内容正文:
专题04 恒定电流
5大高频考点
1. 电路的基本概念及规律
2. 电容器的充放电现象
3. 闭合电路欧姆定律及应用
4. 动态电路分析
5. 含电动机的电路分析
考点1 电路的基本概念及规律
1.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)由欧姆定律可以导出公式,此式说明( )
A. 当电压增大两倍时,电阻R增大两倍
B. 当电流增大两倍时,电阻R减小两倍
C. 电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变
D. 当电压为零时,电阻R也为零
2.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)(多选)下列方法可使一根粗细均匀的铜丝电阻加倍的是( )
A. 长度减半
B. 长度加倍
C. 横截面积加倍
D. 横截面积减半
3.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则( )
A. 电路中的电流为0.6A
B. 电阻R2的阻值为10Ω
C. 三只电阻两端的总电压为21V
D. 电阻R3的电压为3V
4.(2025-2026高二上·新疆克拉玛依独山子·期中)(多选)由欧姆定律推得,下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端电压成正比
B. 导体的电阻与通过导体的电流成反比
C. 导体的电阻是导体本身的属性,等于电压与电流的比值
D. 不同导体的电阻可能不同
5.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图的理想电流表和理想电压表的示数分别是0.2A和0.4V。此时小灯泡的电阻为( )
A. 0.5
B. 1.0
C. 1.5
D. 2.0
6.(2025-2026高二上·新疆·期中)对欧姆定律导出公式,下列说法正确的是( )
A. 当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B. 当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的二分之一
C. 通过导体的电流为零,电阻也为零
D. 即使导体两端的电压为零,电阻也不为零。
7.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示,长度和材料均相同且粗细均匀的金属导线A、B串联在电路中。已知金属导线A、B单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为。当金属导线A、B中有电流通过时,下列说法正确的是( )
A. 金属导线A、B中自由电子定向移动的速率之比为
B. 金属导线A、B中自由电子定向移动的速率之比为
C. 金属导线A、B中通过的电流之比为
D. 金属导线A、B两端的电压之比为
8.(2025-2026高二上·新疆音郭楞蒙古自治州且末县第一中·期中)关于公式和公式,下列说法正确的是( )
A. 两公式对一切情况都适用
B. 仅适用于金属导体,适用于任何导体
C. 导体的电阻与成正比,与成反比
D. 导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比,与导体的横截面积成反比
9.(2025-2026高二上·新疆吾尔自治区乌鲁木齐第七十中·期中)如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,在棒两端加上恒定电压U时,棒内产生电流。已知金属棒的电阻率为,金属棒单位长度内的自由电子数为n,电子的电荷量为e,则电子定向运动的平均速率为( )
A.
B.
C.
D.
10.(2025-2026高二上·新疆·期中)我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,这个规律叫作电阻定律,用公式表示为,其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见表:
实验序号
材料
长度l/m
横截面积S/m2
电阻R/Ω
电阻率ρ
1
铜
1.0
0.17
2
铜
2.0
0.34
3
铜
1.0
0.34
4
铁
1.0
1.0
5
镍铬合金
1.0
10.0
(1)你认为下面哪一个是电阻率的单位 。
A.Ω·m B.Ω/m
C.Ω/m2 D.Ω
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的。
(3)分析比较实验序号 的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是 。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,电阻丝的材料应选用 ,这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较 (选填“大”或“小”),可以调节的阻值范围较大。
(6)根据表中的数据求出一段长10 m、横截面积为2 mm2的铁导线的电阻是 Ω。
(7)我们知道导体的电阻还与温度有关,有些导体的电阻随温度升高而增大,有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为 。
A.不成立 B.发生变化 C.l发生变化 D.S发生变化
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·新疆克拉玛依独山子·期中)“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)当开关S接a时,平行板电容器上极板带 (选填“正电”或“负电”)。
(2)电容器充电完毕后,把开关S接b时,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,此过程中,电路中的电流 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)将开关S扳到a,待电容器充电结束后,再向电容器两板间插入一块有机玻璃板,则在插入玻璃板的过程中,电容器的电容会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),电路中电流表A中的电流方向为 (选填“c→d”或“d→c”)
2.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,按左下图所示方式连接电路。直流电源电压为,内阻可以忽略。
(1)将开关与1端相连,稳定后电容器的上极板带 (填“正”或“负”)电;把开关掷向2端,通过电流传感器的电流方向为 (填“由到”或“由到”):
(2)开关掷向2后,传感器采集到电流随时间变化的图像如右上图所示。实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量为0.0048C,可估算出本实验中所使用的电容器的电容约为 F(结果保留两位有效数字)。
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的-图像和-图像的大致形状,可能正确的有 (为电容器极板所带的电荷量,为、两板的电势差)。
A. B.
C. D.
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)(多选)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能画出电流随时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答:
(1)为使电源向电容器充电,应将开关S与 (填“1” 或“2”)端相连;
(2)实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示,其中描述正确的是___________。
A. B.
C. D.
(3)电容器充电完毕后,上极板带 (选填“正电荷”或“负电荷”)
(4)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是 (选填“由a到b”或“由b到a”)
(5)已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量,根据乙图图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为,若该同学使用的电源电压为6V,则该电容器电容为 F。(保留2位有效数字)
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率与电阻箱读数变化的曲线如图所示,由此可知( )
A. 当电阻箱的电阻增大时,电源的输出功率一定增大
B. 电源内阻一定等于
C. 电源电动势为
D. 电阻箱所消耗功率最大时,电源效率等于
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)在如图所示的图像中,直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是( )
A. 电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω
B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的效率为80%
D. 电源的输出功率为4 W
3.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)(多选)甲图电路中电源和灯泡的U-I图线分别为乙图中的a、b,图线交点坐标为(U2,I2),图线b在交点的切线与横轴交点坐标为(I3,0),图线a与横、纵轴交点的坐标分别为(I1,0)、(0,U1)。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势大小
B. 电源的内电阻大小
C. 该电路中灯泡的电阻大小
D. 该电路中灯泡的电阻大小
4.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示,R1=14Ω,R2=9Ω。当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.4A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.6A.求电源的电动势E和内电阻r。
5.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示,电路中电阻,电源的内电阻,灯泡L上标有“3V 0.25A”的字样,闭合开关S,灯泡正常发光.求:
(1)灯泡的功率;
(2)电源的电动势;
(3)电源的总功率;
6.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且,为滑动变阻器,闭合开关,当其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示,其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)电源的输出功率最大时接入电路的阻值。
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·新疆音郭楞蒙古自治州且末县第一中·期中)(多选)如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为E、内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 两端的电压增大
B. 的功率增大
C. 电流表的示数变大
D. 通过的电流增大
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)(多选)如图所示的电路由电源(电动势为E,内阻为r),定值电阻R2、R3,光敏电阻R1(光照越强,电阻越小)和电容器C连接而成,平行板电容器的极板水平放置,P点为极板间的一点,B板接地。当开关S闭合,并且无光照射光敏电阻时,,此时一带电液滴恰好静止在P点。一段时间内光照强度极缓慢地增强的过程中,下列说法正确的是( )
A. 液滴向下运动
B. 此段时间内,通过的总电荷量为0
C. 的热功率减小
D. P点的电势降低
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)在如图所示电路中,当变阻器的滑动头P向b端移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大
D. 电压表示数变小,电流表示数变小
4.(2025-2026高二上·新疆吾尔自治区乌鲁木齐第七十中·期中)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,R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E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,R0为定值电阻且R0=r。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,电源的输出功率一定越小
B. 饮酒量越多,气敏电阻R消耗的功率一定越小
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
5.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐实验学校-11月·期中)(多选)在如图所示电路中,当变阻器的滑片P向a端移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小
B. 电压表示数变大,电流表示数变大
C. 上消耗的功率变大
D. 电源内部消耗的热功率变大
6.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,电表均为理想电表。开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2,电流表的示数变化为ΔI,下列说法正确的是( )
A. 电容器C所带电荷量增多
B. 两电压表的读数均增大
C. 的绝对值不变
D. 电流表示数变小
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)在如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为。开关S闭合后,电压表和电流表均为理想电表,在滑动变阻器的滑动端由向缓慢滑动的过程中( )
A. 电压表的示数增大,电流表的示数减小
B. 电容器C所带电荷量增多
C. 的电功率减小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值绝对值
8.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)A、B两块正对的金属板竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷);两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键,此时电流表和电压表的示数分别为和,带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为。电源电动势和内阻一定,且,下列说法中正确的是( )
A. 小球带负电
B. 若将的滑动触头P向端移动,则减小,减小,变小
C. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则增大,减小,变小
D. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则电源的输出功率减小
9.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关K,将滑动变阻器的滑片从最左侧开始缓慢向右滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则下列说法正确的是( )
A. A的示数先减小后增大
B. V2的示数先减小后增大
C. 与的比值大于r小于R
D. 滑片从最左端滑到正中央位置过程小于
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上,电源的电动势,内阻,闭合开关,用理想电压表测出电动机两端电压,已知电动机线圈的电阻,则下列说法中正确的是( )
A. 通过电动机的电流为
B. 电动机的输入功率为
C. 电源的输出功率为
D. 电动机的输出功率为
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)如图所示,小型直流电动机(其线圈内阻为r = 1.5 Ω)与规格为“6 V 6 W”的小灯泡并联,再与阻值为R = 2 Ω的电阻串联,然后接至电源电动势为12 V,内阻r0 = 1 Ω的电源上,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机消耗的电功率P;
(3)电动机的效率。
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示电路,电源电动势为,内阻,电阻,。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压,线圈电阻,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机消耗的电功率;
(3)电动机正常工作时输出的机械功率。
4.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)某农场为了方便将粮食运送到一定高度的仓库,设计了一个小型运粮装置,其工作原理可简化为如图所示的电路图,电源电动势、内阻,定值电阻R的阻值为40Ω,M为电动机。闭合开关S,稳定后,理想电流表A的示数,电动机带动质量的一袋粮食以速度匀速上升,重力加速度。求
(1)定值电阻R两端的电压;
(2)电动机的机械效率;
(3)电动机线圈的内阻。
5.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐六校·期中)鲁能巴蜀中学某实验小组同学利用电动机提升重物的示意图如下。已知电源电动势,电源内阻,电动机线圈电阻,定值电阻,重物质量,当电动机匀速提升重物时,理想电压表的示数,不计空气阻力和摩擦,取。求:
(1)当电动机匀速提升重物时,流经电源的电流;
(2)重物匀速上升时的速度大小;
(3)由于某同学使用不当,致使电动机被卡住而无法转动,求此时电动机的热功率。
6.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐六校·期中)小型直流电动机(其线圈内阻为r=1Ω)与规格为“4V,4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=4Ω的电阻串联,然后接至U=10V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,取g=10m/s2,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率;
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐实验学校-11月·期中)如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕线的电阻,求:
(1)电路的总电流I;
(2)内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率.
8.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)小明同学晚上坐电动汽车回家时看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。小明同学以儿童电动汽车为模型来研究这个现象。儿童电动汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知电源电动势为10V,内阻为2Ω,电动机线圈电阻为1Ω。先闭合S1车灯接通,电动机未启动时,电流表示数为1A,再闭合S2电动机启动后,电流表示数为3A,电流表为理想电表,车灯的电阻视为不变。求:
(1)车灯电阻R;
(2)电动机启动后,电动机的输出功率。
试卷第1页,共3页
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专题04 恒定电流
5大高频考点
1. 电路的基本概念及规律
2. 电容器的充放电现象
3. 闭合电路欧姆定律及应用
4. 动态电路分析
5. 含电动机的电路分析
考点1 电路的基本概念及规律
1.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)由欧姆定律可以导出公式,此式说明( )
A. 当电压增大两倍时,电阻R增大两倍
B. 当电流增大两倍时,电阻R减小两倍
C. 电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变
D. 当电压为零时,电阻R也为零
【答案】C
【详解】电阻的大小只与自身材料,长度,横截面积等因素有关,与其两端的电压和通过电阻的电流的大小无关,是导体本身的性质,故ABD错误,C正确。故选C。
2.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)(多选)下列方法可使一根粗细均匀的铜丝电阻加倍的是( )
A. 长度减半
B. 长度加倍
C. 横截面积加倍
D. 横截面积减半
【答案】BD
【详解】由电阻定律可得,铜丝横截面积不变时,长度加倍,电阻加倍;长度减半,电阻减半;铜丝长度不变时,横截面积加倍,电阻减半;横截面积减半,电阻加倍。故选BD。
3.(2025-2026高二上·新疆地区喀什·期中)(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则( )
A. 电路中的电流为0.6A
B. 电阻R2的阻值为10Ω
C. 三只电阻两端的总电压为21V
D. 电阻R3的电压为3V
【答案】ACD
【详解】A.电阻R1、R2、R3串联,其流过的电流均相等,有故A正确;B.根据欧姆定律可知,电阻R2的阻值为故B错误;C.三只电阻两端的总电压为故C正确;D.电阻R3的电压D正确。故选ACD。
4.(2025-2026高二上·新疆克拉玛依独山子·期中)(多选)由欧姆定律推得,下列说法中正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端电压成正比
B. 导体的电阻与通过导体的电流成反比
C. 导体的电阻是导体本身的属性,等于电压与电流的比值
D. 不同导体的电阻可能不同
【答案】CD
【详解】A.导体的电阻是导体本身的属性,由导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端的电压无关,故A错误;B.导体的电阻是导体本身的属性,由导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与通过的电流无关,故B错误;C.导体的电阻是导体本身的属性,电阻的大小等于电压与电流的比值,故C正确;D.导体的电阻是导体本身的属性,由导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,不同导体的电阻可能不同,故D正确。故选CD。
5.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图的理想电流表和理想电压表的示数分别是0.2A和0.4V。此时小灯泡的电阻为( )
A. 0.5
B. 1.0
C. 1.5
D. 2.0
【答案】D
【详解】根据欧姆定律故选D。
6.(2025-2026高二上·新疆·期中)对欧姆定律导出公式,下列说法正确的是( )
A. 当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B. 当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的二分之一
C. 通过导体的电流为零,电阻也为零
D. 即使导体两端的电压为零,电阻也不为零。
【答案】D
【详解】导体的电阻由导体本身决定,与加在其两端的电压及通过它的电流无关,即无论导体两端的电压何电流变为多少,电阻也不变。故选D。
7.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示,长度和材料均相同且粗细均匀的金属导线A、B串联在电路中。已知金属导线A、B单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为。当金属导线A、B中有电流通过时,下列说法正确的是( )
A. 金属导线A、B中自由电子定向移动的速率之比为
B. 金属导线A、B中自由电子定向移动的速率之比为
C. 金属导线A、B中通过的电流之比为
D. 金属导线A、B两端的电压之比为
【答案】A
【详解】C.金属导线、串联,因此金属导线、中通过的电流相等,故C错误;D.由于金属导线A、B的长度和材料均相同且横截面积之比为,结合可知,金属导线、的电阻之比为,结合可知,金属导线A、B两端的电压之比为,故D错误;AB.根据可知,金属导线A、B中自由电子定向移动的速率之比为,故A正确,B错误。故选A。
8.(2025-2026高二上·新疆音郭楞蒙古自治州且末县第一中·期中)关于公式和公式,下列说法正确的是( )
A. 两公式对一切情况都适用
B. 仅适用于金属导体,适用于任何导体
C. 导体的电阻与成正比,与成反比
D. 导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比,与导体的横截面积成反比
【答案】D
【详解】AB.欧姆定律和电阻定律均只适用于纯电阻,故A、B项错误;CD.导体电阻与及无关,其大小与温度一定时与导体长度成正比,与导体的横截面积成反比,故D项正确,C项错误.
9.(2025-2026高二上·新疆吾尔自治区乌鲁木齐第七十中·期中)如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,在棒两端加上恒定电压U时,棒内产生电流。已知金属棒的电阻率为,金属棒单位长度内的自由电子数为n,电子的电荷量为e,则电子定向运动的平均速率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据电阻定律,金属棒的电阻根据欧姆定律,可知通过金属棒的电流根据电流的定义式联立解得,故选A。
10.(2025-2026高二上·新疆·期中)我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,这个规律叫作电阻定律,用公式表示为,其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见表:
实验序号
材料
长度l/m
横截面积S/m2
电阻R/Ω
电阻率ρ
1
铜
1.0
0.17
2
铜
2.0
0.34
3
铜
1.0
0.34
4
铁
1.0
1.0
5
镍铬合金
1.0
10.0
(1)你认为下面哪一个是电阻率的单位 。
A.Ω·m B.Ω/m
C.Ω/m2 D.Ω
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的。
(3)分析比较实验序号 的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是 。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,电阻丝的材料应选用 ,这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较 (选填“大”或“小”),可以调节的阻值范围较大。
(6)根据表中的数据求出一段长10 m、横截面积为2 mm2的铁导线的电阻是 Ω。
(7)我们知道导体的电阻还与温度有关,有些导体的电阻随温度升高而增大,有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为 。
A.不成立 B.发生变化 C.l发生变化 D.S发生变化
【答案】① A ② 错误 ③ 1、3 、1 ④ 电阻率与材料的种类有关 ⑤ 镍铬合金 ⑥ 大 ⑦ 0.5 ⑧ B
【详解】
(1)[1]已知R的单位是Ω、l的单位是m、S的单位是m2,由电阻定律公式R=ρ,根据等式两边的单位相同,可知ρ的单位是Ω·m,故选A。
(2)[2]分析比较实验序号1、2的数据,其他条件相同、长度不同时,电阻率相同,故猜想1是错误的。
(3)[3]分析比较实验序号1、3的数据,其他条件相同、横截面积不同时,电阻率相同,可以确定猜想2是错误的,故答案为1、3。
(4)[4]分析比较实验序号1、4、5的数据,长度、横截面积相同,而材料不同时,电阻率不同,可得到的初步结论是电阻率与材料的种类有关。
(5)[5]根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,电阻丝的材料应选用镍铬合金,这是因为这种材料的电阻率大,相同规格的这种材料做成的电阻阻值较大。
(6)[6]根据表中的数据可求得此铁导线的电阻R=ρ=1.0×10-7 Ω·m×=0.5 Ω
(7)[7]导体材料、长度和横截面积都确定的情况下,温度变化,电阻值发生变化,原因是此时的电阻率发生变化。
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·新疆克拉玛依独山子·期中)“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)当开关S接a时,平行板电容器上极板带 (选填“正电”或“负电”)。
(2)电容器充电完毕后,把开关S接b时,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,此过程中,电路中的电流 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)将开关S扳到a,待电容器充电结束后,再向电容器两板间插入一块有机玻璃板,则在插入玻璃板的过程中,电容器的电容会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),电路中电流表A中的电流方向为 (选填“c→d”或“d→c”)
【答案】(1)正电 (2)减小 (3)① 变大 ②
【讲解】(1) 开关S接a端时,与电源正极相连的极板带正电,所以上极板带正电。
(2) 根据图像可知,电容器放电过程中电流逐渐减小。
(3) [1]根据平行板电容器的决定式可知,插入玻璃板的过程中,增大,所以电容变大。[2]因电容器带电量要增加,因电容器上极板带正电,电容器充电,电流从。
2.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,按左下图所示方式连接电路。直流电源电压为,内阻可以忽略。
(1)将开关与1端相连,稳定后电容器的上极板带 (填“正”或“负”)电;把开关掷向2端,通过电流传感器的电流方向为 (填“由到”或“由到”):
(2)开关掷向2后,传感器采集到电流随时间变化的图像如右上图所示。实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量为0.0048C,可估算出本实验中所使用的电容器的电容约为 F(结果保留两位有效数字)。
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的-图像和-图像的大致形状,可能正确的有 (为电容器极板所带的电荷量,为、两板的电势差)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)① 正 ② 由B到A (2) (3)BD
【讲解】(1) [1][2]将开关S与1端相连,电容器的上极板与电源的正极连接,稳定后电容器的上极板带正电。把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,负电荷由A向B运动形成电流,所以通过电流传感器的电流方向为由B到A。
(2) 本实验中所使用的电容器的电容约为
(3) AB.电源给电容器充电时,刚开始电荷量的变化率较大,后来变化率减小,放电时,电荷量变化率刚开始比较大,后来变化率减小,故A错误,B正确;CD.根据C=,且C不变可知,Q与U的变化情况相同,故C错误,D正确。故选BD。
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)(多选)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能画出电流随时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。请根据以上操作回答:
(1)为使电源向电容器充电,应将开关S与 (填“1” 或“2”)端相连;
(2)实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示,其中描述正确的是___________。
A. B.
C. D.
(3)电容器充电完毕后,上极板带 (选填“正电荷”或“负电荷”)
(4)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是 (选填“由a到b”或“由b到a”)
(5)已知图线与时间轴围成的面积表示电荷量,根据乙图图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为,若该同学使用的电源电压为6V,则该电容器电容为 F。(保留2位有效数字)
【答案】(1)1 (2)BD (3)正电荷 (4)由b到a (5)
【讲解】(1) 为使电源向电容器充电,电容器应与电源连接,故应将开关S与 “1”端相连;
(2) ABC.电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关,不能认为C与Q成正比,与U成反比,故AC错误,B正确;D.由可知,电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比,即图像为一条过原点的倾斜直线,故D正确。故选BD。
(3) 由图可知,开关S接1时,电容器上极板与电源正极相连,充电完成后,上极板带正电荷;
(4) 电容器放电时,电容器充当电源,由于上极板带正电,通过电阻R的电流方向是由b到a;
(5) 根据电容公式可得
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率与电阻箱读数变化的曲线如图所示,由此可知( )
A. 当电阻箱的电阻增大时,电源的输出功率一定增大
B. 电源内阻一定等于
C. 电源电动势为
D. 电阻箱所消耗功率最大时,电源效率等于
【答案】BD
【详解】A.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率等于电源的输出功率,当电阻箱的电阻小于电源内阻,电阻箱的电阻增大时,电源的输出功率可能逐渐增大;当电阻箱的电阻大于电源内阻,电阻箱的电阻增大时,电源的输出功率逐渐减小,故A错误;B.当外电路电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,即测得电阻箱所消耗功率最大,电源内阻为故B正确;C.电阻箱所消耗的最大功率为解得电流为根据闭合电路的欧姆定律,电源电动势为故C错误;D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为故D正确。故选BD。
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)在如图所示的图像中,直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是( )
A. 电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω
B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的效率为80%
D. 电源的输出功率为4 W
【答案】C
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir当I=0时U=E由读出电源的电动势E=3V内阻等于图线的斜率大小,则A正确;B.根据图像可知电阻B正确;C.电源的效率C错误;D.两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态,由图读出电压U=2V,电流I=2A,则电源的输出功率为P出=UI=4W D正确。本题选择错误的,故选C。
3.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)(多选)甲图电路中电源和灯泡的U-I图线分别为乙图中的a、b,图线交点坐标为(U2,I2),图线b在交点的切线与横轴交点坐标为(I3,0),图线a与横、纵轴交点的坐标分别为(I1,0)、(0,U1)。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势大小
B. 电源的内电阻大小
C. 该电路中灯泡的电阻大小
D. 该电路中灯泡的电阻大小
【答案】AB
【详解】AB.根据,可知电源的U-I图线与纵轴的交点表示电源电动势,故电源的电动势大小U-I图线的斜率表示电源的内阻,故AB正确;CD.当只有电源与小灯泡形成闭合回路且通过的电流为I2时,小灯泡的电阻为而由于有滑动变阻器电路的存在,此时通过小灯泡的电流为I2,CD错误。故选AB。
4.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示,R1=14Ω,R2=9Ω。当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.4A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.6A.求电源的电动势E和内电阻r。
【答案】6V, 1Ω
【详解】设电源的电动势为E、内阻为r,开关处于1时,则由闭合电路的欧姆定律可得开关处于2时,则由闭合电路的欧姆定律可得代入数据得,
5.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示,电路中电阻,电源的内电阻,灯泡L上标有“3V 0.25A”的字样,闭合开关S,灯泡正常发光.求:
(1)灯泡的功率;
(2)电源的电动势;
(3)电源的总功率;
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)由题知,灯泡正常发光,则灯泡的电压为 U=3V,电流为 I=0.25A所以灯泡的功率为 P=UI=0.75W
(2)由闭合电路欧姆定律得:电源的电动势 E=U+I(R+r)=3+0.25×(10+2)=6V
(3)电源的总功率:P=IE=0.25×6W=1.5W.
6.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
【答案】(1)、;(2),;(3),
【详解】
(1)当变阻器的滑动片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻的电压增大,路端电压减小,由图分析可得对应、对应。
(2)由题意得当滑动变阻器取最大值时,电流最小,而所以(3)因为,则内阻所以
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且,为滑动变阻器,闭合开关,当其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示,其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)电源的输出功率最大时接入电路的阻值。
【答案】(1), (2) (3)
【讲解】(1) 根据闭合电路欧姆定律,路端电压与干路电流的关系为由图乙可知,M点对应、N点对应、对M点,对N点,联立解得,
(2) N点对应滑动变阻器滑片在最右端,即此时并联部分电阻为0,外电路总电阻由欧姆定律得
(3) 电源输出功率当时输出功率最大,外电路总电阻其中代入数据得
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·新疆音郭楞蒙古自治州且末县第一中·期中)(多选)如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为E、内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 两端的电压增大
B. 的功率增大
C. 电流表的示数变大
D. 通过的电流增大
【答案】AC
【分析】【详解】A.闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流I减小,路端电压U增大,两端的电压等于路端电压,则两端的电压增大,选项A正确;B.通过的电流增大,通过的电流I减小,增大,则减小,故的功率减小,选项B错误;C.电压也减小,、的并联电压U增大,减小,则增大,故通过电流表的电流增大,电流表的示数变大,选项C正确;D.通过的电流减小,增大,则减小,选项D错误。故选AC。
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)(多选)如图所示的电路由电源(电动势为E,内阻为r),定值电阻R2、R3,光敏电阻R1(光照越强,电阻越小)和电容器C连接而成,平行板电容器的极板水平放置,P点为极板间的一点,B板接地。当开关S闭合,并且无光照射光敏电阻时,,此时一带电液滴恰好静止在P点。一段时间内光照强度极缓慢地增强的过程中,下列说法正确的是( )
A. 液滴向下运动
B. 此段时间内,通过的总电荷量为0
C. 的热功率减小
D. P点的电势降低
【答案】CD
【详解】A.电流电容器两端的电压当光照强度逐渐增强,光敏电阻逐渐减小,则逐渐增大,液滴所受电场力逐渐增大,故向上加速运动,故A错误;B.电容器不断被充电,有充电电流,故通过的电荷量不为0,故B错误;C.的热功率因为,且逐渐减小,则逐渐减小,故的热功率逐渐减小,故C正确;D.点的电势逐渐增大,故点的电势逐渐降低,故D正确。故选CD。
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)在如图所示电路中,当变阻器的滑动头P向b端移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大
D. 电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】B
【详解】当变阻器的滑动头P向b端移动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路总电阻减小,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,则电压表示数变小;由于通过定值电阻的电流增大,两端电压增大,则并联部分的电压减小,通过定值电阻的电流减小,所以通过滑动变阻器的电流增大,即电流表示数变大。故选B。
4.(2025-2026高二上·新疆吾尔自治区乌鲁木齐第七十中·期中)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,R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E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,R0为定值电阻且R0=r。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,电源的输出功率一定越小
B. 饮酒量越多,气敏电阻R消耗的功率一定越小
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】D
【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R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错误;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R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R减小时,R消耗的功率不确定,即消耗的功率不一定减小也可能增大,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D。
5.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐实验学校-11月·期中)(多选)在如图所示电路中,当变阻器的滑片P向a端移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小
B. 电压表示数变大,电流表示数变大
C. 上消耗的功率变大
D. 电源内部消耗的热功率变大
【答案】BC
【详解】AB.当变阻器的滑片P3向a端移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路外电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知电路总电流减小,则路端电压增大,所以电压表示数变大,根据可知并联部分的两端电压增大,由可知电流表示数变大,故A错误;B正确;C.根据,可知R2上消耗的功率变大,故C正确;D.根据,可知电源内部消耗的热功率变小,故D错误。故选BC。
6.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,电表均为理想电表。开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2,电流表的示数变化为ΔI,下列说法正确的是( )
A. 电容器C所带电荷量增多
B. 两电压表的读数均增大
C. 的绝对值不变
D. 电流表示数变小
【答案】C
【详解】A.当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,接入电路的滑动变阻器阻值减小,根据串反并同,可知电容器两端电压减小,根据可知电容器C所带电荷量减少,故A错误;B.根据串反并同,可知减小,增大,故B错误;C.根据可知的绝对值表示,即不变,故C正确;D.根据串反并同,可知电流表示数增大,故D错误。故选C。
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)在如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为。开关S闭合后,电压表和电流表均为理想电表,在滑动变阻器的滑动端由向缓慢滑动的过程中( )
A. 电压表的示数增大,电流表的示数减小
B. 电容器C所带电荷量增多
C. 的电功率减小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值绝对值
【答案】D
【详解】A.滑动变阻器的滑动端由向缓慢滑动,滑动变阻器接入电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,电流表的示数增大,电源内阻与定值电阻承担的电压增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电压表示数减小,故A错误;B.电容器两端电压等于电压表示数,根据结合上述可知,电压表示数减小,则电容器两端电压减小,电容器C所带电荷量减小,故B错误;C.的电功率结合上述,干路电流增大,则的电功率增大,故C错误;D.根据闭合电路欧姆定律有可知故D正确。故选D。
8.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)A、B两块正对的金属板竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷);两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),为滑动变阻器,为定值电阻。当的滑片P在中间时闭合电键,此时电流表和电压表的示数分别为和,带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为。电源电动势和内阻一定,且,下列说法中正确的是( )
A. 小球带负电
B. 若将的滑动触头P向端移动,则减小,减小,变小
C. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则增大,减小,变小
D. 保持滑动触头P不动,用较强的光照射,则电源的输出功率减小
【答案】C
【详解】A.由题图知,极板带正电,带负电,极板间的电场方向水平向右。由平衡条件可知,小球受到的电场力方向水平向右,与电场方向相同,所以小球带正电,故A错误;B.滑动变阻器处于含电容器支路中,相当于导线,所以若将的滑动触头向端移动,电路中电流,均不变;极板间的电压不变,场强不变,则角度也不变,故B错误;C.保持滑动触头不动,用较强的光照射,减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得可知干路电流增大, 路端电压会减小,即电压表读数减小,极板间电压可知减小,根据可知,板间场强减小,小球受到的电场力减小,则变小,故C正确;D.保持滑动触头不动,用较强的光照射,电路总电阻减小,由于开始时,所以随着外电阻减小,外电阻越接近内电阻,电源的输出功率将增大,故D错误。故选C。
9.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关K,将滑动变阻器的滑片从最左侧开始缓慢向右滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则下列说法正确的是( )
A. A的示数先减小后增大
B. V2的示数先减小后增大
C. 与的比值大于r小于R
D. 滑片从最左端滑到正中央位置过程小于
【答案】A
【详解】A.由题意,理想电压表内阻无穷大,相当于断路;理想电流表内阻为零,相当短路,所以滑动变阻器左右两部分电阻并联再与R串联,电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和滑动变阻器左右两部分电阻并联电路的电压。当滑动变阻器滑片从最左侧开始缓慢向右滑动,接入电路的电阻先增大后减小,电路总电阻先增大后减小,则A的示数先减小后增大,A正确;B.V2测量路端电压,电路总电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,则V2的示数先增大后减小,B错误;C.V3测量滑动变阻器左右两部分电阻并联电路的电压,则有则故与的比值大于R,C错误;D.滑片从最左端滑到正中央位置过程中,V3测量滑动变阻器左右两部分电阻并联电路的电压,则有V2测量路端电压,所以有可得D错误。故选A。
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·新疆尔自治区昌吉回族自治州第一中·期中)如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上,电源的电动势,内阻,闭合开关,用理想电压表测出电动机两端电压,已知电动机线圈的电阻,则下列说法中正确的是( )
A. 通过电动机的电流为
B. 电动机的输入功率为
C. 电源的输出功率为
D. 电动机的输出功率为
【答案】C
【详解】A.根据闭合电路的欧姆定律有得故A错误;B.电动机的输入功率故B错误;C.电源的输出功率故C正确;D.电动机的热功率电动机的输出功率为故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐八一中学·期中)如图所示,小型直流电动机(其线圈内阻为r = 1.5 Ω)与规格为“6 V 6 W”的小灯泡并联,再与阻值为R = 2 Ω的电阻串联,然后接至电源电动势为12 V,内阻r0 = 1 Ω的电源上,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机消耗的电功率P;
(3)电动机的效率。
【答案】(1)2 A (2)6 W (3)75%
【讲解】(1) 通过电阻R的电流解得(2) 灯泡正常发光,则通过灯泡的电流通过电动机的电流电动机消耗的电功率(3) 电动机线圈内阻的热功率电动机的输出功率由电动机的效率
3.(2025-2026高二上·新疆·期中)如图所示电路,电源电动势为,内阻,电阻,。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压,线圈电阻,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机消耗的电功率;
(3)电动机正常工作时输出的机械功率。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 根据闭合电路欧姆定律,总电动势满足其中为干路电流(即流过电源的电流),代入数据整理得
(2) 并联部分的电压流过电阻的电流为故流过电动机的电流为电动机消耗的电功率
(3) 根据能量守恒,电动机输出机械功率等于输入功率减去线圈内阻的热功率,即代入数据解得
4.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第八中学·期中)某农场为了方便将粮食运送到一定高度的仓库,设计了一个小型运粮装置,其工作原理可简化为如图所示的电路图,电源电动势、内阻,定值电阻R的阻值为40Ω,M为电动机。闭合开关S,稳定后,理想电流表A的示数,电动机带动质量的一袋粮食以速度匀速上升,重力加速度。求
(1)定值电阻R两端的电压;
(2)电动机的机械效率;
(3)电动机线圈的内阻。
【答案】(1)100V (2)80% (3)
【讲解】(1) 电动机与定值电阻并联,根据闭合电路欧姆定律可知定值电阻R两端电压为
(2) 通过R的电流为根据并联电路规律可知电动机的工作电流为电动机的输入功率为电动机的输出功率为电动机的机械效率为
(3) 电动机线圈的发热功率为则电动机线圈的内阻为
5.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐六校·期中)鲁能巴蜀中学某实验小组同学利用电动机提升重物的示意图如下。已知电源电动势,电源内阻,电动机线圈电阻,定值电阻,重物质量,当电动机匀速提升重物时,理想电压表的示数,不计空气阻力和摩擦,取。求:
(1)当电动机匀速提升重物时,流经电源的电流;
(2)重物匀速上升时的速度大小;
(3)由于某同学使用不当,致使电动机被卡住而无法转动,求此时电动机的热功率。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 当电动机匀速提升重物时,流过电源的电流
(2) 由题可知,电动机两端的电压则电动机的电功率热功率则电动机的输出功率代入数据解得
(3) 电动机被卡住后成为纯电阻,此时电路中的电流为此时电动机的热功率为
6.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐六校·期中)小型直流电动机(其线圈内阻为r=1Ω)与规格为“4V,4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=4Ω的电阻串联,然后接至U=10V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,取g=10m/s2,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率;
【答案】(1)0.5A (2)1.75W
【讲解】(1) 流经灯泡的电流流经电阻R的电流流经电动机的电流
(2) 电动机消耗的总功率电动机产生的热功率电动机输出功率
7.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐实验学校-11月·期中)如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕线的电阻,求:
(1)电路的总电流I;
(2)内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率.
【答案】(1)2A (2)3.6J (3)5.64W
【讲解】(1) 由题意知,并联部分电压内电压电路的总电流
(2) 流过灯泡的电流流过电动机的电流内电动机产生的热量
(3) 电动机的总功率电动机热功率电动机的机械功率
8.(2025-2026高二上·新疆乌鲁木齐第一中学·期中)小明同学晚上坐电动汽车回家时看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。小明同学以儿童电动汽车为模型来研究这个现象。儿童电动汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知电源电动势为10V,内阻为2Ω,电动机线圈电阻为1Ω。先闭合S1车灯接通,电动机未启动时,电流表示数为1A,再闭合S2电动机启动后,电流表示数为3A,电流表为理想电表,车灯的电阻视为不变。求:
(1)车灯电阻R;
(2)电动机启动后,电动机的输出功率。
【答案】(1)8Ω (2)3.75W
【讲解】(1) 车灯接通,电动机未起动时,由闭合电路欧姆定律有得车灯电阻
(2) 电动机启动后,路端电压U=E-I2r=4V通过电动机的电流电动机的功率电动机线圈消耗的热功率电动机的输出功率
试卷第1页,共3页
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专题04恒定电流
考点1电路的基本概念及规律
1.【答案】Cc
2.【答案】BD
3.【答案】ACD
4.【答案】CD
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】D
9.【答案】A
10.【答案】①A
②错误
③1、3、1
④电阻率与材料的种类有关
⑤
镍铬合金
⑥大
⑦0.5
⑧B
考点2电容器的充放电现象
1.【答案】(1)正电
(2)减小
(3)①变大
②d→c
2.【答案】(1)①正
②由B到A
(2)1.1×103
(3)BD
3.【答案】(1)1
(2)BD
(3)正电荷
(4)由b到a
(5)
4.7×104
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考点3闭合电路欧姆定律及应用
1.【答案】BD
2.【答案】C
3.【答案】AB
4.【答案】6V,12
5.【答案】(1)0.75W(②)6V
(3)1.5W
6.【答案】(1)AC、BC;(2)32,122:3)8V,12
7.【答案】(1)6.0V,122
(2)32
(3)10.82
考点4动态电路分析
1.【答案】AC
2.【答案】CD
3.【答案】B
4.【答案】D
5.【答案】BC
6.【答案】c
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】A
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考点5含电动机的电路分析
1.【答案】C
2.【答案】(1)2A
(2)6W
(3)75%
3.【答案】(1)
(2
91W
5411W
3
30
(3)
1800
8
4.【答案】(1)100V
(2)80%
(3)
5.【答案】(1)5A
(2)0.55m/s
(3)300W
6.【答案】(1)0.5A
(2)1.75W
7.【答案】(1)2A
(2)3.6J
(3)5.64W
8.【答案】(1)8
(2)3.75W
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