一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常
发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论中正确
的是( )
A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙
C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲
2.如图所示是一实验电路图.在滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是( )[Ks5u.com]
A.路端电压变小
B.电流表的示数变大
C.电源内阻消耗的功率变小
D.电路的总电阻变大
3.(2012·石家庄模拟)如图,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是( )
A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
4.(易错题)如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R3断路 B.R1短路
C.R2断路 D.R1、R2同时短路
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)
5.(易错题)如图,电源的内阻不可忽略,已知定值电阻R1=10 Ω,R2=8 Ω,当开关S接位置1时,电流表的示数为0.20 A.那么当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )
A.0.24 A B.0.25 A
C.0.22 A D.0.19 A
6.(2012·汕尾模拟)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相同,阻值均为R,电压表为理想电表,K为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时( )
A.电压表读数将变大
B.L1亮度不变,L2将变亮
C.L1将变亮,L2将变暗
D.电源的内阻损耗的功率将变大[Ks5u.com]
7.(2012·西城区模拟)用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线,由图可知( )[Ks5u.com]
A.电池电动势的测量值为1.40 V
B.电池内阻的测量值为3.50 Ω
C.外电路发生短路时的电流为0.40 A
D.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I′=0.20 A
8.(预测题)如图所示,电源内阻不可忽略,已知R1为半导体热敏电阻,已知热敏电阻的阻值随温度的升高而变小,R2为锰铜合金制成的可变电阻,当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时,可能的原因是( )
A.R1的温度逐渐降低 B.R1受到可见光的照射
C.R2的阻值逐渐增大 D.R2的阻值逐渐减小
9.(创新题)如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则( )
A.电容器中的电场强度将增大
B.电容器上的电荷量将减少
C.电容器的电容将减少[高考资源网]
D.液滴将向下运动
三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
10.(16分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻r=1.0 Ω.电阻R1=10 Ω,R2=10 Ω,R3=30 Ω,R4=35 Ω;电容器的电容C=100 μF.电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量.
11.(20分)在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当电键K接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当电键K接b时,电压表示数为4.5 V,试求:
(1)电键K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)当电键K接c时,通过R2的电流.
答案解析
1.【解析】选B.设各灯泡正常工作时的电流为I,则甲电路的总电流为I甲=3I,乙电路的总电流为I乙=I,所以由P=UI得P甲=3P乙,应选B.
2.【解析】选A.滑动触头由a滑向b的过程中,总电阻变小,D错误;干路电流变大,路端电压变小,A正确;内阻消耗功率变大,C错误;定值电阻R3上电压降低,电流表示数变小,B错误.
【变式备选】(双选)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和
ΔU2,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2[Ks5u.com]
【解析】选B、D.滑动变阻器的触片P从右端滑到左端,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小.与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大,变亮.与电阻并联的灯泡L3电压降低,变暗.U1减小,U2增大,而路端电压U=U1+U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量,选B、D.
3.【解析】选D.由于电源内阻不能忽略,并联电灯数目增多时,总电阻变小,路端电压变小,故电灯两端的电压变小,D正确.
4.【解析】选C.灯泡A变暗,灯泡B变亮,说明流过灯泡A的电流减小,流过灯泡B的电流增大,若R3断路,电源的路端电压增大,流过灯泡A、B的电流均增大;若R1短路,电源的路端电压减小,流过R3的电流减小,流过灯泡A、B的电流增大;若R2断路,电源的路端电压增大,灯泡A和电阻R1两端的电压减小,电路中的总电流减小,流过R3的电流增大,流过灯泡A的电流减小,灯泡B两端的电压增大,流过灯泡B的电流增大;电阻R1、R2同时短路,灯泡B不亮.正确选项为C.
5.【解析】选A、C.开关接2后,电路的总电阻减小,总电流一定增大,所以不可能是0.19 A,电源的路端电压一定减小,原来路端电压为2 V,所以开关接2后路端电压低于2 V,因此电流一定小于0.25 A.所以A、C选项可能正确.
6.【解析】选B、D.开关在1位置时两灯泡并联后再与R串联,电路总阻值为
R总1=R+R+=R,此时通过L1与L2的电流相同,均为I1=·=,总电流为;开关在2位置时,外电路电阻为R外==,此时干路电流I==,又L1与L2所在的两支路电阻比为2∶1,所以其电流比为1∶2,分别为与,所以B正确C错误;由干路电流增大可知,D正确;干路电流增大会使内阻分压增大,所以外电压将变小,A错误.[高考资源网]
7.【解析】选A、D.由全电路欧姆定律U=E-Ir知当I=0时,U=E,故A正确.U-I直线的斜率表示电源的内阻,则r== Ω=1 Ω,B错误.U轴的电压刻度不是从零开始的,U-I图线的横截距不再表示U=0时的短路电流,而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流是0.4 A,C错误.因为=r=常数,从图中易知=,所以I′=0.20 A,故D正确.
8.【解析】选A、D.灯泡L的亮度变暗,说明流过灯泡的电流减小,其原因可能是R1的阻值增大或R2的阻值减小,半导体热敏电阻阻值随温度的升高而减小,故可能的原因是R1的温度降低或R2的阻值减小,A、D正确,B、C错误.
9.【解析】选B、D.若将滑片向左移动,则R总增大,干路电流减小;R2两端电压减小,因电容器与R2并联,所以电容器两端电压减小,电荷量减少,电场强度减小,液滴将向下运动,故B、D对,A错;由平行板电容器电容C=可知,电容器的电容不变,C错.
10.【解析】由电阻的串、并联公式,得闭合电路的总电阻为R=+r
(3分)
由欧姆定律得,通过电源的电流I= (2分)
电源的路端电压U=E-Ir (3分)
电阻R3两端的电压U′=U (3分)
通过R4的总电量就是电容器的电量Q=CU′ (3分)
由以上各式并代入数据解得Q=2.0×10-4 C (2分)
答案:2.0×10-4 C
【总结提升】含电容器电路的分析与计算
1.电路的简化:电路稳定时,可以把电容器处的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上
2.电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,但电容器两端可能出现电势差
3.电压变化带来的电容器的变化:电路的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化
4.应注意的问题:当电路通路时,并联在电源两端的电容器两端的电压不等于电源的电动势,而等于路端电压
11.【解析】(1)K接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式P=I2R可得通过电源电流
I1==1 A (2分)
再根据P=
电源两端电压U1==4 V (3分)
(2)K接a时,有E=U1+I1r (2分)
K接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6 Ω (1分)
通过电源电流I2==0.75 A (2分)
这时有:E=U2+I2r (2分)
解得:E=6 V,r=2 Ω (2分)
(3)当K接c时,R2、R3并联,
R23==2 Ω (1分)
R总=R1+r+R23=6 Ω (2分)
总电流I3=E/R总=1 A (1分)
通过R2的电流I′=I3=0.5 A (2分)
答案:(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
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