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浙江省2020版高考物理复习第17讲部分电路及其规律夯基提能作业本

第17讲部分电路及其规律

A组基础题组

1.(2018浙江11月选考,1,3分)下列物理量属于标量的是( )

A.速度

B.加速度

C.电流

D.电场强度

答案 C 电流是标量。常见的矢量有位移,速度,加速度,电场强度,磁感应强度。

2.(2017浙江11月选考,12,3分)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这些电器一天消耗的电能约为( )

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A.6.1×103 W

B.6.1×103 J

C.2.2×104 W

D.2.2×107 J

答案 D 每天消耗的电能为W=2 kW×1 h+1.2 kW×3 h+0.1 kW×2 h+0.016 kW×4 h+0.009 kW×24 h=6.08 kW·h=2.2×107 J。

3.一个小灯泡,当它两端的电压在3 V以下时,电阻等于15 Ω不变;当它两端的电压增大到4 V时,钨丝温度明显升高,它的电阻为16 Ω;当电压增大到5 V时,它的电阻为18 Ω。它在0~5 V电压范围内的伏安特性曲线与下列哪个图像相符( )

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答案 B 电压在0~3 V范围内小灯泡的电阻不变,则I-U图线是过原点的直线,当电压为3 V时,电流为I1= A=0.2 A;当它两端的电压增大到4 V时,钨丝温度明显升高,电阻增大,I-U图线是曲线,电压为4 V

时,电流为I2= A=0.25 A;电压为5 V时,电流为I3= A≈0.28 A。画出0~5 V电压范围内的伏安特性曲线如题图B所示。

4.(2016浙江10月选考,9,3分)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水柱长为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻变为( )

A.R

B.R

C.R

D.R

答案 D 本题考查对电阻定律的理解。由于总体积不变,设l1=40 cm长时的横截面积为S,则长度变为l2=50 cm后,横截面积S'=S,根据电阻定律公R=ρ,R'=ρ,两式联立得R'=R,选项D正确。

5.有一段长1 m的电阻丝,电阻为10 Ω,现把它均匀拉伸到长为5 m,则电阻变为( )

A.10 Ω

B.50 Ω

C.150 Ω

D.250 Ω

答案 D 电阻丝无论怎样拉长其体积不变,但随着长度增加,截面面积在减小,即满足V=Sl关系式。把电阻丝由1 m均匀拉伸到5 m时,截面面积变成原来的,由电阻定律公式R=ρ可知电阻变成原来的25倍,D 正确。

6.(2016浙江10月选考,11,3分)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人( )

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A.额定工作电流为20 A

B.充满电后最长工作时间为2 h

C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C

D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J

答案 C 根据P=UI可知,额定电流应该为2 A,选项A错。电源的容量为20 A·h,即以额定电流2 A工作时,能够工作的最长时间为10 h,选项B错误。电源充满电后的总电荷量为Q=It=20×3 600 C=7.2×104 C,选项C正确。以额定电流工作时,机器人的功率为48 W,即每秒消耗能量48 J,选项D错误。

7.一只“220 V 1 210 W”的特制金属灯丝灯泡与电流表串联,并将它们接到40 V的直流电源上,电流表的读数是以下的哪个值( )

A.等于1 A

B.大于1 A

C.小于1 A

D.无法确定

答案 B 首先根据R=算出灯泡额定电压下的电阻,再根据I=算出电压为40 V时电流为1 A,但灯泡的电阻随电压增大而增大,所以40 V时的电阻要小于220 V时的电阻,故电流大于1 A,选B。

8.先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻阻值R x,已知两电路的路端电压相等且恒定不变,若按图甲所示电路测得电压表示数为6 V,电流表示数为2 mA,电压表、电流表的连接会对电路产生影响。那么按图乙所示电路测得的结果应有( )

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A.电压表示数为6 V,电流表示数为2 mA

B.电压表示数为6 V,电流表示数小于2 mA

C.电压表示数小于6 V,电流表示数小于2 mA

D.电压表示数小于6 V,电流表示数大于2 mA

答案 D 图甲所示电路中,电压表示数为6 V,电流表示数为2 mA,说明U=6 V。

在图乙所示电路中,U=6 V,电压表与R x并联后与电流表串联,由于电流表的分压,电压表与R x并联部分电压小于U,即电压表示数小于6 V。又由于电压表与R x并联的电阻小于R x,外电路总电阻小于电流表与待测电阻R x串联的总电阻,则干路中电流大于图甲中电流表的读数,即大于2 mA。

9.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( )

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A.电热丝的电阻为55 Ω

B.电动机线圈的电阻为Ω

C.当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J

D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J

答案 A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P=1 000 W-120 W=880 W,每秒钟消耗的电能为880 J,对电热丝,由P=得电热丝的电阻为R==Ω=55 Ω,选项A正确,选项C错误;由题给条件无法计算电动机线圈的电阻,选项B错误;当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J,选项D错误。

10.用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联和并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )

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A.图(a)中的A1、A2的示数相同

B.图(a)中的A1、A2的指针偏角相同

C.图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同

D.图(b)中的A1、A2的指针偏角相同

答案 B 大量程电流表是小量程电流表并联一适当的分流电阻改装而成的。当A1、A2并联时,由于A1、A2的电阻不同,通过A1、A2的电流不等,A1、A2的示数不同,但通过每个小量程电流表的电流相同,故指针偏角相同,A错,B对。当A1、A2串联时,通过A1、A2的电流相等,故示数相同,但A1、A2的量程不同,故指针偏角不同,C、D均错。

B组提升题组

1.铅蓄电池的电动势为2 V,内阻不为零,以下说法中错误的是( )

A.电路中每通过1 C电荷量,铅蓄电池能把2 J的化学能转化为电能

B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大

C.电路中每通过1 C电荷量,铅蓄电池内部非静电力做功为2 J

D.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的强

答案 B 由W=UIt=UQ=2×1 J=2 J,可知A正确;电动势的大小由电源将其他形式的能转化为电能的能力大小决定,与体积无关,故B错误;电路中每通过1 C电荷量时,铅蓄电池内部非静电力做功为2 J,故C正确;电动势的大小表示电源将其他形式的能转化为电能的能力大小,故D正确。

2.某用电器距离供电电源距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的损失电压不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电线的横截面积最小值是( )

A. B. C. D.

答案 B 设输电线的电阻为R,由欧姆定律可得U=IR,由电阻定律有R=ρ,联立可得S=,故B正确,A、C、D错误。

3.(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量均为q,此时电子定向移动的速率为v,则在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )

A.nvSΔt

B.nvΔt

C.Δ

D.Δ

答案AC 根据电流定义可知,在Δt时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt,所以在这段时间内通过的自由电子数为N==Δ,所以C对,D错;由于自由电子定向移动速率是v,在时间Δt内,位于以某横截面为底,长l=vΔt这段导线内的自由电子都能通过横截面,V=Sl=SvΔt,总的自由电子数N=nV=nSvΔt,A对,B错。

4.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去,将剩余部分均匀再拉长至L,则导线电阻变为( )

A.-

B.

C.

-

D.nR

答案 C 根据电阻决定式R=ρ,截去之后再拉长至L,长度没有变化,横截面积变为原来的-,则电阻变为

R'=ρ

-=

-

ρ=

-

R。故选C。

5.如图所示,图线①表示的导体电阻为R1,图线②表示的导体电阻为R2,则下列说法正确的是( )

浙江省2020版高考物理复习第17讲部分电路及其规律夯基提能作业本

A.R1∶R2=1∶3

B.R1∶R2=3∶1

C.将R1与R2串联后接于电源上,则流过两电阻电流之比为1∶3

D.将R1与R2并联后接于电源上,则流过两电阻电流之比为1∶3

答案 A 在I-U图像中,R=,由图像可知,k1=1,k2=,所以R1∶R2=1∶3,选项A正确,B错误;R1、R2串联后接于电源上,流过两电阻的电流相等,选项C错误;R1、R2并联后接于电源上,流过两电阻电流之比==,选项D错误。

6.锂电池能量密度高、绿色环保。现用充电宝为一手机锂电池(图甲)充电,等效电路如图乙所示,充电宝的输出电压为U,输出电流为I,该锂电池的内阻为r,则( )

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A.充电宝输出的电功率为UI+I2r

B.电能转化为化学能的功率为UI

C.锂电池产生的热功率为I2r

D.锂电池产生的热功率为

答案 C 充电宝的输出功率为UI,锂电池的热功率为I2r,则电能转换为化学能的功率为UI-I2r,≠I2r,故C正确。

7.图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V。已知电流表的内阻R g为500 Ω,满偏电流I g为1 mA,则电阻R1、R2的值( )

浙江省2020版高考物理复习第17讲部分电路及其规律夯基提能作业本

A.9 500 Ω90 000 Ω

B.90 000 Ω9 500 Ω

C.9 500 Ω9 000 Ω

D.9 000 Ω9 500 Ω

答案 A 接a、b时电流表串联R1,由串联电路特点有R总=R1+R g=,R1=-R g=9 500 Ω。接a、c时电流表串联R1、R2,同理有R总'=R1+R2+R g=,R2=-R g-R1=90 000 Ω。

8.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为相同规格的三个小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示,当开关闭合后,下列判断正确的是( )

浙江省2020版高考物理复习第17讲部分电路及其规律夯基提能作业本

A.灯泡L1的电阻为12 Ω

B.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W

C.通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2电流的2倍

D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W

答案ABD 当开关闭合后,灯泡L1的电压U1=3 V,由题图读出其电流I1=0.25 A,则灯泡L1的电阻R1==12 Ω,功率P1=U1I1=0.75 W,故A、B正确;灯泡L2、L3串联,电压U2=U3=1.5 V,由题图读出其电流I2=I3=0.20 A,灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5 V×0.20 A=0.30 W,故D正确,C错误。

9.定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω,在电路中所消耗的电功率的最大值分别为10 W、10 W、2 W,现将这三个电阻按照如图所示的方式连接,则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )

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A.22 W

B.12 W

C.15 W

D.16 W

答案 B 由题意知R1=R2=R3=2 Ω,P1=10 W,P2=10 W,P3=2 W,首先分析两个并联电阻R2、R3所允许的最大消耗功率。因为R2与R3并联,则两端电压相等,由公式P=知,R2与R3所消耗的功率一样。已知R2与R3本身允许的最大功率分别是10 W和2 W,所以R2、R3在该电路中的最大功率都是2 W,否则会超过R3的最大功率。再分析R1在电路中允许的最大功率。把R2与R3看成一个并联电阻R',则电路就是R1与R'串联,而串联电路所流过的电流一样,再由P=I2R知,R1与R'所消耗的功率之比为R1∶R',R2与R3的并联阻值R'=,即=2,所以R1消耗的功率是并联电阻R'的两倍,则R1的功率是2×4 W=8 W<10 W,所以总功率最大为2 W+2 W+8 W=12 W。

10.(多选)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )

浙江省2020版高考物理复习第17讲部分电路及其规律夯基提能作业本

A.电动机的内电阻为2 Ω

B.电动机的内电阻为7.5 Ω

C.电动机的输出功率为30 W

D.电动机的输出功率为22 W

答案AD 当调节滑动变阻器R,使电动机不转动,此时将电动机视为纯电阻,R0==2 Ω,选项A正确,B错误;当电动机正常工作时,电动机的输出功率为P出=UI-I2R0=22 W,选项C错,D正确。