第四單元 電路基本知識(shí)


(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)


一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確．)


1．有一只電熨斗，內(nèi)部電路如圖甲所示，其中M為旋鈕的內(nèi)部接線端子，旋鈕有“高”“中”“低”“關(guān)”四個(gè)擋，每個(gè)擋內(nèi)部接線有如圖乙中所示的四種方式，下列判斷中正確的是( )





A．a(chǎn)方式為“高”擋 B．b方式為“低”擋


C．c方式為“關(guān)”擋 D．d方式為“中”擋


2．現(xiàn)標(biāo)有“110 V 40 W”的燈泡L1和標(biāo)有“110 V 100 W”的燈泡L2及一只最大阻值為500 Ω的滑動(dòng)變阻器R，將它們接在220 V的電路中，在如圖所示的幾種接法中，最合理的是( )





3.圖甲為測量某電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U－I圖線．用此電源與三個(gè)阻值均為3 Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8 V．則該電路可能為圖乙中的( )








4．一個(gè)微型直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動(dòng)機(jī)恰好能正常工作，則( )


A．電動(dòng)機(jī)消耗的總功率為EI B．電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為eq \f(U2,R)


C．電源的輸出功率為EI D．電源的效率為1－eq \f(Ir,E)


5．如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則( )





A．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小 B．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大


C．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小 D．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大


6．如圖所示，燈泡L1、L2原來都正常發(fā)光，在兩燈突然熄滅后，用電壓表測得c、d間電壓比燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓高，故障的原因可能是(假設(shè)電路中僅有一處故障)( )





A．a(chǎn)、c間斷路 B．c、d間斷路


C．b、d間斷路 D．b、d間短路


7．如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是( )





A．電阻R3消耗功率變大


B．電容器C上的電荷量變大


C．燈L變暗


D．R1兩端的電壓變化量的絕對(duì)值小于R2兩端的電壓變化量的絕對(duì)值


二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題意．)


8．已知磁敏電阻在沒有磁場時(shí)電阻很小，有磁場時(shí)電阻變大，并且磁場越強(qiáng)阻值越大．為探測磁場的有無，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖所示電路，電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r不變，在沒有磁場時(shí)調(diào)節(jié)變阻器R使燈泡L正常發(fā)光．若探測裝置從無磁場區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場區(qū)，則( )





A．燈泡L變亮 B．燈泡L變暗


C．電流表的示數(shù)變小 D．電流表的示數(shù)變大


9．在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2、L3為三只相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示．當(dāng)開關(guān)閉合后，下列判斷正確的是( )





A．燈泡L1的電阻為12 Ω


B．通過燈泡L1的電流為燈泡L2的電流的2倍


C．燈泡L1消耗的電功率為0.75 W


D．燈泡L2消耗的電功率為0.30 W


10．滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下列說法中正確的是( )





A．若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的阻值增大


B．若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值減小


C．將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱


D．將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入三個(gè)接線柱


11.某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系上，如圖中的a、b、c所示，以下判斷正確的是( )





A．直線a表示電源的總功率PE－I圖線


B．曲線c表示電源的輸出功率PR－I圖線


C．電源的電動(dòng)勢E＝3 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω


D．電源的最大輸出功率Pm＝2 W


12.如圖所示連接的電路中，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)增大ΔU，已知電源的內(nèi)阻不能忽略，用I1、I2分別表示流過R1、R2的電流，ΔI1、ΔI2分別表示流過R1、R2的電流的變化量，U1、U2分別表示R1、R2兩端的電壓．則下列說法正確的是 ( )





A．ΔI1>0，且ΔI1＝eq \f(ΔU,R1)


B．U2減小，且ΔU2＝ΔU


C．I2減小，且ΔI2R2，由串、并聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)可知A、D中L1、L2一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光，雖然B、C能使L1、L2同時(shí)正常發(fā)光，但B中P總＝2(P1＋P2)，C中P總＝2P2，故選C.


3．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870051] 【解析】選B.由題圖甲可知電源電動(dòng)勢為6 V，電源內(nèi)阻為r＝eq \f(6－4,4) Ω＝0.5 Ω.對(duì)A圖，I＝eq \f(E,R外＋r)＝eq \f(6,1.5) A＝4 A ，U＝IR外＝4 V；對(duì)B圖，I＝eq \f(E,R外＋r)＝2.4 A ，U＝IR外＝4.8 V；對(duì)C圖，I＝eq \f(E,R外＋r)＝0.63 A，U＝5.67 V；對(duì)D圖，I＝eq \f(E,R外＋r)＝1.2 A，U＝5.4 V．故B項(xiàng)正確．


4．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870052] 【解析】選D.電動(dòng)機(jī)消耗的總功率應(yīng)該用P＝IU來計(jì)算，所以總功率為IU，所以A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率應(yīng)該用P＝I2R來計(jì)算．所以熱功率P＝I2R，所以B錯(cuò)誤；電源的輸出功率等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率，得P出＝UI，故C錯(cuò)誤；電源的總功率為IE，內(nèi)部發(fā)熱的功率為I2r，所以電源的效率為eq \f(IE－I2r,IE)＝1－eq \f(Ir,E)，所以D正確．


5．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870053] 【解析】選B.S斷開，相當(dāng)于電阻變大，總電流減小，故路端電壓增大，V的讀數(shù)變大，把R1歸為內(nèi)阻，則R3兩端的電壓也增大，流過R3的電流也增大，A的讀數(shù)變大．


6．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870054] 【解析】選B.因電路中L1、L2、R及電源串聯(lián)，電路中只有一處故障且兩燈不亮，電路中必是斷路，故D錯(cuò)誤．電路中無電流，但c、d間電壓升高，是因?yàn)閏、d間斷路，c、d兩點(diǎn)分別與電源正、負(fù)極等電勢．故正確答案為B.


7．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870055] 【解析】選A.滑動(dòng)變阻器R2的滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，R2的阻值變小，電路中的總電流變大，路端電壓變小，通過R3的電流變小，故R3消耗的功率變小，A錯(cuò)誤；流過R1中的電流變大，則R1兩端的電壓變大，即電容器兩端的電壓也變大，故電容器上電荷量變大，B正確；而燈L兩端的電壓變小，故燈L變暗，C正確；由于路端電壓變小，故R1兩端的電壓變化量的絕對(duì)值小于R2兩端的電壓變化量的絕對(duì)值，D正確．


8．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870056] 【解析】選AC.探測裝置進(jìn)入強(qiáng)磁場區(qū)以后磁敏電阻阻值變大，回路總電阻變大，總電流變小，電流表示數(shù)變小，電源內(nèi)阻分壓變小，路端電壓變大，燈泡L變亮，正確選項(xiàng)為A、C.


9．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870057] 【解析】選ACD.由于電源電動(dòng)勢為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，所以當(dāng)開關(guān)閉合后，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加在小燈泡兩端的電壓應(yīng)為3.0 V，由小燈泡的伏安特性曲線可以看出當(dāng)電壓為3.0 V時(shí)，流過小燈泡的電流為0.25 A，由此求得燈泡L1的電阻為12 Ω.由P＝UI可以求得燈泡L1消耗的電功率為0.75 W，選項(xiàng)A、C正確．L2、L3兩端的總電壓為3 V，所以流過L2、L3的電流為0.20 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．L2、L3的功率為P＝UI＝0.30 W，選項(xiàng)D正確．


10．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870058] 【解析】選AD.若將a、c兩端連在電路中，aP部分將連入電路，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長度變長，變阻器接入電路中的阻值將增大，A正確．若將a、d兩端連在電路中，也是aP部分將連入電路，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，該部分的導(dǎo)線長度變長，變阻器接入電路中的阻值將增大，B錯(cuò)誤．A、B兩個(gè)選項(xiàng)中均為限流式接法，可見在限流式接法中，a、b兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，C錯(cuò)誤．在滑動(dòng)變阻器的分壓式接法中，a、b兩個(gè)接線柱必須接入電路，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)接入電路即可，D正確．


11．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870059] 【解析】選AD.電源的總功率PE＝EI，直線a表示電源的總功率PE－I圖線，選項(xiàng)A正確．電源的輸出功率PR＝UI＝(E－Ir)I＝EI－I2r，曲線b表示電源的輸出功率PR－I圖線，曲線c表示電源內(nèi)阻消耗的功率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由直線a的斜率可得電源的電動(dòng)勢E＝4 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．當(dāng)I＝1 A時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm＝2 W，選項(xiàng)D正確．


12．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870060] 【解析】選AC.R1是定值電阻，電壓表V的示數(shù)增大ΔU的過程，通過R1的電流增加，增加量ΔI＝eq \f(ΔU,R1)，故A正確；電壓表V的示數(shù)增大，電阻箱電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流減小，R2兩端電壓減小，路端電壓增大，則R2兩端電壓減少量一定小于ΔU，故B錯(cuò)誤；由歐姆定律得：通過R2的電流的減少量一定小于eq \f(ΔU,R2)，故C正確；電壓表示數(shù)增加，R2電壓減小，路端電壓增加量一定小于ΔU，故D錯(cuò)誤．


13．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870061] 【解析】題圖中的兩個(gè)支路分別為純電阻電路(電爐)和非純電阻電路(電動(dòng)機(jī))．在純電阻電路中可運(yùn)用歐姆定律I＝eq \f(U,R)直接求出電流的大小，而非純電阻電路中的電流只能運(yùn)用干路和支路中電流的關(guān)系求出．在非純電阻電路中，電功大于電熱，兩者的差值才是有用功．根據(jù)歐姆定律，通過電爐的電流為I1＝eq \f(U,R)＝eq \f(100,10) A＝10 A.


根據(jù)并聯(lián)電路中的干路電流和支路電流的關(guān)系，則通過電動(dòng)機(jī)的電流為I2＝30 A－I1＝20 A.


電動(dòng)機(jī)的總功率為P＝UI2＝100×20 W＝2×103 W.


因發(fā)熱而損耗的功率為P′＝Ieq \\al(2,2)·r＝0.4×103 W.


電動(dòng)機(jī)的有用功率(機(jī)械功率)為P″＝P－P′＝1.6×103 W，電動(dòng)機(jī)通電1 min做的有用功為W＝P″t＝1.6×103×60 J＝9.6×104 J.


【答案】20 A 9.6×104 J


14．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870062] 【解析】(1)題圖乙中AB延長線交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處，所以電源的電動(dòng)勢為E＝20 V


內(nèi)阻r＝eq \f(E,I短)＝20 Ω.


(2)當(dāng)P滑到R3的右端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)題圖乙中的B點(diǎn)


即U2＝4 V、I2＝0.8 A


得R2＝eq \f(U2,I2)＝5 Ω.


(3)當(dāng)P滑到R3的左端時(shí)，由題中圖乙知此時(shí)U外＝16 V，I總＝0.2 A


所以R外＝eq \f(U外,I總)＝80 Ω


因?yàn)镽外＝eq \f(R1R3,R1＋R3)＋R2


所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3＝300 Ω.


【答案】(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω


15．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870063] 【解析】閉合開關(guān)S時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q1＝C1U2＝C1Eeq \f(R2,R1＋R2)＝30×10－6×10×eq \f(6.0,4.0＋6.0) C＝1.8×10－4 C，Q2＝0.


斷開開關(guān)S后，兩電容器所帶電荷量分別為


Q1′＝C1E＝30×10－6×10 C＝3.0×10－4 C，


Q2′＝C2E＝30×10－6×10 C＝3.0×10－4 C.


所以斷開S后流過R1的電荷量為


ΔQ＝Q1′＋Q2′－Q1＝4.2×10－4 C.


【答案】4.2×10－4 C


16．[導(dǎo)學(xué)號(hào)66870064] 【解析】(1)設(shè)干路電流為I，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理I2＝eq \f(R3,R2＋R3)I，外電路的總電阻R＝R1＋eq \f(R2R3,R2＋R3)，由閉合電路歐姆定律得I＝eq \f(E,R＋r).由以上各式求得R3＝30 Ω.


(2)設(shè)阻值為R3′時(shí)，它消耗的功率最大為P3，此時(shí)外電路總電阻為R′＝R1＋eq \f(R2R3′,R2＋R3′)，干路電流I′＝eq \f(E,R′＋r)，I3′＝eq \f(R2,R2＋R3′)I′，P3＝I′eq \\al(2,3)·R3′.由以上各式得：P3＝eq \f(362·R3′,25（R′eq \\al(2,3)＋12R3′＋36）)＝eq \f(362,25\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(R3′＋\f(36,R3′)＋12))).當(dāng)eq \f(36,R3′)＝R3′時(shí)，消耗的功率最大，即R3′＝6 Ω.


(3)設(shè)阻值為R3″時(shí)，電源輸出功率最大為Pm，Pm＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R＋r)))eq \s\up12(2)R.當(dāng)外電路的總電阻R＝r時(shí)，電源輸出功率最大．因R＞r，所以，當(dāng)R越接近r時(shí)輸出功率越大．故只有當(dāng)R3″＝0時(shí)，R最接近r，此時(shí)電源輸出功率最大．


【答案】(1)30 Ω (2)6 Ω (3)0


題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案

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