2021年高考物理一轮复习考点24电路的基本概念和规律部分电路欧姆定律课件

电路的基本概念和规律部分电路欧姆定律考点24第1步狂刷小题·夯基础题题组一基础小题1．下列关于电流的说法中正确的是()A．根据I＝qt，可知I与q成正比B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一C．电流既有强弱，又有方向，是矢量D．如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流一定是恒定电流答案解析I＝qt是电流的定义式，不能由此认为I与q成正比，故A错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一，B正确；电流虽然既有强弱，又有方向，但是电流的相加遵从算术加法的法则，所以电流是标量，C错误；恒定电流是大小和方向均保持不变的电流，而在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等的电流不一定是恒定电流，所以D错误。解析2．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕原子核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动。关于该环形电流的说法，正确的是()A．电流为ve2πr，电流的方向为顺时针B．电流为ver，电流的方向为顺时针C．电流为ve2πr，电流的方向为逆时针D．电流为ver，电流的方向为逆时针解析电流I＝qt＝e2πrv＝ve2πr，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，C正确。答案解析3.如图所示的电解液接入电路后，在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是()A．当n1＝n2时，电流大小为零B．当n1n2时，电源外部电流方向由A指向B，电流I＝n1－2n2etC．当n1n2时，电源内部电流方向由B指向A，电流I＝2n2－n1etD．电源外部电流方向由A指向B，电流I＝n1＋2n2et答案解析电流的方向就是正电荷定向移动的方向，在电源外部电流方向由A指向B，在电源内部电流方向由B指向A，与n1、n2的大小无关，根据题意可知，t时间内流过溶液内截面的电荷量q＝(n1＋2n2)e，则电流I＝n1＋2n2et，方向与正电荷定向移动的方向相同。故D正确。解析4.一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A.mv22eLB.mv2SneC．ρnevD.ρevSL解析根据E＝UL，U＝IR，I＝neSv，R＝ρLS，得到E＝nevρ，C正确。答案解析5．有一段长1m的电阻丝，电阻是10Ω，现把它均匀拉伸到长为5m，则电阻变为()A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．250Ω解析电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度的增大，横截面面积减小，满足V＝Sl关系式。把电阻丝由1m均匀拉伸到5m时，其横截面面积变成原来的15，由R＝ρlS可知其电阻变成原来的25倍，即250Ω，D正确。答案解析6．如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2。关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是()A．ρa是ρb的2倍B．ρa是ρc的2倍C．ρb是ρc的2倍D．ρc是ρa的2倍答案解析设a的长度为L，截面积为S，因为R＝UI，而R＝ρLS，所以RaRb＝U1U2，即ρaLSρbL2S＝1，故ρb＝2ρa；同理RaRc＝U1U3＝12，所以ρaLSρc2LS＝12，故ρa＝ρc，由上述可知ρb＝2ρc，C正确。解析7．(多选)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一种作粗调，一种作细调，这两个变阻器可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路。已知R1阻值较大，R2阻值较小，则()A．图甲中R1作细调B．图甲中R1作粗调C．图乙中R2作细调D．图乙中R2作粗调解析串联电路中电流相等，电压与电阻成正比，阻值大的电阻分压大，可调节范围大，因此图甲中R1作粗调，A错误，B正确；并联电路中两可变电阻两端的电压相等，通过的电流与电阻值成反比，阻值小，通过的电流大，可调节范围大，因此图乙中R2作粗调，故C错误，D正确。答案解析8．如图所示是某导体的I­U图线，图中α＝45°，下列说法错误的是()A．通过该导体的电流与其两端的电压成正比B．此导体的电阻R＝2.0ΩC．I­U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝cot45°＝1.0ΩD．在该导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3.0C答案解析由图可知，通过该导体的电流与其两端的电压成正比，故A正确；由I＝UR可知，该导体的电阻R＝UI＝105Ω＝2Ω，故B正确，C错误；在该导体两端加6.0V的电压时，电路中的电流I＝UR＝3.0A，则每秒通过导体横截面的电荷量为q＝It＝3.0C，故D正确。本题要求选说法错误的，故C符合题意。解析9．如图所示为某电学元件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线，当通过该元件的电流为0.4A时，该元件的阻值为()A．250ΩB．125ΩC．100ΩD．62.5Ω解析由题图可知，当通过该元件的电流为0.4A时，其两端的电压为50V，则由欧姆定律可知，该元件的阻值R＝UI＝125Ω，B正确。答案解析10．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中，正确的是()A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2Rt只适用于纯电阻的电路C．在非纯电阻的电路中，UI＞I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路答案解析电功率公式P＝Wt，电功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有P＝IU，I＝PU，焦耳热Q＝PU2Rt，可见Q与P、U、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错误；W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝UR只适用于纯电阻的电路，故W＝I2Rt＝U2Rt只适用于纯电阻的电路，B正确；在非纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W＞Q，即UI＞I2R，C正确；Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确。解析11．通过两电阻R1、R2的电流I随其两端的电压U变化的关系图线如图所示，其中R1的图线与纵轴的夹角和R2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°。若将R1、R2串联起来接入电路中，则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于()A．1∶3B．3∶3C．1∶3D．3∶1解析在I­U图象中，图线斜率的倒数代表阻值的大小，所以R1R2＝13；在串联电路中，电流处处相等，由P＝I2R可知，P1∶P2＝1∶3。答案解析12．(多选)某一热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡并联，通电后各自的电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是()A．图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线B．图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线C．图线中的M点对应的状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等答案解析由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线，A正确，B错误；图线中的M点对应的状态小灯泡的电阻等于热敏电阻的阻值，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等，均为P＝U1I1，C错误，D正确。解析13．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做的功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机做的功为W2，产生的热量为Q2，则有()A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2答案解析电流通过电动机，电动机正常工作时不仅发热，而且对外做功，但电流通过电阻R时，电流做的功全部转化为焦耳热，开关接通后，通过电阻R和电动机M的电流相等，又由于电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，即Q1＝Q2，则电流通过电动机做的功W2大于电流通过电阻R做的功W1，即W1＜W2，根据W＝UIt，电动机M两端的电压大于电阻R两端的电压，即U1＜U2。所以A正确。解析14．某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程，关于该电表，下列说法中正确的是()A．测电压时，量程1一定小于量程2，且该大小关系与R1、R2和R3的阻值无关B．测电流时，量程1一定大于量程2，且该大小关系与R1、R2和R3的阻值无关C．测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关D．测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关答案解析表头与电阻串联构成电压表，而且串联的电阻阻值越大，电压表的量程越大，由电路可知测电压时：U1＝Ig(Rg＋R1＋R3)，U2＝Ig(Rg＋R1)，故量程1一定大于量程2，该大小关系与R1、R2和R3的阻值无关，A、C错误；表头与电阻并联构成电流表，而且并联的电阻阻值越小，分流越大，电流表的量程越大，由电路可知Ig(Rg＋R1＋R3)＝(I1－Ig)R2，Ig(Rg＋R1)＝(I2－Ig)(R2＋R3)，解得I1＝IgR1＋R2＋R3＋RgR2，I2＝IgR1＋R2＋R3＋RgR2＋R3，故量程1大于量程2，该大小关系与R1、R2和R3的阻值无关，故B正确，D错误。解析15．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为“iRobot”扫地机器人，已知其电池容量为2000mA·h，额定工作电压为15V，额定功率为30W，则下列说法正确的是()A．扫地机器人的电阻是10ΩB．题中“mA·h”是能量的单位C．扫地机器人正常工作时的电流是2AD．扫地机器人充满电后一次工作时间约为4h答案解析扫地机器人不是纯电阻元件，不能根据P＝UI和U＝IR联立求扫地机器人的电阻，由题给条件不能求出扫地机器人的电阻，A错误；题中“mA·h”是电池储存的电荷量的单位，不是能量的单位，B错误；扫地机器人正常工作时的电流I＝PU＝2A，C正确；扫地机器人充满电后一次工作时间t＝qI＝1h，D错误。解析16．如图所示，P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积，将P1和P2按图中所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是()A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流B．若P1和P2的体积相同，则P1的电功率等于P2的电功率C．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压等于P2两端的电压D．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压答案解析由于两导体串联在电路中，因此通过的电流一定相等，A错误；设导体的表面边长为a，厚度为d，根据R＝ρLS可知，导体的电阻R＝ρaad＝ρd，由V＝Sd可知，如果两导体的体积相同，则P1的厚度要小于P2的厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻，再由P＝I2R可知，P1的电功率大于P2的电功率，B错误；若厚度相同，则两导体的阻值相同，由U＝IR可知，P1两端的电压等于P2两端的电压，C正确，D错误。解析17．如图所示的电路中，两个电压表的内阻均为3kΩ，定值电阻R1的阻值为12kΩ，电压表V1示数为2V，V2示数为3V，则定值电阻R2的阻值为()A．10kΩB．20kΩC．30kΩD．60kΩ解析由题图可知，V1与R1串联后与R2并联，再与V2串联；根据串、并联电路规律可知，R2两端的电压U＝U1RV1(RV1＋R1)＝10V；流过R2的电流I＝U2RV2－U1RV1＝13000A，由欧姆