于任意支路的電阻，并聯(lián)支路增多時(shí)，總電阻減小。(3)不論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，只要某個(gè)電阻增大，總電阻就增大，反之則減小。(4)不論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的電功率之和。思考：(1)一個(gè)很大的電阻與一個(gè)很小的電阻串聯(lián)或并聯(lián)后阻值有什么規(guī)律？(2)如圖所示，如果R1＝R2，當(dāng)P從a→b時(shí)，總電阻大小如何變化？[答案](1)串聯(lián)后總阻值約等于大電阻阻值，并聯(lián)后總阻值約等于小電阻阻值。(2)總阻值先增大后減小，且當(dāng)P位于a、b的中點(diǎn)時(shí)總阻值最大。知識(shí)點(diǎn)5電壓表、電流表的改裝1．電壓表的改裝(1)電壓表是根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用，在表頭上串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，并在表頭的刻度上標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)值后改裝而成的，如圖所示。(2)若改裝后的電壓表量程為U，則由U＝Ug＋eq\f(Ug,Rg)R得：R＝(eq\f(U,Ug)－1)Rg。2．電流表的改裝(1)電流表是根據(jù)并聯(lián)電路的分流作用，在表頭上并聯(lián)一個(gè)分流電阻，并在表頭的刻度上標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)值后改裝而成的，如圖所示。(2)若改裝后電流表量程為I，則由IgRg＝(I－Ig)R得R＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg。知識(shí)點(diǎn)6電功、電熱(焦耳定律)1．電功和電熱(1)電功：W＝Uq＝UIt(2)電熱：計(jì)算公式Q＝I2Rt，此關(guān)系式又稱為焦耳定律。(3)電功和電熱的關(guān)系在純電阻電路中，W＝Q；在非純電阻電路中，W>Q。2．電功率和熱功率(1)電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，即P＝UI。此式適用于一切電路。(2)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量，即P熱＝I2R。雙基自測(cè)一、堵點(diǎn)疏通1．導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流。(×)2．電流有方向，所以它是一個(gè)矢量。(×)3．根據(jù)I＝eq\f(q,t)，可知I和q成正比。(×)4．在小燈泡的U－I圖線中，圖線上某點(diǎn)的切線的斜率表示該點(diǎn)的電阻大小。(×)5．由I＝eq\f(U,R)知道，通過同一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比。(√)6．公式P＝UI和P＝eq\f(W,t)適用于任何電路的電功率的計(jì)算。(√)二、對(duì)點(diǎn)激活1．鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，這表示蓄電池(D)A．兩極間的電壓一定為2VB．在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸．每通過1C電荷量，將2J的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D．將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)普通干電池大[解析]鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2V，但兩極之間的電壓(路端電壓)不一定等于2V，A錯(cuò)誤；鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，表示非靜電力將1C的正電荷從電源的負(fù)極移送到正極時(shí)所做的功為2J，即電能增加2J，與時(shí)間無關(guān)，B錯(cuò)誤；電路中每通過1C電荷量，非靜電力克服靜電力做功W＝qU＝2J，故電勢(shì)能增加2J，即電源將2J化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量，蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)的大，D正確。2．(多選)如圖所示為一電阻的伏安特性曲線，其圖線為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，且圖線的傾角為α＝45°。則下列分析正確的是(AD)A．由圖像可知流過電阻的電流與其兩端的電壓成正比B．該圖像的斜率即電阻的阻值，則R＝0.5ΩC．由于該圖線斜率的倒數(shù)為電阻的阻值，則R＝eq\f(1,tanα)Ω＝1.0ΩD．當(dāng)該電阻兩端的電壓為6V時(shí)，單位時(shí)間流過該電阻的電荷量為3C[解析]由于I－U圖線為一直線，A正確；由于R＝eq\f(U,I)，所以R＝2Ω，B錯(cuò)誤；不能用公式R＝eq\f(1,tanα)Ω＝1.0Ω來計(jì)算電阻的阻值，C錯(cuò)誤；當(dāng)U＝6V時(shí)，I＝eq\f(U,R)＝3A，單位時(shí)間流過該電阻的電荷量為3C，D正確。3．電阻R1的阻值為6Ω，與電阻R2并聯(lián)后接入電路中，通過它們的電流之比I1︰I2＝2︰3，則R2的阻值和總電阻的阻值分別是(A)A．4Ω；2.4Ω B．4Ω；3.6ΩC．9Ω；3.6Ω D．9Ω；4.5Ω[解析]并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流與它的阻值成反比，即R1︰R2＝I2︰I1，所以R2＝4Ω，R1與R2并聯(lián)的總電阻R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(6×4,6＋4)Ω＝2.4Ω，故A正確。4．(多選)下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是(BCD)A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，UI>I2RD．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路[解析]電功率越大，表示電流做功越快。對(duì)于一段電路，有I＝eq\f(P,U)，焦耳熱Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2Rt，可見Q與P，t都有關(guān)，所以P越大，Q不一定越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；W＝UIt是電功的定義式，適用于任何電路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只適用于純電阻電路，選項(xiàng)B正確；在非純電阻電路中，W＝Q＋E其他，所以W>Q，即UI>I2R，選項(xiàng)C正確；Q＝I2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)D正確。核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO考點(diǎn)一電流的理解及其三個(gè)表達(dá)式的應(yīng)用三個(gè)電流表達(dá)式的比較公式適用范圍字母含義公式含義定義式I＝eq\f(q,t)一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說I∝q，I∝eq\f(1,t)微觀式I＝nqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個(gè)自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動(dòng)速率從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I由U、R決定，I∝UI∝eq\f(1,R)例1(多選)某導(dǎo)線的截面為半徑為r的圓，取長(zhǎng)度為l的該導(dǎo)線接在恒定的電壓兩端，自由電子定向移動(dòng)的平均速率用v表示。則下列敘述正確的是(AB)A．僅將導(dǎo)線兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則v變?yōu)樵瓉淼?倍B．僅將導(dǎo)線的長(zhǎng)度減半，則v變?yōu)樵瓉淼?倍C．僅將導(dǎo)線的長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，則v變?yōu)樵瓉淼?倍D．僅將導(dǎo)線的半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，則v變?yōu)樵瓉淼?倍[解析]僅將導(dǎo)線兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，則由電流的微觀表達(dá)式I＝nqvS知，自由電子定向移動(dòng)的平均速率v變?yōu)樵瓉淼?倍，A正確；僅將導(dǎo)線的長(zhǎng)度減半，則由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知，導(dǎo)線的電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?，流過導(dǎo)線的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，則由電流的微觀表達(dá)式I＝nqvS知，自由電子定向移動(dòng)的平均速率v變?yōu)樵瓉淼?倍，B正確；同理C錯(cuò)誤；僅將導(dǎo)線的半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，由S＝πr2可知，截面面積變?yōu)樵瓉淼?倍，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知，電阻變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝nqvS得知，自由電子定向移動(dòng)的平均速率v不變，D錯(cuò)誤?！沧兪接?xùn)練1〕在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是(B)A．eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B．eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C．eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D．eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))[解析]在加速電場(chǎng)中有eU＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(\f(2eU,m))。在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)電荷量為q＝IΔt＝eq\f(IΔl,v)，則電子個(gè)數(shù)n＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))，B正確?？键c(diǎn)二電阻定律的理解及應(yīng)用電阻的兩個(gè)公式對(duì)比公式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體例2(2021·湖北武漢調(diào)研)如圖所示，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按圖中所示方式接到電源上，閉合開關(guān)后，下列說法正確的是(C)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的電功率等于P2的電功率C．若P1和P2的厚度相同，則P1兩端的電壓等于P2兩端的電壓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]由于兩導(dǎo)體串聯(lián)在電路中，因此通過的電流一定相等，A錯(cuò)誤；設(shè)導(dǎo)體的表面邊長(zhǎng)為a，厚度為d，根據(jù)R＝ρeq\f(L,S)可知，導(dǎo)體的電阻R＝eq\f(ρa(bǔ),ad)＝eq\f(ρ,d)，即電阻與厚度d有關(guān)，與體積無關(guān)——電阻微型化的依據(jù)，由V＝Sd可知，如果兩導(dǎo)體的體積相同，則P1的厚度要小于P2的厚度，因此P1的電阻大于P2的電阻，再由P＝I2R可知，P1的電功率大于P2的電功率，B錯(cuò)誤；若厚度相同，則兩電阻阻值相同，由U＝IR可知，P1兩端的電壓等于P2兩端的電壓，C正確，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三對(duì)伏安特性曲線的理解例3如圖甲所示，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后，下列說法中正確的是(B)A．L1中的電流為L(zhǎng)2中電流的2倍B．L3的電阻約為1.875ΩC．L3的電功率約為0.75WD．L2和L3的總功率約為3W[解析]由于不計(jì)電源內(nèi)阻，所以L1兩端電壓為3V，L2和L3兩端的電壓均為U＝1.5V，由題圖乙可知此時(shí)通過L1的電流為1.0A，通過L2和L3的電流為I＝0.8A，所以L1中的電流不是L2中電流的2倍，A錯(cuò)誤；L3的電阻R＝eq\f(U,I)＝1.875Ω，B正確；L3的電功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C錯(cuò)誤；L2和L3的總功率P′＝2P＝2.4W，D錯(cuò)誤?！沧兪接?xùn)練2〕(多選)某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實(shí)驗(yàn)中，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后二者電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點(diǎn)。則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說法中正確的是(BD)A．圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線B．圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線C．圖線中的M點(diǎn)，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D．圖線中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)、燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等[解析]小燈泡的燈絲是一個(gè)純電阻，其燈絲溫度會(huì)隨著通電電流的增大而增大，阻值也隨著增大，所以題圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線；同理可知，熱敏電阻的溫度隨著通電電流的增大而增大，其阻值會(huì)逐漸減小，所以題圖中圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線，故A錯(cuò)誤，B正確；兩圖線的交點(diǎn)M，表示此狀態(tài)兩元件的電壓和電流相同，由歐姆定律可知，此時(shí)兩者的阻值相等，功率也相等，故C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)四電功及電熱電功、電功率及電熱、熱功率的比較純電阻電路非純電阻電路實(shí)例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等電功與電熱W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tW＝UIt>Q＝I2Rt電功率與熱功率P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)P電＝UI>P熱＝I2R例4如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)S1，S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是(A)A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動(dòng)機(jī)的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為120JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為880J[解析]電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P＝1000W－120W＝880W，對(duì)電熱絲，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，選項(xiàng)A正確；由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無法計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲沒有工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J，速項(xiàng)D錯(cuò)誤。名師點(diǎn)撥非純電阻電路的分析方法1．抓住兩個(gè)關(guān)鍵量：確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決這類問題的關(guān)鍵。若能求出UM、IM，就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P＝UMIM，根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可求出熱功率Pr＝Ieq\o\al(2,M)r，最后求出輸出功率P出＝P－Pr。2．首先，對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路，利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算，確定相應(yīng)的電壓或電流。然后，利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流。3．處理非純電阻電路的計(jì)算問題時(shí)，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”尋找等量關(guān)系求解?！沧兪接?xùn)練3〕(2021·山東濟(jì)南萊蕪區(qū)訓(xùn)練)(多選)一電爐的電阻絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈電阻相同，現(xiàn)將它們以串聯(lián)方式連接，接通合適的電源后，電動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，下列說法正確的是(ABC)A．電爐和電動(dòng)機(jī)的熱功率相等B．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率大于電爐消耗的電功率C．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等[解析]本題考查純電阻電路和非純電阻電路的電功率、熱功率及其相關(guān)問題。由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，流過兩用電器的電流相同，根據(jù)熱功率公式P＝I2r可知，兩者熱功率相等，故A正確；電動(dòng)機(jī)除產(chǎn)生內(nèi)能外，更多的電能被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故所消耗的電功率大于電爐消耗的電功率，故B正確；對(duì)于非純電阻電路有U>Ir，故可知電動(dòng)機(jī)兩端電壓大于電爐兩端電壓，故C正確，D錯(cuò)誤。名師講壇·素養(yǎng)提升MINGSHIJIANGTANSUYANGTISHENG電流表和電壓表的改裝改裝成電壓表改裝成電流表原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流改裝電路連接電阻大小R串＝eq\f(U－Ug,Ug)·RgR并＝eq\f(Ig,I－Ig)·Rg與擴(kuò)程倍數(shù)n的關(guān)系串聯(lián)的電阻是原電表內(nèi)阻的n－1倍并聯(lián)的電阻是原電表內(nèi)阻的1/(n－1)校準(zhǔn)電路例5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。〔變式訓(xùn)練4〕(2020·北京西城區(qū)月考)將一個(gè)內(nèi)阻為100Ω、滿偏電流為3mA的電流表，改裝成量程為0～0.6A的電流表，則需要(C)A．串聯(lián)一個(gè)阻值約為0.5Ω的電阻B．串聯(lián)一個(gè)阻值約為5Ω的電阻C．并聯(lián)一個(gè)阻值約為0.5Ω的電阻D．并聯(lián)一個(gè)阻值約為5Ω的電阻[解析]本題考查電流表改裝及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。將一個(gè)內(nèi)阻為100Ω、滿偏電流為3mA的電流表，改裝成量程為0～0.6A的電流表，量程擴(kuò)大200倍，則需要并聯(lián)一個(gè)阻值為電流表內(nèi)阻的eq\f(1,199)的電阻，即并聯(lián)一個(gè)阻值約為0.5Ω的電阻，選項(xiàng)C正確。2年高考·1年模擬2NIANGAOKAO1NIANMONI1．(2020·山東Ⅰ，2)氚核eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變成為氦eq\o\al(3,2)He。假設(shè)含氚材料中eq\o\al(3,1)H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng)，在3.2×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10－8A。已知電子電荷量為1.6×10－19C，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核eq\o\al(3,1)H的個(gè)數(shù)為(B)A．5.0×1014 B．1.0×1016C．2.0×1016 D．1.0×1018[解析]根據(jù)I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，可得產(chǎn)生的電子數(shù)為n＝eq\f(It,e)＝eq\f(5.0×10－8×3.2×104,1.6×10－19)＝1016個(gè)，因在β衰變中，一個(gè)氚核產(chǎn)生一個(gè)電子，可知氚核的個(gè)數(shù)為1.0×1016個(gè)。故選B。2．(2020·課標(biāo)Ⅰ，17)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UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示，則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中，正確的是(A)圖(a)圖(b) A B C D[解析]本題考查電容器的充放電問題。電容C＝eq\f(ΔQ,ΔU)，電流I＝eq\f(ΔQ,Δt)，由以上兩式解得eq\f(ΔU,Δt)＝eq\f(I,C)，則UC－t圖像中圖線的斜率表示eq\f(I,C)，斜率的正負(fù)表示電流的方向，由題圖知，1～2s內(nèi)、3～5s內(nèi)電路中的電流為恒定電流，且1～2s內(nèi)的電流為3～5s內(nèi)電流的2倍，電流方向相反，由歐姆定律UR＝IR知，1～2s內(nèi)電阻R兩端的電壓為3～5s內(nèi)的2倍，都恒定不變，但電流方向相反，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3．(2019·浙江4月選考，8)電動(dòng)機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，小電珠的電阻為R1，兩端電壓為U1，流過的電流為I1；電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為R2，兩端電壓為U2，流過的電流為I2。則(D)A．I1<I2 B．eq\f(U1,U2)>eq\f(R1,R2)C．eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2) D．eq\f(U1,U2)<eq\f(R1,R2)[解析]由題意可知I1＝I2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因U2>I2R2，U1＝I1R1，則eq\f(U1,U2)<eq\f(R1,R2)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．(2020·江蘇蘇州月考)(多選)四個(gè)相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，改裝好后把它們按圖示接入電路，則(AD)A．電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)B．電流表A1的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2的偏轉(zhuǎn)角C．電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù)D．電壓表V1的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2的偏轉(zhuǎn)角[解析]電流表A1的量程大于電流表A2的量程，故電流表A1的電阻值小于電流表A2的電阻值，并聯(lián)電路中，電阻小的支路電流大，故電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)，A正確；兩電流表的表頭并聯(lián)，電壓相同，故偏轉(zhuǎn)角相等，B錯(cuò)誤；電壓表V1的電阻值大于電壓表V2的電阻值，故電壓表V1的讀數(shù)大于電壓表V2的讀數(shù)，C錯(cuò)誤；兩電壓表的表頭串聯(lián)，電流相等，故偏轉(zhuǎn)角相等，D正確。第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用一、選擇題(本題共12小題，1～6題為單選，7～12題為多選)1．如圖所示為汽車啟動(dòng)電路原理圖，汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬間變暗。在打開車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)為10A；電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)為58A。若電源的電動(dòng)勢(shì)為12.5V，內(nèi)阻為0.05Ω，設(shè)電流表的內(nèi)阻不計(jì)、車燈的電阻不變。則在打開車燈、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入電功率為(C)A．681.8W B．556.8WC．480W D．43.2W[解析]由閉合電路歐姆定律有E＝I1(R＋r)，解得燈泡的電阻為1.2Ω，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM＝E－I2r＝9.6V，電動(dòng)機(jī)上的電流IM＝I2－IR＝58A－eq\f(9.6,1.2)A＝50A，所以電動(dòng)機(jī)的輸入電動(dòng)率P＝UM·IM＝480W，C正確。2．如圖甲所示，一個(gè)簡(jiǎn)單的閉合電路由內(nèi)、外兩部分電路構(gòu)成。已知內(nèi)電路的電源是一個(gè)化學(xué)電池，電池的正、負(fù)極附近分別存在著化學(xué)反應(yīng)層，反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處，在這兩個(gè)地方，電勢(shì)會(huì)沿電流方向“躍升”。這樣整個(gè)閉合電路的電勢(shì)高低變化情況如圖乙所示，圖乙中各點(diǎn)位置的高低表示電路中相應(yīng)各點(diǎn)電勢(shì)的高低，D點(diǎn)的高度略低于C點(diǎn)。若減小外電路電阻R，則下列說法正確的是(A)A．C、D兩點(diǎn)之間的高度差將變大B．A、D兩點(diǎn)之間的高度差和C、B兩點(diǎn)之間的高度差之和將變小C．A、B兩點(diǎn)之間的高度差不變D．在電子從A點(diǎn)經(jīng)D、C移動(dòng)至B點(diǎn)的過程中，非靜電力做功將變大[解析]本題考查對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)的定性分析。因電動(dòng)勢(shì)不變，減小外電路電阻R，電路中的電流增大，內(nèi)電壓變大，外電壓減小，A、B兩點(diǎn)的高度差類似于外電壓，減??；C、D兩點(diǎn)高度差類似于內(nèi)電壓，變大，故A正確，C錯(cuò)誤；A與D、C與B高度差之和類似于電動(dòng)勢(shì)，不變，故B錯(cuò)誤；電子從A處經(jīng)D、C至B處，非靜電力做功W＝Eq，不變，故D錯(cuò)誤。3．在如圖所示的電路中，E為電源的電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表的示數(shù)變化情況是(B)A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小[解析]本題考查動(dòng)態(tài)電路問題?，F(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，R2接入電路中的電阻阻值減小，導(dǎo)致外電阻減小，電源輸出電流增大，由U＝E－Ir可知，電源路端電壓減小，電壓表示數(shù)U減小，根據(jù)“串反并同”知，R2接入電路的電阻阻值減小時(shí)，A2示數(shù)變大，A1示數(shù)變小，選項(xiàng)B正確。4．如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會(huì)損壞，下列說法正確的是(C)A．電流表、電壓表的讀數(shù)均變小B．電源內(nèi)阻消耗的功率變大C．帶電液滴將向上運(yùn)動(dòng)D．電源的輸出功率變大[解析]當(dāng)L2的燈絲突然燒斷時(shí)，電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內(nèi)電壓和R1兩端的電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C的電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，帶電液滴所受的電場(chǎng)力增大，則該帶電液滴將向上移動(dòng)，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數(shù)均變大，A錯(cuò)誤；因干路電流減小，則電源內(nèi)阻消耗的功率變小，B錯(cuò)誤；由于電源的內(nèi)、外電阻的關(guān)系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，D錯(cuò)誤。5．如圖，A，B兩燈原來正常發(fā)光，現(xiàn)因某一電阻發(fā)生斷路或短路的故障，使A燈變亮，B燈變暗，那么故障原因是(B)A．R0斷路 B．R1斷路C．R2斷路 D．R2短路[解析]電阻R0單獨(dú)在一個(gè)支路上，R0斷路后外電阻變大，總電流變小，路端電壓變大，兩個(gè)燈所在的并聯(lián)電路的電壓都變大，則兩個(gè)燈的亮度都變亮，故A錯(cuò)誤；如果R1斷路，總電阻變大，則總電流變小，路端電壓變大，通過R0的電流變大，可知通過B燈、R2并聯(lián)支路的電流減小，其兩端電壓減小，B燈變暗，但A燈兩端電壓變大，A燈變亮；同理，若R2斷路，則A燈變暗，B燈變亮，故B正確，C錯(cuò)誤；若R2短路，B燈被短路而熄滅，故D錯(cuò)誤。6．電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向a端時(shí)(未到a)，下列說法正確的是(B)A．定值電阻R2的電功率減小B．電壓表和電流表的示數(shù)都減小C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．R中電流變化的絕對(duì)值小于電流表示數(shù)變化的絕對(duì)值[解析]當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，R接入電路的電阻減小，總電阻減小，干路電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，R2的電壓增大，R1的電壓減小，電流表的示數(shù)減小，A、C錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)榭傠娏髟龃螅娏鞅淼氖緮?shù)減小，所以R中電流增大，且由于干路電流增大，則通過R的電流增大的值比通過R2電流減小的值多，所以R中電流變化的絕對(duì)值大于電流表示數(shù)變化的絕對(duì)值，D錯(cuò)誤。7．如圖所示，甲、乙分別表示兩個(gè)電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系，下列說法中正確的是(AD)A．電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)B．電源甲的內(nèi)阻小于乙的內(nèi)阻C．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等D．路端電壓都為U0時(shí)，它們所在電路的外電阻相等[解析]圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)阻，由題圖可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流都為I0時(shí)，兩電源的路端電壓相等，內(nèi)電壓不相等，C錯(cuò)誤；當(dāng)路端電壓為U0時(shí)，電流為I0，外電阻R＝eq\f(U0,I0)相等，D正確。8．如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的U－I圖線，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別用E、r表示，根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析下列選項(xiàng)正確的是(AC)A．E＝50VB．r＝eq\f(25,3)ΩC．當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，該導(dǎo)體的電阻為20ΩD．當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，電路消耗的總功率為80W[解析]由圖像的物理意義可知電源的電動(dòng)勢(shì)E＝50V，內(nèi)阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，故A正確，B錯(cuò)誤；該導(dǎo)體與該電源相連時(shí)，電阻的電壓、電流分別為U＝40V，I＝2A，則R＝eq\f(U,I)＝20Ω，此時(shí)，電路消耗的總功率P總＝EI＝100W，故C正確，D錯(cuò)誤。9．如圖所示，一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R＝9Ω的電阻串聯(lián)在電源上，電源電動(dòng)勢(shì)E＝30V，內(nèi)阻r＝1Ω，用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U＝10V，已知電動(dòng)機(jī)線圈電阻RM＝1Ω，則下列說法中正確的是(BD)A．通過電動(dòng)機(jī)的電流為10AB．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為20WC．電源的輸出功率為40WD．電源的輸出功率為56W[解析]根據(jù)閉合電路規(guī)律，有E＝U＋I(xiàn)(r＋R)解得I＝eq\f(E