重难专题08 电路（抢分专练）（上海专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

重难专题08 电路 重难解读 1.闭合电路欧姆定律： I＝ 2.物理实验： (1)电阻率的测量 R＝ρ (2)电源电动势和内阻的测量：伏安法，安阻法，伏阻法，增大内阻法。 3.电功率和电热的计算 4.动态电路变化 5.图像 (1)U-I图像 (2)P-R图像：当R=r时，电源的输出功率最大，Pm (3)P-I 图像 命题预测 1. 电源电动势和内阻的测量 考查方式：可能通过实验题的形式，要求考生设计实验方案来测量电源的电动势和内阻，或者对给定的实验数据进行处理和分析，从而得出电源的电动势和内阻。 命题趋势：注重实验原理的理解、实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的处理和分析。同时，可能会结合新情境或新技术，如使用传感器进行数据采集和处理。 2. 电路的动态分析 考查方式：可能通过选择题或计算题的形式，要求考生分析电路中某个元件参数变化时，其他物理量的变化情况。例如，滑动变阻器滑片移动时，电路中电流、电压的变化情况。 命题趋势：注重电路基本规律的应用，如欧姆定律、闭合电路欧姆定律等。同时，可能会结合图像法，要求考生根据图像分析电路中物理量的变化情况。 3. 电学实验中电阻的测量 考查方式：可能通过实验题的形式，要求考生设计实验方案来测量某个电阻的阻值，或者对给定的实验数据进行处理和分析，从而得出电阻的阻值。 命题趋势：注重实验原理的理解、实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的处理和分析。同时，可能会考查多种测量电阻的方法，如伏安法、欧姆表法、等效替代法、半偏法等。 4. 新情境下的电路问题 考查方式：可能通过选择题或计算题的形式，结合新情境或新技术，如新能源、量子技术、航天科技等，考查考生对电路知识的理解和应用能力。 命题趋势：注重物理知识与科技前沿的结合，考查考生的科学思维能力和知识迁移能力。例如，可能要求考生分析太阳能电池板的电路特性，或者分析航天器中电路的工作原理。 题型01 基本电路 1．如图为某控制电路的一部分。已知AA′间的输入电压为24V，如果电阻R=6kΩ，R1=6kΩ，R2=3kΩ，则BB′间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 2．闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负电，顶部带正电，云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。某次闪电的图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（　　） A．一次闪电释放的总电荷量为 B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为 C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 3．按如图所示的电路研究小灯泡的U-I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I-U图像应该是（　　） A． B．C．D． 题型02 非纯电阻电路 1．如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（   ） A．通过灯泡的电流为6A B．电源内阻上消耗的功率为2W C．电动机的输出功率为2.5W D．电动机的线圈电阻为 2．一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为r，小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P时，小车以速率v匀速行驶，通过电池的电流大小为I，则电池的光电转化效率为_______。 3．某实验小组使用一台直流电动机通过细绳提升重物，电路如图所示。电源电动势和内阻可调，已知定值电阻，电动机的内阻保持不变，电压表可视作理想电表。 (1)将电路接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机未转动，电压表的示数为V，则此时流过电动机的电流______A，电动机的内阻______。 (2)（计算）将电路改接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机正常工作，匀速提升质量kg的重物，此时电压表的示数为V。 ①求电动机正常工作时两端的电压。 ②电动机输出的机械功率转化为重物机械能的效率为80%，求重物匀速上升时速度v的大小。 ③若电动机在匀速提升重物的过程中，转子突然被异物卡住而停止转动，求此时电动机的发热功率。 题型03 动态电路 1．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（　　） A．饮酒量越多，电源的输出功率越大 B．饮酒量越多，气敏电阻消耗的功率越大 C．电压表和电流表的示数都变小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 光伏电池 随着国家“碳达峰，碳中和”政策的出台，光伏领域成为最热门的领域之一。 2．一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为r，小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P 时，小车以速率v匀速行驶，通过电池的电流大小为I，则电池的光电转化效率为____________。 3．光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下正、负电荷分别往两端积累。若材料内取O点的电势为零，N点到P点的电势φ随位置x变化的图像如图所示，请在方框内定性画出电场强度E与位置x的关系图像． 4．一光伏电池在特定光照下的关系图像如下图所示。在这种光照条件下，将总长度为100m、截面积为0.100mm2的金属丝绕制的电阻接在该电池两端时，电阻两端电压为2.10V，则：该金属丝的电阻率为_________Ω·m.。（保留 3位有效数字） 5．在某电压区间内，光伏电池可视为一个恒流源（输出电流恒定）。某同学连接了如图所示的两个电路：电路a由干电池、阻值为R4的定值电阻、阻值为RT的热敏电阻（RT 随温度升高而减小）和小灯连接而成；电路 b 由恒流源、三个阻值分别为R1、R2、R3（R1< R2< R3）的定值电阻和阻值为RL的光敏电阻（RL随光照强度增大而减小，且其阻值变化范围足够大）连接而成。RL受到灯L照射。当RT所处环境温度降低时： （1）设电流表示数变化量为ΔI，R1两端电压变化量为ΔU1，RL两端电压变化量为ΔUL，则( ) A．， B．， C．， D．， （2）设电压表的示数变化量为ΔU，电流表的示数变化量为ΔI，则_________； （3）当RL=__________时，RL和R1的总功率P最大。 题型04 电学实验 1．下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　） A．测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 C．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡 2．在如图所示电路中，闭合开关后，发现灯泡不发光。 (1)为查找故障，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为1.48V；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。则电路中可能出现的故障是（　　） A．BC间断路 B．CD间断路 C．DE间断路 D．EF间断路 (2)还可用于检测该故障的多用电表的挡位是（　　） A．直流电流挡 B．交流电流挡 C．交流电压挡 D．电阻挡 热敏电阻按温度分为正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）两类。正温度系数电阻（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的图像。 3．如图1中曲线I所示，说明该热敏电阻是________热敏电阻。（A：PTC，B：NTC） 4．如图1中曲线I中，电压为4.0V时，该元件的功率为________；曲线II中，电压从4.0V增大到8.0V过程中，该元件的电阻改变了________。（均保留2位有效数字） 5．某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整____。 6．已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。电源电动势为，内阻不计，通过报警器的电流达到就会报警。若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为________，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时________，之后保持阻值不变，将开关与热敏电阻连接即可。若要使该装置在更低的温度下报警，只需将滑动变阻器的阻值________（A：调大，B：调小）即可。 小贤用电压传感器、电流传感器、电容器、阻值未知的定值电阻R、单刀单掷开关K、单刀双掷开关S和导线，测量某电源的电动势和内阻，实验电路如图（a）。 1．电路图如图（a）中，乙是（　　） A．电压传感器 B．电流传感器 2．按电路图如图（a）连接好实物，将甲、乙与数据采集器相连，再接入计算机，打开DIS通用软件，传感器的示数实时显示在计算机屏幕上。设置合适的传感器数据采集时间间隔T和总时间t，以保证获得实验操作全过程中足够多的电流传感器和电压传感器示数（I1，U1），并记录在表格中。 （1）先将开关S________（选涂：A．空置    B．置于接线柱1    C．置于接线柱2），等传感器示数均为0后，点击“开始”； （2）再闭合开关K，将开关S________（选涂：A．空置    B．置于接线柱1    C．置于接线柱2），待传感器示数稳定后，再立刻将开关S置于另一个接线柱，等待DIS系统采集数据结束； （3）用采集到的电流、电压数据（I1，U1），绘制U−I曲线，得到图（b）中的图线Ⅰ和Ⅱ。 ①图（b）中的图线Ⅱ对应电容器的_____ A．充电过程    B．放电过程 ②本实验中，定值电阻R的阻值为________Ω；若该电阻由长度L=3m、直径D=1mm的金属丝绕制而成，则该金属丝的电阻率ρ=________Ω⋅m。（结果均保留2位有效数字） ③（计算）该电源的电动势E______和内阻r各为多大？______（结果均保留2位有效数字） 3．“风光互补”是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。如图（a）所示是新型“风光互补”景观照明灯，它由风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成，灯规格为30V，2.5A。 (1)照明灯的额定功率为____W。 (2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W。太阳能电池板的面积至少要为____m2（太阳能电池板的效率取30%） (3)风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置，其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为0.5m2，空气的密度为1.4kg/m3，整个装置的能量转化效率为30%。若此时风速为10m/s，那么单位时间内通过风轮的空气质量为____kg，风力发电机的输出功率为____W。 (4)夜晚，照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电（假定此时太阳能电池与风轮均不发电），其电路图如图（b）所示，定值电阻R0的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图（c）所示，则： ①该蓄电池的电动势E=____V和内阻r=____Ω。 ②为确保规格为30V，2.5A的照明灯可以正常工作，定值电阻R0的阻值为____Ω。 4．电池包检测 新能源汽车电池包检测包含吊装稳定性测试。测试时，内置热敏电阻实时监测电池温度的变化。（重力加速度大小为，忽略空气阻力） (1)如图，质量为且分布均匀的电池包，被两根长度均为的对称轻绳竖直向上吊起，两根轻绳与电池包水平表面的夹角始终为。 ①电池包以恒定速度向上运动时，每根轻绳的拉力大小为______；两根轻绳拉力的总功率为______。 ②（简答）电池包向上做加速度减小的减速运动，直至静止。分析说明该过程中轻绳对电池包作用力的大小如何变化______。 ③电池包静止后受到扰动，在竖直平面内做微小角度摆动，估算其摆动周期为______；此时回复力大小与偏离平衡位置的距离成正比，该比例系数为______。 (2)电池包内部集成一个负温度系数热敏电阻（阻值随温度上升不断减小）。如图（a），将与电动势为的电源（内阻不计）、阻值为的定值电阻串联，两端的电压为。当时，电压表示数为。 ①______。 ②（简答）若电源内阻比较大，电压表示数为时，实际温度为。比较与的大小关系，并说明理由______。 ③两端的电压随温度的变化如图（b）所示，曲线在处的切线斜率为。若温度由起升高了极小的，热敏电阻的阻值减小量与满足，则____。（用、、表示） 为了能在导体两端间维持一个稳定的电势差以产生稳定的电流，科学家探寻了很长时间。直到1800年，意大利物理学家伏特（Volta）发明了伏打电池才出现突破，为了纪念伏打在电学中的贡献，把电压的单位命名为伏特。由电源、用电器和导线等组成的完整回路叫做闭合电路或者全电路。 5．如图为伏打电池示意图，由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b。内电阻为r，外电阻为R。在如图所示回路的各区域内，电势升高的区域是________，电势升高的总和等于________。 6．如图所示，直线a为电源的U—I图线，直线b为电阻R的U—I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率是________W，电源内电阻的发热功率是________W。 7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时（　　） A．电压表读数将变小 B．L1将变亮，L2将变暗 C．L1将变暗，L2将变亮 D．电源输出功率变大 8．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机内阻RM=0.5Ω。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，电源的输出功率为___________W，电动机的效率为____________。 9．（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是___________传感器，电阻R0起到的作用是___________ （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“”的实验结果。由此可知电源的电动势E=___________V，内阻___________Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y=__________W（结果保留3位有效数字）。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难专题08 电路 重难解读 1.闭合电路欧姆定律： I＝ 2.物理实验： (1)电阻率的测量 R＝ρ (2)电源电动势和内阻的测量：伏安法，安阻法，伏阻法，增大内阻法。 3.电功率和电热的计算 4.动态电路变化 5.图像 (1)U-I图像 (2)P-R图像：当R=r时，电源的输出功率最大，Pm (3)P-I 图像 命题预测 1. 电源电动势和内阻的测量 考查方式：可能通过实验题的形式，要求考生设计实验方案来测量电源的电动势和内阻，或者对给定的实验数据进行处理和分析，从而得出电源的电动势和内阻。 命题趋势：注重实验原理的理解、实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的处理和分析。同时，可能会结合新情境或新技术，如使用传感器进行数据采集和处理。 2. 电路的动态分析 考查方式：可能通过选择题或计算题的形式，要求考生分析电路中某个元件参数变化时，其他物理量的变化情况。例如，滑动变阻器滑片移动时，电路中电流、电压的变化情况。 命题趋势：注重电路基本规律的应用，如欧姆定律、闭合电路欧姆定律等。同时，可能会结合图像法，要求考生根据图像分析电路中物理量的变化情况。 3. 电学实验中电阻的测量 考查方式：可能通过实验题的形式，要求考生设计实验方案来测量某个电阻的阻值，或者对给定的实验数据进行处理和分析，从而得出电阻的阻值。 命题趋势：注重实验原理的理解、实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的处理和分析。同时，可能会考查多种测量电阻的方法，如伏安法、欧姆表法、等效替代法、半偏法等。 4. 新情境下的电路问题 考查方式：可能通过选择题或计算题的形式，结合新情境或新技术，如新能源、量子技术、航天科技等，考查考生对电路知识的理解和应用能力。 命题趋势：注重物理知识与科技前沿的结合，考查考生的科学思维能力和知识迁移能力。例如，可能要求考生分析太阳能电池板的电路特性，或者分析航天器中电路的工作原理。 题型01 基本电路 1．如图为某控制电路的一部分。已知AA′间的输入电压为24V，如果电阻R=6kΩ，R1=6kΩ，R2=3kΩ，则BB′间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 【答案】BCD 【详解】若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压， 则 ， 若S1闭合S2断开，则R1和R串联，则 若S2闭合S1断开，则R2和R串联，则 若两开关都断开，则 故选BCD。 2．闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负电，顶部带正电，云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。某次闪电的图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（　　） A．一次闪电释放的总电荷量为 B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为 C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 【答案】B 【详解】A．根据电流的定义式可知，图像与坐标轴围成图形的面积表示电荷量，故一次闪电释放的总电荷量为，故A错误； B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为，故B正确； C．一次闪电电场力所做的功为 则根据功能关系可知，一次闪电释放的能量为，故C错误； D．全年闪电放出的总能量为，故D错误。 故选B。 3．按如图所示的电路研究小灯泡的U-I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I-U图像应该是（　　） A． B．C．D． 【答案】C 【详解】随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻随之增大，则图像与坐标原点连线的斜率逐渐减小。 故选C。 题型02 非纯电阻电路 1．如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，小灯泡L的额定电压为2V，额定功率为2W，开关S闭合时小灯泡L正常发光，电动机M正常工作，此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为，下列说法正确的是（   ） A．通过灯泡的电流为6A B．电源内阻上消耗的功率为2W C．电动机的输出功率为2.5W D．电动机的线圈电阻为 【答案】C 【详解】A．开关S闭合时小灯泡L正常发光，根据可得通过灯泡的电流为，故A错误； B．电源内阻上消耗的功率为，故B错误； C．由闭合电路欧姆定律可知，电动机两端的电压为 则电动机消耗的电功率为 因为电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为 所以电动机的输出功率为，故C正确； D．根据 可得电动机的线圈电阻为，故D错误。 故选C。 2．一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为r，小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P时，小车以速率v匀速行驶，通过电池的电流大小为I，则电池的光电转化效率为_______。 【答案】 【详解】根据焦耳定律可得电路的发热功率为 当小车以速率v匀速行驶时牵引力的大小等于阻力的大小，则有 则小车输出的机械功率为 由能量的转化，可得电池的光电转化效率为 3．某实验小组使用一台直流电动机通过细绳提升重物，电路如图所示。电源电动势和内阻可调，已知定值电阻，电动机的内阻保持不变，电压表可视作理想电表。 (1)将电路接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机未转动，电压表的示数为V，则此时流过电动机的电流______A，电动机的内阻______。 (2)（计算）将电路改接在电动势V、内阻的电源上。闭合开关S，电动机正常工作，匀速提升质量kg的重物，此时电压表的示数为V。 ①求电动机正常工作时两端的电压。 ②电动机输出的机械功率转化为重物机械能的效率为80%，求重物匀速上升时速度v的大小。 ③若电动机在匀速提升重物的过程中，转子突然被异物卡住而停止转动，求此时电动机的发热功率。 【答案】(1) 1 1 (2)①14V；②1.2m/s；③16W 【详解】（1）[1]电动机未工作时相当于纯电阻，此时回路中的电流为 [2]根据闭合电路欧姆定律，有 解得 （2）①此时电流大小为 所以电动机的电压 ②此电动机的输出功率为 所以提起重物的机械功率为 可解得 ③转子卡住后，电动机可视为纯电阻，此时的电流为 此时的 题型03 动态电路 1．为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（　　） A．饮酒量越多，电源的输出功率越大 B．饮酒量越多，气敏电阻消耗的功率越大 C．电压表和电流表的示数都变小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 【答案】AD 【详解】A．当电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知，因为，所以 所以当饮酒量越多时越小，导致外电路总电阻会减小，但外电路的总电阻始终是大于内阻的，所以随着的减小，电源的输出功率变大，故A正确； B．将和看成等效内阻，即 所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知，所以当气敏电阻减小时，气敏电阻消耗的功率不确定，即消耗的功率不一定越大也可能减小，故B错误； C．因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，气敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的欧姆定律有 所以电路中的电流增大，即电流表示数变大；电压表示数为 所以电压表示数变小，故C错误； D．根据电压表示数为 可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为 所以保持不变，故D正确。 故选AD。 光伏电池 随着国家“碳达峰，碳中和”政策的出台，光伏领域成为最热门的领域之一。 2．一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为r，小车受到的阻力大小与其速率之比为k。某次运动中电池接收到的光照功率恒为P 时，小车以速率v匀速行驶，通过电池的电流大小为I，则电池的光电转化效率为____________。 3．光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下正、负电荷分别往两端积累。若材料内取O点的电势为零，N点到P点的电势φ随位置x变化的图像如图所示，请在方框内定性画出电场强度E与位置x的关系图像． 4．一光伏电池在特定光照下的关系图像如下图所示。在这种光照条件下，将总长度为100m、截面积为0.100mm2的金属丝绕制的电阻接在该电池两端时，电阻两端电压为2.10V，则：该金属丝的电阻率为_________Ω·m.。（保留 3位有效数字） 5．在某电压区间内，光伏电池可视为一个恒流源（输出电流恒定）。某同学连接了如图所示的两个电路：电路a由干电池、阻值为R4的定值电阻、阻值为RT的热敏电阻（RT 随温度升高而减小）和小灯连接而成；电路 b 由恒流源、三个阻值分别为R1、R2、R3（R1< R2< R3）的定值电阻和阻值为RL的光敏电阻（RL随光照强度增大而减小，且其阻值变化范围足够大）连接而成。RL受到灯L照射。当RT所处环境温度降低时： （1）设电流表示数变化量为ΔI，R1两端电压变化量为ΔU1，RL两端电压变化量为ΔUL，则( ) A．， B．， C．， D．， （2）设电压表的示数变化量为ΔU，电流表的示数变化量为ΔI，则_________； （3）当RL=__________时，RL和R1的总功率P最大。 【答案】2． 3．见解析 4．5.32×10-7 5． B 【解析】2．根据题意，可知电池的光转化成电之后有两个功率产生，一个是车的机械功率，一个是电阻r的热功率，所以总的电功率为 光电的转化效率为 3．图像斜率绝对值表示场强大小，由图可知ON段图像斜率大小在逐渐增大；OP段图像斜率大小在逐渐减小，故图像如下 4．图像可知当电压为2.10V时电流为3.95mA，则电阻 因为 联立解得 5．[1]根据图a可知，当温度降低时电阻增大，则电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路总电流减小，所以灯泡变暗，光照强度降低，增大。再对电路图b进行分析，因为是恒流源，干路电流保持不变，但是并联电路的电阻增大，导致并联电路的电压增大，可知增大，又由于总电流不变，所以流过的电流会减小，即。由于流过支路的电流减小，可知两端电压减小，即，根据 可知两端电压增大，即，且有。 故选B。 [2]由电路图可以得出U和I的关系式为 整理得 所以我们把以外的电源和电阻看成一个电动势为，内阻为的等效电源，则有 [3]由以上分析把以外的电源和电阻看成一个电动势为，内阻为的等效电源，那么要让的总功率最大，就是让这个电源的输出功率最大，可知当（即）时，的总功率最大。 题型04 电学实验 1．下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　） A．测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开 C．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡 【答案】ABD 【详解】A．测电阻时如果指针偏转角过大，说明待测电阻较小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，A正确； B．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，以免损坏电表，B正确； C．测量阻值不同的电阻时，只要不换挡，则不需重新调零，C错误； D．测量结束后，应把选择开关拨到OFF挡或交流电压最高挡，D正确。 故选ABD。 2．在如图所示电路中，闭合开关后，发现灯泡不发光。 (1)为查找故障，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为1.48V；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。则电路中可能出现的故障是（　　） A．BC间断路 B．CD间断路 C．DE间断路 D．EF间断路 (2)还可用于检测该故障的多用电表的挡位是（　　） A．直流电流挡 B．交流电流挡 C．交流电压挡 D．电阻挡 【答案】(1)B (2)D 【详解】（1）当多用电表的电压挡位示数为1.48V时，说明电表直接连在电源的两端，或者电表测量的部分是开路（电阻很大）；当电表示数为0时，说明电表与电源断开，或者电表所测量的电路部分短路（电阻为0。满足以上两个条件的只有灯泡位置断路，即CD间断路。 故选B。 （2）若还想用其他方法检查电路，可以利用电阻挡，在断开电源的情况下，测量不同元件或导线部分的电阻大小。 故选D。 热敏电阻按温度分为正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）两类。正温度系数电阻（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的图像。 3．如图1中曲线I所示，说明该热敏电阻是________热敏电阻。（A：PTC，B：NTC） 4．如图1中曲线I中，电压为4.0V时，该元件的功率为________；曲线II中，电压从4.0V增大到8.0V过程中，该元件的电阻改变了________。（均保留2位有效数字） 5．某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整____。 6．已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。电源电动势为，内阻不计，通过报警器的电流达到就会报警。若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为________，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时________，之后保持阻值不变，将开关与热敏电阻连接即可。若要使该装置在更低的温度下报警，只需将滑动变阻器的阻值________（A：调大，B：调小）即可。 【答案】3．PTC 4． 2.0 5．见解析 6．600 400 B：调小 【解析】3．根据电阻的定义式有 结合图1中曲线Ⅰ所示的图像可知，随电流的增大，电阻值增大，即温度升高时电阻值增大，说明该热敏电阻是PTC热敏电阻 4．[1] 图1中曲线Ⅰ所示的图像可知，电压为时，电流为，根据功率的定义式有，结果保留2位有效数字为。 [2] 图1中曲线Ⅱ所示的图像可知，电压为时，电流为，根据电阻的定义式有 解得此时电阻，当电压为时，电流为，根据电阻的定义式有 解得此时电阻，电阻改变了，结果保留2位有效数字为。 5．由电路图连接实物图，连线如图所示： 6．[1]电源电动势为，内阻不计，通过报警器的电流达到就会报警此时电路中的电阻为 [2]环境温度达到时，根据图4可知，热敏电阻的阻值为，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时的阻值为 [3]若要使该装置在更低的温度下报警，即热敏电阻阻值大于，则滑动变阻器的接入电阻必须小于，即需将滑动变阻器的阻值调小。故选B：调小。 小贤用电压传感器、电流传感器、电容器、阻值未知的定值电阻R、单刀单掷开关K、单刀双掷开关S和导线，测量某电源的电动势和内阻，实验电路如图（a）。 1．电路图如图（a）中，乙是（　　） A．电压传感器 B．电流传感器 2．按电路图如图（a）连接好实物，将甲、乙与数据采集器相连，再接入计算机，打开DIS通用软件，传感器的示数实时显示在计算机屏幕上。设置合适的传感器数据采集时间间隔T和总时间t，以保证获得实验操作全过程中足够多的电流传感器和电压传感器示数（I1，U1），并记录在表格中。 （1）先将开关S________（选涂：A．空置    B．置于接线柱1    C．置于接线柱2），等传感器示数均为0后，点击“开始”； （2）再闭合开关K，将开关S________（选涂：A．空置    B．置于接线柱1    C．置于接线柱2），待传感器示数稳定后，再立刻将开关S置于另一个接线柱，等待DIS系统采集数据结束； （3）用采集到的电流、电压数据（I1，U1），绘制U−I曲线，得到图（b）中的图线Ⅰ和Ⅱ。 ①图（b）中的图线Ⅱ对应电容器的_____ A．充电过程    B．放电过程 ②本实验中，定值电阻R的阻值为________Ω；若该电阻由长度L=3m、直径D=1mm的金属丝绕制而成，则该金属丝的电阻率ρ=________Ω⋅m。（结果均保留2位有效数字） ③（计算）该电源的电动势E______和内阻r各为多大？______（结果均保留2位有效数字） 【答案】1．B 2． C B A 5.0 1.3×10−6 3.0 2.5 【解析】1．电路图如图（a）中，乙与电容器串联，乙是电流传感器。故选B。 2．（1）[1]为了确保电容器储存的电荷量为零，先将开关S置于接线柱2，等传感器示数均为0后，点击“开始”。 故选C。 （2）[2]再闭合开关K，将开关S置于接线柱1，使电容器充电，待传感器示数稳定后，再立刻将开关S置于另一个接线柱，等待DIS系统采集数据结束。 故选B。 （3）①[3]根据题图可知充电过程，电流方向为正，放电过程，电流方向为负，图线Ⅱ对应电容器的充电过程。故选A。 ②[4]放电过程，根据 可得 [5]根据电阻定律 结合 代入数据可得 ③[6][7]根据题图可知，当电容器两端电压为3.0V时，电流为零，此时电容器两端的电压等于电源电动势，即电源电动势为 根据闭合电路欧姆定律 可得电源内阻 结合题图可得 3．“风光互补”是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。如图（a）所示是新型“风光互补”景观照明灯，它由风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成，灯规格为30V，2.5A。 (1)照明灯的额定功率为____W。 (2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W。太阳能电池板的面积至少要为____m2（太阳能电池板的效率取30%） (3)风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置，其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为0.5m2，空气的密度为1.4kg/m3，整个装置的能量转化效率为30%。若此时风速为10m/s，那么单位时间内通过风轮的空气质量为____kg，风力发电机的输出功率为____W。 (4)夜晚，照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电（假定此时太阳能电池与风轮均不发电），其电路图如图（b）所示，定值电阻R0的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图（c）所示，则： ①该蓄电池的电动势E=____V和内阻r=____Ω。 ②为确保规格为30V，2.5A的照明灯可以正常工作，定值电阻R0的阻值为____Ω。 【答案】(1)75 (2)0.5 (3) 7 105 (4) 40 2 2 【详解】（1）照明灯的额定功率为 （2）根据题意可得 （3）[1]单位时间内通过风轮的空气质量为 [2]风力发电机的输出功率为 （4）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 结合图线可得， [3]根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据解得 4．电池包检测 新能源汽车电池包检测包含吊装稳定性测试。测试时，内置热敏电阻实时监测电池温度的变化。（重力加速度大小为，忽略空气阻力） (1)如图，质量为且分布均匀的电池包，被两根长度均为的对称轻绳竖直向上吊起，两根轻绳与电池包水平表面的夹角始终为。 ①电池包以恒定速度向上运动时，每根轻绳的拉力大小为______；两根轻绳拉力的总功率为______。 ②（简答）电池包向上做加速度减小的减速运动，直至静止。分析说明该过程中轻绳对电池包作用力的大小如何变化______。 ③电池包静止后受到扰动，在竖直平面内做微小角度摆动，估算其摆动周期为______；此时回复力大小与偏离平衡位置的距离成正比，该比例系数为______。 (2)电池包内部集成一个负温度系数热敏电阻（阻值随温度上升不断减小）。如图（a），将与电动势为的电源（内阻不计）、阻值为的定值电阻串联，两端的电压为。当时，电压表示数为。 ①______。 ②（简答）若电源内阻比较大，电压表示数为时，实际温度为。比较与的大小关系，并说明理由______。 ③两端的电压随温度的变化如图（b）所示，曲线在处的切线斜率为。若温度由起升高了极小的，热敏电阻的阻值减小量与满足，则____。（用、、表示） 【答案】(1) 逐渐增大 (2) 见解析 【详解】（1）①[1][2]对电池包进行受力分析，在竖直方向上，两根轻绳拉力的竖直分力之和等于电池包重力，设每根轻绳拉力为，根据 解得 两根轻绳拉力的合力大小为，根据 可得两根轻绳拉力的总功率为 ②[3]电池包向上做减速运动，加速度方向向下，根据牛顿第二定律 方向向下，且逐渐减小，、不变，可知F逐渐增大，当速度减为零时，。 ③[4][5]电池包在竖直平面内做微小角度摆动可等效为单摆模型，等效摆长为， 根据单摆周期公式可得周期 回复力 在最大位移处，回复力（为摆角） 因微小摆动，则 可得 所以 （2）①[1]当时，根据闭合电路欧姆定律可得 两端的电压 可得 ②[2]当电源内阻为零，时，电压表示数为，当电源内阻r比较大时，若要电压表示数仍为， 根据闭合电路欧姆定律有 得 即此时的阻值比电源内阻不计且电压表示数为时的阻值大。因为热敏电阻阻值随温度t上升不断减小，所以此时对应的温度小于。 ③[3]根据闭合电路欧姆定律 对U关于求导可得 当时，则 已知曲线在处的切线斜率为k，根据导数的几何意义 又因为 当时，，所以 可得 为了能在导体两端间维持一个稳定的电势差以产生稳定的电流，科学家探寻了很长时间。直到1800年，意大利物理学家伏特（Volta）发明了伏打电池才出现突破，为了纪念伏打在电学中的贡献，把电压的单位命名为伏特。由电源、用电器和导线等组成的完整回路叫做闭合电路或者全电路。 5．如图为伏打电池示意图，由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b。内电阻为r，外电阻为R。在如图所示回路的各区域内，电势升高的区域是________，电势升高的总和等于________。 6．如图所示，直线a为电源的U—I图线，直线b为电阻R的U—I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率是________W，电源内电阻的发热功率是________W。 7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时（　　） A．电压表读数将变小 B．L1将变亮，L2将变暗 C．L1将变暗，L2将变亮 D．电源输出功率变大 8．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机内阻RM=0.5Ω。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，电源的输出功率为___________W，电动机的效率为____________。 9．（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是___________传感器，电阻R0起到的作用是___________ （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“”的实验结果。由此可知电源的电动势E=___________V，内阻___________Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y=__________W（结果保留3位有效数字）。 【答案】 5． a、b 电动势 6． 4 2 7．A 8． 20 75% 9．电流 保护电路 2.83 1.03 1.94 【解析】5．[1][2]沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是在化学反应层a、b，即电势升高的区域是a、b，电势升高的总和等于电源的电动势。 6．[1]两图像的交点乘积即为用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率。 则电源的输出功率为 [2]由图知电源的电动势为 此时电源的总功率为 所以电源内阻的发热功率为 7．A．当开关打在1位置时，外电路的总电阻为 当开关打在2位置时，外电路的总电阻为 可知当开关由1位置打到2位置时，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流I变大，内电压变大，路端电压变小，则电压表读数将变小，故A正确； BC．当开关打在1位置时，两灯的电压均为 当开关打在2位置时，灯L1的电压 灯L2的电压 可见L1的电压不变，L2的电压变大，则L1亮度不变，L2将变亮，故BC错误； D．当开关打在1位置时，电源的输出功率为 当开关打在2位置时，电源的输出功率为，所以电源输出功率不变，故D错误。 故选A。 8．[1]整个电路中的电流 电源的输出功率为 [2]内阻电压 则电动机两端的电压 所以电动机的输入功率 电动机的热功率 则电动机的输出功率 电动机的机械效率为 9．（1）[1][2]传感器B是电流传感器，电阻R0起到的作用是保护电路； （2）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律有 整理可得 又知关系选择“一次函数”拟合获得的实验结果，可知 （3）[5]根据题意可知，UI为电源的输出功率，为电路的外电阻，故计算机拟合得出的图线表示电源的输出功率随外电阻变化的关系图像，电源的输出功率 当回路外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，即 代入数据解得 即图线最高点A点的纵坐标为1.94W。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $