走向高考·高考物理总复习·人教实验版：7-2

一、选择题1．将一个电动势为3V，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R，当有1C的电荷通过电阻R时，在R上产生的热量() A．大于3J B．小于3JC．等于3J D．内阻未知，无法确定[答案] B[解析]根据W＝qU＝3J，而W为内阻r和外电阻R上产生的热量之和，故R上产生的热量小于3J.2．(2011·厦门模拟)如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则()A．电灯L变亮，电流表的示数减小B．电灯L变亮，电流表的示数增大C．电灯L变暗，电流表的示数减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大[答案] D[解析]当滑片向a端滑动时，R1↓——R总↓——I↑即电流表A示数增大，路端电压应等于U＝E－Ir减小，则灯L变暗．故选项A、B、C错误，D正确．3．(2011·镇江模拟)如图所示，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为 3.0V，额定功率为 4.5W，当电键S接位置1时，电压表的读数为3V，那么当电键S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是()A．很暗，甚至不亮B．正常发光C．比正常发光略亮D．有可能被烧坏[答案] A[解析]S接1时，由U＝RR＋rE得r＝2Ω.R L＝U2额P额＝2Ω，S接2时，U L＝ER L＋r·R L＝1.6V<3.0V，故灯很暗，此时电路中电流I′＝0.8A，有可能超过电源的额定电流，使电源烧毁导致灯不亮．故选项B、C、D错误，选项A正确．4．如图所示，A、B为相同的两个灯泡，均发光，当变阻器的滑片P向下端滑动时，则()A．A灯变亮，B灯变暗B．A灯变暗，B灯变亮C．A、B灯均变暗D．A、B灯均变亮[答案] C[解析]滑片P向下端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，变阻器与灯泡B并联的电阻变小，R外变小，由I＝EE外＋r知总电流I变大，U内＝Ir变大，由U外＝E－U内，知U外变小，A灯变暗．通过灯的电流变小，经R的电流变大，U R变大，故B灯两端电压变小，B灯变暗，C正确．5．(2011·西安模拟)为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R B是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I，a、b 两端的电压U将()A．I变大，U变大B．I变小，U变小C ．I 变大，U 变小D ．I 变小，U 变大[答案] C[解析] 由题意知R B 的电阻随断针的出现而减小，即外电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律有I 总＝E /(R ＋r )可知I 总增大，再由U 外＝E － I 总 r 可知，外电压U 减小．而由U 1＝I 总R 1可知，U 1增大，U 2必减小，I 2减小，由电流表的电流I ＝I 总－I 2可知，电流表的电流必变大．故A 、B 、D 错误，选项C 正确．6．(2011·镇江模拟 )如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω.电流表和电压表均为理想电表，只接通S 1时，电流表示数为10A ，电压表示数为12V ；再接通S 2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A ，则此时通过启动电动机的电流是( )A ．2AB ．8AC ．50AD ．58A [答案] C[解析] 只接通S 1时，由闭合电路欧姆定律得：E ＝U ＋Ir ＝12V ＋10×0.05V ＝12.5V ，R 灯＝U I ＝1210Ω＝1.2Ω，再接通S 2后，流过电动机的电流为：I 电＝E －I ′R 灯r －I ′＝12.5－8×1.20.05A －8A ＝50A ，故选项C 正确．7．(2011·北京东城模拟)如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是() A．路端电压变大B．电路中的电流变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R0上消耗的功率变小[答案] C[解析]当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，整个电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律得I＝ER0＋R滑＋r，电路中的电流变大，内电压U＝Ir变大，路端电压变小，由P＝I2R0知定值电阻R0上消耗的功率变大，A、B、D 错误；当滑片P置于a点时，由于R滑＝2r＝r＋R0，这时可把定值电阻R0看做电源的内阻，则此时滑动变阻器消耗的功率最大，滑片P 从a向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，则其消耗的功率变小，C正确．8．(2011·重庆模拟)家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度．如图所示是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个( )[答案] A[解析] 以U 表示电源电压，R 表示图中每根电阻丝的电阻，在选项A 所示的接法中，两根电阻丝并联接入电路，其总电阻为R /2，则此时电熨斗得到的总功率为P A ＝2U 2R ；在选项B 所示的接法中，仅有左侧一根电阻丝接入电路通电，右侧一根电阻丝中无电流，故此时电熨斗的总功率为P B ＝U 2R ；在选项C 所示的接法中，电源实际上被断开了．使整个电熨斗中无电流通过，此时电熨斗的总功率为P C ＝0.在选项D 所示的接法中，是两根电阻丝串联接入电路，其总电阻为2R ，则此时电熨斗消耗的总功率为P D ＝U 22R .故选项A 正确．二、非选择题9.如图所示，图线a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b 是一定值电阻的伏安特性曲线．将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路，若已知该蓄电池组的内阻为 2.0Ω，则这个定值电阻的阻值为________Ω.现有4个这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干个进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是________W.[答案]650[解析]由图线可得，定值电阻R＝152.5Ω＝6Ω，电源电动势E＝U＋Ir＝15V＋2.5×2V＝20V；用3只电阻并联作为外电阻时，外电阻等于2Ω，输出功率最大，P m＝E24r＝50W.10．我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红，这就是我们常说的“电池没有电了”，有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，某同学为了检验这种做法是否合理，设计了下面的实验．(1)该同学设计了如图(a)所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图(b)所示的U－I图象．由图象可知：新电池：电动势E1＝________V；电阻r1＝________Ω；旧电池：电动势E2＝________V，电阻r2＝________Ω.(2)计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率．(手电筒的小灯泡上标有“3V2W”，认为小灯泡电阻不随电压变化)(3)计算(2)小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少？(4)你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理？简述理由． [答案] (1)1.5 0.3 1.2 4 (2)51% (3)0.37W 0.38W (4)见解析[解析] (1)由图象知，新电池电动势为 E 1＝1.5V ，内阻r 1＝1.55Ω＝0.3Ω旧电池电动势为 E 2＝1.2V 内阻r 2＝1.20.3Ω＝4Ω (2)由η＝P 出P 总×100%得η＝I 2R 灯I 2R 总×100%＝R 灯R 总×100%又由R 灯＝U 2P ＝322Ω＝4.5ΩR 总＝(4＋4.5＋0.3)Ω＝8.8Ω 故η＝4.58.8×100%＝51%(3)旧电池提供的功率P 供＝E 2I ＝1.2×1.5＋1.28.8W ＝0.37W旧电池消耗的功率P 消＝I 2r 2＝(1.5＋1.28.8)2×4W ＝0.38W(4)通过计算表明：新旧电池搭配使用，不仅电源效率低，而且旧电池内阻消耗功率有可能大于旧电池本身所提供的功率，从而成为耗电元件，所以新旧电池搭配使用的做法不妥．11．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示．其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻．(2)定值电阻R2的阻值．(3)滑动变阻器的最大阻值．[答案](1)20V、20Ω(2)5Ω(3)300Ω[解析](1)将题中乙图中AB线延长，交U轴于20V处，交I 轴于1.0A处，所以电源的电动势为E＝20V，内阻r＝EI短＝20Ω.(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应乙图中的B点，即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝U2I2＝5Ω.(3)当P滑到R3的左端时，由乙图知此时U外＝16V，I总＝0.2A，所以P外＝U外I总＝80Ω.因为R外＝R1R3R1＋R3＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R3＝300Ω.12．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，极板长l ＝80cm ，两板间的距离d ＝40cm.电源电动势E ＝40V ，内电阻r ＝1Ω，电阻R ＝15Ω，闭合开关S ，待电路稳定后，将一带负电的小球从B 板左端且非常靠近B 板的位置以初速度v 0＝4m/s 水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q ＝1×10－2C ，质量为m ＝2×10－2kg ，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A 板右边缘射出(g 取10m/s 2)．求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？ (2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？ (3)此时电源的输出功率是多少？ [答案] (1)24Ω (2)1A 39V (3)39W [解析] (1)设小球在板间飞行时间为t ， t ＝l v 0＝0.84s ＝0.2s 根据d ＝12at 2得飞行加速度a ＝2d t 2＝2×0.40.22m/s 2＝20m/s 2 对小球根据牛顿第二定律得q U ABd －mg ＝ma ，解得：U AB＝m(g＋a)dq＝2×10－2×(10＋20)×0.41×10－2V＝24V所以滑动变阻器两端电压U滑＝U AB＝24V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得，I＝E－U滑R＋r＝40－2415＋1A＝1A滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝U滑I＝24Ω.(2)此时电流表的示数为1A，电压表的示数为U＝E－Ir＝(40－1×1)V＝39V.(3)电源的输出功率P出＝IU＝39W.13．如图甲所示的电路中R1＝R2＝100Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙的I－U图线所示．电源电动势E＝100V，内阻不计．求：(1)当电键S断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；(2)当电键S闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．[答案] (1)40V 0.6A 24W (2)2.5V 0.5A 12.5W[解析] (1)当S 断开时，因R 1是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为U ，电流为I ，根据闭合电路的欧姆定律有：E ＝U ＋IR 1，代入数据得：I ＝1－U 100. 在I －U 图上作出这条直线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40,0.60)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.6A ，灯泡上的电压为40V ，灯泡的实际功率P ＝24W.(2)当S 闭合时，设灯泡上的电压为U ，电流为I ，根据闭合电路的欧姆定律有：E ＝U ＋(I ＋U R 2)R 1，代入数据有：50＝U ＋50I ，即I ＝1－U 50在I －U 图上作出这条直线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25,0.5)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.5A ，灯泡上的电压为25V ，灯泡的实际功率P ＝12.5W.。