（课标通用）2020新高考物理二轮复习 选择题逐题突破 第七道 选择题涉及的命题点 7.1 直流电路

第7道选择题涉及的命题点7－1直流电路7－2交变电流7－3变压器及远距离输电7－4电磁感应问题7－1直流电路备考精要1．恒定电流(1)闭合电路中的电压、电流关系：E＝U外＋U内，I＝ER＋r，U＝E－Ir。(2)闭合电路中的功率关系：P总＝EI，P内＝I2r，P出＝IU＝P总－P内。(3)直流电路中的能量关系：电功W＝qU＝UIt，电热Q＝I2Rt。[注意]纯电阻电路中W＝Q，非纯电阻电路中WQ。2．直流电路动态分析的3种常用方法方法一：程序法确定U支、I支方法二：结论法——“串反并同”“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。方法三：极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。三级练·四翼展一练固双基——基础性考法1.(2019·江苏高考)如图所示的电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为()A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω解析：当S断开后，电压表读数为U＝3V，可认为电动势E＝3V当S闭合后，由闭合电路的欧姆定律知E＝U′＋Ir，且I＝U′R整理得电源内阻r＝E－U′RU′＝1Ω，选项A正确。答案：A2.在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示。下列判断正确的是()A．I减小，U1增大B．I减小，U2增大C．I增大，U1增大D．I增大，U2增大解析：闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，根据闭合电路的欧姆定律分析得知，干路电流I总减小，路端电压U增大；R3的电压等于路端电压，则流过R3的电流I3增大；流过电流表的电流I＝I总－I3，I总减小，I3增大，I减小，R1的电压减小，即电压表V1的示数U1减小；电压表V2的示数U2＝U－U1，U增大，U1减小，则U2增大。所以I减小，U1减小，U2增大，故B正确。答案：B3．[多选]某种小灯泡的U­I图像如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0V，则()A．外电路的总电阻为6.7ΩB．电源的电动势为5.6VC．电源消耗的热功率为3.0WD．电源的效率为89.3%解析：理想电压表V的示数为4.0V，由U­I图像可知通过干路上的小灯泡的电流为0.6A，通过电源的电流也为0.6A，通过两并联小灯泡的电流均为0.3A，则两并联小灯泡两端电压为1.0V，依据闭合电路的欧姆定律可知，电源的电动势为E＝4.0V＋1.0V＋0.6A×1.0Ω＝5.6V，B正确；电路的路端电压为U0＝5.0V，电流为I0＝0.6A，依据部分电路欧姆定律可知外电阻总阻值为R＝50.6Ω＝8.3Ω，A错误；电源消耗的热功率为Pr＝I02r＝0.36W，C错误；输出功率为P出＝U0I0＝3.0W，则电源的效率为η＝P出Pr＋P出×100%＝89.3%，D正确。答案：BD4.如图所示电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝6Ω。下列说法正确的是()A．电阻R2中电流为13AB．电路中A、B两点之间的电压为3VC．若在C、D间连一个理想电流表，其读数是13AD．若在C、D间连一个理想电压表，其读数是4V解析：根据闭合电路欧姆定律，电阻R2中的电流为I＝ER1＋R2＋r＝0.5A，选项A错误；电路中A、B两点之间的电压为UAB＝IR1＝0.5×4V＝2V，选项B错误；若在C、D间连一个理想电流表，则外电路总电阻为R＝R1＋R2R3R2＋R3＝7Ω，电阻R1中的电流为I1＝ER＋r＝23A，电阻R3中的电流为I3＝12I1＝13A，理想电流表的读数是13A，选项C正确；若在C、D间连一个理想电压表，其测量的电压为R2两端的电压，R2两端的电压U2＝IR2＝0.5×6V＝3V，理想电压表的读数是3V，选项D错误。答案：C5.如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表。现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是()A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减少D．电源的总功率变大解析：闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小；电压表的示数U＝E－I(RL＋r)，I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大，故A正确，B错误；电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U增大，由Q＝CU，知电容器C上的电荷量增大，故C错误；电源的总功率P＝EI，I减小，则电源的总功率变小，故D错误。答案：A二练会迁移——综合性考法1．(2019·全国卷Ⅰ)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为()A．2FB．1.5FC．0.5FD．0解析：设每根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中上下两路电阻之比为R1∶R2＝2R∶R＝2∶1，上下两支路电流之比I1∶I2＝1∶2。如图所示，由于上路通电的导体棒受安培力的有效长度也为L，根据安培力计算公式F＝ILB，可知F′∶F＝I1∶I2＝1∶2，得F′＝12F，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为F＋F′＝1.5F，选项B正确。答案：B2．(2019·自贡模拟)如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是()A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D．若断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动答案：A解析：只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A正确；电路稳定时，电容器相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E＝Ud可知，带电微粒受到的电场力变大，带电微粒向上运动，故C错误；若断开开关S，电容器处于放电状态，电荷量变小，故D错误。3.如图所示的电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是()解析：由题图知R0与R并联，电压表测路端电压，电流表测R接入电路部分所在支路的电流。该恒流源提供的电流恒定为I总，流过R0的电流为I0，R0两端的电压为U0，流过R接入电路部分的电流为I，R接入电路部分两端的电压为U。根据并联电路的特点可知U＝U0＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝－R0I＋I总R0可知U­I图像为直线，－R00，即图像的斜率小于0，故选项A、B错误；由电功率的计算公式答案：CP＝UI知，电路消耗的总功率P＝UI总＝(I总－I)R0×I总＝－I总R0I＋I总2R0，其中I总、R0为定值，由P＝－I总R0I＋I总2R0可知P­I图像为直线，－I总R00，即图像的斜率小于0，且I不会为0，P不会为0，故选项C正确，D错误。4．[多选]如图所示电路中，电阻R1＝1Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，闭合开关S1后，当开关S2闭合时，电压表示数为7V，当开关S2断开时，电压表示数为9V，则下列说法正确的是()A．电源的电动势为21VB．电源的内阻为3ΩC．断开开关S2后，电源的输出功率增大D．断开开关S2后，电源的效率增大解析：设电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S1后，当S2闭合时，R2和R3并联，R23＝2Ω，U1＝R23ER23＋R1＋r，当S2断开时，U2＝R2ER2＋R1＋r，解得E＝21V，r＝3Ω，选项A、B正确；S2闭合时，外电阻为3Ω，等于电源内阻，此时电源的输出功率最大，S2断开时，外电阻为4Ω，大于电源内阻，则电源的输出功率减小，选项C错误；断开开关S2后，外电阻增大，电源效率增大，选项D正确。答案：ABD5．在如图甲所示电路中，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。R1＝30Ω，R2＝60Ω，R3＝10Ω。在MN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端电压表的读数大约是()A．3VB．3.5VC．4VD．5V答案：B解析：在0～0.01s内，二极管导通，R1、R2并联电阻R12＝R1R2R1＋R2＝20Ω，R3两端电压U3＝R3R3＋R12Um＝4V，在0.01～0.02s内，二极管截止，R3两端电压U3′＝R3R3＋R1Um＝3V。根据交流电有效值的定义得U32R3×T2＋U3′2R3×T2＝U2R3×T，解得电压表示数U＝3.5V，选项B正确。三练提素养——创新性、应用性考法1．(2019·厦门模拟)如图，是一火警报警电路的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，两电极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是()A．I变大，U变小B．I变小，U变大C．I变小，U变小D．I变大，U变大答案：D解析：当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U＝E－Ir变大，即报警器两端的电压U变大。传感器R3与电阻R2并联部分的电压U并＝E－I(r＋R1)，I减小，U并变大，电流表的读数变大。2.[多选](2018·江苏高考)如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路()A．充电时，通过R的电流不变B．若R增大，则充电时间变长C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变答案：BCD解析：给电容器充电过程中，随着两极板间所带电荷量增多，电路中的电流逐渐减小，故A错误。充满一次电，电容器增加的电荷量是相同的，即通过R的电荷量Q是一定的；电源恒定，R增大，则电流I减小，根据I＝Qt可知，充电时间变长，故B正确。若C增大，电容器两端达到80V时所带电荷增大，所以闪光时通过闪光灯的电荷量也增大，故C正确。因为C两端电压达到80V时，电容器就不再充电，外接电源只要提供电压超过80V，产生的效果均相同，闪光灯闪光一次通过的电荷量也相同，故D正确。3.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同，D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态。下列说法中正确的是()A．滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小B．滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小C．开关S闭合后，L2亮度变暗D．开关S闭合后，电流表示数不变解析：电容器视为断路，所以只有灯泡L2中有电流通过，滑动变阻器滑片向右移动，