粤教版高中物理必修第三册专练2含答案

专练二　电路的综合应用

1．关于导体的电阻，下列表述正确的是(　　)

A．跟导体两端的电压成正比

B．跟导体中的电流强度成反比

C．决定于导体的材料、长度和横截面积

D．决定于导体中的电流强度和电压

【答案】C

【解析】导体的电阻从定义上等于电压与电流的比值，但与电压及电流没有直接关系，而由导体的材料、长度及横截面积决定的，故A、B、D错误，C正确．

2．三个阻值分别为4 Ω、6 Ω、12 Ω的电阻，以不同方式进行组合连接，获得的总电阻的最大值和最小值分别为(　　)

A．22 Ω和4 Ω  B．22 Ω和2 Ω

C．18 Ω和4 Ω  D．18 Ω和2 Ω

【答案】B

【解析】三个电阻串联时获得的总电阻最大，最大阻值为R1＝4 Ω＋6 Ω＋12 Ω＝22 Ω，三个电阻并联时获得的总电阻最小，根据并联电路特点可知，并联之后的总电阻小于支路中的最小电阻，可得＝＋＋，解得最小阻值为R2＝2 Ω．故选B．

3．一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是(　　)

A．单位体积内自由电子数较多

B．自由电子定向移动的速率较大

C．自由电子的热运动速率较大

D．电流的传导速度较大

【答案】B

【解析】根据电流的微观表达式I＝neSv可知，导线不变，n、e、S均不变，而I增大，则只有v增大，即电子定向移动的速度增大．由于自由电子无规则运动的速度由温度决定，故由于导线保持温度不变，故自由电子无规则运动的速度的大小保持不变．电流的传导速率指的是接通电源后，电路中产生电流的速率，在电路中电流的产生源于电场的产生，在电场的驱动下，电荷定向运动形成电流．因而电路中电流的传导速率等于电场产生的速率，而电场的传播是以光速进行的，由于光速保持不变，故电流的传导速率不变．

4．如图所示电路中，R 为电阻箱，R1 、R2 为定值电阻(阻值未知)．当电阻箱电阻为20 Ω时，通过它的电流为1 A；当电阻箱电阻为64 Ω时，通过它的电流为0.5 A；当通过电阻箱的电流为0.1 A时，电阻箱电阻为(　　)

A．124 Ω  B．416 Ω

C．654 Ω  D．800 Ω

【答案】B

【解析】流过R的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有E＝R1＋IR，化简得E＝I，则可把电阻箱之外的电路看作一个等效电源E′＝E，内阻为r′＝．代入数据有E′＝(r′＋20 Ω)×1 A，E′＝(r′＋64 Ω)×0.5 A，解得E′＝44 V，r′＝24 Ω．当通过电阻箱的电流为0.1 A时，可得电阻箱电阻为416 Ω，故A、C、D错误，B正确．

5．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝10 cm，bc＝5 cm，若将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入电压为U的电路中时，则电流为(　　)

A．4 A  B．2 A

C． A  D． A

【答案】A

【解析】根据电阻定律公式R＝ρ得RAB＝ρ，RCD＝ρ，故＝，接入电压相同的电路，两次电流之比为1∶4，故将C与D接入电压为U的电路中时电流为4 A．故选A．

6．如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不计，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R阻值未知但不为零，开关S断开时，电流表示数为0.20 A，则当开关S闭合后，电流表的示数可能是(　　)

A．0.25 A  B．0.30 A

C．0.35 A  D．0.40 A

【答案】A

【解析】由闭合电路的欧姆定律可得，当S断开时有E＝I1(R1＋R2＋R)＝0.2×(10＋20＋R)，当S闭合时，R1被短路时，则有E＝I2(R2＋R)＝I2×(20＋R)，联立解得I2＝，因为R阻值未知但不为零，则0.2 A＜I2＜0.3 A，故A正确，B、C、D错误．

7．近年来春游自拍套装受追捧，如图所示，它包含的移动电源解决了人们拍照时经常发生的电量不足的问题．下列关于电源的说法错误的是(　　)

A．电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，以持续对外供电

B．在电源外部，电流是从电源的正极流向负极

C．有电源，电路中一定有持续的电流

D．电源是将其他形式的能转化为电能的装置

【答案】C

【解析】电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，以持续对外供电，A正确，不符合题意；在电源外部，电流是从电源的正极流向负极，B正确，不符合题意；电路中有持续电流的条件是有电源和通路，所以有电源不一定有持续的电流，C错误，符合题意；从能量转化的观点看，电源是将其他形式的能转化为电能的装置，D正确，不符合题意．

8．(多选)如图所示电路，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R3的滑片向上端移动时，则(　　)

A．电压表读数减小 B．电流表读数减小

C．灯泡的亮度变亮 D．R2上消耗的功率逐渐增大

【答案】BD

【解析】由图可知，灯泡与滑动变阻器R3串联后与R2并联后，再由R1串联接在电源两端．当滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，路端电压增大，同时R1两端的电压也减小，故并联部分的电压增大，则流过R2的电流增大，根据P＝I2R知消耗的功率增大，故电流表示数减小，灯泡分压减小，灯泡变暗，因并联部分的电压增大，而R3中电压增大，故电压表示数增大，故A、C错误，B、D正确．

9．(多选)如图所示，曲线①、②分别是直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知，下列说法中正确的是(　　)

A．电源的电动势为8 V

B．电源的内电阻为4 Ω

C．电源输出的电功率最大为8 W

D．当外电路电阻为2 Ω时，电源的效率为50%

【答案】ACD

【解析】根据图像可以知道，曲线①、②的交点表示电路内外功率相等，由于电路的电流是相等的，所以此时电源内阻和外电阻大小相等，即此时电源的输出功率最大，由图可知电源输出功率最大值为8 W，C正确；当输出功率最大时，P＝8 W，I＝2 A，根据P＝I2R＝I2r＝8 W，解得R＝r＝2 Ω，B错误；由闭合电路欧姆定律可知E＝I(R＋r)＝2×(2＋2) V＝8 V，A正确；当外电路电阻为2 Ω时，此时内外电阻相等，内外电压相等，即外电压为4 V，则电源的效率为η＝＝＝50%，D正确．

10．(多选)某一电路网络中的部分电路如图所示，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝10 Ω，则下列结论正确的是(　　)

A．通过R3的电流为1.5 A，方向从a→b

B．通过R3的电流为1.5 A，方向从b→a

C．通过电流表的电流为0.5 A，电流从左向右流过电流表

D．通过电流表的电流为0.5 A，电流从右向左流过电流表

【答案】BD

【解析】R1两端电压为U1＝I1R1＝2×10 V＝20 V, R2两端电压为U2＝I2R2＝1×5 V＝5 V，R3两端电压为U3＝20－5 V＝15 V，且电流从b流向a，大小为I3＝ A＝1.5 A，通过电流表的电流为I3－I2＝0.5 A，方向从右到左，故B、D正确，A、C错误．

11．(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的，已知灵敏电流表的满偏电流Ig＝2 mA，内电阻Rg＝300 Ω，则下列说法正确的是(　　)

A．甲表是电流表，R增大时量程增大

B．乙表是电压表，R增大时量程增大

C．在甲图中，若改装成的电流表的量程为0.6 A，则R＝0.5 Ω

D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为3 V，则R＝1 200 Ω

【答案】BD

【解析】甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联，利用并联电阻的分流，改装成安培表，安培表的量程I＝Ig＋，可知当R减小时量程I增大，故A错误；乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联，利用串联电阻的分压，改装成伏特表．伏特表的量程U＝Ig(Rg＋R)，可知R增大时量程增大，故B正确；由公式I＝Ig＋知，在甲图中，若改装成的电流表的量程为0.6 A，则R＝1.003 Ω，C错误；在乙图中，由公式U＝Ig(Rg＋R)知，若改装成的电压表的量程为3 V，则R＝1 200 Ω，D正确．

12．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V．则，当电阻箱读数为R3＝1 Ω时，电压表读数为多少？

【答案】3 V

【解析】根据闭合电路的欧姆定律E＝U＋r，

可得E＝4＋r，E＝5＋r，

解得E＝6 V，r＝1 Ω．

则电阻箱读数为R3＝1 Ω时，电压表读数为U＝＝ V＝3 V．

13．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l＝80 cm，两板间的距离d＝40 cm，电源电动势E＝40 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4 m/s 水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2)．则：

(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？

(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？

(3)此时电源的输出功率是多少？

【答案】(1)24 Ω　(2)1 A　39 V　(3)39 W

【解析】(1)设小球在板间飞行时间为t，

有t＝＝ s＝0.2 s，

根据d＝at2得飞行加速度

a＝＝ m/s2＝20 m/s2．

对小球根据牛顿第二定律得q－mg＝ma，

解得UAB＝

＝ V＝24 V，

所以滑动变阻器的两端电压U滑＝UAB

＝24 V．

设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I＝＝ A＝1 A，

滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝24 Ω．

(2)此时电流表的示数为1 A，电压表的示数为U＝E－Ir＝(40－1×1) V＝39 V．

(3)电源的输出功率P出＝IU＝39 W．

14．在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：

(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；

(2)电源的电动势和内电阻；

(3)当开关K接c时，通过R2的电流．

【答案】(1)1 A　4 V　(2)6 V　2 Ω　(3)0.5 A

【解析】(1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据公式可得，通过电源电流

I1＝＝ A＝1 A，

电源两端电压为U1＝＝4 V．

(2)K接a时，有E＝U1＋I1r＝4＋r，

K接b时，R1和R2串联，R外＝R1＋R2＝6 Ω，

通过电源的电流I2＝＝0.75 A，

这时有E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r，

解得E＝6 V，r＝2 Ω．

(3)当K接c时，R2与R3并联，并联电阻为

R23＝＝2 Ω，

所以R总＝R1＋r＋R23＝6 Ω．

总电流I3＝＝1 A，

通过R2电流I′＝I3＝0.5 A．