2012高考物理总复习训练：7_2 电路的基本规律及其应用

2012高考物理总复习训练：7_2 电路的基本规律及其应用

‎1．太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示(　　)‎ A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能 B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 V C．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能 D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小 解析：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转变的电能．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大．故A、D对，C错；电源在不接入电路时，两极间的电压大小为电动势，故B错．‎ 答案：AD ‎2．某同学家中所有的灯原来都正常发光，现突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用验电笔测试室内火线与零线，氖管都发光．该同学对故障作了下列四种判断，其中正确的是(　　)[来源:Z,xx,k.Com]‎ A．进户火线断路 B．进户零线断路 C．灯泡全部烧坏了[来源:Zxxk.Com]‎ D．室内线路某处短路 解析：进户零线断路时，室内电路无电流，各处电路均与火线相连，电势与火线电势相同，用验电笔测试室内火线与零线时，氖管都发光．故选B.‎ 答案：B ‎3．右图为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　　)‎ 解析：由UI图象可求得电源的电动势E＝6 V，内电阻r＝ Ω＝0.5 Ω，外电路连接电阻R时路端电压为4.8 V，由闭合电路的欧姆定律得 E＝U＋Ir I＝＝ A＝2.4 A 又I＝　所以R＝－r＝(－0.5) Ω＝2 Ω，选项A、B、C、D四个电路的外电路电阻分别是1 Ω、2 Ω、9 Ω、4.5 Ω，因此只有选项B正确．[来源:Zxxk.Com]‎ 答案：B ‎4．如图为小灯泡的UI图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据(　　)‎ A．1.5 W　1.0 W B．0.75 W　0.5 W C．0.75 W　0.75 W D．1.5 W　0.75 W 解析：在题图中做出电源的外电压和电流的关系图象．即U＝1.5－0.75I的图象，两图象的交点就是电源和小灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流．图象交点坐标是(1.0,0.75)，电源的总功率P总＝IE＝1×1.5 W＝1.5 W，灯泡的实际功率P灯＝UI＝0.75 W.‎ 答案：D ‎5．(2010年吉林通化)如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω、R2＝5 Ω、R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F，若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则(　　)‎ A．I＝0.75 A　　　　　　 B．I＝0.5 A C．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 C 解析：对电路分析：电阻R1、R3并联后与R2串联，所以外电路总电阻为R＝7 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路中的总电流为0.75 A，所以选项A正确；电阻R1、R3并联的电压为U＝IR并＝1.5 V，电容器的带电荷量为Q＝CU＝3×10－5C.当断开开关S时，电容器对电阻放电，电荷通过R1、R3，由于两电阻并联，所以q1/q3＝R3/R1，又q1＋q3＝Q，解得q1＝1×10－5C，q3＝2×10－5 C，选项D正确．‎ 答案：AD ‎6．在如图所示的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P.断开哪一个开关后P会向下运动(　　)[来源:学科网ZXXK]‎ A．S1 B．S2‎ C．S3 D．S4[来源:Zxxk.Com]‎ 解析：四个开关均闭合时，油滴悬浮于平行板电容器的极板间，油滴所受合外力为零，说明油滴除受重力外必受电场力的作用，且大小与重力相等，方向与重力相反．若断开某个开关后，油滴向下运动，必是电场力减小，电容器极板间电压减小所致．从电路连接形式可看出，电阻R1、R2并联后与电容器C串联．故电容器C实质上是并联在电阻R3两端，要使P向下运动，减小两板的电压即可．因R1、R2的电阻相对于电容器而言可忽略，断开S1不会使电容器两板间的电压发生变化；断开S4，电容器两板间的电压保持不变；断开S2，电容器两板间电压反而会升高；只有断开S3时，电容器通过R3放电，使电容器两板间的电压降低，P才会向下运动．‎ 答案：C ‎7．(2010年福建南平)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．以下判断错误的是(　　)‎ ‎[来源:学&科&网]‎ A．直线a表示电源的总功率 B．曲线c表示电源的输出功率 C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω D．电源的最大输出功率Pm＝9 W.‎ 解析：电源的总功率为PE＝EI，电源的输出功率为PR＝EI－I2r，电源内部的发热功率Pr＝I2r，所以直线a表示电源的总功率，选项A正确；曲线b表示电源内部的发热功率，曲线c表示电源的输出功率，选项B正确；直线a的斜率表示电动势E，解得E＝3 V，由曲线b上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，Pm＝＝2.25 W，对应曲线c的最高点，选项D错误．‎ 答案：D ‎8．两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻 r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图(b)所示的两条UI图线．则图象中两图线的交点表示的物理意义是(　　)‎ A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最大 C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D．电源的效率达到最大值 解析：由图象可得，电源电动势E＝1.5 V，r＝1 Ω，交点位置：R＋R0＝＝2 Ω，R0＝＝2 Ω，R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0>r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率越大，B项正确；P＝IU2＝0.5 W，C项正确；电源的效率：η＝，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时效率最大，D项错误．‎ 答案：BC ‎9．(2009年广东)如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是(　　)‎ ‎[来源:学科网]‎ A．电源输出功率减小[来源:学,科,网]‎ B．L1上消耗的功率增大 C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大 解析：合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联．合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路中总电流也即流过R1的电流增大，C正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P＝IE增大，A错误．通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压就降低，L1消耗的功率降低．通过R3‎ 与L3的电流减小，B、D皆错误．‎ 答案：C ‎10．一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器，接成如图甲所示的电路．变阻器最大阻值为R0＝22 Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线，试求：‎ ‎(1)电源电动势和内电阻；‎ ‎(2)A、B空载时输出电压的范围；‎ ‎(3)若要保证变阻器的滑片能任意滑动，A、B两端所接负载的最小电阻为多大？‎ 解析：(1)由图乙可知，当R→∞时，E＝12 V，而当U＝6 V＝时，应有r＝R＝2 Ω.‎ ‎(2)当滑片滑至变阻器的最上端时，A、B两端输出电压最大值Umax＝R0＝×22 V＝11 V.‎ 当滑片滑至变阻器的最下端时，A、B两端输出电压最小为零，故A、B空载时输出电压范围为0～11 V.‎ ‎(3)当滑片滑至变阻器的最上端时，通过电源的电流恰为最大电流2 A，A、B两端所接负载电阻最小．‎ I＝，解得RAB＝4.9 Ω.‎ 答案：(1)12 V　2 Ω　(2)0～11 V　(3)4.9 Ω ‎11．(2010年上海十四校)如图所示电路中，已知电阻R1＝2 Ω，R2＝5 Ω，灯泡L标有“3 V　1.5 W ”字样，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为Rx，当滑片P滑至a端时，电流表的示数为1 A，此时灯泡L恰好正常发光．求：‎ ‎[来源:学§科§网Z§X§X§K]‎ ‎(1)当滑片P滑至b端时，电流表的示数；‎ ‎(2)当滑动变阻器Pb段的电阻为0.5Rx时，变阻器上消耗的功率．[来源:学|科|网]‎ 某同学的部分解答如下：‎ 灯L的电阻RL＝＝ Ω＝6 Ω 滑片P滑至b端时，灯L和(Rx＋R2)并联，并联电阻为：R并＝，‎ 由RL·IA＝(Rx＋R2)·I2(IA、I2分别为通过电流表和R2的电流)得 I2＝，流过电源的电流为I＝IA＋I2.‎ 上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果．‎ 解析：灯L的电阻RL＝6 Ω正确，错在没有看出RPa和R2串联部分已被短路 E＝I(R1＋r)＋U0＝1×(1＋2) V＋3 V＝6 V I0＝P/U0＝0.5 A Ix＝I－I0＝0.5 A Rx＝U0/Ix＝6 Ω ‎(1)当P滑至b端时，电流表示数为I′＝E/(R1＋r)＝2 A ‎(2)当RPb＝3 Ω时，R并＝2 Ω 电流表示数为I″＝E/(R1＋R并＋r)＝1.2 A U并＝E－I″(R1＋r)＝2.4 V PRPb＝U/RPb＝1.92 W 答案：(1)2 A　(2)1.92 W