高中物理教科版选修31课时提升作业二十二电路电路的基本规律Word下载.docx

高中物理教科版选修31课时提升作业二十二电路电路的基本规律Word下载.docx

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4.（2013·

福州模拟）一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（）

A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2Ω

C.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω

5.有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V100W”字样，L3和L4都标有“220V40W”字样，把电路接通后，最暗的是（）

A.L1B.L2

C.L3D.L4

6.（2013·

厦门模拟）在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。

当R2的滑动触头在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。

现将R2的滑动触头向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）

A.I1增大，I2不变，U增大

B.I1减小，I2增大，U减小

C.I1增大，I2减小，U增大

D.I1减小，I2不变，U减小

7.（多选）（2013·

青岛模拟）如图所示，电阻R1=20Ω，电动机绕线电阻R2=10Ω,当开关S断开时，电流表的示数是I1=0.5A；

当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足

（）

A.I=1.5AB.I<

1.5A

C.P=15WD.P<

15W

8.如图所示,电源电动势为6V,当开关S接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可判定（）

A.L1和L2的灯丝都断了

B.L1的灯丝断了

C.L2的灯丝断了

D.变阻器R断路

9.（多选）（2013·

济南模拟）如图所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列判断中正确的是

A.b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值

B.a、b两灯变亮，c灯变暗

C.电源输出功率增大

D.电源的供电效率增大

10.如图所示的电路中,电源电动势E=3V,内电阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,

R2=2Ω,电容器的电容C=100μF,则下列说法正确的是（）

A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5V

B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×

10-4C

C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×

D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×

二、计算题（本大题共2小题，共30分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

11.（2013·

济南模拟）（14分）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器。

当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。

求：

（1）电源的电动势和内阻；

（2）定值电阻R2的阻值；

（3）滑动变阻器的最大阻值。

12.（能力挑战题）（16分）一辆有三十多个座位的客车的动力装置的一套电池能反复充电1200多次;

每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑500km,客车时速最高可达180km。

如果客车总质量为9×

103kg，当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150A,电压U=300V。

在此行驶状态下（取g=10m/s2），求：

（1）驱动电机的输入功率P电;

（2）若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力的大小;

（3）如果当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源（设汽车所受阻力不变），客车滑行的时间是多少？

答案解析

1.【解析】选D。

电源的电动势是个定值，由闭合电路欧姆定律知：

E=U+Ur=U+Ir,内电压和外电压之和等于电源电动势是不变的，故D正确，A、B、C错误。

2.【解析】选C、D。

根据U=E-Ir可知，当电路中电流增大时，路端电压减小，C正确，A、B错误；

当电路中电流为0时，路端电压等于电源电动势，D正确。

3.【解析】选D。

在U-I图像中，图线的斜率k==R，故斜率越小，电阻越小，因而d的电阻最小，故选D。

4.【解析】选B。

电池外电路断开时的路端电压等于电源电动势，所以E=3V;

当电源接上8Ω的负载电阻后,由U=IR得I=0.3A,再由闭合电路欧姆定律E=I（R+r）可得r=2Ω,故B正确。

5.【解析】选C。

由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R1=R2<

R3=R4。

由串联电路功率的分配知P4>

P1，由I1＞I2知P1＞P2，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知P2>

P3，所以四盏灯消耗的实际功率大小关系为P4>

P1>

P2>

P3，故最暗的灯是L3。

6.【解析】选B。

当R2的滑动触头由a滑向b时，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流I增大；

根据闭合电路欧姆定律知路端电压U=E-Ir，所以电压表示数U减小；

R1两端电压U1=U-U3，而U3=IR3，U3增大，所以U1减小，则I1减小，而I=I1+I2，所以I2增大，故B正确。

7.【解析】选B、D。

当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U=I1R1=10V;

当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压U=10V，通过电动机的电流应满足UI2>

I22R2,故I2<

1A;

所以电流表的示数I<

1.5A，电路消耗的电功率P=UI<

15W,故B、D正确，A、C错误。

8.【解析】选C。

由Uab=6V,可知电源完好;

灯泡都不亮,说明电路中出现断路故障,且在外电路a、b之间;

由Ucd=6V可知,灯泡L1和变阻器R是导通的,断路故障应出现在c、d之间,故L2断路,C正确,A、B、D错误。

【总结提升】电路故障的特点和分析方法

1.故障特点

（1）断路特点:

电路中发生断路,表示为电源电压不为零而电流为零,若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点。

（2）短路特点:

若外电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。

2.故障分析方法

（1）仪器检测法:

①断路故障的判断:

用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联;

若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。

②短路故障的判断:

若电压表示数为零,则该电路被短路;

若电压表示数不为零,则该电路没有被短路或不完全被短路。

（2）假设法:

已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路。

若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路。

用此方法，直到找出发生故障的全部可能为止。

【变式备选】

（多选）在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,若电路中仅有一处故障，则出现这种现象的原因可能是（）

A.电阻R1短路

B.电阻R2断路

C.电阻R2短路

D.电容器C断路

【解析】选A、B。

若R1短路,则R总变小,I总变大,通过灯泡L的电流变大,灯泡变亮，A正确；

若R2断路,R总变大,I总变小,U内=I总r变小,U外变大,U1=I总R1变小,因UL=U外-U1,所以UL变大,灯泡变亮,故B正确;

若R2短路,电流不经过灯泡,灯泡不亮,C错误;

若电容器断路,总电阻不受影响,故灯泡亮度不变,D错误。

9.【解析】选B、C。

当滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，所以外电路总电阻变小，总电流变大，a灯变亮；

总电流变大，电源内阻消耗电压增大，路端电压变小，通过c灯的电流变小，c灯变暗；

总电流变大，通过c灯的电流变小，所以通过b灯的电流变大，b灯变亮，易得b灯中电流变化值大于c灯中电流变化值，所以A错B对；

电源的输出功率其中R′为外电路电阻，r为电源内阻,由于R′＞r,滑片上移时，R′减小，P增大，故C正确;

电源的供电效率根据η=×

100%即可判断，故D错。

10.【解题指南】解答本题应把握以下两个关键点:

（1）弄清开关S闭合前、后电容器上的电压。

（2）理解电容器上的电荷量与其中一个极板上所带电荷量的关系。

【解析】选A。

闭合开关S,电路稳定后电流I==0.5A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5V,选项A正确;

电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=100×

10-6×

1.5C=1.5×

10-4C,选项B、C错误;

先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5×

10-4C,选项D错误。

11.【解析】

（1）题图乙中AB延长线交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，所以电源的电动势为

E=20V,（2分）

内阻r==20Ω。

（2分）

（2）当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U2=4V、I2=0.8A，

（1分）

得R2==5Ω。

（3）当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外=16V，I总=0.2A，（2分）

所以R外==80Ω。

因为R外=（2分）

所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300Ω。

答案：

（1）20V20Ω

（2）5Ω（3）300Ω

12.【解析】

（1）驱动电机的输入功率

P电=IU=150×

300W=4.5×

104W（3分）

（2）在匀速行驶时

P机=0.8P电=Fv=Ffv（4分）

Ff==1440N（2分）

（3）汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动，根据牛顿第二定律：

a=m/s2=0.16m/s2（3分）

又因为v=at（2分）

所以t=≈156s（2分）

答案:

（1）4.5×

104W

（2）1440N（3）156s