章末卷10 电路与电能-【高考领航】2025年高考物理总复习四测通关卷

章末卷10　电路与电能 (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1.如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关S，待电路稳定后，电容器上电荷量为(　　) A.CE　　　　　　　 B.CE C.CE D.CE 2.连接如图所示的电路，闭合电键S后，从a向b移动滑动变阻器R的滑片，发现“小灯泡一直不发光，电压表的示数逐渐增大”，电路的故障可能为(　　) A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表断路 D.滑动变阻器短路 3.某同学用一个微安表(量程1 mA，内阻900 Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10 mA和电压3 V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值(　　) A.R1＝100 Ω，R2＝3000 Ω B.R1＝10 Ω，R2＝210 Ω C.R1＝100 Ω，R2＝210 Ω D.R1＝10 Ω，R2＝3000 Ω 4.在如图所示的U­I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5，0.75)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0，0)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　) A.电源电动势为2.0 V B.电源内阻为0.5 Ω C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W 5.如图所示的电路，有定值电阻R1、R2，滑动变阻器R0，电流表，电压表，电容器，内阻不能忽略的电源。开关S闭合，滑动变阻器R0滑片向上滑动，待电路稳定后，与滑动前相比，下列说法正确的是(　　) A.电源的效率增加 B.电压表示数减小 C.电容器电量增加 D.电流表示数减小 6.空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电动势为6 V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6 V，额定功率为3 W，线圈内阻为r＝1 Ω，电阻R1＝ R2＝10 Ω，则下列说法中正确的是(　　) A.只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6 A B.只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75 W C.同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3 A D.同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6 W 7.离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V，已知雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　) A.该大气层的等效电阻约为600 Ω B.该大气层的平均漏电电流约为1.8×104 A C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.小明同学乘电动汽车出行，当汽车以90 km/h的速度匀速行驶时，在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息：电池组输出电压400 V，电流为25 A。已知该车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为80 %，则此时该车(　　) A.电池组输出的电功率约为8000 W B.牵引力的功率约为8000 W C.受到的阻力约为320 N D.受到的牵引力约为400 N 9.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电压表示数为U，电流表示数为I，电表均为理想电表，在滑动变阻器R1的滑片P由b端滑到a端的过程中，下列说法正确的是(　　) A.U先变大后变小 B.I先变小后变大 C.U与I比值先变大后变小 D.电源内部消耗的功率先减小后增大 10.在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列比值正确的是(　　) A.不变，不变 B.变大，变大 C.变大，不变 D.变大，不变 三、非选择题(本题共5小题，共54分) 11.(7分)某实验小组在练习使用多用电表的实验中。 (1)用多用电表测量某元件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针的偏转角度过小，因此需选择　　　　(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡，并需　　　　(填操作过程)后，再次进行测量，若多用电表的指针如图甲所示，测量结果为　　　　Ω。 甲 乙　　　　　　　　　　丙 (2)实验小组最后将一量程为3 V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表。 ①先用如图乙所示的电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关S，将电阻箱的阻值调到3 kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱的阻值调到12 kΩ时，电压表的指针恰好半偏，由以上信息可求得电压表的内阻RV＝　　　　kΩ。 ②将图乙所示的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图丙所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关S，调节电阻箱，使指针指在“3 V”处，此处刻度应标阻值为∞；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻刻度为　　　　Ω。 12.(9分)某实验小组设计了如图甲所示的电路，测量电流表A的内阻及电源的电动势和内阻。所使用的器材有： 甲 乙 A.待测电源E(电动势约3 V，内阻约0.5 Ω) B.待测电流表A(量程0.6 A，内阻RA约1 Ω) C.电流表A1(量程0.6 A，内阻未知) D.电阻箱R1(0～99.99 Ω) E.滑动变阻器R2(0～20 Ω) F.滑动变阻器R3(0～500 Ω) G.单刀双掷开关S H.单刀单掷开关K I.导线若干 (1)利用该电路测电流表A的内阻： ①滑动变阻器应选择　　　　　。(选填仪器前编号“E”或“F”) ②闭合开关K，将开关S与D接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R，读取电流表A及A1的读数。某次测量数据如下：电流表A的示数为0.25 A、电流表A1的示数如图乙所示，则示数为　　　　　A，电阻箱R1的示数为1 Ω，则电流表A的内阻RA＝　　　　Ω。(保留两位有效数字) (2)利用该电路测量电源的电动势和内阻，断开开关K，将开关S与　　　(选填“C”或“D”)接通，调节电阻箱R1，记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1，重复实验，并记录多组电阻箱R1的阻值和对应电流表A的示数I。由实验数据绘出的 ­R1图像如图丙所示，由此求出电源的电动势E＝　　　　V，内阻r＝　　　Ω。(计算结果均保留两位有效数字) 丙 13.(10分)某实验小组欲测量一段粗细均匀金属丝的电阻率，他们首先用游标卡尺测量金属丝的直径d，其示数如图甲所示。接着用欧姆表对定值电阻R0的电阻进行测量，正确调零后，使用“×1”的倍率进行测量，指针偏转如图乙所示。然后用如图丙所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，金属丝与理想电流表A以及定值电阻R0串联接入电路，电源电动势与内阻恒定，金属丝被固定在带有刻度的木板上，P是鳄鱼夹，用来调节接入电路中金属丝的长度L，回答下列问题： (1)甲图的读数为d＝　　　　mm，乙图的读数为R0＝　　　　Ω； (2)对丙图实验时闭合开关，从右向左逐渐改变鳄鱼夹的位置，记录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝接入电路的有效长度L，以及对应的电流表A的示数I，得到多组(L，I)数据，建立平面直角坐标系，以L为纵轴，以　　　　(填“I”或“I－1”)为横轴，根据实验数据在坐标系中描点，画出的图像为如图丁所示的倾斜直线； (3)若丁图的斜率为k，纵轴的截距为－b，已知电源的电动势为E，则内阻r＝　　　　，金属丝的电阻率ρ＝　　　　　　；(用题目所给的已知物理量的符号来表示) (4)若电流表A内阻不可忽略且未知，则金属丝电阻率的测量值　　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 14.(13分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求： 图甲　　　　　　　　　图乙　　　 (1)由图乙求电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值。 15.(15分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。 额定车速 整车 质量 载重 额定输 出功率 电动机额定工 作电压和电流 18 km/h 40 kg 80 kg 180 W 36 V/6 A 请参考表中数据，完成下列问题 (g取10 m/s2)： (1)此电动机正常工作时，电动机的效率是多少？ (2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受的阻力是车重(包括载重)的k倍，试计算k的大小； (3)仍在上述道路上行驶，若电动自行车满载时以额定功率行驶，当车速为2 m/s时的加速度为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 章末卷10　电路与电能 1.C　电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为φ上＝·2R＝，电容器下极板的电势为φ下＝·4R＝，则电容两端的电压U下上＝，则电容器上的电荷量为Q＝CU上下＝CE，故选C。 2.B　小灯泡短路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故A错误；小灯泡断路，小灯泡不发光，电流表与电压表串联，随着滑片从a向b移动，电压表示数逐渐增大，故B正确；电流表断路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故C错误；滑动变阻器短路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故D错误。 3.C　微安表的满偏电流Ig＝1 mA＝0.001 A，微安表内阻Rg＝900 Ω，改装后电流表量程I＝10 mA＝0.01 A，改装后电压表量程U＝3 V，由欧姆定律得IgRg＝(I－Ig)R1，U＝IgRg＋IR2代入数据解得R1＝100 Ω，R2＝210 Ω，故选C。 4.D　根据题意，由闭合回路欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据有0.75＝E－1.5r，0＝E－2.0r，解得E＝3.0 V，r＝1.5 Ω，故AB错误；根据题意可知，当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75 V，流过灯泡的电流为1.5 A，由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为RL＝＝0.5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝UI＝1.125 W，故C错误，D正确。 5.B　根据题意可知，滑动变阻器R0滑片向上滑动，接入电路中的电阻减小，则电路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小。电源的效率为η＝＝，则效率减小，故A错误；由于路端电压减小，则R2两端电压减小，流过R2的电流减小，由于总电流增大，则电流表示数变大，R1两端电压增大，则R0两端电压减小，电容器两端电压和电压表示数减小，由Q＝CU可知，电容器电量减小，故CD错误，B正确。 6.D　由题图可看出当只闭合S1时，电阻R1与R2串联，再与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则小风扇M的电压刚好为额定电压，则PM ＝ IME ，解得IM＝0.5 A，则小风扇M正常工作时发热功率为PM热 ＝ IM2r＝0.25 W，AB错误；由题图可看出同时闭合开关S1和S2，电阻R2被短路，则R1与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则通过电阻R1的电流为I1＝＝0.6 A，则电阻R1消耗的功率为P1＝ I12R1＝3.6 W，C错误，D正确。 7.C　根据题述，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，由Q＝It可得该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A，故B错误；由欧姆定律U＝IR可得该大气层的等效电阻约为R＝ Ω，故A错误；由电阻定律R＝，解得该大气层的平均电阻率约为ρ＝1.7×1012 Ω·m，故C正确，D错误。 8.BC　根据题意可知，电池组的输出功率为P出＝UI＝400 V×25 A＝10 000 W，故A错误；牵引力的功率P牵＝80%P出＝8000 W，故B正确；汽车做匀速直线运动，牵引力大小等于阻力，即F＝Ff，汽车的速度为v＝90 km/h＝25 m/s，则有Ff＝F＝＝ N＝320 N，故C正确，D错误。 9.AD　当滑动变阻器在正中间位置时，并联部分电阻最大，外电阻最大，故滑动变阻器R1的滑片P由b端滑到a端的过程中，外电阻先增大后减小，总电流先变小后变大，U＝E－I总r，U先变大后变小，R3为定值电阻，I先变大后变小，不变，故A正确，BC错误；外电压先增大后减小，故内电压先减小后增大，电源内部消耗的功率先减小后增大，故D正确。 10.ACD　R1是定值电阻，有R1＝＝，都不变，故A正确；当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，R2是可变电阻，有＝R2，所以变大，根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－I(R1＋r)，则＝R1＋r，不变，故B错误，C正确；根据欧姆定律得＝R1＋R2，R1不变，R2变大，可知变大，又根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－Ir，则知＝r，保持不变，故D正确。 11.解析：(1)多用电表指针的偏转角度过小，说明指针靠近无穷处，即电阻过大，所以要换更高的挡位，因此需选择“×100”倍率的电阻挡，同时注意欧姆调零，多用电表的测量结果为12 Ω×100＝1200 Ω。 (2)①由图丙所示电路图可知电源的电动势E＝U＋IR，由题意可知E＝3 V＋×3×103 V，E＝1.5 V＋×12×103 V，解得E＝4.5 V，RV＝6000 Ω＝6 kΩ。 ②若电压表的示数为1 V，电路中的电流为I′＝＝，其中R并＝，解得Rx＝1000 Ω。 答案：(1)×100　欧姆调零　1200　(2)①6　②1000 12.解析：(1)①滑动变阻器取20 Ω，不考虑其他电阻，电流为0.15 A，已明显小于电流表量程，故滑动变阻器选择E足够。 ②闭合开关K，将开关S与D接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R，读取电流表A及A1的读数，其中A1的读数为0.50 A，由部分电路欧姆定律可得RA＝＝ Ω＝1.0 Ω。 (2)利用该电路测量电源的电动势和内阻，断开开关K，将开关S与C接通，调节电阻箱R1，记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数，由闭合电路欧姆定律可得E＝I(RA＋R1＋r) 整理可得＝R1＋ 结合图线可得，斜率为＝ V－1 截距为＝0.5 A－1 联立解得E＝2.9 V，r＝0.45 Ω。 答案：(1)①E　②0.50　1.0　(2)C　2.9　0.45 13.解析：(1)甲图的读数为d＝8 mm＋0.02×0 mm＝8.00 mm，乙图的读数为R0＝5 Ω(或5.0 Ω)。 (2)由闭合电路欧姆定律可得I＝，由电阻定律可得R＝ρ，结合S＝π()2，综合可得L＝I－1－(R0＋r)，则丁图以I－1为横轴才能描绘出倾斜的直线。 (3)当丁图斜率为k，纵轴的截距为－b，由L＝I－1－(R0＋r)可得(R0＋r)＝b、＝k，综合解得r＝－R0，ρ＝。 (4)由(3)可知，金属丝电阻率与电流表内阻无关。 答案：(1)8.00　5(或5.0)　(2)I－1　(3)－R0　　(4)等于 14.解析：(1)由图像可知，电源的电动势E＝20 V 内阻r＝ Ω＝20 Ω。 (2)当滑片P到最右端时，R1被短路，则此时电路电流为I＝0.8 A，则由全电路的欧姆定律 I＝ 解得R2＝5 Ω。 (3)当滑片P到最左端时，R3最大，则此时路端电压为16 V，电流为0.2 A，则外电阻为 R＝＝R2＋ 解得R3＝300 Ω。 答案：(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 15.解析：(1)电动机的输入功率P入＝UI＝36×6 W＝216 W，所以电动机效率η＝×100%＝×100%＝83.3%。 (2)电动自行车匀速行驶时，设水平方向自行车的牵引力为F，自行车受到的阻力为f，由平衡条件可得F＝f 而自行车的输出功率P出＝Fv 可得f＝F＝＝ N＝36 N 由题意f＝kmg 可得k＝＝＝0.03。 (3)车速v′＝2 m/s时，设牵引力为F′，则 F′＝＝ N＝90 N 由牛顿第二定律F′－f＝ma 可得a＝＝ m/s2＝0.45 m/s2。 答案：(1)83.3%　(2)0.03　(3)0.45 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $$