2023版高考物理总复习之加练半小时 第九章 微专题59 部分电路及其规律

这是一份2023版高考物理总复习之加练半小时 第九章 微专题59 部分电路及其规律，共5页。试卷主要包含了电流计算的两个公式，四盏灯泡接成如图所示的电路等内容，欢迎下载使用。

1．电流计算的两个公式：定义式：I＝eq \f(q,t)，微观表达式：I＝neSv.2.分析电路的串、并联结构，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.4.注意电功(电功率)和电热(热功率)的区别．
1.如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是( )
A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A
B．溶液内由于正负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零
C．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq \f(n1e,t)
D．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq \f(n1＋n2e,t)
答案 D
解析 正离子从A运动到B，负离子从B运动到A，电流的方向跟正离子的运动方向相同，跟负离子的运动方向相反，所以正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向也从A→B，A、B错误．通过溶液内截面的离子总数为n1＋n2，所以电流I＝eq \f(n1＋n2e,t)，C错误，D正确．
2．铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为( )
A．光速c B.eq \f(I,meS)
C.eq \f(Iρ,neSm) D.eq \f(mI,neSρ)
答案 D
解析 单位体积的电子数为N＝eq \f(ρn,m)，根据I＝NeSv可得v＝eq \f(I,NeS)＝eq \f(mI,neSρ)，故选D.
3．(2022·海南海口一中高三月考)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则( )
A．S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1
B．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5
C．S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1
D．S闭合时，通过R1与R2的功率之比为2∶5
答案 B
解析 S断开时，R1与R2串联，两端电压之比为U1∶U2＝R1∶R2＝1∶5，A错误；S闭合时，R1与R2两端的电压之比为U1∶U2＝R1∶eq \f(R2R3,R2＋R3)＝2∶5，B正确；S闭合时，通过R2与R3的电流之比为1∶1，C错误；S闭合时，通过R1与R2的功率之比为P1＝I2R1＝2I2，P2＝(eq \f(I,2))2R2＝eq \f(5,2)I2，解得P1∶P2＝4∶5，D错误．
4．(多选)地球本身带负电，其周围空间存在电场，由于电场的作用，地球处于放电状态．但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场强度大小恒定不变．统计表明，雷暴带给地球的平均电荷量每秒约为q＝1.8×103 C，离地面50 km处的大气层与地面之间的电势差约为U＝3.0×105 V．已知地球半径r＝6.4×103 km.则( )
A．雷暴对地球充电的平均电流约为I＝1.8×103 A
B．离地面50 km以下的大气层平均电阻为R＝3.0×103 Ω
C．离地面50 km以下的大气层的平均电阻率为ρ≈1.7×108 Ω·m
D．离地面50 km以下的大气层的平均电阻率为ρ≈1.7×1012 Ω·m
答案 AD
解析 雷暴对地球充电的平均电流约为I＝eq \f(q,t)＝eq \f(1.8×103,1) A＝1.8×103 A，所以A正确；离地面50 km以下的大气层平均电阻为R＝eq \f(U,I)＝eq \f(3.0×105,1.8×103) Ω≈1.7×102 Ω，所以B错误；离地面50 km以下的大气层的平均电阻率为ρ＝eq \f(RS,l)＝eq \f(R4πr2,l)＝eq \f(1.7×102×4×3.14×6.4×103×1032,50×103) Ω·m
≈1.7×1012 Ω·m，所以C错误；D正确．
5．在如图所示的电路中，电源电压U＝15 V，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，电压表的读数分别为( )
A．7.5 V 10 V B．10 V 7.5 V
C．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U2＝eq \f(U,R1＋\f(R2R3,R2＋R3))R1＝10 V，故选C.
6．四盏灯泡接成如图所示的电路．a、c灯泡的规格为“220 V 40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V 100 W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是( )
A．Pa＝PcPb>Pd
C．Pa答案 A
解析 由题意可知Ra＝Rc>Rb＝Rd，故Rab＝Rcd，由串联电路的特点可知Ua＝Ub＝Uc＝Ud，根据P＝eq \f(U2,R)，故Pa7.(多选)如图所示，USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电．关于USB电风扇，以下说法正确的是( )
A．风扇正常工作时，同一扇叶上各点角速度相等
B．风扇正常工作时，同一扇叶上各点线速度大小相等
C．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总＝UI
D．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机输出机械功率：P出答案 ACD
解析 风扇正常工作时，同一扇叶上各点属于同轴转动，角速度相等，选项A正确，B错误；若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总＝UI，选项C正确；同时又由于电动机线圈生热消耗一部分能量，因此电机输出机械功率：P出8.如图所示是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的eq \f(1,9)，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值R＝100 Ω.求：
(1)保温时，电阻R两端的电压；
(2)稳压电源输出的电压；
(3)电热丝的额定功率．
答案 (1)140 V (2)210 V (3)882 W
解析 (1)电阻R两端的电压为UR＝IR＝1.40×100 V＝140 V；
(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则(eq \f(U,R＋r))2r＝eq \f(1,9)·eq \f(U2,r)，解得：r＝50 Ω.所以电源电压为U＝I(R＋r)＝1.40×(100＋50) V＝210 V；
(3)电热丝的额定功率为P＝eq \f(U2,r)＝eq \f(2102,50) W＝882 W.
9.如图所示，M为一线圈电阻r＝0.4 Ω的电动机，R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V．当S断开时，电流表的示数I1＝1.6 A，当开关S闭合时，电流表的示数I2＝4.0 A．求：
(1)电源内阻；
(2)开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；
(3)开关S闭合时电源的输出功率和电动机的机械效率．
答案 (1)1 Ω (2)2.5 W 87.5 W (3)144 W 97.2%
解析 (1)根据闭合电路的欧姆定律I1＝eq \f(E,R＋r0)；
代入数据解得r0＝eq \f(E,I1)－R＝(eq \f(40,1.6)－24) Ω＝1 Ω；
(2)开关S闭合后路端电压U＝E－I2r0＝(40－4.0×1) V＝36 V
流过R的电流为IR＝eq \f(U,R)＝1.5 A
流过电动机的电流为I＝I2－IR＝(4.0－1.5)A＝2.5 A
电动机发热消耗的功率为P热＝I2r＝(2.52×0.4)W＝2.5 W
电动机转化为机械能的功率P机＝UI－P热＝87.5 W；
(3)开关S闭合时电源输出功率为P＝UI2＝144 W
电动机的机械效率η＝eq \f(P机,UI)×100%＝eq \f(87.5,36×2.5)×100%≈97.2%.