第十一章微专题62 部分电路及其规律 试卷

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第十章　电路及应用微专题62　部分电路及其规律1．电流的两个公式：定义式为I＝eq \f(q,t)，微观表达式为I＝neSv.2.掌握串、并联电路的特点，用欧姆定律分析计算电路中各部分的电压、电流.3.注意电阻的定义式和决定式，理解电阻率的概念.4.掌握电功(电功率)和电热(热功率)的计算，区分纯电阻电路和非纯电阻电路．1．(2023·江苏镇江市模拟)每分钟有1.5×1015个自由电子通过导线的横截面，导线的横截面积为5×10－5 m2，电子电荷量为－1.6×10－19 C，则该导线中的电流大小是(　　)A．0.4 μA B．4 μAC．8 mA D．80 mA答案　B解析　每分钟内通过横截面的电荷量为：q＝ne＝1.5×1015×1.6×10－19 C＝2.4×10－4 C根据电流的定义，可得该导线中的电流大小为：I＝eq \f(q,t)＝eq \f(2.4×10－4,60) A＝4×10－6 A＝4 μA，故B正确，A、C、D错误．2．如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为Sa∶Sb＝1∶2.已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，已知电子电荷量为1.6×10－19 C，则(　　)A．流经导线a的电流为0.32 AB．流经导线b的电流为0.16 AC．5 s内有1×1019个自由电子通过导线b的横截面D．自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb＝1∶2答案　B解析　电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，流过a的电流为：I＝eq \f(q,t)＝eq \f(5×1018×1.6×10－19,5) A＝0.16 A，故A错误；因金属导线a、b串联，所以流过导线b的电流也是0.16 A，故B正确；因金属导线a、b串联，所以相同时间内通过的电荷量相等，即5 s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面，故C错误；根据电流微观表达式I＝neSv可得v＝eq \f(I,neS)，自由电子在导线a和b中移动的速率之比为eq \f(va,vb)＝eq \f(Sb,Sa)＝eq \f(2,1)，故D错误．3．(2023·浙江省北仑区检测)在5分钟内通过导体横截面的电荷量为1 200 C，若导体的电阻为10 Ω，那么导体两端加的电压为(　　)A．240 V B．120 VC．50 V D．40 V答案　D解析　由I＝eq \f(q,t)可知，I＝eq \f(1 200,5×60) A＝4 A，则由欧姆定律可知，导体两端的电压U＝IR＝4×10 V＝40 V，故选D.4．如图甲，一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c，且a＞b＞c，通入沿PQ方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是(　　)A．导电材料两端所加电压为10 V时，其电阻为20 ΩB．随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐增大C．随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电性能变差D．该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小答案　A解析　由题图乙，当导电材料两端所加电压为10 V时，流过导电材料的电流大小为0.5 A，其电阻为R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,0.5) Ω＝20 Ω，故A正确；U－I图线上的点与坐标原点连线的斜率k＝eq \f(ΔU,ΔI)可以表示图线对应的电阻的大小，由题图乙可知，随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小，故B错误；由R＝eq \f(ρL,S)，结合随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小可知，随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻率减小，则导电性能变好，故C错误；由于a＞b＞c，导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时导体的长度长而横截面积小，由公式R＝eq \f(ρL,S)可知，导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻大，故D错误．5.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝30 cm，bc＝10 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为I，若将A与B接入电路中时电流仍为I，则接入的电压为(　　)A．U B．1.5U C．3U D．9U答案　D解析　设矩形金属薄片的厚度为x，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为I，由欧姆定律得U＝IR，根据R＝ρeq \f(L,S)，可得R＝ρeq \f(bc,ab·x)，若将A与B接入电路中时电流仍为I，由欧姆定律得U′＝IR′，根据R＝ρeq \f(L,S)，可得R′＝ρeq \f(ab,bc·x)，代入数据联立解得U′＝9U，故D正确，A、B、C错误．6．(2023·湖北襄阳市质检)甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板，长、宽、高分别为a、b、c，其中a＞b＞c，如图(a)、(b)，它们的外形完全相同．现将甲、乙两金属导电板按图中两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为(　　)(a)(b)A.eq \f(c2,a2) B.eq \f(a2,b2)C.eq \f(ac,b2) D.eq \f(a2,bc)答案　A解析　甲、乙两金属导电板按题图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，则由欧姆定律可知甲、乙两金属导电板的电阻相等，根据电阻决定式有R＝ρeq \f(L,S)，则可得电阻率为ρ＝eq \f(RS,L)，甲、乙两金属导电板的电阻率之比为eq \f(ρ甲,ρ乙)＝eq \f(\f(Rbc,a),\f(Rab,c))＝eq \f(c2,a2)，故A正确，B、C、D错误．7．在如图所示的电路中，电源电压U＝15 V(内阻不计)，电阻R1、R2、R3的阻值均为10 Ω，S为单刀双掷开关，则开关S接A和开关S接B时，理想电压表的读数分别为(　　)A．7.5 V　10 V B．10 V　7.5 VC．0　10 V D．10 V　0答案　C解析　开关S接A，电压表被短路，电压表测量的是导线上的电压U1＝0；开关S接B，R2与R3并联再与R1串联，电压表测量的是R1两端的电压，得U2＝eq \f(U,R1＋\f(R2R3,R2＋R3))R1＝10 V，故选C.8.如图所示的电路中，R1＝R2＝R3＝6 Ω，若在a、c两点之间加上U＝18 V的电压，则理想电流表的读数为(　　)A．0 B．0.4 A C．1 A D．1.5 A答案　C解析　当电压加在a、c两点时，R2与R3并联后再与R1串联，电流表测量流过R3的电流；电路中总电阻R总＝R1＋eq \f(R2R3,R2＋R3)＝6 Ω＋eq \f(6×6,6＋6) Ω＝9 Ω，由欧姆定律可知，干路电流I＝eq \f(U,R总)＝eq \f(18,9) A＝2 A，根据并联电路分流原理可知，流过电流表的电流I3＝eq \f(1,2)I＝eq \f(1,2)×2 A＝1 A，故C正确，A、B、D错误．9．如图所示的电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω，U＝42 V，下列说法正确的是(　　)A．R1、R2、R3、R4的电压之比等于4∶2∶1∶1B．R1、R2、R3、R4的电流之比等于4∶2∶1∶2C．R1、R2、R3、R4的功率之比等于12∶6∶2∶1D．电路的总电阻等于21 Ω，总功率等于126 W答案　A解析　R3与R4并联后的总电阻为R′＝eq \f(R3R4,R3＋R4)＝eq \f(6×3,6＋3) Ω＝2 Ω，由于R1、R2及R′串联，电流相等，则电压之比等于电阻之比，故R1、R2、R3、R4的电压之比等于4∶2∶1∶1，故A正确；流过R3与R4的电流之比与电阻成反比，故电流之比为1∶2，而流过R1与R2的电流之比为1∶1，流过R3的电流与干路电流的关系为I3＝eq \f(1,3)I，故R1、R2、R3、R4的电流之比等于3∶3∶1∶2，故B错误；R1、R2串联，根据公式P＝I2R，可知功率之比为P1∶P2＝2∶1，R3与R4并联，由公式P＝eq \f(U2,R)可知，功率之比为P3∶P4＝1∶2，流过R3的电流与干路电流的关系为I3＝eq \f(1,3)I，则P2∶P3＝6∶1，故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12∶6∶1∶2，故C错误；根据串、并联电路的特点可知，电路中的总电阻为R＝R1＋R2＋R′＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω，根据据欧姆定律得I＝eq \f(U,R)＝eq \f(42,14) A＝3 A，则总功率为P＝I2R＝32×14 W＝126 W，故D错误．