2021届高考物理一轮复习方略核心素养测评+二十四+8.2 电路 电路的基本规律

核心素养测评二十四电路电路的基本规律(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.下列关于电源电动势的说法，正确的是( )A.电路中每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，电源电动势不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多【解析】选C。

电路中通过q=2 C的电荷量，电池提供的电能W=4 J，根据电动势的定义式E=得电动势E=2 V，A项错误；电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压增大时，电源电动势不变，B项错误，C项正确；电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领就越大，不能说电源所能提供的电能就越多，D项错误。

2.如图所示，电源A的电压为6 V，电源B的电压为8 V，电容器的电容为200 pF，当开关S合向A，稳定后再合向B，再次达到稳定，则在这个过程中通过电流计的电荷量为( )A.4×10-9 CB.1.2×10-9 CC.1.6×10-9 CD.2.8×10-9 C【解析】选D。

开关S合向A稳定时，电容器的电压为U1=6 V，电荷量为Q1=CU1=2×10-10×6C=1.2×10-9 C。

开关S合向B稳定时，电容器的电压为U2=8 V，电荷量为Q2=CU2=2×10-10×8C=1.6×10-9 C。

电容器两极板电性改变，故通过电流计的电荷量为Q=Q1+Q2=2.8×10-9C。

3.(2020·上饶模拟)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0。

假设灯的电阻不变，某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A.若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【解析】选C。

当R2>R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，所以通过灯L1的电流减小，所以L1变暗，通过L2的电流变大，L2变亮，因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B均错误。

当R2<R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，故L1先变暗后变亮；故C正确。

外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D错误。

4.(2020·九江模拟)在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当开关闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A的亮度变暗，小灯泡B的亮度变亮。

则下列对电路故障的分析正确的是 ( )A.可能是定值电阻R1短路B.一定是定值电阻R2断路C.可能是定值电阻R3断路D.可能是定值电阻R4短路【解析】选C。

由于小灯泡A串联于干路中，且故障发生后小灯泡A 变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，故A、D错误；若R2断路，则R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2的断路又使小灯泡B分得的电压增大，故小灯泡B变亮；若R3断路，必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大，小灯泡B分得的电流也变大，小灯泡B变亮，故选项B错误、选项C正确。

5.(2019·黄浦区模拟)如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，各电表均为理想电表。

在a、b两点间接入电源后，调节R2，可获得电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的图象，则( )A.只有图①是合理的B.只有图②是合理的C.只有图②、③是合理的D.只有图①、③是合理的【解析】选B。

由题意知U2=E-IR1，U1=IR1，故图线V1、V2的斜率大小相等，所以，只有图②是合理的。

【加固训练】某同学将一电路中电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图所示。

则该电路( )A.电源的电动势E=3 V，内电阻r=3 ΩB.电流为1 A时，外电阻为2 ΩC.b表示电源的输出功率，最大值为9 WD.外电阻为1 Ω时，电源输出功率为4.5 W【解析】选B。

根据直流电源的总功率P E=EI，内部的发热功率P r=I2r，输出功率P R=EI-I2r，可知反映P r变化的图线是b，反映P E变化的是图线a，反映P R变化的是图线c。

图线a的斜率等于电源的电动势，得到E= V=3 V，内部的发热功率P r=I2r，内阻为r=Ω=1Ω，电源的最大输出功率P m== W= W，故A、C错误；当电流为1 A时，由I=，代入得到，R=2 Ω，故B正确。

外电阻为1 Ω，电源输出功率为= W，故D错误。

6.(2020·蚌埠模拟)如图所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小。

当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电。

当用强光照射R4且电路稳定时，与无光照射时比较( )A.电容器C的下极板带正电B.R3两端电压降低C.通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D.通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小【解析】选A。

有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，干路中电流增大，由E=U+Ir可知路端电压减小，R1与R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小，则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过R2的电流减小，而通过R3和R4的电流增大，根据U=IR可知，R3两端电压升高，以电源正极为参考点，上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电，选项A正确，B、C错误；强光照射时，R4电阻减小，那么，电路总电阻减小，故总电流增大，所以电源提供的总功率P=EI变大，故D错误。

7.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U随电流I变化的关系图象(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻R的U-I 图象。

在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是( )A.硅光电池的内阻为8 ΩB.硅光电池的总功率为0.4 WC.硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32 WD.若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大【解析】选A、C。

由图可知该电池的电源电动势为3.6 V，由U内+U R=E 可知内电压为1.6 V，硅光电池的内阻为r==Ω=8Ω，故A项正确；硅光电池的总功率为P总=EI=3.6×0.2W=0.72 W，故B项错误；硅光电池的内阻消耗的热功率为P热=I2r=0.22×8 W=0.32 W，故C项正确；若将R换成阻值更大的电阻，电路中电阻两端的电压变大，但电流变小，硅光电池的输出功率不一定增大，故D项错误。

【加固训练】 (多选)如图所示，用甲、乙、丙三个电动势E相同而内电阻r不同的电源，分别给定值电阻R供电。

已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为r甲>r乙>r丙，且r乙=R，则对比将R先后接在这三个电源上的情况，下列说法中正确的是 ( )A.接在甲电源上时，电源总功率最大B.接在乙电源上时，电源输出功率最大C.接在丙电源上时，电源输出功率最大，且电源效率最高D.若R2=r甲·r丙，则接在甲、丙电源上时，两电源内电阻的热功率相等【解析】选C、D。

三个电源的电动势E相同，而电阻r甲>R=r乙>r丙，根据闭合电路欧姆定律得I=，R接在电源上时，电源的总功率为P总=，则丙电源的总功率最大，A错误；电源的输出功率P出=I2R=()2R，电源的效率η=×100%=×100%，r丙最小，故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，电源效率最高，B错误，C正确；电源的内电阻消耗的功率为P内=I2r=()2r，将R2=r甲·r丙，代入得P内甲=P内丙=，D正确。

8.如图所示，C1=6 μF，C2=3 μF，R1=3 Ω，R2=6 Ω，电源电动势E=18 V，内阻不计。

下列说法正确的是( )A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大【解析】选B、C。

S断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b 点电势与电源正极电势相等，A错误。

S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1>C2，由Q=CU知此时Q1>Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I==2 A，此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V，U2=IR2=12 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′=C1U1=3.6×10-5 C，Q2′=C2U2=3.6×10-5 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C 正确，D错误。

9.(2019·南开区模拟)在如图所示电路中，闭合电键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、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列比值正确的是( )A.不变，不变B.变大，变大C.变大，不变D.变大，不变【解析】选A、C、D。

根据欧姆定律得知：==R1。

故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变。

故A正确。

=R2，变大。

根据闭合电路欧姆定律得：U2=E-I(R1+r)，则有=R1+r，不变。

故B错误，C正确。

=R1+R2，变大。

根据闭合电路欧姆定律得：U3=E-Ir，则有=r，不变。

故D正确。

二、计算题(16分，需写出规范的解题步骤)10.如图所示电路，电源电动势E=3 V，内阻r=1 Ω，两个定值电阻阻值R1=R2=2 Ω，电容器的电容C=20 μF。

开关全部闭合时，一颗带电油滴恰能在极板间静止。

取重力加速度g=10 m/s2，求：(1)极板的带电荷量大小；(2)电源的效率；(3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成)，油滴加速度的大小和方向。