4.2恒定电流 闭合电路欧姆定律（高考真题与课后专项提升练）-2024-2025学年高二上学期物理期中期末题型复习

4.2恒定电流 闭合电路欧姆定律——高考真题与课后专项提升练 1. （2024•广西）将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（　　） A．2：3 B．2：1 C．5：3 D．1：3 2. （2024•北京）如图所示为一个加速度计的原理图，滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 3. （2024•甘肃）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 （1）考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝ Ω（保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U+ （用I、r和RA表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U﹣I图像。则待测干电池电动势E＝ V（保留3位有效数字），内阻r＝ Ω（保留1位小数）。 （2）考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是 （单选，填正确答案标号）。 A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误 C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数 4. （2024•全国）风能为再生能源，可作为净零碳排的绿色能源。风力发电机（简称：风机）利用风力带动风机叶片旋转，将风的动能经发电机组转换成电能，其功率P与单位时间内空气流向风机的气流动能成正比。 （1）空气以速度v垂直流向风机叶片，叶片旋转所形成的假想圆形平面其面积为A，如图。 （a）在时间Δt内，密度为ρ的空气流向风机的质量m为何？（以试题中所定义的参数符号表示） （b）风机的功率P与风速三次方（v3）成正比，说明其原因为何？ （2）风机所标示的“额定功率”通常为风速12m/s时运转的功率。近五年来台湾平均每发100度电的二氧化碳排放量约为50kg。以一座额定功率为8kW的风机来发电，若全年中有的时间风速皆为6m/s，另外的时间风速皆为9m/s，则下列叙述哪些正确？（1年有8760小时；1度电＝1kW•h）（多选） 。 （A）当风速为6m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的 （B）当风速为9m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的 （C）若该风机全年以额定功率发电，则1年发电量为70080度 （D）该风机1年实际发电量为19710度 （E）在相同发电量下，该风机1年实际发电比台湾近五年平均发电，约可减少11315kg的二氧化碳排放量 5. （2024•江西）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 （1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07m和高h＝0.03m。 （2）现有实验器材：电流表（量程300μA，内阻RA＝2500Ω）、电压表（量程3V或15V，内阻未知）、直流电源（3V）、滑动变阻器、开关和导线。请在图（a）中画线完成电路实物连接。 （3）连接好电路，测量26℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃水的Rx﹣l图线，分别如图（b）中甲、乙所示。 （4）若Rx﹣l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝ （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10﹣3m的水管。若人体的安全电流为1.0×10﹣3A，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字） 1. （2023秋•黑龙江期末）如图所示为电路上常用的熔断保险丝，当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断、及时切断电源，保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝，若将这段保险丝对折后绞成一根，则保险丝的电阻和熔断电流将变为（　　） A．和2A B．和8A C．和2A D．和8A 2. （2023秋•辽宁期末）下列对于电流说法正确的是（　　） A．根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 B．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同 C．电路要产生电流，必须存在自由电荷 D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去 3. （2023秋•西安期末）如图所示的电路中，通过R1的电流是4A，已知R1＝3Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，则下列说法正确的是（　　） A．电路的总电阻是5Ω B．通过R2的电流是1.0A C．a、b两端的电压是20V D．a、c两端的电压是12V 4. （2023秋•徐汇区校级期末）如图是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是（　　） A．空载（不接R）时，输出电压为 B．接上负载R时，输出电压为 C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低 D．接上负载R后，要使输出电压为，滑片P须向下移动至某一位置 5. （2023秋•大兴区期末）已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则（　　） A．电灯L变亮 B．电流表读数减小 C．电阻R的功率增大 D．电源的输出功率一定增大 6. （2023秋•无锡期末）在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻（R1＞r），R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则（　　） A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变小 C．通过R2的电流变小 D．小灯泡变亮 7. （2023秋•泉州期末）如图所示的电路中，电源内阻r＝1Ω，R1＝R2＝2Ω，开关S断开时，理想电压表的示数为2.0V。现将S闭合，则（　　） A．电压表示数增大 B．通过R1的电流增大 C．电源的效率增大 D．电源的输出功率增大 8. （2023秋•成都期末）将四个完全相同的灯泡按图示的电路连接，其中电源电动势为E，内阻为r，闭合开关后各灯泡均发光，若灯泡L3突然短路，则（　　） A．灯泡L1变暗 B．灯泡L2变亮 C．灯泡L4变亮 D．电源输出功率一定变大 9. （2023秋•福州期末）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，C为两块彼此靠近而又绝缘的平行金属板，两金属板中一带电液滴P处于静止状态，R1、R2和R3为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片由图中位置向b端移动过程中，下列判断正确的是（　　） A．电流表读数增大，电压表读数减小 B．金属板一个极板所带电荷量逐渐减小 C．带电液滴P将向上运动 D．电源效率逐渐增大 10. （2023秋•重庆期末）某学校创建绿色校园引入一批节能灯，如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（　　） A．R0两端电压变大 B．电路干路电流减小 C．A、B两灯都变亮 D．B灯变亮，A灯变暗 11. （多选）（2023秋•甘肃期末）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源1与电源2的内阻之比是11：7 B．电源1与电源2的电动势之比是1：1 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2 12. （多选）（2023秋•杭州期末）某同学在研究性学习活动中自制了电子秤，如图。用理想电压表显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，电流表内阻可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，则下列说法正确的是（　　） A．物体质量m越大，电流表示数越大 B．物体质量m越小，电压表示数越小 C．该电子秤所用的弹簧劲度系数k越大越灵敏 D．电压表示数U与所称物体质量m的关系式为U 13. （多选）（2023秋•泉州期末）贴片电阻是电子电路中常用的元件，其阻值常用三位（或四位）数字表示。如图甲，“123”表示“12”后面有“3”个零，即“12000Ω”；“5102”表示“510”后面有“2”个零，即“51000Ω”。某同学用多用电表试测一贴片电阻的阻值，先把选择开关旋至欧姆挡“×100”，调零后将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太小，如图乙中a所示；换挡后，重新调零，再次测量，指针偏转如图乙中b所示。下列说法正确的是（　　） A．换挡后，选择开关旋至欧姆挡“×1k” B．换挡后，选择开关旋至欧姆挡“×10” C．该贴片电阻阻值数字可能为“1501” D．该贴片电阻阻值数字可能为“153” 14. （2023秋•抚顺期末）如图所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下： A．干电池（电动势E＝3.0V，内阻不计）； B．电流表G（满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝90Ω）； C．定值电阻R0（阻值为5.0Ω）； D．滑动变阻器R1（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻R2、R3； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）表笔B是 （填“红”或“黑”）表笔。 （2）虚线框内是双量程电流表，已知R2＝1Ω，当S接a时，对应电流表量程是0～0.1A，那么定值电阻R3＝ Ω。 （3）当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。欧姆调零后，欧姆表内阻为 Ω。 （4）由于欧姆表搁置时间较长，因此其电源电动势变小，内阻变大，那么正确操作测电阻时，真实值比测量值 （填“大”或“小”）。 15. （2023秋•琼山区校级期末）某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下：A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω） B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知） C．电压表V（0～5V～10V，内阻未知） D．滑动变阻器R（0～100Ω，1A） E．定值电阻R0（阻值990Ω） F．开关与导线若干 （1）图（a）是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的I1﹣I2图线如图（b）所示（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留2位有效数字） （2）另一位小张同学则设计了图（c）所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制U﹣I图线如图（d）中所示的A、B两条图线。 可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接 （选填“1”或“2”）中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E＝ ，内阻r＝ （用图中EA、EB、IA、IB表示）。 16. （2023秋•抚顺期末）在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10V，0.2A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4V、0.5A。已知R1＝84Ω，求： （1）滑动变阻器的最大电阻值； （2）电源的电动势E、内阻r。 17. （2023秋•浦东新区期末）物理兴趣小组的同学用一根拉力敏感电阻丝制作电子吊秤。他们按图甲所示电路设计了一个简易“吊秤”，通过光滑绝缘环可吊起重物。 已知：E＝3V，r＝1Ω；毫安表电阻RA＝50Ω；不吊重物时，电阻丝电阻R0＝100Ω。 （1）电源是闭合电路的重要元件，干电池所标“1.5V”表示 。 A．每一个电子经过电池时有1.5J化学能转化为电能 B．每1s电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能 C．每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能 （2）某实验小组在测该电阻丝的电阻率时，先用 （填仪器名称）直接测出电阻丝横截面直径为d，再用伏安法测出长度为L的电阻丝阻值为R。用以上测量值计算电阻率的表达式是ρ＝ 。 （3）不吊重物时，闭合开关，调节R1，当R1＝ Ω时，毫安表指针满偏至10mA；此时电源的总功率为 W，拉力敏感电阻丝的热功率为 W。 （4）不吊重物时，闭合开关，调节R1使毫安表指针满偏的操作可视为吊秤的“调零”过程。调零结束后，保持R1滑片位置不变。接着在环下吊上重物，如图乙所示，已知电阻丝B端或A端每增加1N拉力，其阻值将增加0.5Ω。则吊上重物之后，毫安表中电流的示数将 （选填“减小”、“不变”或“增大”），AB两端电压将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。当毫安表示数为5mA时，电阻丝对B端的拉力为 N。如果将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数，则 侧质量示数更大（选填“左”或“右”）。 18. （2023秋•延庆区期末）如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正常工作。已知电源的电动势为E＝6V，内阻为r＝1Ω，指示灯L的电阻为RL＝2.5Ω，额定电流为I＝1A，电动机M的线圈电阻为RM＝0.5Ω。求： （1）电源的总功率P； （2）电动机的电功率P电； （3）电动机的机械功率P机。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.2恒定电流 闭合电路欧姆定律——高考真题与课后专项提升练 1. （2024•广西）将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（　　） A．2：3 B．2：1 C．5：3 D．1：3 【解答】答：根据电阻定律：R，根据欧姆定律：ΔU＝I•ΔR，整理可得： 结合乙图可知导体L1、L2的电阻率之比为： 故ACD错误，B正确， 故选：B。 2. （2024•北京）如图所示为一个加速度计的原理图，滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 【解答】解：A、由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，故A错误； B、由欧姆定律可知通过电阻的电流是定值，根据电阻定律以及欧姆定律可知可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比，故B错误； C、已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，故C错误； D、已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，故D正确。 故选：D。 3. （2024•甘肃）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 （1）考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝ Ω（保留2位有效数字）。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U+ （用I、r和RA表示）。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U﹣I图像。则待测干电池电动势E＝ V（保留3位有效数字），内阻r＝ Ω（保留1位小数）。 （2）考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是 （单选，填正确答案标号）。 A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误 C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数 【解答】解：（1）①由图2可得电压表和电流表的读数分别为：0.60V、0.58A，根据欧姆定律可得电流表内阻RA1.0Ω。 ②根据闭合电路欧姆定律可得干电池电动势E＝U+I（r+RA）。 ③由E＝U+I（r+RA），可得：U＝E﹣I（r+RA）， 由图4的U﹣I图像斜率与纵截距可得：E＝1.40V r+RA，其中：RA＝1.0Ω 解得：r＝1.0Ω （2）滑动变阻器按“一上一下”连接在电路里，滑动变阻器接法没有错误；电源电动势小于1.5V，电压表量程最大值为1.5V，故不会因电压太大无法读数；因电压表内阻较大，使电路中的电流太小，滑动滑动变阻器的滑片，电流表示数几乎不变，综上分析可知电路设计不会损坏仪器，故D正确，ABC错误。 故答案为：（1）①1.0；②I（r+RA）；③1.40；1.0；（2）D 4. （2024•全国）风能为再生能源，可作为净零碳排的绿色能源。风力发电机（简称：风机）利用风力带动风机叶片旋转，将风的动能经发电机组转换成电能，其功率P与单位时间内空气流向风机的气流动能成正比。 （1）空气以速度v垂直流向风机叶片，叶片旋转所形成的假想圆形平面其面积为A，如图。 （a）在时间Δt内，密度为ρ的空气流向风机的质量m为何？（以试题中所定义的参数符号表示） （b）风机的功率P与风速三次方（v3）成正比，说明其原因为何？ （2）风机所标示的“额定功率”通常为风速12m/s时运转的功率。近五年来台湾平均每发100度电的二氧化碳排放量约为50kg。以一座额定功率为8kW的风机来发电，若全年中有的时间风速皆为6m/s，另外的时间风速皆为9m/s，则下列叙述哪些正确？（1年有8760小时；1度电＝1kW•h）（多选） 。 （A）当风速为6m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的 （B）当风速为9m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的 （C）若该风机全年以额定功率发电，则1年发电量为70080度 （D）该风机1年实际发电量为19710度 （E）在相同发电量下，该风机1年实际发电比台湾近五年平均发电，约可减少11315kg的二氧化碳排放量 【解答】解：（1）（a）在时间Δt内，空气流向风机的质量为m＝ρV＝ρvΔtA （b）根据题意，风机的功率P＝kkkρAv3（k为比例系数），根据功率表达式可知，空气密度和假想面积不变，则P与v3成正比； （2）（A）（B）将风速v1＝6m/s，v2＝9m/s和额定功率对应的风速v0＝12m/s，代入功率公式PρAv3，得两个功率和额定功率的比值为和，故（A）错误，（B）正确； （C）若该风机全年以额定功率发电，则1年发电量为W1＝Pt＝8×8760kW•h＝70080kW•h＝70080度，故C正确； （D）风机1年的实际发电量为W2＝P1t1+P2t2P•tP•t88760kW•h88760kW•h＝2920kW•h+19710kW•h＝22630kW•h＝22630度，故（D）错误； （E）在相同发电量下，该风机1年实际发电比台湾近五年平均发电，约可减少的二氧化碳排放量为50kg＝11315kg，故（E）正确。 故选：（B）（C）（E）。 故答案为：（1）（a）空气流向风机的质量m为ρvΔtA； （b）P与v3成正比，理由如上； （2）（B）（C）（E）。 5. （2024•江西）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 （1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d＝0.07m和高h＝0.03m。 （2）现有实验器材：电流表（量程300μA，内阻RA＝2500Ω）、电压表（量程3V或15V，内阻未知）、直流电源（3V）、滑动变阻器、开关和导线。请在图（a）中画线完成电路实物连接。 （3）连接好电路，测量26℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃水的Rx﹣l图线，分别如图（b）中甲、乙所示。 （4）若Rx﹣l图线的斜率为k，则水的电阻率表达式为ρ＝ （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10﹣3m的水管。若人体的安全电流为1.0×10﹣3A，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字） 【解答】解：（2）由于电流表内阻为已知的确定值，故电流表的分压可以求出，所以电流表采用内接法。电源电动势为3V，则电压表应以量程0～3V接入电路，完成电路实物连接如下图所示。 （4）根据电阻定律得：，又有：S＝dh，联立可得： 故Rx﹣l图像的斜率：，解得：ρ＝kdh 根据题图（b）可知，温度高的水的Rx﹣l图线（图乙）斜率较小，则温度高的水的电阻率较小、更容易导电。 （5）由图（b）中图线乙的斜率为k1 65℃水的电阻率为：ρ1＝k1dh 设该水管的长度至少为L，根据欧姆定律和电阻定律得： 其中：I＝1.0×10﹣3A，U＝220V，D＝8.0×10﹣3m，d＝0.07m，h＝0.03m 代入数据解得：L＝0.46m 故答案为：（2）见解答；（4）kdh；高；（5）0.46 1. （2023秋•黑龙江期末）如图所示为电路上常用的熔断保险丝，当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断、及时切断电源，保障用电设备和人身安全。有一段电阻为R、熔断电流为4A的保险丝，若将这段保险丝对折后绞成一根，则保险丝的电阻和熔断电流将变为（　　） A．和2A B．和8A C．和2A D．和8A 【解答】解：根据电阻定律表达式： 可知保险丝对折后的电阻变为： 而两段的最大电流为4A的保险丝并联，故其允许的最大电流为原来的两倍，即 I′＝2Imax＝8A 故ACD错误；B正确。 故选：B。 2. （2023秋•辽宁期末）下列对于电流说法正确的是（　　） A．根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比 B．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同 C．电路要产生电流，必须存在自由电荷 D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去 【解答】解：A、电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，故在t不确定的情况下不能说I与q成正比，故A错误； B、矢量的运算满足平行四边形定则，而电流的运算满足代数法则，故电流虽然有方向，但电流强度是标量，故B错误； C、根据电流产生的条件可知，电路中要产生电流，必须存在自由电荷，故C正确； D、电荷受到电场力运动起来，但由于受到导线中的阻力作用，电荷最终会做匀速运动，故D错误。 故选：C。 3. （2023秋•西安期末）如图所示的电路中，通过R1的电流是4A，已知R1＝3Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，则下列说法正确的是（　　） A．电路的总电阻是5Ω B．通过R2的电流是1.0A C．a、b两端的电压是20V D．a、c两端的电压是12V 【解答】解：A．根据题中电路图可知，电路的总电阻 代入数据解得：R＝5Ω 故A正确； B．根据并联电路特点可知，通过R2的电流 代入数据解得： 故B错误； CD．根据欧姆定律可知，a、b两端的电压是 Uab＝4A×3Ω＝12V a、c两端的电压是 Uac＝4A×5Ω＝20V 故CD错误。 故选：A。 4. （2023秋•徐汇区校级期末）如图是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是（　　） A．空载（不接R）时，输出电压为 B．接上负载R时，输出电压为 C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低 D．接上负载R后，要使输出电压为，滑片P须向下移动至某一位置 【解答】解：A.空载（不接R）时，触头把滑动变阻器分成相等的两部分，由串联电路特点可知，输出电压为电源电压的一半，即，故A正确； B.接上负载R时，电路总电阻变小，干路电流变大，滑动变阻器上半部分电压变大，大于电源电压的一半，则A、B间的输出电压小于，故B错误； C.负载电阻R的阻值越大，负载电阻与滑动变阻器下半部分电阻的并联阻值越大，输出电压越大，故C错误； D.接上负载R时，电路总电阻变小，干路电流变大，滑动变阻器上半部分电压变大，大于电源电压的一半，则A、B间的输出电压小于，要使输出电压等于，滑片应向上移动，故D错误。 故选：A。 5. （2023秋•大兴区期末）已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则（　　） A．电灯L变亮 B．电流表读数减小 C．电阻R的功率增大 D．电源的输出功率一定增大 【解答】解：A、当光照强度增强时，光敏电阻阻值变小，则总电流变大，内电压变大，路端电压变小，灯泡L变暗，故A错误。 B、由上一选项可知，电路中的总电流增大，故电流表的示数增大，故B错误； C、由于内电压变大，路端电压减小，故灯泡的电流减小，而干路电流增大，所以定值电阻R的电流增大，消耗的功率增大，故C正确； D、当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，本题中不明确外电阻和内阻的关系，输出功率不一定增大，故D错误。 故选：C。 6. （2023秋•无锡期末）在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻（R1＞r），R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则（　　） A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变小 C．通过R2的电流变小 D．小灯泡变亮 【解答】解：A、照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知干路中电流减小，故R1两端的电压减小，电压表示数减小，故A错误； CD、因干路中电流减小，根据U＝E﹣Ir可知，电源的内电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流变大，流过小灯泡的电流一定变小，小灯泡变暗，故CD错误； B、因R1＞r，电路中的总电阻增大，根据电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，可知，电源输出功率变小，故B正确。 故选：B。 7. （2023秋•泉州期末）如图所示的电路中，电源内阻r＝1Ω，R1＝R2＝2Ω，开关S断开时，理想电压表的示数为2.0V。现将S闭合，则（　　） A．电压表示数增大 B．通过R1的电流增大 C．电源的效率增大 D．电源的输出功率增大 【解答】解：AB、闭合开关，电阻R1与R2并联，外电路总电阻减小，路端电压降低，电压表的示数减小，流过电阻R1的电流减小，故AB错误； C、电源的效率为： η 根据上述分析可知，电路中的外电压减小，则电源的效率减小，故C错误； D、当外电阻越接近内电阻时，电源的输出功率越大，当外电阻等于内电阻，电源的输出功率最大。闭合开关后，外电路的总电阻等于内电阻，因此电源的输出功率增大，故D正确； 故选：D。 8. （2023秋•成都期末）将四个完全相同的灯泡按图示的电路连接，其中电源电动势为E，内阻为r，闭合开关后各灯泡均发光，若灯泡L3突然短路，则（　　） A．灯泡L1变暗 B．灯泡L2变亮 C．灯泡L4变亮 D．电源输出功率一定变大 【解答】解：A、若灯泡L3突然短路，电路的总电阻减小，总电流增大，则流经L1电流增大，灯泡L1变亮，故A错误； BC、电路中总电流增大，则电源内电压增大，L1两端电压增大，可知L4两端电压减小，灯泡L4变暗。流经L4电流减小，而总电流增大，则流经L2电流增大，灯泡L2变亮，故B正确，C错误； D、由于不知道电源内电阻和外电阻之间大小关系，所以无法判断电源输出功率如何变化，故D错误。 故选：B。 9. （2023秋•福州期末）如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，C为两块彼此靠近而又绝缘的平行金属板，两金属板中一带电液滴P处于静止状态，R1、R2和R3为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片由图中位置向b端移动过程中，下列判断正确的是（　　） A．电流表读数增大，电压表读数减小 B．金属板一个极板所带电荷量逐渐减小 C．带电液滴P将向上运动 D．电源效率逐渐增大 【解答】解：A、当滑动变阻器R4的滑片从图中位置向b端移动过程中，滑动变阻器连入电路的阻值变小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，由于通过R1的电流增大，则R1两端电压增大，电压表示数增大，并联部分的电压减小，可知通过R3的电流减小，则电流表读数减小，故A错误； BC、由于电容器电压减小，根据 ， 可知金属板一个极板所带电荷量逐渐减小，板间场强减小，带电液滴P受到的电场力减小，带电液滴P将向下运动，故B正确，C错误； D、电源效率为： η 因为路端电压减小，则电源效率逐渐减小，故D错误； 故选：B。 10. （2023秋•重庆期末）某学校创建绿色校园引入一批节能灯，如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（　　） A．R0两端电压变大 B．电路干路电流减小 C．A、B两灯都变亮 D．B灯变亮，A灯变暗 【解答】解：CD.根据“串反并同”结论法，增加光照强度，光敏电阻R1减小，A灯和B灯与其并联，故功率都减小，都变暗，故CD错误； A.R0与R1串联，故R0两端电压增大，故A正确； B.光敏电阻R1减小，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路干路电流增大，故B错误。 故选：A。 11. （多选）（2023秋•甘肃期末）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源1与电源2的内阻之比是11：7 B．电源1与电源2的电动势之比是1：1 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1：2 【解答】解：A、电源U﹣I图线的斜率的绝对值表示电源内阻，r1，r2，则r1：r2＝11：7，故A正确； B、电源U﹣I图象与纵轴的截距表示电源的电动势，故电源1与电源2的电动势相等，E1＝E2＝10V，电源1与电源2的电动势之比是1：1，故B正确； C、D、灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态 则U1＝3V，I1＝5A，P1＝U1I1＝3×5W＝15W，R1Ω U2＝5V，I2＝6A，P2＝U2I2＝5×6W＝30W，R2Ω P1：P2＝1：2，R1：R2＝18：25，故C正确，D错误。 故选：ABC。 12. （多选）（2023秋•杭州期末）某同学在研究性学习活动中自制了电子秤，如图。用理想电压表显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，电流表内阻可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，则下列说法正确的是（　　） A．物体质量m越大，电流表示数越大 B．物体质量m越小，电压表示数越小 C．该电子秤所用的弹簧劲度系数k越大越灵敏 D．电压表示数U与所称物体质量m的关系式为U 【解答】解：AB、物体质量m越大，滑动变阻器接入电路的阻值越大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流越小，则电流表示数越小；反之，物体质量m越小，滑动变阻器接入电路的阻值越小，根据“串反并同”可知，电压表示数越小，故A错误，B正确； CD、设滑动变阻器上端到滑片的长度为x，则：mg＝kx 滑动变阻器接入电路的阻值为：Rx 根据闭合电路欧姆定律可得：I 电压表示数为：U＝IRx 联立得电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：U 弹簧劲度系数k越大，当m变化时，电压表示数变化越小，即越不灵敏，故C错误，D正确。 故选：BD。 13. （多选）（2023秋•泉州期末）贴片电阻是电子电路中常用的元件，其阻值常用三位（或四位）数字表示。如图甲，“123”表示“12”后面有“3”个零，即“12000Ω”；“5102”表示“510”后面有“2”个零，即“51000Ω”。某同学用多用电表试测一贴片电阻的阻值，先把选择开关旋至欧姆挡“×100”，调零后将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太小，如图乙中a所示；换挡后，重新调零，再次测量，指针偏转如图乙中b所示。下列说法正确的是（　　） A．换挡后，选择开关旋至欧姆挡“×1k” B．换挡后，选择开关旋至欧姆挡“×10” C．该贴片电阻阻值数字可能为“1501” D．该贴片电阻阻值数字可能为“153” 【解答】解：AB.欧姆表表盘右端为“0”，把选择开关旋到“×100”挡位，由图可以看出测量时指针偏转角度太小，说明被测电阻阻值大，应改为较大倍率挡，即选择开关旋至欧姆挡“×1k”挡，故A正确，B错误； CD.指针偏转如图乙中b，读数应该为15×1kΩ＝15000Ω，由题意该贴片电阻阻值数字可能为“153”，故C错误，D正确； 故选：AD。 14. （2023秋•抚顺期末）如图所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下： A．干电池（电动势E＝3.0V，内阻不计）； B．电流表G（满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝90Ω）； C．定值电阻R0（阻值为5.0Ω）； D．滑动变阻器R1（最大阻值为150Ω）； E．定值电阻R2、R3； F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。 （1）表笔B是 （填“红”或“黑”）表笔。 （2）虚线框内是双量程电流表，已知R2＝1Ω，当S接a时，对应电流表量程是0～0.1A，那么定值电阻R3＝ Ω。 （3）当开关S拨向 （填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。欧姆调零后，欧姆表内阻为 Ω。 （4）由于欧姆表搁置时间较长，因此其电源电动势变小，内阻变大，那么正确操作测电阻时，真实值比测量值 （填“大”或“小”）。 【解答】解：（1）根据红黑表笔的接线规则，电流从黑表笔流出，从红表笔流入，所以B表笔是黑表笔。 （2）根据并联电路分流特点有 I2＝0.1A，Ig＝1mA 联立解得：R3＝9Ω （3）设S接b时对应满偏电流为I，根据并联电路分流特点 I＝0.01A 即S接b时对应电流表量程是0～10mA，得欧姆表内阻 由（2）知当S接a时，对应电流表量程是0～0.1A，即 I2＝0.1A 得欧姆表内阻 所以S接b时是较大倍率（×10）。欧姆调零后，其内阻为300Ω。 （4）根据闭合电路的欧姆定律，电源内阻变大，电动势减小，则电路中的总电流减小，根据欧姆表原理，则测量值偏大，所以真实值比测量值小。 故答案为：（1）黑，（2）9，（3）b、300，（4）小。 15. （2023秋•琼山区校级期末）某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下：A．电流表G（满偏电流10mA，内阻10Ω） B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知） C．电压表V（0～5V～10V，内阻未知） D．滑动变阻器R（0～100Ω，1A） E．定值电阻R0（阻值990Ω） F．开关与导线若干 （1）图（a）是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的I1﹣I2图线如图（b）所示（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留2位有效数字） （2）另一位小张同学则设计了图（c）所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制U﹣I图线如图（d）中所示的A、B两条图线。 可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接 （选填“1”或“2”）中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E＝ ，内阻r＝ （用图中EA、EB、IA、IB表示）。 【解答】解：（1）由图示根据闭合电路欧姆定律有：E＝I1（R0+RG）+（I1+I2）r，代入已知并整理变形得： I1，结合I1﹣I2图像的斜率k，截距b＝7.5×10﹣3mA 联立解得：r≈5.0Ω，E≈7.5V； （2）由图（c）分析可知，单刀双掷开关接1和2时，只是电流表的内接与外接差别： 当S2接1时，是电流表的内接法（相对于电源），从图d可以看出，当电流表的示数为零时，即电源的外电路断开，而对电源来说断路电压就是电动势，根据实验原理知：图像的纵截距b1＝E；由于电流表内阻的影响，则短电流I短1＜I短，即横截距（即短路电流）小于真实值。 当S2接2时，电流表相对于电源外接，同理可以看出，当电流的示数为零时，但由于电压表与电源仍构成通路，则此时路电压小于电动势，根据实验原理知：图像的纵截距b2＜E。由于电流表的测量值就是通过电源的电流，则I短2＝I短，即图像的横截距是真实值。 总结以上两点可知，U﹣I图像中纵截距小的EB是S2接2的数据所绘。图线A是S2接1时中的实验数据描出，则电源电动势E＝EA。电源的内阻r。 故答案为：（1）5.0、7.5；（2）1、EA、 16. （2023秋•抚顺期末）在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10V，0.2A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4V、0.5A。已知R1＝84Ω，求： （1）滑动变阻器的最大电阻值； （2）电源的电动势E、内阻r。 【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，有U＝IR2， 当滑动变阻器的滑片位于最左端时，滑动变阻器的最大电阻值R3，有I′R外＝U′， 其中外部电路的电阻， 解得：R3＝84Ω。 （2）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，由闭合回路里的欧姆定律：E＝U+Ir， 当滑动变阻器的滑片位于最左端时，E＝U′+I′r， 联立解得：E＝14V，r＝20Ω。 答：（1）滑动变阻器的最大电阻值为84Ω； （2）电源的电动势E为14V、内阻r为20Ω。 17. （2023秋•浦东新区期末）物理兴趣小组的同学用一根拉力敏感电阻丝制作电子吊秤。他们按图甲所示电路设计了一个简易“吊秤”，通过光滑绝缘环可吊起重物。 已知：E＝3V，r＝1Ω；毫安表电阻RA＝50Ω；不吊重物时，电阻丝电阻R0＝100Ω。 （1）电源是闭合电路的重要元件，干电池所标“1.5V”表示 。 A．每一个电子经过电池时有1.5J化学能转化为电能 B．每1s电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能 C．每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能 （2）某实验小组在测该电阻丝的电阻率时，先用 （填仪器名称）直接测出电阻丝横截面直径为d，再用伏安法测出长度为L的电阻丝阻值为R。用以上测量值计算电阻率的表达式是ρ＝ 。 （3）不吊重物时，闭合开关，调节R1，当R1＝ Ω时，毫安表指针满偏至10mA；此时电源的总功率为 W，拉力敏感电阻丝的热功率为 W。 （4）不吊重物时，闭合开关，调节R1使毫安表指针满偏的操作可视为吊秤的“调零”过程。调零结束后，保持R1滑片位置不变。接着在环下吊上重物，如图乙所示，已知电阻丝B端或A端每增加1N拉力，其阻值将增加0.5Ω。则吊上重物之后，毫安表中电流的示数将 （选填“减小”、“不变”或“增大”），AB两端电压将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。当毫安表示数为5mA时，电阻丝对B端的拉力为 N。如果将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数，则 侧质量示数更大（选填“左”或“右”）。 【解答】解：（1）根据电动势的物理意义可知干电池所标“1.5V”表示每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能，故AB错误，C正确； 故选：C。 （2）在测该电阻丝的电阻率时，先用螺旋测微器直接测出电阻丝横截面直径为d；根据电阻定律可知R＝ρ 其中S 解得ρ （3）根据闭合电路欧姆定律有E＝I（R1+R0+RA+r） 其中I＝10mA＝0.01A，解得R1＝149Ω 此时电源的总功率为P＝EI＝3×0.01W＝0.03W 拉力敏感电阻丝的热功率为P'＝I2R0＝（0.01）2×100W＝0.01W （4）吊上重物之后，电阻增大，则毫安表中电流的示数将减小，则r、R1、RA端的电压减小，AB两端电压将增大； 当毫安表示数为5mA时，根据闭合电路欧姆定律有E＝I'（R1+R0+RA+r+R'） 其中I'＝5mA＝0.005A，解得R'＝300Ω 可知阻值增加300Ω，则拉力为600N； 根据上述分析可知当拉力越大时，毫安表电流越小，将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数，则左侧质量示数更大。 故答案为：（1）C；（2）螺旋测微器，；（3）149，0.03，0.01；（4）减小，增大，600，左 18. （2023秋•延庆区期末）如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正常工作。已知电源的电动势为E＝6V，内阻为r＝1Ω，指示灯L的电阻为RL＝2.5Ω，额定电流为I＝1A，电动机M的线圈电阻为RM＝0.5Ω。求： （1）电源的总功率P； （2）电动机的电功率P电； （3）电动机的机械功率P机。 【解答】解：（1）正常工作时电路电流为I＝1A，总功率P＝IE＝1×6W＝6W； （2）电动机的电压为U＝E﹣I（r+RL）＝6V﹣1×（1+2.5）V＝2.5V，则电动机的功率P电＝IU＝1×2.5W＝2.5W； （3）电动机的机械功率P机＝P电﹣P热＝IU﹣I2RM＝2.5W﹣12×0.5W＝2.0W。 答：（1）电源的总功率P为6W； （2）电动机的电功率P电为2.5W； （3）电动机的机械功率P机为2.0W。 学科网（北京）股份有限公司 $$