专题05 电路及其应用 -【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编（人教版2019）

专题05 电路及其应用 考点一：对电流的理解和计算 1．（24·江苏南京·期末）如图所示，电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　） A．只有正离子的定向移动才能产生电流 B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．电流 D．电流 2．（24·四川·期末）北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（　　） A． B． C． D． 3．（24·山东威海·期末）采用电解法可以测量阿伏加德罗常数。用两块铜片作两极，以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解，Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜，使铜片增重，作为阳极的铜片溶解而减重。电极反应分别为阴极：Cu2++2e-=Cu，阳极：Cu-2e-=Cu2+。电解时，电流强度为I，经过时间t阴极铜片增加的质量为m，铜的摩尔质量为M，电子的电量为e，则阿伏加德罗常数为（　　） A． B． C． D． 4．（24·天津·期末）如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为，单位长度上可以自由移动的电子个数为，已知一个电子的电荷量为，则通过导体棒电流的大小（　　） A． B． C． D． 5．（23·江苏南通·期末）如图所示，金属板K受到紫外光照射时会不停地向右侧发射电子，金属网A在时间t内接收的电子数为n，电子电荷量为e，则电流表示数为（　　）    A． B． C． D． 考点二：电阻定律 1．（23·山东滨州·期末）某电路中用到了一个特殊的滑动变阻器，其截面示意图如图甲所示，其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻，滑片P可以自由滑动，A、B间的电阻R与电阻右端到P间的距离x的关系如图乙所示，则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为（　　）    A．3：4 B．1：2 C． D． 2．（24·安徽宣城·期末）如图，一段通电直导线的横截面积为S，长度为L，电阻率为ρ，单位体积内自由电子个数为n，自由电子定向运动的速率为v，电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（　　） A．通过直导线的电流为 B．通电直导线的电阻为 C．导体棒两端的电压为 D．一电子从直导线右端运动到左端的过程中，电场力对该电子做的功为 3．（24·山东烟台·期末）如图所示，一铜棒的长度为L、横截面积为S、电阻率为。铜棒单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则加在铜棒两端的电压大小为（　　） A． B． C． D． 考点三：描绘小灯泡的伏安特性曲线 1．（24·河南·期末）某实验小组要描绘一个标有“3.4V1W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室供选择的器材如下： A．电压表V（量程5V，内阻约为） B．直流电源E（电动势4V，内阻不计） C．电流表A1（量程300mA，内阻约为） D．电流表A2（量程600mA，内阻约为） E．滑动变阻器R1（阻值） F．滑动变阻器R2（阻值） G．开关S、导线若干 （1）为了使调节方便，测量的准确度较高，应选用电流表为 （填“C”或“D”）；滑动变阻器应选用 （填“E”或“F”）；根据选用的器材连接了部分电路，如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。 （2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I。作出的I-U图像如图乙所示，由图像可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为2V时，其灯丝电阻值约为 。 （3）由于电表内阻的影响，实验测得的I-U关系图线要比实际的I-U关系图线位置偏 （填“高”或“低”）。 （4）小灯泡的电功率P和电阻R随电压而变化的图像可能分别是图中的 。 2．（24·安徽合肥·期末）在进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材如下： “3.8V，0.3A”的小灯泡；电流表：（量程100mA，内阻约），（量程0.6A，内阻约）；电压表：V（量程5V，内阻约）；滑动变阻器：（阻值范围0~），（阻值范围0~）；电源：（电动势为5V，内阻约为）；一个开关和导线若干。 （1）在图的虚线框中画出“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验的电路图； （2）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表 ，滑动变阻器应选用 （请填器材的符号）。 （3）根据实验数据，还可以绘出灯丝电阻随电压变化的图像和小灯泡耗电功率随所加电压变化的图像，请根据给定的甲、乙两个图像进行判断，表示灯丝电阻随电压变化的图像是 （填“甲”或“乙”）；小灯泡消耗电功率随电压变化的图像是 （填“甲”或“乙”）。 3．（24·宁夏石嘴山·期末）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，提供以下实验器材： 待测小灯泡L（额定电压，额定电流） 电压表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 滑动变阻器（阻值） 直流电源（电动势4V，内阻不计）开关及导线若干 （1）为减小实验误差，实验中电压表应选择 （选填“”或“”）； （2）请将图甲方框中的实验电路图补充完整 ，闭合开关前滑动变阻器触头的位置应置于 （选填“a端”或“b端”） （3）图乙为某同学在所有操作均正确的基础上，所描绘的该小灯泡的伏安特性曲线。由图可知，小灯泡的电阻随电压增大而 （选填“增大”或“减小”）； （4）现将该小灯泡与另一电源（电动势为，内阻为）连接成如图丙所示的电路，则小灯泡的实际功率为 （结果保留两位有效数字）。 4．（24·湖南邵阳·期末）某物理兴趣小组描绘一个标有“”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材： A．直流电源（内阻不计） B．直流电流表A：0~600mA（内阻约为） C．直流电压表V：（内阻等于） D．滑动变阻器，额定电流 E．三个定值电阻 (1)小组同学研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用 （选填“”、“”或“）与电压表串联，完成改装。 (2)用选定的实验器材在上方框中画出本实验原理图 。 (3)实验测得小灯泡伏安特性曲线如图甲所示，可确定小灯泡电阻随电流的增加而 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。 (4)若将三个完全相同规格的小灯泡按如图乙所示电路连接，电源电动势，内阻，欲使滑动变阻器的功率是一个小灯泡功率的2倍，此时滑动变阻器消耗的电功率为 W（结果保留1位小数）。 考点四：串并联电路的特点及电表改装 1．（24·山东济宁·期末）为了更精确地测定某电学元件Rx的电阻（粗测阻值约为30Ω），小明收集到如下实验器材： ①电动势为3V的电源（内阻可忽略）；    ②量程为0~3V，内阻约为3kΩ的电压表； ③量程为0~100mA，内阻约为1Ω的电流表；    ④阻值为0~5Ω的滑动变阻器； ⑤开关和导线若干。 为方便控制电路，尽可能地减小实验误差，采用如图所示电路，则图中P、Q点的接法最优化的是（　　） A．P点接b、Q点不接 B．P点接c、Q点不接 C．P点接b、Q点接a D．P点接c、Q点接a 2．（23·江苏盐城·期末）如图所示用电压表和电流表测电阻Rx，如果电压表的读数是3.0V，电流表的读数是10.0mA，电压表的内阻是1.5kΩ，电流表的内阻是10Ω，则Rx的精确值为（　　）    A．300Ω B．375Ω C．385Ω D．500Ω 3．（24·辽宁葫芦岛·期末）某兴趣小组欲利用伏安法测量一未知电阻R（阻值在0.4~0.6Ω之间），实验室提供如下器材： A．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）； B．电压表V2（量程3V，内阻3kΩ）； C．定值电阻R0（阻值4.5Ω）； D．电阻箱R（调节范围0~999.9Ω）； E.滑动变阻器（最大阻值100Ω）； F.电源E（电动势5V，内阻约12Ω）； G.开关一个； H.导线若干。 （1）欲将电压表V2，改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱R调节至 Ω后与V2表并联（结果保留2位有效数字）。 （2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻R0接入电路。图（a）所示电路图中合理的是 （选填“A”、“B”或“C”）。 （3）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图（b）所示。由此可计算出待测电阻Rx= Ω（结果保留1位有效数字）。 （4）电源内阻不是准确值，这对Rx的测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 4．（24·宁夏银川·期末）如图所示，电源的电动势E=4V，电阻，，，已知电流表A的示数为0.3A，电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）电压表V1和V2的示数各是多少？ 一、单选题 1．（24·北京东城·期末）闪电的可见部分之前有一个不可见阶段，在该阶段，由于雷雨云和地面间强大的电场，云底首先出现大气被强烈电离形成的一段暗淡的气柱，这种气柱逐级从云底向下延伸到地面，称梯级先导。梯级先导长约50m、直径约6m、电流约100A，可视为电子柱，它以平均约的速度一级一级地伸向地面，一旦接近地面，柱内的电子迅速地倾泄到地面，在倾泄期间，运动电子与柱内空气的碰撞导致明亮的闪光。一般情况下雷雨云距离地面1000m左右。用高速摄像机研究发现梯级先导电流主要集中在直径为几厘米的核心通道内流动。已知若电荷均匀分布在一条长直线上，与长直线距离为r处的电场强度大小的表达式为（λ为单位长度上的电荷量，，）。不考虑电荷运动引起的其他效应，下列估算正确的是（　　） A．梯级先导到达地面的时间约为 B．电子柱内的平均电子数密度约为个 C．核心通道每米长度上的电荷量约为 D．电子柱边缘处的电场强度大小约为 二、多选题 2．（24·吉林四平·期中）如图甲所示，电源的电动势为E＝5V、内阻为r＝20Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小 B．电键S闭合后，灯泡A的电阻会减小 C．电键S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加 D．电键S闭合后，电源的效率会减小 3．（24·贵州毕节·期末）心脏除颤器，又称电复律机，其工作原理是利用高压整流后向储能电容C充电，使电容器获得一定的储能。治疗时，把两电极板放于患者心脏附近，按下放电按钮，在极短的时间内完成放电。一般体外除颤能量在之间，最大不超过400J。若心脏除颤器的电容器的电容为，在某次治疗时设定除颤能量为200J。在2ms内放电至两极板间电压为0，放电时忽略人体的电阻变化。已知充电后电容器贮存的电能表达式为，其中C表示电容器的电容，U表示充电后电容器极板间的电压，下列说法正确的是（　　） A．充电完成后，两极板之间的电压为 B．放电完成后电容器的电容变为0 C．电容器最大的电压约为 D．该次治疗过程，平均放电电流为20A 4．（24·安徽合肥·期末）1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型：电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为，电荷量为，氢原子核电荷量为，静电力常量为，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中，以无限远处电势为0时，距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的（　　） A．电子做匀速圆周运动的速率 B．电子绕核运动时等效电流为 C．电子绕核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力对其做功 D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 三、实验题 5．（24·浙江杭州·期末）某同学在研究标有额定工作状态为“3V  1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验室提供以下器材： 电流表（量程100mA，内阻约为） 电流表（量程600mA，内阻约为） 电压表V（量程3.0V，阻约为） 滑动变阻器（最大阻值为） 滑动变阻器（最大阻值为） 电源E（电动势为4V，内阻不计） 单刀单掷开关与单刀双掷开关若开，导线若干 （1）为了提高测量的准确度与有效性，应该选择电流表 ，滑动变阻器 （填器材后面的代号）； （2）若实验电路如图1所示，在实验过程中，应先将滑动变阻器的滑片P置于变阻器的 端（填“左”或“右”）；调整好滑片位置后将单刀双掷开关置 点（“a”或“b”）。 （3）将滑片P向右调节，得到多种状态下小灯泡实际工作的电压与电流的对应数据、记录在表格中，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。 （4）将这个小灯泡接入新电路（图3所示）中，电源内阻不计，该电路中其他元件的相关参数如图中标识，则该小灯泡在该电路中的实际工作功率为 W（结果保留三位有效数字）。 6．（24·江苏南通·期末）某实验小组研究额定电压为的小电风扇的电动机工作特性． (1)实验中，为使电动机的电压从零开始增大，应选择电路 （选填“甲”或“乙”）。 (2)正确选择电路后，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整 ；图丙中闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“左”或“右”）端。 (3)缓慢移动滑片P，记录电压表示数U和对应的电流表示数I，描出相应的点如图丁所示。 由图丁可知，该电动机的内阻约为 （保留两位有效数字）；由于电流表和电压表不是理想电表，电动机内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (4)将电动机直接接在一电源两端，已知该电源的电动势，内阻，电动机内阻阻值不变，则电动机的机械功率约为 W（保留两位有效数字）。 7．（24·四川成都·期末）某同学探究一个工作电压在之间的LED灯珠的伏安特性，可用器材有：电源（电动势为，内阻不计）；电流表A（量程为，内阻约为）；电压表V（量程为，内阻为）；滑动变阻器R（最大阻值可选或）；定值电阻（阻值可选或）；开关S及导线若干。 (1)为使实验结果尽可能准确，实验电路的原理图应选择下图中的 （填“甲”或“乙”），图中R应选最大阻值为 （填“”或“”）的滑动变阻器，应选阻值为 （填“”或“”）的定值电阻。 (2)记录多组电压表V的示数U和电流表A的示数I，描绘出图像如图丙所示，由实验曲线可知，当电流表示数为时，小灯珠的实际功率约为 W（计算时可忽略电表内阻对电路的影响，保留2位有效数字）。 (3)若将这个小灯珠与电动势为、内阻为的电源和阻值为的定值电阻串联构成闭合回路，则小灯珠的实际功率约为 W（保留2位有效数字）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 电路及其应用 考点一：对电流的理解和计算 1．（24·江苏南京·期末）如图所示，电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　） A．只有正离子的定向移动才能产生电流 B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C．电流 D．电流 【答案】D 【详解】A．负离子的定向移动也能产生电流，A错误； B．电解液内正、负离子向相反方向移动，电流加强，B错误； CD．正离子产生的电流为 负离子产生的电流为 总电流为 解得 C错误，D正确。 故选D。 2．（24·四川·期末）北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】n个电子形成的电流为 故选B。 3．（24·山东威海·期末）采用电解法可以测量阿伏加德罗常数。用两块铜片作两极，以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解，Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜，使铜片增重，作为阳极的铜片溶解而减重。电极反应分别为阴极：Cu2++2e-=Cu，阳极：Cu-2e-=Cu2+。电解时，电流强度为I，经过时间t阴极铜片增加的质量为m，铜的摩尔质量为M，电子的电量为e，则阿伏加德罗常数为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】电流强度为I，令经过时间t阴极铜片得到的电荷量为q，根据电流的定义式有 阴极铜片增加的质量为m，则有 解得 故选B。 4．（24·天津·期末）如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为，单位长度上可以自由移动的电子个数为，已知一个电子的电荷量为，则通过导体棒电流的大小（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在时间t内，流过导线横截面的电荷量 因此导线中电流 故选A。 5．（23·江苏南通·期末）如图所示，金属板K受到紫外光照射时会不停地向右侧发射电子，金属网A在时间t内接收的电子数为n，电子电荷量为e，则电流表示数为（　　）    A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据电流的定义式 故A正确，BCD错误。 故选A。 考点二：电阻定律 1．（23·山东滨州·期末）某电路中用到了一个特殊的滑动变阻器，其截面示意图如图甲所示，其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻，滑片P可以自由滑动，A、B间的电阻R与电阻右端到P间的距离x的关系如图乙所示，则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为（　　）    A．3：4 B．1：2 C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，当时，由电阻定律有 当时，由电阻定律有 结合图像可得 又有 联立解得 可得左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为。 故选C。 2．（24·安徽宣城·期末）如图，一段通电直导线的横截面积为S，长度为L，电阻率为ρ，单位体积内自由电子个数为n，自由电子定向运动的速率为v，电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（　　） A．通过直导线的电流为 B．通电直导线的电阻为 C．导体棒两端的电压为 D．一电子从直导线右端运动到左端的过程中，电场力对该电子做的功为 【答案】C 【详解】A．时间t内通过某一截面的电荷量 q=nevtS 由 可得 故A错误； B．通电直导线的电阻 故B错误； C．导体棒两端的电压 U=IR 解得 故C正确； D．电子从直导线右端运动到左端过程中，电场力对该电子做的功 故D错误。 故选C。 3．（24·山东烟台·期末）如图所示，一铜棒的长度为L、横截面积为S、电阻率为。铜棒单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则加在铜棒两端的电压大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电流微观表达式可得 根据电阻定律和欧姆定律可得 ， 联立解得加在铜棒两端的电压大小为 故选B。 考点三：描绘小灯泡的伏安特性曲线 1．（24·河南·期末）某实验小组要描绘一个标有“3.4V1W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室供选择的器材如下： A．电压表V（量程5V，内阻约为） B．直流电源E（电动势4V，内阻不计） C．电流表A1（量程300mA，内阻约为） D．电流表A2（量程600mA，内阻约为） E．滑动变阻器R1（阻值） F．滑动变阻器R2（阻值） G．开关S、导线若干 （1）为了使调节方便，测量的准确度较高，应选用电流表为 （填“C”或“D”）；滑动变阻器应选用 （填“E”或“F”）；根据选用的器材连接了部分电路，如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。 （2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I。作出的I-U图像如图乙所示，由图像可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）；当小灯泡两端所加电压为2V时，其灯丝电阻值约为 。 （3）由于电表内阻的影响，实验测得的I-U关系图线要比实际的I-U关系图线位置偏 （填“高”或“低”）。 （4）小灯泡的电功率P和电阻R随电压而变化的图像可能分别是图中的 。 【答案】 C E 左 增大 8 高 BC/CB 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电流 为了使指针偏转角度较大，则电流表应选用C； [2]为了能使电压从零开始调起，电路采用分压电路，因此滑动变阻器选用最大阻值较小的E； [3]安培表采用外接法，电路连接如图所示 （2）[4][5][6]闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最左端，使其输出电压为零，由图像可知，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，当小灯泡两端所加电压为2V时，电流为0.25A，灯丝的电阻约为 （3）[7]因为采用电流表外接法，由于电压表的分流，使电流表示数偏大，则测量得到的I-U图像中的电流偏大，故比实际图线的位置偏高。 （4）[8]AB．根据 可知 即图像的割线斜率为电流I。随着U增大，I增大，故A错误，B正确； CD．图像的割线斜率的倒数为I，随着U增大，I不断增大，因此图像的割线斜率应不断减小，故D错误，C正确。 故选BC。 2．（24·安徽合肥·期末）在进行“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材如下： “3.8V，0.3A”的小灯泡；电流表：（量程100mA，内阻约），（量程0.6A，内阻约）；电压表：V（量程5V，内阻约）；滑动变阻器：（阻值范围0~），（阻值范围0~）；电源：（电动势为5V，内阻约为）；一个开关和导线若干。 （1）在图的虚线框中画出“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验的电路图； （2）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表 ，滑动变阻器应选用 （请填器材的符号）。 （3）根据实验数据，还可以绘出灯丝电阻随电压变化的图像和小灯泡耗电功率随所加电压变化的图像，请根据给定的甲、乙两个图像进行判断，表示灯丝电阻随电压变化的图像是 （填“甲”或“乙”）；小灯泡消耗电功率随电压变化的图像是 （填“甲”或“乙”）。 【答案】 见解析 甲 乙 【详解】（1）[1]电路图如图所示。 （2）[2]A1的量程只有0.1A，小灯泡的额定电流是0.3A，因此电流应该选择。 [3]描绘小灯泡伏安特性曲线，滑动变阻器需要采用分压式接法，选择较小的滑动变阻器便于调节，因此选择。 （3）[4][5]电压为0时，灯的电阻不为0，而电功率是0，所以甲是电阻随电压变化的曲线，乙是电功率随电压变化的曲线。 3．（24·宁夏石嘴山·期末）为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，提供以下实验器材： 待测小灯泡L（额定电压，额定电流） 电压表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 滑动变阻器（阻值） 直流电源（电动势4V，内阻不计）开关及导线若干 （1）为减小实验误差，实验中电压表应选择 （选填“”或“”）； （2）请将图甲方框中的实验电路图补充完整 ，闭合开关前滑动变阻器触头的位置应置于 （选填“a端”或“b端”） （3）图乙为某同学在所有操作均正确的基础上，所描绘的该小灯泡的伏安特性曲线。由图可知，小灯泡的电阻随电压增大而 （选填“增大”或“减小”）； （4）现将该小灯泡与另一电源（电动势为，内阻为）连接成如图丙所示的电路，则小灯泡的实际功率为 （结果保留两位有效数字）。 【答案】 见解析 a端 增大 0.24 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为，即电压最大值为2.5V，为确保安全与测量的精度，电压表选择3V量程，即电压表应选择。 （2）[2]小灯泡的电阻随通过的电流增大而增大，当两端电压达到额定电压时电阻最大，所以整个实验过程小灯泡的电阻满足 可知，电流表分压影响较大，测量电路中，应排除电流表的分压影响，为了减小系统误差，电流表应采用外接法，电路如图所示 [3]控制电路采用滑动变阻器的限流式，为了保护电路，开关闭合前滑动变阻器接入电阻应最大，即滑动变阻器的滑片应该置于端。 （3）[4]图像中，图线上的点与坐标原点连线斜率的倒数表示电阻，由图可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。 （4）[5]把该小灯泡接在电源上后，设小灯泡两端电压为，通过小灯泡的电流为，根据闭合电路欧姆定律有 代入数据得到函数表达式为 单位均取国际单位，将上述表达式代表的电源的图线和小灯泡的图线作在同一坐标系中，如图所示 两图线交点坐标的乘积即为小灯泡的实际功率，即有 4．（24·湖南邵阳·期末）某物理兴趣小组描绘一个标有“”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材： A．直流电源（内阻不计） B．直流电流表A：0~600mA（内阻约为） C．直流电压表V：（内阻等于） D．滑动变阻器，额定电流 E．三个定值电阻 (1)小组同学研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用 （选填“”、“”或“）与电压表串联，完成改装。 (2)用选定的实验器材在上方框中画出本实验原理图 。 (3)实验测得小灯泡伏安特性曲线如图甲所示，可确定小灯泡电阻随电流的增加而 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。 (4)若将三个完全相同规格的小灯泡按如图乙所示电路连接，电源电动势，内阻，欲使滑动变阻器的功率是一个小灯泡功率的2倍，此时滑动变阻器消耗的电功率为 W（结果保留1位小数）。 【答案】(1) (2) (3)增加 (4)1.8 【详解】（1）器材中提供的直流电压表量程只有，而小灯泡的额定电压为，所以需要给电压表串联一个电阻从而扩大量程，设定值电阻的阻值为，则根据串联分压规律有 解得 则定值电阻选择； （2）本实验滑动变阻器采用分压法，电流表外接法，本实验原理图如图所示 （3）随着电流的增大小灯泡伏安特性曲线割线的斜率减小，而其斜率的倒数为小灯泡的电阻，所以小灯泡的电阻增加。 （4）假设通过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为，由闭合电路欧姆定律定律得 化简得 如图中曲线所示，与小灯泡伏安特性曲线的交点即为电路工作点，该点纵横坐标值的乘积等于小灯泡的功率，功率为 故变阻器消耗的功率 考点四：串并联电路的特点及电表改装 1．（24·山东济宁·期末）为了更精确地测定某电学元件Rx的电阻（粗测阻值约为30Ω），小明收集到如下实验器材： ①电动势为3V的电源（内阻可忽略）；    ②量程为0~3V，内阻约为3kΩ的电压表； ③量程为0~100mA，内阻约为1Ω的电流表；    ④阻值为0~5Ω的滑动变阻器； ⑤开关和导线若干。 为方便控制电路，尽可能地减小实验误差，采用如图所示电路，则图中P、Q点的接法最优化的是（　　） A．P点接b、Q点不接 B．P点接c、Q点不接 C．P点接b、Q点接a D．P点接c、Q点接a 【答案】C 【详解】因为 所以，电流表应该采用外接法，故P点接b；由于滑动变阻器的最大阻值较小，因此采用分压式接法，故Q点接a。 故选C。 2．（23·江苏盐城·期末）如图所示用电压表和电流表测电阻Rx，如果电压表的读数是3.0V，电流表的读数是10.0mA，电压表的内阻是1.5kΩ，电流表的内阻是10Ω，则Rx的精确值为（　　）    A．300Ω B．375Ω C．385Ω D．500Ω 【答案】B 【详解】根据欧姆定律可知 故选B。 3．（24·辽宁葫芦岛·期末）某兴趣小组欲利用伏安法测量一未知电阻R（阻值在0.4~0.6Ω之间），实验室提供如下器材： A．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）； B．电压表V2（量程3V，内阻3kΩ）； C．定值电阻R0（阻值4.5Ω）； D．电阻箱R（调节范围0~999.9Ω）； E.滑动变阻器（最大阻值100Ω）； F.电源E（电动势5V，内阻约12Ω）； G.开关一个； H.导线若干。 （1）欲将电压表V2，改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱R调节至 Ω后与V2表并联（结果保留2位有效数字）。 （2）由于待测电阻阻值过小，为保证电表读数总能在量程的以上，需将定值电阻R0接入电路。图（a）所示电路图中合理的是 （选填“A”、“B”或“C”）。 （3）按合理的电路图完成实验，绘制出两电压表示数的关系如图（b）所示。由此可计算出待测电阻Rx= Ω（结果保留1位有效数字）。 （4）电源内阻不是准确值，这对Rx的测量结果 （选填“有”或“无”）影响。 【答案】 5.0 A 0.5 无 【详解】（1）[1]将电压表V2，改装成量程为0.6A的电流表，需在电压表上并联一个电阻，改装电流表的内阻为 解得 即要讲将电阻箱R调至5.0Ω后与V2表并联。 （2）[2]由于两电压表的量程与内阻均相同，且内阻值远远大于待测电阻Rx、定值电阻R0与改装电流表并联接入的电阻R，为了保证两电压表读数总能在量程的以上，则需要使得与两电压表并联部分的电阻阻值差不多，由于电阻箱R接入电阻为5.0Ω，定值电阻R0阻值为4.5Ω，而待测电阻Rx的阻值约为0.4~0.6Ω之间，可知，为了达到要求，需要将待测电阻Rx与定值电阻R0串联后再与电压表V1并联，可知，第一个电路图符合要求。 故选A。 （3）[3]由于电压表的内阻值远远大于待测电阻Rx、定值电阻R0与改装电流表并联接入的电阻R，实验时，可以忽略电压表的分流，则有 则有 结合图（b）有 解得 （4）[4]根据上述可知，待测电阻的测量过程与电源内阻的大小无关，即电源内阻不是准确值，这对Rx的测量结果无影响。 4．（24·宁夏银川·期末）如图所示，电源的电动势E=4V，电阻，，，已知电流表A的示数为0.3A，电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）电压表V1和V2的示数各是多少？ 【答案】（1）0.15A；（2）0.9V，3.9V 【详解】（1）R1两端的电压为 流过电阻和的电流是 （2）电压表V1读数 R4两端的电压为 则V2的示数是 一、单选题 1．（24·北京东城·期末）闪电的可见部分之前有一个不可见阶段，在该阶段，由于雷雨云和地面间强大的电场，云底首先出现大气被强烈电离形成的一段暗淡的气柱，这种气柱逐级从云底向下延伸到地面，称梯级先导。梯级先导长约50m、直径约6m、电流约100A，可视为电子柱，它以平均约的速度一级一级地伸向地面，一旦接近地面，柱内的电子迅速地倾泄到地面，在倾泄期间，运动电子与柱内空气的碰撞导致明亮的闪光。一般情况下雷雨云距离地面1000m左右。用高速摄像机研究发现梯级先导电流主要集中在直径为几厘米的核心通道内流动。已知若电荷均匀分布在一条长直线上，与长直线距离为r处的电场强度大小的表达式为（λ为单位长度上的电荷量，，）。不考虑电荷运动引起的其他效应，下列估算正确的是（　　） A．梯级先导到达地面的时间约为 B．电子柱内的平均电子数密度约为个 C．核心通道每米长度上的电荷量约为 D．电子柱边缘处的电场强度大小约为 【答案】D 【详解】A．梯级先导到达地面的时间约为 故A错误； B．取时间 通过某横截面积的电荷量为 解得 故B错误； C．取时间通过某横截面积的电荷量为 解得 D．根据 解得 故D正确。 故选D。 二、多选题 2．（24·吉林四平·期中）如图甲所示，电源的电动势为E＝5V、内阻为r＝20Ω，A、B是两个完全相同的小灯泡，小灯泡A的伏安特性曲线如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小 B．电键S闭合后，灯泡A的电阻会减小 C．电键S闭合后，灯泡A消耗的功率会增加 D．电键S闭合后，电源的效率会减小 【答案】BD 【详解】A．图乙是小灯泡的伏安特性曲线，各点与O点的连线代表的是，随着所加电压的增加，R越来越大，选项A错误； BC．电键断开时，设通过灯泡A的电流和灯泡两端的电压为、U，则 解得 在图乙中画出电源的路端电压随电流变化的图线1，交点坐标（180mA，1.3V），此时灯泡的电阻和功率为 同理电键闭合后，设通过一个灯泡的电流和灯泡两端的电压为、U，由 解得 在图乙中画出电源的路端电压随电流变化的图线2，交点坐标（110mA，0.5V），此时灯泡的电阻和功率为 故电键S闭合后，灯泡A的电阻减小，消耗的功率减小，B正确,C错误； D．电源的效率 U减小，E不变，效率也减小，D正确； 故选BD。 3．（24·贵州毕节·期末）心脏除颤器，又称电复律机，其工作原理是利用高压整流后向储能电容C充电，使电容器获得一定的储能。治疗时，把两电极板放于患者心脏附近，按下放电按钮，在极短的时间内完成放电。一般体外除颤能量在之间，最大不超过400J。若心脏除颤器的电容器的电容为，在某次治疗时设定除颤能量为200J。在2ms内放电至两极板间电压为0，放电时忽略人体的电阻变化。已知充电后电容器贮存的电能表达式为，其中C表示电容器的电容，U表示充电后电容器极板间的电压，下列说法正确的是（　　） A．充电完成后，两极板之间的电压为 B．放电完成后电容器的电容变为0 C．电容器最大的电压约为 D．该次治疗过程，平均放电电流为20A 【答案】AC 【详解】A．由公式 带入数据解得 故A项正确； B．电容器的电容与所带电量无关，由其本身决定，故B项错误； C．当除颤器的能量最大时，其电压也最大，由题意可知，除颤器的最大能量为400J。由公式 解得 故C项正确； D．由之前的分析可知，此次治疗，电容器的电压为，由公式 解得电容器极板上带的电荷量为 由电流的定义有 故D项错误。 故选AC。 4．（24·安徽合肥·期末）1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型：电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为，电荷量为，氢原子核电荷量为，静电力常量为，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中，以无限远处电势为0时，距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的（　　） A．电子做匀速圆周运动的速率 B．电子绕核运动时等效电流为 C．电子绕核运动一周时，该氢原子核施加的库仑力对其做功 D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 【答案】BD 【详解】A．电子做匀速圆周运动，则 解得电子的速率 选项A错误； B．电子绕核运动时等效电流为 选项B正确； C．电子绕核运动运动一周时，该氢原子核施加的库仑力方向与速度垂直，可知库仑力对其做功为零，选项C错误； D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 选项D正确。 故选BD。 三、实验题 5．（24·浙江杭州·期末）某同学在研究标有额定工作状态为“3V  1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验室提供以下器材： 电流表（量程100mA，内阻约为） 电流表（量程600mA，内阻约为） 电压表V（量程3.0V，阻约为） 滑动变阻器（最大阻值为） 滑动变阻器（最大阻值为） 电源E（电动势为4V，内阻不计） 单刀单掷开关与单刀双掷开关若开，导线若干 （1）为了提高测量的准确度与有效性，应该选择电流表 ，滑动变阻器 （填器材后面的代号）； （2）若实验电路如图1所示，在实验过程中，应先将滑动变阻器的滑片P置于变阻器的 端（填“左”或“右”）；调整好滑片位置后将单刀双掷开关置 点（“a”或“b”）。 （3）将滑片P向右调节，得到多种状态下小灯泡实际工作的电压与电流的对应数据、记录在表格中，描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图2所示。 （4）将这个小灯泡接入新电路（图3所示）中，电源内阻不计，该电路中其他元件的相关参数如图中标识，则该小灯泡在该电路中的实际工作功率为 W（结果保留三位有效数字）。 【答案】 A2 R1 左 b 0.384 【详解】（1）[1]灯泡的额定电流为 为了提高测量的准确度与有效性，应该选择电流表A2； [2]灯泡的电阻约为 为了方便调节，滑动变阻器应选阻值较小的R1。 （2）[3]为了使灯泡的电流最小，在实验过程中，应先将滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端； [4]根据前面所选器材，分析有 则电流表应选择外接法，调整好滑片位置后将单刀双掷开关S3置b点。 （3）[5]由图（3）电路图，设灯泡的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据整理得 将此函数图像在图（2）中画出来，如图所示 根据图线交点可知该小灯泡在该电路中的实际工作功率为 6．（24·江苏南通·期末）某实验小组研究额定电压为的小电风扇的电动机工作特性． (1)实验中，为使电动机的电压从零开始增大，应选择电路 （选填“甲”或“乙”）。 (2)正确选择电路后，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整 ；图丙中闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“左”或“右”）端。 (3)缓慢移动滑片P，记录电压表示数U和对应的电流表示数I，描出相应的点如图丁所示。 由图丁可知，该电动机的内阻约为 （保留两位有效数字）；由于电流表和电压表不是理想电表，电动机内阻的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 (4)将电动机直接接在一电源两端，已知该电源的电动势，内阻，电动机内阻阻值不变，则电动机的机械功率约为 W（保留两位有效数字）。 【答案】(1)乙 (2) 左 (3) 3.0 偏大 (4)0.32 【详解】（1）本实验中要求使电动机电压从零开始调节，故应采用分压接法，故电路图应选择乙； （2）[1]按照电路补充实物电路如下 [2]为防止电动机因电压过高而损坏，且为了使其电压从零开始增大，滑动变阻器的滑片P应置于左端； （3）[1]电动机转动前是纯电阻电路，根据图丁可得电动机的内阻约为 [2]由于电流表不是理想电表，会分走一部分电压，导致电压表测得的电动机电压偏大，导致测得的内阻偏大； （4）如下图所示做出电源伏安特性曲线，根据交点可得电风扇正常工作时的电流约为0.4A，电压为2V，其电动机工作时的热功率为 电动机工作时的总功率为 则电动机正常工作时的机械功率约为 7．（24·四川成都·期末）某同学探究一个工作电压在之间的LED灯珠的伏安特性，可用器材有：电源（电动势为，内阻不计）；电流表A（量程为，内阻约为）；电压表V（量程为，内阻为）；滑动变阻器R（最大阻值可选或）；定值电阻（阻值可选或）；开关S及导线若干。 (1)为使实验结果尽可能准确，实验电路的原理图应选择下图中的 （填“甲”或“乙”），图中R应选最大阻值为 （填“”或“”）的滑动变阻器，应选阻值为 （填“”或“”）的定值电阻。 (2)记录多组电压表V的示数U和电流表A的示数I，描绘出图像如图丙所示，由实验曲线可知，当电流表示数为时，小灯珠的实际功率约为 W（计算时可忽略电表内阻对电路的影响，保留2位有效数字）。 (3)若将这个小灯珠与电动势为、内阻为的电源和阻值为的定值电阻串联构成闭合回路，则小灯珠的实际功率约为 W（保留2位有效数字）。 【答案】(1) 甲 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]电压表量程不够，故需串联大电阻，且根据计算可得出LED灯珠的电压，再求出电流，为方便调节，滑动变阻器采用分压即可，且选便于调节操作，故选甲。 [3] 电压表V（量程为，内阻为），故扩大量程，使其可以测量LED灯珠的电压，则 故应选阻值为的定值电阻。 （2）当电流表示数为时，电压表示数为，故 故留过灯珠的电流为 且灯珠两端的电压为 则小灯珠的实际功率约为 （3）图丙的量程扩大两倍即为灯珠的图；将该小灯泡与一电动势为、内阻为的电源和阻值为的定值电阻串联构成闭合回路，设此时小灯泡两端电压为，通过小灯泡电流为，根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据可得 即 如图所示 根据图像交点可知，小灯泡的实际功率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$