1．(2010年浙江理綜卷)請(qǐng)用學(xué)過的電學(xué)判斷下列說法正確的是( )
A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全
B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好
C．小鳥停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死
D．打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)
解析：選B.由靜電屏蔽的知識(shí)可知，A、D選項(xiàng)均錯(cuò)；金屬可以消除多余的靜電，B項(xiàng)正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點(diǎn)之間電阻很小，因而電壓較小，小鳥不會(huì)被電死，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．
2．金屬鉑的電阻值對(duì)溫度的高低非常“敏感”，所以可以利用鉑的電阻隨溫度變化的性質(zhì)制成鉑電阻溫度計(jì)，如圖2－7所示的I－U圖象中能表示金屬鉑的電阻情況的是( )
圖2－7
解析：選C.鉑屬于金屬導(dǎo)體，其電阻率將隨溫度的升高而增大，當(dāng)有電流通過時(shí)，由于熱效應(yīng)，所以導(dǎo)體的溫度升高，并且電流越大，溫度越高，電阻也將越大．在I－U圖線中各點(diǎn)的切線斜率表示電阻的倒數(shù)，故電阻增大時(shí)，I－U圖線斜率應(yīng)減小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．
3．(2011年漳州檢測)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓是100 V，電阻是1 Ω.正常時(shí)，通過的電流為5 A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為( )
A．500 W B．25 W
C．1000 W D．475 W
解析：選B.電動(dòng)機(jī)的熱功率P＝I2r＝(5 A)2•1 Ω＝25 W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
4．如圖2－8所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線，則下列說法中正確的是( )
圖2－8
A．路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等
B．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等
C．電源甲的電動(dòng)勢大于電源乙的電動(dòng)勢
D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻
解析：選AC.在U－I圖象中甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，U0)，說明兩電源的外電阻R＝U0I0相等，A正確．圖線與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電動(dòng)勢的大小，與I軸交點(diǎn)坐標(biāo)值表示外電路短路時(shí)的電流，圖線斜率的絕對(duì)值大小表示電源內(nèi)電阻的大小(也即電動(dòng)勢與外電路短路時(shí)電流的比值)，由圖線可得E甲>E乙，r甲>r乙，C正確，D錯(cuò)誤．電流都是I0時(shí)，U內(nèi)＝I0r，所以U內(nèi)甲>U內(nèi)乙，B錯(cuò)誤．
5.在如圖2－9所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是( )
圖2－9
A．R1短路
B．R2斷路
C．R3斷路
D．R4短路
解析：選BC.由于A串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應(yīng)為某一電阻斷路，排除選項(xiàng)A、D.
若假設(shè)R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時(shí)R2斷路必引起與之并聯(lián)的燈B中電流的變化，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項(xiàng)B對(duì)．
若假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時(shí)R3斷路后也必引起與之并聯(lián)的電路(即R1所在支路)中電流增大，燈B中分得電流也變大，B燈變亮，故選項(xiàng)C正確．
6.如圖2－10所示，一個(gè)電源在外電阻不斷變化時(shí)，內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關(guān)系分別用拋物線C1、C2表示．由該圖可知( )
圖2－10
A．電源的電動(dòng)勢為8 V
B．電源的內(nèi)電阻為2 Ω
C．電源輸出功率的最大值為16 W
D．電源消耗的最大功率為16 W
解析：選D.圖中交點(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗功率相等，此時(shí)的功率和電流分別為4 W和2 A，由P內(nèi)＝I2r，代入數(shù)據(jù)得r＝1 Ω，故B錯(cuò)誤；由P外＝I2R知R＝1 Ω，內(nèi)電阻等于外電阻，電動(dòng)勢為E＝I(R＋r)＝4 V，A錯(cuò)誤．外電阻和內(nèi)電阻相等時(shí)電源輸出功率的最大值為4 W，C錯(cuò)誤．電源消耗的功率為Pm＝EI，當(dāng)R＝0時(shí)電流最大為4 A，Pm＝16 W，故D正確．
7．小燈泡通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖2－11所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法不正確的是( )
圖2－11
A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝U1I2
C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝U1I2－I1
D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
解析：選C.在I－U圖象中，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，圖象中圖線的斜率逐漸減小，電阻應(yīng)逐漸增大；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電壓為U1，電流為I2，根據(jù)歐姆定律可知，小燈泡的電阻應(yīng)為R＝U1I2；其工作功率為P＝U1I2，即為圖中矩形PQOM所圍的面積，因此本題應(yīng)選擇C項(xiàng)．
8．在如圖2－12所示電路中，開關(guān)S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P，斷開哪一個(gè)開關(guān)后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)？( )
圖2－12
A．S1 B．S2
C．S3 D．S4
答案：C
9．(2011年北京海淀二模)在如圖2－13所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小，V為理想電壓表．若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則( )
圖2－13
A．電壓表的示數(shù)變大
B．小燈泡消耗的功率變小
C．通過R2的電流變小
D．電源兩極間的電壓變小
解析：選B.若照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則R3阻值增大，R總增大，由I＝ER總知I減小，由UR1＝IR1可知UR1減小，A錯(cuò)；UR2增大，則由IR2＝UR2R2可知IR2增大，C錯(cuò)；燈泡的功率PL＝I2L•RL，由IL＝I－IR2可知IL減小，故PL減小，B正確；電源兩極間電壓U＝E－Ir，所以U增大，D錯(cuò)．
10．(2011年東北三校聯(lián)考)如圖2－14所示，一個(gè)電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)同時(shí)并聯(lián)接入有效電壓為220 V的電源上，均正常工作．設(shè)電飯煲的電阻為R1、洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R2.開關(guān)閉合后，用電流表分別測得流過電飯煲的電流是5 A，流過洗衣機(jī)的電流是0.5 A．經(jīng)過時(shí)間t后，電飯煲消耗的電能為E1，產(chǎn)生的電熱為Q1；洗衣機(jī)消耗的電能為E2，產(chǎn)生的電熱為Q2；電飯煲消耗的功率為P1、洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為P2.則下列關(guān)系正確的是( )
圖2－14
A．R2＝10R1 B．E1＝10E2
C．Q1＝10Q2 D．P1＝1555 W，P2＝155.5 W
解析：選B.電源電壓的有效值U＝220 V，電飯煲為純電阻用電器，故E1＝Q1＝U1I1t＝220×5t＝1100t，R1＝U1I1＝44 Ω，P1＝U1I1＝1100 W．而洗衣機(jī)為非純電阻用電器，R2＝UR2I2<UI2，故A錯(cuò)．E2＝UI2t＝110 t，E1＝10E2，B對(duì)．Q2＝I22R2t＝UR2I2t<E2，故C錯(cuò)．P2＝UI2＝110 W，故D錯(cuò)．
二、實(shí)驗(yàn)題(本題包括2小題，每小題8分，共16分．按題目要求作答) 新課標(biāo)第一網(wǎng)
11．(2009年高考安徽卷)用如圖2－15所示電路，測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
圖2－15
a．電流表(量程0.6 A、3 A)；
b．電壓表(量程3 V、15 V)；
c．定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W)；
d．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)；
e．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)；
f．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)．那么
(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________ V，電流表的量程應(yīng)選擇________ A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器．
(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是________．
答案：(1)3 0.6 1 0～10 (2)電壓表的分流
12．(2010年高考福建理綜卷)如圖2－16所示是一些準(zhǔn)備用來測量待測電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)器材，器材及其規(guī)格列表如下：
器材 規(guī)格
待測電阻Rx
電源E
電壓表V1
電壓表V2
電流表A
滑動(dòng)變阻器R
開關(guān)S、導(dǎo)線若干 阻值在900 Ω～1000 Ω之間
具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢約9.0 V
量程2.0 V，內(nèi)阻r1＝1000 Ω
量程5.0 V，內(nèi)阻r2＝2500 Ω
量程3.0 A，內(nèi)阻r＝0.10 Ω
最大阻值約100 Ω，額定電流0.5 A
圖2－16
為了能正常進(jìn)行測量并盡可能減小測量誤差，實(shí)驗(yàn)要求測量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化．請(qǐng)用實(shí)線代替導(dǎo)線，在所給的實(shí)驗(yàn)器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量Rx阻值的電路．
解析：實(shí)驗(yàn)要求測量時(shí)電表讀數(shù)大于其量程的一半，而電流表量程為3.0 A，過大不可用．兩電壓表內(nèi)阻均已知，故其中一表可當(dāng)做電流表使用，考慮兩表量程和電源電動(dòng)勢，宜選V1當(dāng)做電流表．滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，測量電路圖和連線如下．
答案：見解析
三、計(jì)算題(本題包括4小題，共44分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
13．(10分)(2011年聊城三中高二檢測)在圖2－17所示電路中，電源電動(dòng)勢E＝6 V，內(nèi)阻r＝1 Ω.D為直流電動(dòng)機(jī)，其電樞線圈電阻R＝2 Ω，限流電阻R′＝3 Ω.當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為0.3 V．求：
圖2－17
(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？
(2)電動(dòng)機(jī)輸入的電功率、轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C(jī)械功率各是多少？
解析：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流I與流過限流電阻R′的電流相同，由I＝UR′得：I＝0.33 A＝ 0.1 A.
(2)由E＝Ir＋U＋UD可得電動(dòng)機(jī)兩端電壓
UD＝E－Ir－U＝6 V－0.1×1 V－0.3 V＝5.6 V.
所以電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P入＝UDI＝0.56 W.
電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝0.02 W.
電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P入－P熱＝0.54 W.
答案：(1)0.1 A (2)0.56 W 0.02 W 0.54 W
14．(10分) (2011年廣安高二檢測)如圖2－18所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝6.0 V，內(nèi)阻r＝0.6 Ω，電阻R2＝0.5 Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)；電流表的示數(shù)為1.5 A，電壓表的示數(shù)為3.0 V，試求：
圖2－18
(1)電阻R1和R3的阻值；
(2)當(dāng)S閉合后，電壓表的示數(shù)、以及R2上消耗的電功率．
解析：(1)R3＝U3I3＝3.01.5 Ω＝2.0 Ω
由于E＝I3(R1＋R3＋r)
代入數(shù)據(jù)有6.0＝1.5(R1＋2.0＋0.6)
解得：R1＝1.4 Ω.
(2)S閉合后，
R總＝R1＋r＋R2•R3R2＋R3＝2.4 Ω
電壓表的示數(shù)
U＝ER總×R2•R3R2＋R3＝62.4×0.4 V＝1.0 V
R2上消耗的功率
P2＝U2R2＝120.5 W＝2.0 W.
答案：(1)1.4 Ω 2.0 Ω (2)1.0 V 2.0 W
15．(12分)如圖2－19所示的電路中，電源電動(dòng)勢E＝24 V，內(nèi)阻不計(jì)，電容C＝12 μF，R1＝10 Ω，R3＝60 Ω，R4＝20 Ω，R5＝40 Ω，電流表G的示數(shù)為零，此時(shí)電容器所帶電荷量Q＝7.2×10－5 C．求電阻R2的阻值．
圖2－19
解析：電容器兩端電壓UC＝QC＝6 V，R4R5＝U4E－U4，所以U4＝8 V，
若U1＝6 V＋8 V＝14 V，則U1E－U1＝R1R2，
所以R2＝7.14 Ω.
若U′1＝8 V－6 V＝2 V，則U′1E－U′1＝R1R2，
所以R2＝110 Ω.
答案：110 Ω或7.14 Ω
16．(12分)(2011年蘇州高二檢測)如圖2－20甲是一種家用電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220 V)．R0是定值電阻，R是可變電阻(調(diào)溫開關(guān))，其電阻值均不受溫度影響．
(1)該電熨斗溫度最低時(shí)的耗電功率為121 W，溫度最高時(shí)的耗電功率為484 W，求R0的阻值及R的阻值變化范圍．
(2)假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)在溫度為20 ℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220 ℃，且保持不變，問應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大？
圖2－20
解析：(1)溫度最低時(shí)應(yīng)該是電路中電阻最大時(shí)，此時(shí)有
P1＝U2Rmax＋R0
溫度最高時(shí)應(yīng)該是電路中電阻最小時(shí)，此時(shí)有
P2＝U2R0
聯(lián)立以上兩式解得R0＝100 Ω
Rmax＝300 Ω
所以變阻器阻值范圍是0到300 Ω.
(2)此時(shí)電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度之差
Δt＝220 ℃－20 ℃＝200 ℃
由圖象知電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量
q＝440 J
要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率
P＝440 W
又有：P＝U2R＋R0
代入數(shù)據(jù)解得R＝10 Ω
所以應(yīng)將R的阻值調(diào)至10 Ω.
答案：(1)100 Ω 0到300 Ω (2)10 Ω
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