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2024年高考物理二轮专题复习-专题11 直流电路(原卷版+解析版)
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二、和为定值的两个电阻,阻值相等时并联电阻值最大,右图中,两侧电阻相等时总电阻最大
三、无论是串联还是并联电路,若某一个电阻增大,则总电阻一定增大。
在如图所示的电路中,已知电阻R1=R2,R3阻值未知,则通过它们的电流之比I1:I2:I3为( )
A.2:1:3B.1:2:3C.2:2:1D.1:1:2
如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,R是电阻,电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央,下列判断正确的是( )
A.输出端的电压大于U2
B.输出端的电压等于U2
C.滑动片P向上移动,输出电压增大
D.负载电阻R的阻值越大,输出电压越小
如图所示,a、b、c三盏灯实际消耗的功率b、c相等,a是b的4倍。则a、b、c三盏灯的电阻之比为( )
A.2:1:1B.1:1:1C.1:4:4D.无法确定
磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G,内阻Rg=30Ω,满偏电流Ig=5mA,要将它改装为量程为0~3A的电流表,所做的操作是( )
A.串联一个570Ω的电阻B.并联一个0.05Ω的电阻
C.串联一个270Ω的电阻D.并联一个0.01Ω的电阻
某同学用一个微安表头(量程1mA 内阻90Ω):电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表,有电流10mA和电压3V两挡,改装电路如图所示,则R1、R2应调到多大阻值( )
A.R1=100Ω,R2=300ΩB.R1=10Ω,R2=291Ω
C.R1=100Ω,R2=291ΩD.R1=10Ω,R2=300Ω
四、路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir.
(2)U-I图象如图1所示.
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
②当外电路短路即U=0时,横坐标的截距为短路电流.
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.
五、下图中可以将灯泡的伏安特性曲线与电源的图象画在同一幅图中,交点即为二者直接串联时的参数。
小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量,电路图如下,其中电源电动势为6V,内阻为1Ω,电流表量程为0~3A,内阻为1Ω,有一长方体导体材料R,x、y、z方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm,先将R沿x轴方向接入电路,电流表示数1A,再将R沿y轴方向接入电路,电流表示数2A,则下列说法正确的是( )
A.d=4mm
B.沿x、y、z三个方向接入R,电源效率最大约为75%
C.沿x、y、z三个方向接入R,电流表示数均不会超量程
D.沿x、y、z三个方向接入R,R的功率最小为2W
在如图所示的U﹣I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图象判断错误的是( )
A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的效率为80%
D.电源的输出功率为4 W
(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5,3.5)、Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法不正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比是3:2
B.电源1与电源2的电动势之比是1:1
C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是21:26
D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7:10
如图所示,直线A为某电源的U﹣I图线,曲线B为标识不清的小灯泡L1的U﹣I图线,将L1与该电源组成闭合电路时,L1恰好能正常发光。若将相同材料制成的标有“3V,20W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路,下列说法中正确的是( )
A.电源的内阻为23Ω
B.把灯泡L1换成L2,L2可能正常发光
C.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率可能相等
D.把灯泡L1换成L2,电源的输出功率一定变小
(多选)在如图所示的U﹣I图像中,a为某电源的路端电压与电流的关系,b为某元件的电压与电流的关系。则( )
A.电源的电动势为8.0V,内阻为4.0Ω
B.将此电源与该元件串联时,电源输出功率约为7.7W
C.将此电源与该元件串联时,电源内、外电路消耗功率之比约为3:2
D.将此电源与两个相同该元件串联时,电源输出功率约为8.0W
六、闭合电路动态分析:(“串反并同”——若右图的滑片上滑 RP 增大, 则直接可以判断出电流表示数减小,电压表示数增大,电容器两端电压增大。但应注意有些情况下电源内阻不计,此时电容器两端电压应不变)
七、闭合电路半定量分析(ΔU/ΔI):对于定值电阻而言 R=U/I=ΔU/ΔI.
|ΔU1/ΔI|=R
|ΔU2/ΔI|=R+r
|ΔU3/ΔI|=r
在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,则正确的是( )
A.电路再次稳定时,电源效率增加
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.电容器存储的电势能增加
动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是( )
A.烟雾浓度增大时,RM的阻值增大
B.烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C.滑片P向左移动可以提高报警灵敏度
D.烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
如图甲所示,两个电压表均视为理想电表,电阻R2为压敏电阻(阻值随所受压力的增大而减小,用柔软的导线与其他电学元件相连且导线足够长),在其受压面上固定一物块。如图乙所示,一半圆柱的工件固定在实验桌面上,A为半圆水平直径的端点,B为半圆的最高点。闭合电键S,将物块和压敏电阻一起置于圆柱表面上,用方向始终沿圆弧的切线方向的力F推物块,使物块和压敏电阻由A点缓慢移动到B点,在此过程中,电压表V1的示数改变量大小为ΔU1,电压表V2的示数改变量大小为ΔU2,U1、U2分别是电压表V1、V2示数。下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数U1变小
B.电压表V2的示数U2变小
C.ΔU1一定小于ΔU2
D.R2消耗的电功率逐渐减小
如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑动触头,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都一直变大
B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小
C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小
D.电容器C所带电荷量先减少后增多
如图所示电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,各电表均为理想电表。闭合电键后,将滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
A.V1、V2、V3、A示数均变小
B.ΔU2=ΔU1+ΔU3
C.ΔU2ΔI和ΔU3ΔI均不变,且ΔU2ΔI<ΔU3ΔI
D.电源输出功率先增大后减小
八、电源的功率和效率:
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=eq \f(E2,R+r).
2.电源内部消耗的功率:P内=I2r=IU内=P总-P出.
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.
(2)纯电阻电路:P出=I2R=eq \f(E2R,(R+r)2)=eq \f(E2,\f((R-r)2,R)+4r).
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=eq \f(E2,4r).
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小.
③当R
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