内容正文:
第十一章 电路及其应用
【基础对点练】
知识点一 电源和电流
1.关于电流的概念,下列说法正确的是( )
A.导体中有电荷运动就会形成电流
B.电流是矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
C.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位
D.根据I=,可知I与q成正比
【答案】C
【解析】导体中有电荷运动不一定能形成电流,电荷要发生定向移动才能形成电流,故A错误;规定正电荷定向运动的方向是电流的方向,但电流运算时遵守的是代数加减法则,所以电流不是矢量,是标量,故B错误;在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位,故C正确;电流的定义式为比值定义法,不能说I与q成正比,故D错误。故选C。
2.如图所示,在水平放置的金属导体中,5 s内有10 C的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向,以下判断正确的是( )
A.0.5 A 向右 B.0.5 A 向左
C.2 A 向右 D.2 A 向左
【答案】D
【解析】根据公式可知I==2 A,电流方向与负电荷的运动方向相反,即电流方向向左。故选D。
知识点二 导体的电阻
3.[2023·浙江舟山·阶段测试]人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,脂肪不容易导电。下图所示为某脂肪测量仪,其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。根据以上信息可知( )
A.同一人变胖以后电阻会变大
B.通常消瘦的人比肥胖的人电阻大一些
C.人体脂肪的电阻率比其他组织要小一些
D.剧烈运动出汗时人体的电阻不会变化
【答案】A
【解析】由于脂肪不容易导电,故可得同一人变胖以后电阻会变大,通常消瘦的人比肥胖的人电阻小一些,B错误,A正确;由于脂肪不容易导电,通常消瘦的人比肥胖的人电阻小一些,故可得人体脂肪的电阻率比其他组织要大一些,C错误;剧烈运动出汗时,人体内含水量发生变化,人体脂肪所占比例发生变化,故人体的电阻会变化,D错误。故选A。
4.[2023·浙江绍兴·统考期末]下图所法为两个电阻R1和R2的UI图像,由图可知( )
A.R1的电阻值为3 Ω
B.R2的电阻值为20 Ω
C.R1的电阻率一定大于R2的电阻率
D.R1和R2的电阻值都随着电压的增大而增大
【答案】B
【解析】R1的电阻值R1== Ω=30 Ω,故A错误;R2的电阻值为R2== Ω=20 Ω,故B正确;由题图可知,R1和R2的电阻值都不变,故D错误;由A、B选项可知,R1的电阻大于R2的电阻,但根据题意无法判断R1的电阻率与R2的电阻率的大小关系,故C错误。故选B。
知识点三 电路的串联和并联
5.一个标有“6 V 0.5 A”的灯泡,如果把它接在10 V的电源上,应连接一个阻值为多少的电阻,才能使其正常发光( )
A.串联一个8 Ω B.串联一个12 Ω
C.并联一个8 Ω D.并联一个12 Ω
【答案】A
【解析】电源电压大于灯泡的额定电压,所以需要串联分压电阻,其阻值为R==8 Ω。故选A。
6.[2021·高二统考学业考试]玻璃容器中盛放的是K2SO4溶液,若在2 s内有1.0×1016个SO离子和2.0×1016个K+通过一截面,如图所示,其中K+向右移动,通过这个截面的电流大小和方向是( )
A.1.6 mA,向右 B.1.6 mA,向左
C.0 D.3.2 mA,向右
【答案】D
【解析】根据电流的定义可知通过这个截面的电流方向向右,大小为I== A=3.2×10-3 A=3.2 mA。故选D。
7.有两个电阻,R1=2 Ω,R2=3 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1∶I2为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.2∶5
【答案】C
【解析】并联电路两端的电压相等,设为U,则有
I1=,I2=,所以I1∶I2=R2∶R1=3∶2。故选C。
8.两根长度、粗细均相同的合金丝a、b并联接入电路后,已知通过两根合金丝的电流Ia>Ib,则a、b电阻Ra、Rb以及电阻率ρa、ρb的关系正确的是( )
A.Ra>Rb,ρa>ρb B.Ra>Rb,ρa<ρb
C.Ra<Rb,ρa>ρb D.Ra<Rb,ρa<ρb
【答案】D
【解析】根据并联分流规律可知Ra<Rb,根据电阻定律R=ρ可知ρa<ρb。故选D。
【能力综合练】
9.[2023·浙江金华·联考期中]由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b的伏安特性曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.b电阻丝电阻率较大
B.b电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.a电阻丝的阻值与电压成正比
【答案】B
【解析】电阻丝a、b由相同材料制成,电阻率相同,故A错误;IU图像斜率的倒数表示电阻值,所以a电阻丝的阻值大于b电阻丝的阻值,故C错误;根据电阻定律R=ρ可知b电阻丝横截面积较大,即b电阻丝较粗,故B正确;a电阻丝的阻值与两端电压无关,故D错误。故选B。
10.下图所示是有两个量程的电流表的内部电路图。已知表头的内阻Rg=1000 Ω,满偏电流Ig=1 mA,电阻R1=50 Ω,R2=200 Ω,则下列说法正确的是( )
A.接A、C两点,量程为0~8 mA
B.接A、B两点,量程0~50 mA
C.接A、C两点,量程为0~12 mA
D.接A、B两点,量程为0~25 mA
【答案】D
【解析】接A、C两点,当电流表达到满偏时,电路中的总电流为I1=+Ig= mA+1 mA=5 mA,量程为0~5 mA,故A、C错误;接A、B两点,当电流表达到满偏时,电路中的总电流为
I2=+Ig= mA+1 mA=25 mA,故B错误,D正确。故选D。
11.[2023·浙江台州·联考期中]在如图所示的电路中,A、B 之间的电压为U,定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的最大阻值为R。在滑动变阻器的滑动端移动过程中,R0两端电压UCD的变化范围正确的是( )
A.0~U B.0~U
C.U~U D.U~U
【答案】A
【解析】在滑动变阻器的滑片向上移动过程中,与R0并联部分电阻变大,分压变大,当到达最上边,电压最大为U。在最下边R0被短路电压为零,所以R0 两端电压UCD的变化范围为0~U。故选A。
12.[2023·浙江金华·联考期中]高压线是非常危险的远距输电线,但是我们也经常会看到许多鸟儿双脚站上面却安危无恙。经查,某城市的高压线输送电流为300 A,输送导线所用的是LGJ型钢芯铝绞线,其横截面积是120 mm2,其电阻率ρ=3.0×10-8 Ω·m。现发现一只小鸟双脚停留在高压裸线上,鸟两爪间的距离为2 cm,则该小鸟承受的电压大小为( )
A.1.5 V B.1.5×10-1 V
C.1.5×10-3 V D.1.5×10-5 V
【答案】C
【解析】小鸟两爪间的输送导线电阻约为
R=ρ=3.0×10-8× Ω=5.0×10-6 Ω,
小鸟和这部分电阻并联,则小鸟双脚停留在高压线上时承受的电压为
U0=IR=300×5.0×10-6 V=1.5×10-3 V。故选C。
13.由四个电阻连接成的电路如图所示。R1=5 Ω,R2=3 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。
(1)求a、d之间的总电阻。
(2)如果把220 V的电压加在a、d两端,则通过干路的电流是多少?
【答案】(1)10 Ω (2)22 A
【解析】(1)由题图可知,R3与R4并联后再与R1、R2串联,故a、d之间的总电阻为
Rad=R1+R2+R34=R1+R2+=10 Ω;
(2)由欧姆定律得干路中电流为I==22 A。
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