新高考物理考试易错题易错点18电路的基本概念和规律附答案
高考物理一轮复习专项训练—电路的基本概念及规律(含解析)

高考物理一轮复习专项训练—电路的基本概念及规律(含解析)1.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示,以下关于导体的电阻说法正确的是()A .B 点对应的电阻为12ΩB .B 点对应的电阻为40ΩC .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了9Ω2.(2023·浙江省模拟)在我国边远乡村的电路上常用熔断保险丝.当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断,及时切断电源,保障用电设备和人身安全.经测量,有一段电阻为R 、熔断电流为2A 的保险丝,直径约0.5毫米.若将这段保险丝对折后绞成一根,那么保险丝的电阻和熔断电流将变为()A.14R 、4A B.12R 、4A C.14R 、0.5A D.12R 、1A 3.电阻R 1、R 2的I -U 图像如图所示,则下列说法正确的是()A .R 1∶R 2=3∶1B .将R 1与R 2串联后接于电源上,则电压比U 1∶U 2=1∶3C.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3D.将R1与R2并联后接于电源上,则功率比P1∶P2=1∶34.一车载加热器(额定电压为24V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为P ab、P ac、P bc,则()A.P ab>P bc B.P ab=P acC.P ac=P bc D.P ab<P ac5.(2020·全国卷Ⅰ·17)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压U C.如果U C随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压U R随时间t变化的图像中,正确的是()6.如图所示,同种材料制成且厚度相等的长方体合金块A和B,上表面为正方形,边长之比为2∶1.A、B分别与同一电源相连,电源内阻忽略不计,则()A.通过A、B的电流之比为2∶1B .通过A 、B 的电流之比为1∶2C .A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为2∶1D .A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为1∶27.(2023·湖北恩施市模拟)如图所示为示波器衰减电路的示意图,ab 之间为信号电压的输入端,cd 为衰减电路的输出端,P 是和衰减旋钮固连在一起的开关,R 1、R 2、R 3、R 4为四个定值电阻,当P 接通1时电压没有被衰减,当P 分别接通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍、1000倍(即输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001),若某个示波器的衰减电路中,R 4=1Ω,不计导线电阻,则其他电阻的阻值分别为()A .R 1=900Ω,R 2=90Ω,R 3=9ΩB .R 1=999Ω,R 2=99Ω,R 3=9ΩC .R 1=10Ω,R 2=100Ω,R 3=1000ΩD .R 1=1000Ω,R 2=100Ω,R 3=10Ω8.一根横截面积为S 的铜导线,通过电流为I .已知铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M ,电子电荷量为e ,阿伏加德罗常数为N A ,设每个铜原子只提供一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动速率为()A.MI ρN A Se B.MIN A ρSe C.IN AMρSe D.IN A SeMρ9.(多选)(2023·福建省厦门一中模拟)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100Ω,下列说法正确的是()A.由甲图可知,该表头满偏电流I g=2mAB.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为9VΩ,R2=10ΩC.乙图中R1=109D.乙图中R1=5Ω,R2=45Ω10.在图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0V,内阻不计,灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是()A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍B.灯泡L1的电阻为7.5ΩC.灯泡L2的电阻为12ΩD.灯泡L3两端的电压为1.5V11.如图所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω.电流表内阻不计,在B、C两点间加上6V的电压时,电流表的示数为()A.0B.1A C.1.5A D.2A12.(多选)恒流源是一种特殊的电源,其输出的电流能始终保持不变;恒压源也是一种特殊的电源,其输出的电压能始终保持不变.图甲所示的电路中电源是恒流源,图乙所示的电路中电源是恒压源,两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时,下列说法中正确的是()A.图甲中R1两端的电压减小B.图乙中R1两端的电压减小C.图甲中流过R2的电流保持不变D.图乙中流过R2的电流保持不变1.B 2.A3.B4.D5.A6.D 7.A8.A [设自由电子定向移动的速率为v ,导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t ,对铜导线研究,每个铜原子只提供一个自由电子,则铜原子数目与自由电子的总数相等,为n =ρS v t M N A ,t 时间内通过导线横截面的电荷量为q =ne ,则电流大小为I =q t =ρS v eN A M,得v =MI ρN A SeB 、C 、D 错误,A 正确.]9.BC[由题图甲可知I g =U R g +R =3100+2.9×103A =0.001A =1mA ,b 的量程为U ′=I g (R g +R +R ′)=0.001×(100+2.9×103+6×103)V =9V ,故A 错误,B 正确;在题图乙中,改装为I 1=10mA =0.01A 电流表时,并联电阻的分流电流为I ′=I 1-I g =10mA -1mA =9mA=0.009A ,分流电阻的阻值为R 1+R 2=I g R g I ′=0.001×1000.009Ω=1009Ω,改装为I 2=100mA =0.1A 电流表时,可得分流电阻的阻值R 1=I g (R g +R 2)I 2-I g,联立解得R 1=109Ω,R 2=10Ω,故D 错误,C 正确.]10.D [灯泡L 2、L 3串联,灯泡规格相同,故电压U 2=U 3=1.5V ,由题图乙读出其电流I 2=I 3=0.20A ,灯泡L 1的电压U 1=3.0V ,由题图乙读出其电流I 1=0.25A ,所以I 1I 2=1.25,故A 错误,D 正确;灯泡L 1的电阻R 1=U 1I 1=12Ω,故B 错误;灯泡L 2的电阻为R 2=U 2I 2=7.5Ω,故C 错误.]11.B [电流表内阻不计,则A 、C 两点相当于用导线连在一起,当在B 、C 两点间加上6V 的电压时,R 2与R 3并联,然后与R 1串联,电流表测量的是通过电阻R 2的电流,等效电路图如图所示.电路中的总电阻R 总=R 1+R 2R 3R 2+R 3=3Ω,干路中的电流为I 总=U R 总=63A =2A ,由于R 2与R 3阻值相等,所以电流表的示数为1A ,B 正确.]12.ABD[题图甲中两个支路的电压始终相等,所以支路电流与电阻成反比,即I2R2=I1(R1+R0),且I1+I2=I是定值,滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时,R0增大,由以上两式可知I1减小,I2增大,R1两端的电压U1=I1R1减小,故A正确,C错误;题图乙中两个支路的电压始终相等且为定值,支路电流与电阻成反比,即I2R2=I1(R1+R0)=U(定值),滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时,R0增大,由上式可知I1减小,I2不变,R1两端的电压U1=I1R1减小,故B、D正确.]。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版):电路的基本概念及规律

考情分析闭合电路欧姆定律及其应用 2022·北京卷·T13 2022·江苏卷·T2 2020·北京卷·T12 2020·江苏卷·T6含容电路的电流和电压2022·北京卷·T9 2020·全国卷Ⅰ·T17电阻定律2020·浙江1月选考·T6 含电动机的电路2019·浙江4月选考·T8测电阻类实验 2022·全国甲卷·T22 2022·全国乙卷·T23 2022·北京卷·T15 2022·广东卷·T12 2022·山东卷·T14 2021·山东卷·T14 2021·浙江6月选考·T18 2021·广东卷·T12 2021·北京卷·T16 2020·全国卷Ⅰ·T22 2018·全国卷Ⅰ·T23 2018·全国卷Ⅲ·T23 实验:测量电源的电动势和内阻 2022·湖北卷·T13 2021·全国乙卷·T23 2021·天津卷·T10 2021·湖南卷·T12 2020·山东卷·T14 2020·浙江7月选考·T18 电表改装 实验:用多用电表测量电学中的物理量 2022·辽宁卷·T11 2022·河北卷·T12 2022·湖南卷·T12 2021·辽宁卷·T12 2019·全国卷Ⅰ·T23 2019·全国卷Ⅲ·T23 2018·全国卷Ⅱ·T22试题情境 生活实践类 家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等 学习探究类 电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量第1讲 电路的基本概念及规律目标要求 1.了解电流的定义及I =qt ,会推导电流的微观表达式.2.理解电阻的概念,掌握电阻定律.3.掌握串并联电路的特点,理解电表改装的原理.4.理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路.考点一 电流的概念及表达式1.电流电荷的定向移动形成电流,I =qt.2.电流形成的条件:导体中有自由电荷;导体两端存在电压.3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.1.由I =qt 可知,I 与q 成正比,与t 成反比.( × )2.虽然电流有方向,但电流为标量.( √ )3.电荷定向移动产生电流,所以电荷的移动速率就是电流的传导速率.( × )电流的三种表达式及其比较公式 适用范围字母含义公式含义 I =q t一切电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量qt反映了I 的大小,但不能说I ∝q 、I ∝1tI =nqS v一切电路n :导体单位体积内的自由电荷数q :每个自由电荷的电荷量 S :导体横截面积 v :电荷定向移动速率从微观上看,n 、q 、S 、v 决定了I 的大小I =U R 金属、电解液U :导体两端的电压 R :导体本身的电阻I 由U 、R 决定,I ∝U 、I ∝1R考向1 公式I =q /t 的应用例1 如图所示,电解池内有一价的电解液,t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1,负离子数是n 2,设元电荷为e ,以下说法中正确的是( )A .当n 1=n 2时电流大小为零B .当n 1<n 2时,电流方向从B →A ,电流大小为I =(n 2-n 1)et C .当n 1>n 2时,电流方向从A →B ,电流大小为I =(n 1-n 2)etD .溶液内电流方向从A →B ,电流大小为I =(n 1+n 2)et答案 D解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同,则溶液内电流方向从A 到B ,t 时间内通过溶液截面S 的电荷量为q =n 1e +n 2e ,则根据电流的定义式可得I =q t =n 1e +n 2e t =(n 1+n 2)e t ,A 、B 、C 错误,D 正确. 考向2 电流的微观表达式例2 在长度为l 、横截面积为S 、单位体积内自由电子数为n 的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场.导体内电荷量为e 的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复,所以我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v (不随时间变化)的定向运动.已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v 成正比,即f =k v (k 是常量),则该导体的电阻应该等于( ) A.kl neS B.kl ne 2S C.kS nel D.kSne 2l 答案 B解析 电子定向移动,由平衡条件得k v =e U l ,则U =k v l e ,导体中的电流I =neS v ,电阻R =U I =klne 2S,选项B 正确. 考点二 欧姆定律及电阻定律1.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. (2)表达式:I =UR.(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导体或半导体元件. 2.对U -I 图像和I -U 图像的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件,b 、c 表示非线性元件.(2)图线b 的斜率不断变小,电阻不断变小;图线c 的斜率不断变大,电阻不断变小. (3)图中R a >R e ,R d <R f .(选填“>”“<”或“=”)(4)对于非线性元件,应根据R =UI 计算某点的电阻,而不是该点切线的斜率(或斜率的倒数).3.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度l 成正比,与它的横截面积S 成反比;导体电阻还与构成它的材料有关. (2)公式:R =ρlS.其中l 是导体的长度,S 是导体的横截面积.ρ是导体的电阻率,其国际单位是欧·米,符号为Ω·m . (3)电阻率①物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性. ②电阻率与温度的关系金属:电阻率随温度升高而增大;负温度系数半导体:电阻率随温度升高而减小;超导体:一些金属和合金在温度低到临界温度时,电阻可以降到0.1.由R =UI 知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比.( × )2.由ρ=RSl知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比.( × )3.电阻率越大,导体对电流的阻碍作用就越大.( × ) 4.U -I 图像斜率的变化反映阻值的变化.( √ )电阻的决定式和定义式的区别公式R =ρl SR =U I区别电阻的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法,并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体考向1 欧姆定律的理解和应用例3 小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为图线在P 点的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,则下列说法中错误的是( )A .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2C .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2-I 1D .对应P 点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM 所围的面积 答案 C解析 由题图可知,U 越大,小灯泡的电阻越大,故A 说法正确;R =UI 中的U 、I 与小灯泡所处状态下的电压、电流相对应,故B 说法正确,C 说法错误;对应P 点,小灯泡的功率P =U 1I 2,与题图中PQOM 所围的面积相等,故D 说法正确.考向2 电阻定律的理解和应用例4 两根材料相同的均匀导线x 和y ,其中x 长为l ,y 长为2l ,串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示,那么x 和y 两导线的电阻之比和横截面积之比分别为( )A .3∶1 1∶6B .2∶3 1∶6C .3∶2 1∶5D .3∶1 5∶1答案 A解析 由题图可知导线x 两端的电压U 1=6 V ,导线y 两端的电压U 2=2 V ,由串联电路特点可知,x 和y 两导线的电阻之比为R 1∶R 2=U 1∶U 2=3∶1,故B 、C 错误;由R =ρlS 可知,x和y 两导线的横截面积之比S 1∶S 2=l R 1·R 22l=1∶6,故A 正确,D 错误.考点三 串、并联电路的特点 电流表、电压表的改装原理串、并联电路的特点串联电路 并联电路 电流 I =I 1=I 2=…=I n I =I 1+I 2+…+I n 电压 U =U 1+U 2+…+U n U =U 1=U 2=…=U n 电阻R =R 1+R 2+…+R n 1R =1R 1+1R 2+…+1R n 功率分配P 1R 1=P 2R 2=…=P n R nP 1R 1=P 2R 2=…=P n R nP 总=P 1+P 2+…+P n1.串联电路的总电阻一定大于其中任一部分电路的电阻.( √ ) 2.并联电路的总电阻一定大于其中某一支路的电阻.( × )3.串联电路中某一电阻增大,总电阻增大,并联电路中某一电阻增大,总电阻减小.( × ) 4.若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后,增大了原电流表的满偏电压.( × )1.串、并联电路的几个推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻. (3)无论是串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大. 2.电表的两种改装的比较改装成大量程电压表改装成大量程电流表内部电路改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R =UI g -R gR =U gI -I g改装后的量程U =I g (R g +R )I =R +R g R I g校准电路例5 如图所示,当电路a 、b 两端接入100 V 电压时,则c 、d 两端输出电压为20 V ;当电路c 、d 两端接入100 V 电压时,则a 、b 两端输出电压为50 V .据此可知R 1∶R 2∶R 3为( )A .4∶2∶1B .2∶1∶1C .3∶2∶2D .1∶1∶2答案 A解析 当a 、b 两端接入电压时,根据欧姆定律得20 V =100 V2R 1+R 2R 2,解得R 1∶R 2=2∶1;当c 、d 两端接入电压时,有50 V =100 V2R 3+R 2R 2,解得R 2∶R 3=2∶1,联立得R 1∶R 2∶R 3=4∶2∶1,故A 正确,B 、C 、D 错误.例6(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示连接法连入电路,则()A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角答案AD解析电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成,并联在电路中,电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同,电流表A1的量程较大,则电流表A1的读数较大,A正确,B错误;电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成,串联在电路中,通过表头的电流相同,故指针的偏转角相同,因V1量程较大,所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数,C错误,D正确.例7如图所示,某学习小组进行电表改装的实验,已知表头内阻为100 Ω,满偏电流为300 mA,使用OA接线柱时它是量程为0~3 A的电流表,使用OB接线柱时它是量程为0~0.6 A 的电流表,使用OC接线柱时它是量程为0~60 V的电压表,则图中的R1=________ Ω,R2=________ Ω,R3=________ Ω.答案208050解析使用OA接线柱时,量程为0~3 A,则有I OA=3 A=I g+I g(R g+R2)R1使用OB接线柱时,量程为0~0.6 A,则有I OB=0.6 A=I g+I g R gR1+R2其中I g=0.3 A,R g=100 Ω联立解得R 1=20 Ω,R 2=80 Ω 使用OC 接线柱时,量程为0~60 V ,则有U OC =60 V =I OB R g (R 1+R 2)R g +R 1+R 2+I OB R 3,解得R 3=50 Ω.考点四 电功、电功率 电热、热功率1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功. (2)公式:W =qU =IUt (适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢. (2)公式:P =Wt =IU (适用于任何电路).3.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比. (2)公式:Q =I 2Rt (适用于任何电路).1.公式W =UIt =U 2R t =I 2Rt 适用于所有电路.( × )2.在非纯电阻电路中P =UI =I 2R +P 其他.( √ )3.焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路.( × ) 考向1 纯电阻电路中的功率例8 如图所示,当AB 间加上电压时,R 1、R 2、R 3三个电阻上消耗的功率相等,则三电阻的阻值之比R 1∶R 2∶R 3为( )A .1∶1∶4B .1∶1∶1C .1∶1∶2D .2∶2∶1答案 A解析 因R 1与R 2串联,电流相等,且消耗的功率相等,根据P =I 2R 可知R 1=R 2;因R 1和R 2与R 3并联,支路电压相等,上面支路的功率等于R 3功率的2倍,根据P =U 2R 可知,R 3=2(R 1+R 2)=4R 1,即R 1∶R 2∶R 3=1∶1∶4,选项A 正确.电功率P =IU 和热功率P =I 2R 的比较1.不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P 电=IU ,热功率均为P 热=I 2R .只有在纯电阻电路中P 电=P 热,IU =I 2R =U 2R才成立. 2.对于非纯电阻电路:P 电=P 热+P 其他,即IU =I 2R +P 其他,I ≠UR (欧姆定律不适用).考向2 非纯电阻电路中的功和功率例9 一台小型电动机在3 V 电压下工作,用此电动机提升重力为4 N 的物体时,通过它的电流是0.2 A ,在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m .若不计一切摩擦和阻力,求: (1)电动机的输入功率;(2)在提升重物的30 s 内,电动机线圈所产生的热量; (3)电动机线圈的电阻. 答案 (1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω 解析 (1)电动机的输入功率为 P 入=UI =3×0.2 W =0.6 W (2)物体被匀速提升的速度 v =x t =330 m/s =0.1 m/s电动机提升物体的机械功率 P 机=F v =G v =0.4 W根据能量关系有P 入=P 机+P Q 产生的热功率 P Q =0.2 W电动机线圈在30 s 内产生的热量Q =P Q t =0.2×30 J =6 J(3)由焦耳定律得Q =I 2Rt 电动机线圈电阻R =5 Ω.课时精练1.(2023·安徽芜湖市月考)除颤仪是通过电容器放电时的脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使患者心脏恢复正常跳动的仪器.某除颤仪的电容器电容为10 μF ,充电后电容器电压为 5 kV ,如果电容器在5.0 ms 时间内通过人体放电至两极板间电压为0,下列说法正确的是( )A .这次放电有0.05 C 的电荷通过人体B .这次放电有0.1C 的电荷通过人体 C .放电过程通过人体的平均电流大小为0.5 AD .放电过程通过人体的平均电流大小为1 A 答案 A解析 电容器充电后带电荷量为Q =CU =10×10-6×5 000 C =0.05 C ,则这次放电有0.05 C 的电荷通过人体,A 正确,B 错误;放电过程通过人体的平均电流大小为I =Q t =0.050.005 A =10 A ,C 、D 错误.2.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示,以下关于导体的电阻说法正确的是( )A .B 点对应的电阻为12 Ω B .B 点对应的电阻为40 ΩC .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 答案 B解析 B 点时导体电阻为R B =U B I B =60.15Ω=40 Ω,故A 错误,B 正确;A 点时导体电阻为R A =U A I A =30.1Ω=30 Ω,工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变ΔR =R B-R A =10 Ω,故C 、D 错误.3.(2023·浙江省模拟)在我国边远乡村的电路上常用熔断保险丝.当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断,及时切断电源,保障用电设备和人身安全.经测量,有一段电阻为R 、熔断电流为2 A 的保险丝,直径约0.5毫米.若将这段保险丝对折后绞成一根,那么保险丝的电阻和熔断电流将变为( ) A.14R 、4 A B.12R 、4 A C.14R 、0.5 A D.12R 、1 A 答案 A解析 根据r =ρlS 可知,对折后电阻为R ′=ρ12l 2S =14R ,而两段最大电流为2 A 的保险丝并联,其允许通过的最大电流I ′=2I max =4 A ,故选A.4.电阻R 1、R 2的I -U 图像如图所示,则下列说法正确的是( )A .R 1∶R 2=3∶1B .将R 1与R 2串联后接于电源上,则电压比U 1∶U 2=1∶3C .将R 1与R 2并联后接于电源上,则电流比I 1∶I 2=1∶3D .将R 1与R 2并联后接于电源上,则功率比P 1∶P 2=1∶3 答案 B解析 由题图可知,当I =1 A 时,U 1=1 V ,U 2=3 V ,所以R 1=U 1I =1 Ω,R 2=U 2I =3 Ω,则R 1∶R 2=1∶3,A 错误;R 1与R 2串联时,U 1∶U 2=R 1∶R 2=1∶3,B 正确;R 1与R 2并联时,I 1∶I 2=R 2∶R 1=3∶1,P 1∶P 2=R 2∶R 1=3∶1,C 、D 错误.5.一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示,a 、b 、c 是三个接线端点,设ab 、ac 、bc 间的功率分别为P ab 、P ac 、P bc ,则( )A .P ab >P bcB .P ab =P acC .P ac =P bcD .P ab <P ac答案 D解析 电压接ab ,则电路的总电阻为R ab =9R (R +9R )R +9R +9R =90R19;电压接ac ,则电路的总电阻为R ac =R (9R +9R )R +9R +9R =18R19;电压接bc ,则电路的总电阻为R bc =9R (R +9R )R +9R +9R =90R 19;由题可知,不管接哪两个点,电压不变,为U =24 V ,根据P =U 2R可知P ab =P bc <P ac ,故选D.6.(2023·广东深圳市模拟)如图所示,电源的电动势为E =6 V ,内阻r =1 Ω,保护电阻R 0=4 Ω,ab 是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为10 Ω,长度l =1 m ,横截面积为0.2 cm 2.下列说法正确的是( )A .当电阻丝接入电路的阻值为1 Ω时,电阻丝的功率最大B .当电阻丝接入电路的阻值为4 Ω时,保护电阻的功率最大C .电源效率的最小值为80%D .电阻丝的电阻率为1×10-4 Ω·m 答案 C解析 当外电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大.将保护电阻等效为内阻的一部分,当电阻丝接入电路的阻值为5 Ω时,电阻丝的功率最大,选项A 错误;电路中电流越大,保护电阻的功率越大,当电阻丝接入电路的阻值为0时,保护电阻的功率最大,选项B 错误;外电阻越小,电源效率越小,当电阻丝接入电路的阻值为0时,电源效率的最小值为80%,选项C 正确;根据电阻定律R =ρlS ,代入数据可得电阻丝的电阻率为ρ=2×10-4 Ω·m ,选项D 错误.7.(2023·广东中山市检测)如图所示,当开关S 闭合后,小型直流电动机M 和指示灯L 都恰能正常工作.已知电源电动势为E ,内阻为r ,指示灯L 的电阻为R 0,额定电流为I ,电动机M 的线圈电阻为R ,则( )A .电动机的额定电压为IRB .电动机的输出功率为IE -I 2(R 0+R +r )C .电源的输出功率为IED .整个电路的热功率为I 2(R 0+R ) 答案 B解析 电动机正常工作时不是纯电阻元件,其额定电压不等于IR ,而是U M =E -I (r +R 0),故A 错误;根据能量守恒定律可知,电动机的输出功率为P M =EI -I 2(r +R 0+R ),故B 正确;根据能量守恒定律可知,电源的输出功率为P =EI -I 2r ,故C 错误;整个电路的热功率为P ′=I 2(R +R 0+r ),故D 错误.8.如图所示,同种材料制成且厚度相等的长方体合金块A 和B ,上表面为正方形,边长之比为2∶1.A 、B 分别与同一电源相连,电源内阻忽略不计,则( )A .通过A 、B 的电流之比为2∶1 B .通过A 、B 的电流之比为1∶2C .A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为2∶1D .A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为1∶2 答案 D解析 设正方形边长为L ,厚度为d ,则R =ρL Ld =ρd ,可知R A =R B ,与同一电源相连时,通过A 、B 的电流之比为1∶1,A 、B 错误;根据I =nqS v ,因S A ∶S B =2∶1,则v A ∶v B =1∶2,C 错误,D 正确.9.(2023·广东汕头市模拟)图示为新买的扫地机器人,从使用说明书上得到了以下信息:由规格为DC 14.8 V/2 200 mA·h 的锂电池供电,电机的额定功率为35 W ,当锂电池剩余电量为总容量的20%时,扫地机器人就自动回座机充电.结合上述信息,下列说法正确的是( )A .DC 14.8 V/2 200 mA·h 表示该电池输出的是交流电B .该机器人电机的额定电流约为0.42 AC .正常工作时机器人电动机每秒输出35 J 动能D .电池充满电后机器人正常工作约45 min 后回座机充电 答案 D解析 DC 14.8V/2 200 mAh 表示该电池输出的是直流电,选项A 错误;该机器人电机的额定电流为I =P U =3514.8 A ≈2.36 A ,选项B 错误;正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能,则每秒输出动能小于35 J ,选项C 错误;机器人人正常工作的时间t =q I =0.8×2 200 mA·h 2.36 A ≈0.75 h =45 min ,选项D 正确.10.(多选)(2023·广东广州市质检)一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V 10 A·h ”字样,假设工作时电源(不计内阻)的输出电压恒为36 V ,额定输出功率为180 W ,由于电动机发热造成损耗(其他损耗不计),电动自行车的效率为80%,则下列说法正确的是( ) A .额定工作电流为10 AB .电池充满电后总电荷量为3.6×104C C .自行车电动机的内阻为7.2 ΩD .自行车保持额定功率行驶的最长时间是2 h 答案 BD解析 由P =UI 可知,额定电流I =PU =5 A ,A 错误;电池充满电后总电荷量Q =10 A·h =10×3 600 C =3.6×104 C ,B 正确;电动自行车的热功率P 热=I 2r =180 W ×20%=36 W ,可得r =1.44 Ω,C 错误;根据电池容量Q =10 A·h 和I =5 A ,得t =QI =2 h ,D 正确.11.(多选)(2023·福建省厦门一中模拟)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是( )A .由甲图可知,该表头满偏电流I g =2 mAB .甲图是改装成的双量程电压表,其中b 量程为9 VC .乙图中R 1=109 Ω,R 2=10 ΩD .乙图中R 1=5 Ω,R 2=45 Ω 答案 BC解析 由题图甲可知I g =U R g +R =3100+2.9×103A =0.001 A =1 mA ,b 的量程为U ′=I g (R g+R +R ′)=0.001×(100+2.9×103+6×103) V =9 V ,故A 错误,B 正确;在题图乙中,改装为I 1=10 mA =0.01 A 电流表时,并联电阻的分流电流为I ′=I 1-I g =10 mA -1 mA =9 mA =0.009 A ,分流电阻的阻值为R 1+R 2=I g R g I ′=0.001×1000.009 Ω=1009 Ω,改装为I 2=100 mA =0.1 A 电流表时,可得分流电阻的阻值R 1=I g (R g +R 2)I 2-I g ,联立解得R 1=109 Ω,R 2=10 Ω,故D错误,C 正确.12.在图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V ,内阻不计,灯L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是( )A .灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍B .灯泡L 1的电阻为7.5 ΩC .灯泡L 2的电阻为12 ΩD .灯泡L 3两端的电压为1.5 V 答案 D解析 灯泡L 2、L 3串联,灯泡规格相同,故电压U 2=U 3=1.5 V ,由题图乙读出其电流I 2=I 3=0.20 A ,灯泡L 1的电压U 1=3.0 V ,由题图乙读出其电流I 1=0.25 A ,所以I 1I 2=1.25,故A错误,D 正确;灯泡L 1的电阻R 1=U 1I 1=12 Ω,故B 错误;灯泡L 2的电阻为R 2=U 2I 2=7.5 Ω,故C 错误.13.如图所示的电路中,电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω.电流表内阻不计,在B 、C 两点间加上6 V 的电压时,电流表的示数为( )A .0B .1 AC .1.5 AD .2 A 答案 B解析 电流表内阻不计,则A 、C 两点相当于用导线连在一起,当在B 、C 两点间加上6 V 的电压时,R 2与R 3并联,然后与R 1串联,电流表测量的是通过电阻R 2的电流,等效电路图如图所示.电路中的总电阻R 总=R 1+R 2R 3R 2+R 3=3 Ω,干路中的电流为I 总=U R 总=63A =2 A ,由于R 2与R 3阻值相等,所以电流表的示数为1 A ,B 正确.。
人教版新高考物理一轮总复习--电路的基本概念和规律

的长度,S 是垂直电流方向的横截面积,ρ 是材料的电阻率。
Δ
Δ
2.对线性元件 R= = Δ ;对非线性元件 R= ≠ Δ ,即非线性元件的电阻不等
于 U-I 图像某点切线的斜率。
3.某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点。
(1)导体的电阻率不变,因其由导体材料本身决定。
不一定小。
(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。
2.公式 R= 与 R= 的比较
比较项
l
R= S
意义
电阻的决定式
理解
U
R=
I
电阻的定义式
提供了一种测量电阻的方法(伏
说明导体的电阻由 ρ、l、S 决定,
安法),不能认为 R 与 U 成正比,
即与 l 成正比,与 S 成反比
与 I 成反比
只适用于粗细均匀的金属导体或
2
B.
D.
解析:金属棒的电阻
R=ρ ,金属棒中的电流
故棒两端电压 U=IR=ρnevl,电场强度大小
I=neSv,
E= =ρnev,选项
C 正确。
2.如图所示,M和N是形状相同的玻璃容器,厚度相同,上、下表面为正方
形,但M和N的尺寸不同,M、N的上表面边长关系为a1>a2。现将相同的电
4.本章中物理实验较多,实验难度较大,学习时要注意熟练掌握相关的实验
原理,加强对基本仪器使用方法的掌握,重视实验原理与方法的迁移,重视
科学探究素养的提升。
内
容
索
引
01
第一环节
必备知识落实
02
第二环节
高考物理 考点一遍过 考点 电路的基本概念和规律(含解析)

取夺市安慰阳光实验学校电路的基本概念和规律一、电流1.电流(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)条件:①有自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
注意:形成电流的微粒有三种:自由电子、正离子和负离子。
其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子,气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
(3)公式①定义式:qIt=,q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。
注意:如果是正、负离子同时定向移动形成电流,那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。
②微观表达式:I=nSve,其中n为导体中单位体积内自由电子的个数,q 为每个自由电荷的电荷量,S为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速度。
(4)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向相反。
注意:电流既有大小又有方向,但它的运算遵循算术运算法则,是标量。
(5)单位:国际单位制中,电流的单位是安培(A),常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),1 mA=10–3 A,1 μA=10–6 A。
2.电流的分类方向不改变的电流叫直流电流;方向和大小都不改变的电流叫恒定电流;方向周期性改变的电流叫交变电流。
3.三种电流表达式的比较分析1.电源:通过非静电力做功使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:qW E =。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意:电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。
(4)方向:电动势虽然是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。
(5)电动势与电势差的比较电动势电势差物理意义反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况定义式E =W /qW 为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功U =W /qW 为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式 E =IR +Ir =U 外+U 内U =IR测量 利用欧姆定律间接测量 利用电压表测量决定因素 与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时,路段电压值=电源的电动势三、电阻、电阻定律 1.电阻(1)定义式:IUR =。
新高考物理考试易错题易错点16电场力、电场能的性质附答案

易错点16 电场力、电场能的性质易错总结一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的.二、库仑定律1.内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.公式:F=kQ1Q2/r2k=9.0×109N·m2/C23.适用条件:(1)真空中;(2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r)。
点电荷很相似于我们力学中的质点.注意:①两电荷之间的作用力是相互的,遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时,电量用绝对值代入,作用力的方向根据“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律定性判定。
三、电势高低及电势能大小的判断方法1.比较电势高低的方法(1)沿电场线方向,电势越来越低.(2)判断出U AB的正负,再由U AB=φA-φB,比较φA、φB的大小,若U AB>0,则φA>φB,若U AB<0,则φA<φB.2.电势能大小的比较方法做功判断法电场力做正功,电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.特别提醒其他各种方法都是在此基础上推理出来的,最终还要回归到电场力做功与电势能的变化关系上.四、电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹问题1.几种常见的典型电场的等势面比较 电场 等势面(实线)图样 重要描述 匀强电场垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场以点电荷为球心的一簇球面等量异种点电荷的电场连线的中垂线上的电势为零 等量同种正点电荷的电场 连线上,中点电势最低,而在中垂线上,中点电势最高 2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负;(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等;(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.五、匀强电场中电势差与电场强度的关系1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U =Ed ,其中d为两点沿电场线方向的距离.由公式U =Ed 可以得到下面两个结论:结论1:匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势φC =φA +φB 2,如图6甲所示. 结论2:匀强电场中若两线段AB ∥CD ,且AB =CD ,则U AB =U CD (或φA -φB =φC -φD ),如图乙所示.2.在非匀强电场中,不能用U =Ed 进行计算,但可以进行定性分析,一般沿电场线方向取相同的长度d ,线段处于场强较大的区域所对应的电势差U 较大.解题方法一、用功能关系分析带电粒子的运动1.功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;(3)除重力外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化.(4)所有力对物体所做功的代数和,等于物体动能的变化.2.电场力做功的计算方法(1)由公式W=Fl cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为:W=qEl cos α.(2)由W=qU来计算,此公式适用于任何形式的静电场.(3)由动能定理来计算:W电场力+W其他力=ΔE k.(4)由电势能的变化来计算:W AB=E p A-E p B.二、静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1.主要类型:(1)v-t图象;(2)φ-x图象;(3)E-t图象.2.应对策略:(1)v-t图象:根据v-t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.(2)φ-x图象:①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.②在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.③在φ-x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB=qU AB,进而分析W AB的正负,然后作出判断.(3)E-t图象:根据题中给出的E-t图象,确定E的方向,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布.【易错跟踪训练】易错类型1:对物理概念理解不透彻1.(2019·河南)关于电场的认识和理解,下列说法正确的是()A.沿着电场线的方向,电场强度越来越小B.电荷在电场中某点的受力方向就是该点电场强度的方向C.带电粒子在电场中的运动轨迹就是电场线D.带电粒子所受电场力为零时,其电势能可能不为零【答案】D【详解】A.沿电场线方向,电势越来越低,但电场强度不一定越来越小,选项A错误;B.正电荷在电场中的受力方向与电场强度方向相同,选项B错误;C.带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线不一定重合,选项C错误;D.电场中某点的电场强度为零,电势不一定为零,因而电场力为零时,电势能可能不为零,选项D正确。
高中物理【电路的基本概念和规律】典型题(带解析)

高中物理【电路的基本概念和规律】典型题1.关于电流,下列说法中正确的是( ) A .通过导体横截面的电荷量越多,电流越大 B .电子运动的速率越大,电流越大C .单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D .因为电流有方向,所以电流是矢量解析:选C .电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,故A 错误,C 正确;电流的微观表达式I =neS v ,电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定,故B 错误;矢量运算遵循平行四边形定则,标量的运算遵循代数法则,电流的运算遵循代数法则,故电流是标量,故D 错误.2.铜的摩尔质量为m ,密度为ρ,每摩尔铜原子中有n 个自由电子.今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I 时,电子平均定向移动的速率为( )A .光速cB .I neS C .ρI neSmD .mIneS ρ解析:选D .由电流表达式I =n ′eS v 可得v =I n ′eS,其中n ′=n m ρ=n ρm ,故v =mIneS ρ,D对.3.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束.已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A .I Δl eSm 2eU B .I Δl e m 2eU C .I eSm 2eUD .IS Δlem 2eU解析:选B .在加速电场中有eU =12m v 2,得v =2eUm.在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内电荷量为q =I Δt =I Δl v ,则电子个数n =q e =I Δlem2eU,B 正确. 4.一个内电阻可以忽略的电源,给装满绝缘圆管的水银供电,通过水银的电流为0.1 A .若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管),那么通过水银的电流将是( )A .0.4 AB .0.8 AC .1.6 AD .3.2 A解析:选C .大圆管内径大一倍,即横截面积变为原来的4倍,由于水银体积不变,故水银柱长度变为原来的14,则电阻变为原来的116,因所加电压不变,由欧姆定律知电流变为原来的16倍.5.有一个直流电动机,把它接入0.2 V 电压的电路中,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A ;若把电动机接入2 V 电压的电路中,正常工作时的电流是1 A ,此时,电动机的输出功率是P 出;如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是P 热,则( )A .P 出=2 W ,P 热=0.5 WB .P 出=1.5 W ,P 热=8 WC .P 出=2 W ,P 热=8 WD .P 出=1.5 W ,P 热=0.5 W 解析:选B .电动机不转,r =U 1I 1=0.5 Ω.正常工作时,P 电=U 2I 2=2×1 W =2 W ,P 热′=I 22r =0.5 W ,故P 出=P 电-P 热′=1.5 W .转子突然被卡住,相当于纯电阻,此时I 3=20.5 A =4 A ,P 热=I 23r =8 W ,故B 正确.6.两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙,甲电阻丝的长度和直径分别为l 和d ;乙电阻丝的长度和直径分别为2l 和2d .将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时,如果两电阻丝消耗的电功率相等,则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足( )A .U 甲U 乙=1B .U 甲U 乙=22 C .U 甲U 乙= 2D .U 甲U 乙=2 解析:选C .U 2甲U 2乙=P 甲R 甲P 乙R 乙=R 甲R 乙=ρl π⎝⎛⎭⎫d 22∶ρ2lπ⎝⎛⎭⎫2d 22=2,所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足U 甲U 乙=2,故C 正确.7.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )A .加5 V 电压时,导体的电阻约是5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .此导体为线性元件解析:选A .对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值.当导体加5 V 电压时,电阻R 1=UI =5 Ω,A 正确;当导体加11 V电压时,由题图知电流约为1.4 A ,电阻R 2大于1.4 Ω,B 错误;当电压增大时,UI 值增大,导体为非线性元件,C 、D 错误.8.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1.0 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 .则当这台电动机正常运转时( )A .电动机的内阻为7.5 ΩB .电动机的内阻为2.0 ΩC .电动机的输出功率为30.0 WD .电动机的输出功率为26.0 W解析:选D .因为电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V ,电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻元件,故电动机的内阻r =U 1I 1=1.0 V1.0 A =1.0Ω,选项A 、B 错误;当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ,则电动机的总功率为P 总=U 2I 2=15.0 V ×2.0 A =30.0 W ,此时电动机的发热功率为P 热=I 22r =(2.0 A)2×1.0 Ω=4.0 W ,故电动机的输出功率为P 出=P 总-P 热=30.0 W -4.0 W =26.0 W ,选项C 错误,D 正确.9.为了生活方便,电热水壶已进入千家万户,如果将一电热水壶接在220 V 的电源两端,经时间t 0电热水壶的开关自动切断,假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响.则( )A .如果将电热水壶接在110 V 的电源两端,需经2t 0的时间电热水壶的开关自动切断B .如果将电热水壶接在110 V 的电源两端,需经16t 0的时间电热水壶的开关自动切断C .如果将电热水壶接在55 V 的电源两端,需经4t 0的时间电热水壶的开关自动切断D .如果将电热水壶接在55 V 的电源两端,需经16t 0的时间电热水壶的开关自动切断 解析:选D .根据公式Q =U 2R t 可知,煮沸一壶水所需的热量为Q =U 2R t 0,当电压变为原来的 12时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4t 0,A 、B 错误;当电压变为原来的14时,时间要变为原来的16倍,即16t 0,C 错误,D 正确.10.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端电压U 变化的关系图象如图甲所示,若将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P ,现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是P D 、P 1、P 2,则下列说法中正确的是( )A .P 1=4P 2B .P D =P4C .PD =P 2D .P 1<4P 2解析:选D .由于电阻器D 与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相等.当三者按照题图乙所示的电路连接时,电阻器D 两端的电压小于U ,由题图甲可知,电阻器D 的电阻增大,则有R D >R 1=R 2,而R D 与R 2并联,电压相等,根据P =U 2R ,则有P D <P 2,C 错误;由欧姆定律可知,电流I D <I 2,又I 1=I 2+I D ,故I 1<2I 2,根据P =I 2R ,则有P 1<4P 2,A 错误,D 正确;由于电阻器D 与电阻R 2的并联电阻R <R 1,所以D 两端的电压小于U 2,且D 阻值变大,则P D <P4,B 错误.11.(多选)如图所示,用输出电压为1.4 V 、输出电流为100 mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电.下列说法正确的是( )A .电能转化为化学能的功率为0.12 WB .充电器输出的电功率为0.14 WC .充电时,电池消耗的热功率为0.02 WD .充电器把0.14 W 的功率储存在电池内解析:选ABC .充电器的输出功率为P 出=IU =0.1×1.4 W =0.14 W ,故B 正确;电池消耗的热功率为:P 热=I 2r =0.12×2 W =0.02 W ,故C 正确;电能转化为化学能的功率为:P 转=P 出-P 热=0.12 W ,故A 正确,D 错误.12.(多选)如表所示列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA B .电动机的内电阻为4 Ω C .该车获得的牵引力为104 N D .该车受到的阻力为63 N解析:选AD .由于U =48 V ,I =12 A ,则P =IU =576 W ,故选项A 正确;因P 入=P出+I 2r ,r =P 入-P 出I 2=576-350122Ω=1.57 Ω,故选项B 错误;由P 出=F v =F f v ,F =F f =63 N ,故选项C 错误,D 正确.13.如图所示,P 为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A 、B 之间,然后将它再按图乙方式接在电极C 、D 之间,设AB 、CD 之间的电压是相同的,则这两种接法电阻大小关系为( )A .R 甲=12R 乙B .R 甲=14R 乙C .R 甲=2R 乙D .R 甲=4R 乙解析:选B .将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻,设为r ,图甲中等效为两个电阻并联,R 甲=r 2,图乙中等效为两个电阻串联,R 乙=2r ,所以R 甲=14R 乙,所以B 正确.14.(多选)如图所示,一台电动机提着质量为m 的物体,以速度v 匀速上升,已知电动机线圈的电阻为R ,电源电动势为E ,通过电源的电流为I ,当地重力加速度为g ,忽略一切阻力及导线电阻,则( )A .电源内阻r =EI -RB .电源内阻r =E I -mg vI2-RC .如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大D .如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小解析:选BC .含有电动机的电路不是纯电阻电路,欧姆定律不再适用,A 错误;由能量守恒定律可得EI =I 2r +mg v +I 2R ,解得r =E I -mg vI 2-R ,B 正确;如果电动机转轴被卡住,则E =I ′(R +r ),电流增大,较短时间内,电源消耗的功率变大,较长时间的话,会出现烧坏电源的现象,C 正确,D 错误.。
高三物理易错知识点

高三物理易错知识点一、电路基本知识在进行高三物理学习过程中,电路基本知识是其中一个易错的重点。
理解电路的基本概念和原理是解决物理问题的基础。
以下是一些高三物理中易错的电路知识点:1. 串联和并联电路串联电路的特点是电流在电路中只有一条路径可走,而并联电路中电流可以有多条路径可走。
在分析和计算电路的时候,要注意对电路进行简化,将复杂的串并联电路转化为等效电路来求解。
2. 电阻和电流的关系根据欧姆定律,电流与电阻成正比。
换句话说,电阻越大,通过电路的电流就越小;电阻越小,通过电路的电流就越大。
这一点要记住,以免在计算电路中的电流时出现错误。
3. 电压和电势差电压是指在电路中电子移动所具有的能量,而电势差则是指两个电荷之间所具有的能量差异。
两者虽然具有相同的物理概念,但电压一般用于整个电路的分析计算,而电势差更多用于局部电路的分析计算。
二、运动规律和力学问题另一个易错的知识点是运动规律和力学问题。
在这个领域,理解和应用牛顿定律是非常重要的。
以下是一些易错的物理知识点:1. 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,指出物体将保持匀速直线运动或保持静止,除非受到外力的作用。
在解决问题时,要注意考虑物体的受力情况,判断物体是否处于平衡状态或者是否受到其他力的作用。
2. 牛顿第二定律牛顿第二定律是物体运动的基本定律,表达了力与物体质量和加速度的关系。
公式为F=ma,其中F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
在应用时,要注意正确地选择受力方向和计算加速度。
3. 牛顿第三定律牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
在解题时,要注意确定相互作用的物体并选择正确的作用力方向。
三、光学知识在高三物理学习中,光学知识是另一个易错的重点。
理解光的传播和反射规律是解决光学问题的基础。
以下是一些易错的光学知识点:1. 光的反射定律光的反射定律指出入射角等于反射角,且入射光线、反射光线和法线都在同一平面上。
新高考物理考试易错题易错点19闭合电路的欧姆定律附答案

易错点19 闭合电路的欧姆定律易错总结1.静电力和非静电力(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力,非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力 . (2)非静电力的来源①在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能. ②在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转化为电势能. 2.静电力与非静电力做功的比较(1)非静电力只存在于电源内部,因此非静电力只在电源内部对电荷做功.通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能.(2)静电力存在于整个闭合电路上,所以在电路中任何部位静电力都要做功.静电力做功将电能转化为其他形式的能. 3.电动势(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多,则电动势越大.(2)公式E =Wq 是电动势的定义式而不是决定式,E 的大小与W 和q 无关,是由电源自身的性质决定的,不同种类的电源电动势大小不同.(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功. 4.内、外电路中的电势变化如图所示,外电路中电流由电源正极流向负极,沿电流方向电势降低,内电路中电流由电源负极流向正极,沿电流方向电势升高.5.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)I =ER +r 、E =IR +Ir 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.(2)U 外=E -Ir ,E =U 外+U 内适用于任意的闭合电路.6.路端电压与负载的关系:U =E -U 内=E -ER +r r ,随着外电阻增大,路端电压增大;当外电路开路时(外电阻无穷大),路端电压U =E ;这也提供了一种粗测电动势的方法,即用电压表直接测电源电动势.7.路端电压与电流的关系:U =E -Ir .8.电源的U -I 图像:如图所示是一条倾斜的直线,图像中U 轴截距E 表示电源电动势,I 轴截距I 0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始),斜率的绝对值表示电源的内阻.解题方法一、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1.闭合电路中的能量转化(1)时间t 内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W =Eq =EIt . (2)时间t 内外电路产生的内能为Q 外=I 2Rt .内电路产生的内能为Q 内=I 2rt . (3)根据能量守恒定律,在纯电阻电路中应有W =Q 外+Q 内,即EIt =I 2Rt +I 2rt . 2.闭合电路的欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比. (2)表达式:I =ER +r.(3)另一种表达形式:E =U 外+U 内.即:电源的电动势等于内、外电路电势降落之和. 二、路端电压与负载的关系 1.路端电压的表达式: U =E -Ir .2.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时,由I =ER +r 可知电流I 减小,路端电压U =E -Ir 增大.(2)当外电阻R 减小时,由I =ER +r可知电流I 增大,路端电压U =E -Ir 减小.(3)两种特殊情况:当外电路断开时,电流I 变为0,U =E .即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时,外电阻R =0,此时I =Er.【易错跟踪训练】易错类型1:不能熟练应用数学知识解题1.(2021·上海)如图所示,直线A 为某电源的U -I 图线,曲线B 为小灯泡L 的U -I 图线,将L 接在该电源两端组成闭合电路。
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易错点18 电路的基本概念和规律易错总结一、电流1.定义:电荷的定向移动形成电流2.形成电流的条件:(1)导体中有能够自由移动的电荷;(2)导体两端存在电压.3.电流的方向:与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反.电流虽然有方向,但它是标量. 4.定义式:tq I =注意:(1)q 是通过整个导体横截面的电量,不是单位面积上的电量;(2)当异种电荷反向通过某截面时,所形成的电流是同向的,此时q =|q 1|+|q 2|.5.微观表达式:I =nqSv ,式中n 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷的电荷量,v 是自由电荷定向移动的速率,S 为导体的横截面积.注意:电子定向移动的速率,数量级为10—4m/s ~10—5m/s ,但电流传导速率,等于光速. 二、描述电源的物理量 1. 电动势(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为电能,在电源外部,静电力做功,电能转化为其他形式的能. (2)电动势:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷q 的比值. 定义式:qW E =(3) 物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量. 2.内阻:电源内部导体的电阻3.容量:电池放电时能输出的总电荷量,其单位是:A·h 或mA·h. 三、串联电路、并联电路的特点解题方法1.画等效电路图是运用等效替代的方法。
对复杂电路进行等效变换的一般原则是:(1)无阻导线可缩成一点,一点也可以延展成无阻导线。
(2)无电流的支路化简时可以去掉。
(3)电势相同的点可以合并。
(4)理想电流表可以认为是短路,理想的电压表可认为是断路,电压稳定时,电容器处可认为是断路。
2.串联电路中的电压分配串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,即U 1R 1=U 2R 2=…=U n R n =UR 总=I .3.并联电路中的电流分配并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I 1R 1=I 2R 2=…=I n R n =I 总R 总=U .4.串、并联电路总电阻的比较串联电路的总电阻R 总并联电路的总电阻R 总 不 同 点n 个相同电阻R 串联,总电阻R 总=nRn 个相同电阻R 并联,总电阻R 总=RnR 总大于任一电阻阻值R 总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小【易错跟踪训练】1.(2022·全国)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向上滑动的过程中,下列说法正确的是( )A .电压表与电流表的示数都增大B .电压表与电流表的示数都减小C .电压表的示数增大,电流表的示数减小D .电压表的示数减小,电流表的示数增大 【答案】C 【详解】“串反并同”指的是在一个闭合回路中当一个电学元件的阻值发生变化时,与其串联的电学元件的电学量的变化趋势与其相反,与其并联的则变化趋势与其相同,这里的串联指的是电流有流进流出的关系,并联则电流之间没有流进流出的关系。
开关S 闭合后,根据“串反并同”法判断可知,在变阻器R 0的滑动端向上滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电流表示数减小,电路中总电阻增大,电源路端电压增大,电压表示数增大。
故选C 。
2.(2021·全国高三专题练习)如图所示,电源的电动势E =12 V ,内阻r =1.0 Ω,电阻R 1=4.0 Ω,R 2=7.5 Ω,R 3=5.0 Ω,电容器的电容C =10 μF ,闭合开关S ,电路达到稳定后电容器的电荷量为( )A .5×10-5 CB .6.0×10-5C C .7.5×10-5 CD .1.2×10-4 C【答案】B 【详解】闭合开关S ,R 1和R 3串联,电容器两端的电压等于R 3两端的电压,为313512V=6.0V 451R U E R R r ==⨯++++电容器上所带的电荷量Q =CU =10×10-6×6.0 C =6.0×10-5 C故B 正确。
3.(2021·全国高三专题练习)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1A 、2A ,若把1A 、2A 分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,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( )A .图甲中的1A 、2A 的指针偏角相同B .图甲中的1A 、2A 的示数相同C .图乙中的1A 、2A 的示数和偏角都不同D .图乙中的1A 、2A 的指针偏角相同 【答案】A 【详解】电流表改装是电流计表头与电阻并联而成,则AB .图甲中的A 1、A 2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A 正确,B 错误;CD .图乙中的A 1、A 2串联,A 1、A 2的示数相同,由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故CD 错误。
故选A 。
4.(2022·全国高三专题练习)在如图所示电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。
下列判断正确的是( )A .|ΔU 1|<|ΔU 2|,|ΔU 2|>|ΔU 3|B .1U I不变,1U I ∆∆变小C .2U I变大,2U I ∆∆变大D .3U I变大,3U I ∆∆变大【答案】A 【详解】A .滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,R 2接入电路中的电阻增大,总电阻增大,因而干路电流减小,由E =U r +U 1+U 2=U r +U 3,U 3=U 1+U 2可知,U r 和U 1均减小,U 2增大,因而|ΔU 1|<|ΔU 2|,|ΔU 2|>|ΔU 3|A 正确;B .因为11=U R I为定值;1U I ∆∆=R 1为定值,B 错误;C .因为2U I=R 2变大,根据U 2=E -I (r +R 1)可知2U I∆∆=r +R 1 为定值,C 错误; D .因为3U I=R 1+R 2 变大,根据U 3=E -Ir可知3U I∆∆=r 为定值,D 错误。
故选A 。
5.(2021·全国)在如图所示的电路中,闭合开关S ,将滑动变阻器滑片P 向右移动一段距离后,下列结论正确的是( )A .灯泡L 消耗的功率变大B .电源内部消耗功率变小C .电容器C 上电荷量增多D .电流表示数变小,电压表示数变大【答案】A 【详解】D .滑动变阻器滑片P 向右移动一段距离后,R 的阻值变小,干路电流变大,由U E Ir =-可知,路段电压变小,故电流表示数变大,电压表示数变小,D 错误; A .流过灯泡的电流变大,由2L L P I R =可知,灯泡L 消耗的功率变大,A 正确; B .由2P I r =内可知,电源内部消耗功率变大,B 错误;C .由()C L U E I r R =-+C Q CU =可知,电容器两端电压变小,电容器C 上电荷量减少,C 错误。
故选A 。
6.(2020·河北正定中学高三月考)将一个满偏电流为10mA ,内阻为120Ω的电流计改装为量程为0.06A 和15V 的电流表和电压表两用表,如图所示为该表的内部结构,则电阻R 2的阻值( )A .24ΩB .250ΩC .130ΩD .230Ω【答案】D 【详解】把电流表改装成大量程电流表要并联电阻分流,所以10.01120Ω24Ω0.060.01g g gI R R I I ⨯===--改装后电流表内阻为0.01120Ω20Ω0.06R ⨯==并 改装成电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值为215Ω250Ω20Ω230Ω0.06R R =-=-=并 故选D 。
7.(2021·全国)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片P 向右端移动时,下面说法中正确的是( )A .电源的输出功率一定变小B .电压表1V 的读数变小,电流表1A 的读数变小C .电压表2V 的读数变大,电流表2A 的读数变小D .电压表2V 的读数变小,电流表2A 的读数变小 【答案】C 【详解】A .当内外电阻相等时输出功率最大,由于电源的内外电阻关系未知,所以不能确定电源的输出功率如何变化,故A 错误;B .当滑动变阻器的滑片P 向右端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得,干路电流I 增大,路端电压U 减小,则电流表1A 读数增大。
电压表1V 读数()11U E I R r =-+I 增大,其他量不变,则1U 减小,故B 错误;CD .滑片P 向右端移动时,外电阻减小,干路电流增大,电源的内电压和1R 的电压增大,所以3R 的两端电压3U 减小,2A 的读数为323U I R =则2I 减小,因总电流增大,则通过2R 的电流增大,则2U 变大,故C 正确,D 错误。
故选C 。
8.(2021·全国)如图所示的电路,两电表均为理想电表,电源的内阻不可忽略,R r >。
开始时滑片位于图示的位置,则在滑片向上滑动的过程中,下列选项正确的是( )A .电源的输出功率增大B .流过R 的电流减小C .两电表的示数均增大D .电源的总功率减小【答案】A 【详解】BC .当滑动变阻器的滑片向上滑动时,外电路电阻减小,总电流增大,路端电压减小,电压表测得的是路端电压,因此电压表示数减小;由于总电流增大,所以1R 两端电压增大,并联部分电压减小,流过电阻2R 的电流减小,电流表测得的是流过2R 的电流,电流表示数减小,流过滑动变阻器R 的电流增大,故BC 错误;A .当外电阻等于内阻时,电源的输出功率增大,已知R r >,随着R 的减小,则电源的输出功率增大,故A 正确; D .电源的总功率P EI =总由于总电流增大,所以电源的总功率增大,故D 错误。
故选A 。
9.(2021·湖南长郡中学高三月考)如图甲所示的电路,其中电源电动势6V E =,内阻2Ωr =,定值电阻4ΩR =,已知滑动变阻器消耗的功率P 与其接入电路的有效阻值P R 的关系如图乙所示。
则下列说法中正确的是( )A .图乙中滑动变阻器的最大功率22W P =B .图乙中16ΩR =,212ΩR =C .滑动变阻器消耗功率P 最大时,定值电阻R 也消耗功率最大D .调整滑动变阻器P R 的阻值,可以使电源的输出电流达到2A 【答案】B 【详解】A .由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电源外电阻R 等于内阻r 时,输出功率最大,最大值为24m E P r= 把定值电阻看成电源内阻,由图乙可知,当16Ω==+=P R R R r滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为()22 1.5W 4E P R r ==+A 错误;B .滑动变阻器的阻值为3Ω时与阻值为2R 时消耗的功率相等,有2222⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭P P E E R R R R r R R r 解得212ΩR =B 正确;C .当回路中电流最大时,即0P R =时定值电阻R 消耗的功率最大,C 错误;D .当滑动变阻器P R 的阻值为0时,电路中电流最大,最大值为m 6A 1A 42===++E I R r 则调整滑动变阻器P R 的阻值,不可能使电源的输出电流达到2A ,D 错误。