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1、第1节电路的基本概念及规律基础必备1.关于电流,下列说法中正确的是(C)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: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=neSv,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.下列说法中正确的是(D)A.由R=可知,电阻与电压、电
2、流都有关系B.由R=可知,电阻只与导体的长度和横截面积有关系C.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导现象,就是当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象解析:R=是电阻的定义式,R与电压和电流无关,故A错误;而R=是电阻的决定式,即电阻与,l,S都有关系,故B错误;电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,故C错误;当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象,故D正确.3.(2019湖南株洲质检)如图为某控制电路的一部分,已知AA的输入电压为24 V,如果电阻 R=6 k,R1=6
3、k,R2=3 k,则BB不可能输出的电压是(D)A.12 VB.8 VC.6 VD.3 V解析:若两开关都闭合,则电阻R1和R2并联,再和R串联,UBB为并联电路两端电压,UBB=UAA=6 V,若S1闭合,S2断开,则R1和R串联,UBB=UAA=12 V,若S2闭合,S1断开,则R2和R串联,UBB=UAA=8 V,若两者都断开,则电路断路,UBB=0,故D项不可能.4.(多选)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,则下列说法中正确的是(BD)A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小B.对应P点,小灯
4、泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小解析:由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是R=,由图线不难看出,随电压的增大,电流的增加变得越缓慢,IU图线I与U的比值逐渐减小,电阻变大,故选项A错误;对应P点灯泡电阻为R=,故选项B正确,C错误;小灯泡的功率P=I2U1,所以选项D正确.5.如图所示,电动机与小灯泡串联接入电路,电动机正常工作.此时流过小灯泡的电流为I1,它两端的电压为U1,电阻为R1,消耗的功率为P1;流过电动机的电流为I2,它两端的电压为U2,电动机内阻为R2,消耗的功率为P2.则下列等式正确的是(C)A.=B.=C.=
5、D.=解析:串联电路中I1=I2,由于电动机不是纯电阻元件,欧姆定律不再适用,所以,与关系不确定,故A,B错误;由P=UI可知C正确;由于P1=R1,但P2R2,故D错误.6.如图所示电路中,电压U保持不变,当开关S断开时,理想电流表的示数为0.6 A;当开关S闭合时,理想电流表的示数为0.9 A.则两电阻阻值之比R1R2为(A)A.12B.21C.23D.32解析:由欧姆定律I=得,电压一定时,电流与电阻成反比,则有=,整理得=,故A正确.7.如图所示为某家庭使用的智能电饭煲的铭牌.假定该家庭用此电饭煲每天煮饭两次,每次在额定功率下工作30 min,电价1 kWh为0.54元.则该电饭煲(D
6、)A.工作时的额定电流为0.41 AB.保温时的电流为0.2 AC.每次煮饭需消耗电能4.5 kWhD.一年因煮饭而产生的电费约为177元解析:由铭牌信息知,额定电流I=4.1 A,选项A错误;保温时电流I=0.14 A,选项B错误;每次煮饭消耗电能E1=90010-3 kW h=0.45 kWh,选项C错误;一年因煮饭而产生的电费为0.4523650.54元=177.39元,选项D正确.8.(多选)下表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(AD)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2
7、0 km/h额定输出功率350 WA.电动机的输入功率为576 WB.电动机的内电阻为4 C.该车获得的牵引力为104 ND.该车受到的阻力为63 N解析:由于U=48 V,I=12 A,则P入=IU=576 W,选项A正确;因P入=P出+I2r,则r= = ,选项B错误;由P出=Fv=Ffv,得F=Ff=63 N,故选项C错误,D正确.能力培养9.(2019河北石家庄模拟)(多选)如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路.图中方框A,B,C为传感器,实验中,通过B,C测得的物理量的数值分别是x,y,由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度,则以下说法正确的是(BD)A.A为
8、电流传感器B.B为电压传感器C.电动机的输出功率为xyD.电动机的效率为100%解析:A与计算机相连,是数据采集器;B与电动机并联,是电压传感器;C与电动机串联,是电流传感器,故A错误,B正确.电压表读数是x,电流表读数是y,故电动机输入功率为P入=xy;消耗的电能是xyt,产生的机械能等于重力势能的增加量mgh,故效率=100%,故C错误,D正确.10.(多选)在如图(甲)所示的电路中,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S闭合后,电路中的总电流为0.25 A,则此时(BD)A.L1上的电压为L2上电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75 W
9、C.L2的电阻为12 D.L1,L2消耗的电功率的比值大于41解析:电路中的总电流为0.25 A,L1中电流为0.25 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V,L1消耗的功率为P=UI=0.75 W,选项B正确;根据并联电路规律,L2中电流为0.125 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V,L1的电压大约为L2电压的10倍,选项A错误;由欧姆定律,L2的电阻R= =2.4 ,选项C错误;L2消耗的电功率P=UI=0.30.125 W=0.037 5 W,L1,L2消耗的电功率的比值大于41,选项D正确.11.有一块满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=100 的小量程电流表.
10、(1)把它改装成满偏电压U=10 V的电压表;(2)把它改装成满偏电流I=0.6 A的电流表,请画出电路图,并计算有关数据.解析:(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 VU,因此需串联一个适当的分压电阻,即可将其改装成电压表,改装的电路如图所示由欧姆定律得U=Ig(Rg+Rx),解得Rx=-Rg=9 900 .(2)小量程电流表的满偏电流IgI,要将其改装成大量程电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图所示,由并联电路电压相等得IgRg=(I-Ig)Rx,解得Rx=Rg= 0.17 .答案:见解析12.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类.现代生物学认为,髓
11、鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻.已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 m左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6105 .(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率;(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32 cm3,当在其两底面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10 A,求圆柱体的圆面半径和高.解析:(1)由电阻定律R=得= m=8106 m.(2)由部分电路欧姆定律I=和R=,得=,联立圆柱体体积公式V=r2h,代入数据解得h=0.02 m=2 cm,r=0.04 m=4 cm.答案:(1)8106
12、m(2)4 cm2 cm13.一台电风扇,内阻为20 ,接上220 V电压后正常工作,消耗功率66 W,求:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?解析:(1)因为P入=IU所以I= A=0.3 A.(2)电风扇正常工作时,转化为内能的功率为P内=I2R=0.3220 W=1.8 W转化为机械能的功率为P机=P入-P内=66 W-1.8 W=64.2 W电风扇正常工作时的效率为=100%97.3%.(3)电风扇的扇叶被卡住后,通过电风扇的电流I= A=11 A电动机消耗的电功率P=IU=11220 W=2 420 W.电动机的发热功率P内=I2R=11220 W=2 420 W.答案:(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%(3)11 A2 420 W2 420 W