新教材适用2024版高考物理一轮总复习练案25第九章恒定电流第1讲电路的基本概念与规律

练案[25]第九章　恒定电流

 第1讲　电路的基本概念与规律

一、选择题(本题共10小题，1～8题为单选，9、10题为多选)

1．安培提出了著名的分子电流假说。根据这一假说。电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，下列关于该环形电流的说法正确的是( D )

A．电流大小为，电流方向为顺时针

B．电流大小为，电流方向为逆时针

C．电流大小为，电流方向为顺时针

D．电流大小为，电流方向为逆时针

[解析]电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为T＝，根据电流的定义式可得电流为：I＝＝＝，因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故D正确，ABC错误。

2．(2023·山西高三月考)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个小量程电流表和一个电阻箱R组成的，下列说法正确的是( B )

A．甲表是电压表，R增大时量程增大

B．甲表是电流表，R增大时量程减小

C．乙表是电流表，R增大时量程增大

D．乙表是电压表，R增大时量程减小

[解析]甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，故A错误，B正确；乙是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，量程增大，故CD错误。

3．(2023·广东高三阶段练习)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( C )

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＝

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所围的面积

[解析]图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值，由图可知随着所加电压的增大，图线斜率减小，故小灯泡的电阻增大，A正确，不符合题意；由欧姆定律可得，对应P点，小灯泡的电阻为R＝，B正确，不符合题意，C错误，符合题意；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，与题图中PQOM所围的面积相等，D正确，不符合题意。

4．(2023·浙江大学附属中学模拟预测)家电待机耗电问题常常被市民所忽略，技术人员发现一台电视机待机一天的耗电量约0.2度。据最新统计浙江省的常住人口约5 800万人，假设每户家庭拥有的家用电器如下表所示，则由表中数据，估算每年浙江省家庭用电器待机耗电量约为( C )

A.2.7×106度  B.2.7×108度

C．2.7×1010度  D.2.7×1012度

[解析]浙江省家庭用电器每家待机总电功率为P＝2×10 W＋20 W＋2×40 W＋40 W＝160 W，大约三人一户，则浙江省家庭用电器年待机耗电量Q＝nPt＝×0.16×365×24 kW·h≈2.7×1010 kW·h。故选C。

5．(2023·湖南临澧县高三开学考试)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0.5 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。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( D )

A．电动机的内电阻为0.5 Ω

B．电动机的内电阻为7.5 Ω

C．电动机的输出功率为30 W

D．电动机的输出功率为22 W

[解析]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0.5 A和1.0 V，根据欧姆定律r＝，可得电动机的内阻为r＝ Ω＝2 Ω，故AB错误；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，电动机的输出功率为P＝UI－I2r＝22 W，故C错误，D正确。

6．(2023·河北高三模拟)如图所示，R1＝R2＝2 kΩ，电压表V1的内阻为6 kΩ，电压表V2的内阻为3 kΩ，AB间电压U保持不变。当开关S闭合后，V1、V2的示数变化是( B )

A．V1示数变大  B.V2示数变大

C．V1、V2示数均变小  D.V1、V2示数均变大

[解析]S断开时，两电阻与两电压表并联，则V1的示数为U，V2的示数为U，当S闭合时，相当于V1与R1并联，R2与V2并联，然后再串联，V1与R1的总电阻为 kΩ＝1.5 kΩ，R2与V2并联后的总电阻为 kΩ＝1.2 kΩ，则可知，电压之比为54，故V1示数为U，V2示数为U，故V1的示数减小，V2示数增大。

7．(2023·重庆高三模拟)P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积，将P1和P2按图所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是( B )

A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流

B．若P1和P2的体积相同，则P1的电功率大于P2的电功率

C．若P1和P2的厚度相同，则P1和P2内自由电荷定向移动的速率相等

D．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压

[解析]P1和P2是串联在电路中的，所以通过P1的电流总等于通过P2的电流，A错误；由电阻定律可得R＝ρ＝ρ，则若P1和P2的体积相同，上下表面积越大的电阻的阻值越大，由电功率公式P＝I2R，由于通过P1的电流总等于通过P2的电流，则电阻越大的电功率越大，所以若P1和P2的体积相同，则P1的电功率大于P2的电功率，B正确；根据电流公式I＝nqSv，若P1和P2的厚度相同，由于P1和P2的面积不相等，故P1和P2内自由电荷定向移动的速率不相等，C错误；由电阻定律可得R＝ρ＝，若P1和P2的厚度相同，则P1和P2的电阻的阻值相同，由于P1和P2是串联关系，所以则P1两端的电压等于P2两端的电压，所以D错误。

8．如图所示，是将滑动变阻器作为分压器的电路，A、B为分压器的输出端。若把滑动变阻器的滑片放在它的中央，下列判断不正确的是( D )

A．空载时输出电压为UAB＝

B．当A、B端接上负载R时，输出电压UAB<

C．A、B端的负载R越大，UAB越接近

D．负载R越小，UAB越接近

[解析]空载时，因为P在中点，则输出电压为UAB＝，选项A正确，不符合题意；当A、B端接上负载R时，则R与滑动变阻器的下部分并联后阻值变小，则分压减小，即输出电压UAB<，选项B正确，不符合题意；A、B端的负载R越大，则R与滑动变阻器的下部分并联后阻值越接近滑动变阻器上一半的阻值，则UAB越接近，选项C正确，不符合题意；选项D错误，符合题意。

9．(2023·全国高三专题练习)电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全。如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220 V，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)，因而人体两端的电压不高于12 V，下列说法正确的是( BC )

A．曲长管道应选用导电性能好的材料制成

B．曲长管道应选用不易导电的材料制成

C．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联

D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过

[解析]要使人体两端的电压不高于12 V，漏电电流通过曲长管道时损失的电压要足够大，所以曲长管道应选用不易导电的材料制成，故A错误，B正确；“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联，故C正确；热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”可使人体内有很微弱的电流通过，不会造成人体触电，保障人的安全，故D错误。

10．(2023·甘肃天水期末)如图所示，经过精确校准的电压表V1和V2分别用来测量某线路中电阻R两端a、b间的电压时，读数依次为12.7 V和12.3 V，则( AC )

A．a、b间的实际电压略大于12.7 V

B．a、b间的实际电压略小于12.7 V

C．电压表V1的内阻大于V2的内阻

D．电压表V1的内阻小于V2的内阻

[解析]由于电压表不是理想电表(内阻不是无穷大)，当a、b两端接入电压表后，电阻R与电压表的并联电阻小于电阻R，根据欧姆定律和串、并联电路规律可知，电阻R与电压表的并联总电压小于电阻R的实际电压，即a、b两端实际电压将大于电压表的示数，即a、b间的实际电压略大于12.7 V，故A项正确，B项错误；根据欧姆定律可知，若电压表的内阻越大，电压表与R的并联电阻就越大，电压表的示数也越大，即电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻，故C项正确，D项错误。

二、非选择题

11．某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。

(1)已知表头G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝100 Ω，R2＝910 Ω，R3＝2 000 Ω。

(2)用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表V对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ，为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器。

(3)校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近M(选填“M”或“N”)端。

(4)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值大于(选填“大于”或“小于”)900 Ω。

[解析](1)根据题意，R1与表头G构成量程为1 mA的电流表，则IgRg＝(I－Ig)R1，整理得R1＝100 Ω；若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V，则R2＝＝ Ω＝910 Ω；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V，则R3＝＝ Ω＝2 000 Ω。

(2)电压表与之并联之后，并联总电阻小于2 500 Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50 Ω的电阻。

(3)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近M端，这样把并联部分电路短路，起到一种保护作用。

(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际其电阻偏大，故其实际阻值大于900 Ω。

12．(2022·武汉高三期中)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数，请根据表中数据计算：

(1)此电动机的内阻和电动机正常工作时的效率；

(2)当电动自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时，若其受到的阻力为车重的0.01倍，则此时其速度为多少？(取g ＝ 10 m/s2)

[答案]　(1)2.5 Ω　75%　(2)8 m/s

[解析](1)根据题意，电动机的输入功率P入 ＝UI＝160 W

电动机的热功率P热 ＝ I2r，电动机的输出功率P出 ＝ 120 W

又有P出 ＝ P入－P热，

联立解得r ＝ 2.5 Ω，

电动机正常工作时的效率η ＝ ×100% ＝ 75%

则此电动机的内阻为2.5 Ω，电动机正常工作时的效率为75%。

(2)电动自行车满载时，受到的阻力f＝0.01mg＝15 N，

电动自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时P出 ＝ fv

解得v＝8 m/s，则此时其速度为8 m/s。