1、电路电路的基本规律(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，16题为单选题，79题为多选题)1.下列关于电源电动势的说法，正确的是()A.电路中每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，电源电动势不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多【解析】选C。电路中通过q=2 C的电荷量，电池提供的电能W=4 J，根据电动势的定义式E=得电动势E=2 V，A项错误；电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压增大时，电源电动势不变，B项错误，
2、C项正确；电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领就越大，不能说电源所能提供的电能就越多，D项错误。2.如图所示，电源A的电压为6 V，电源B的电压为8 V，电容器的电容为200 pF，当开关S合向A，稳定后再合向B，再次达到稳定，则在这个过程中通过电流计的电荷量为() A.410-9 CB.1.210-9 CC.1.610-9 C D.2.810-9 C【解析】选D。开关S合向A稳定时，电容器的电压为U1=6 V，电荷量为Q1=CU1=210-106 C=1.210-9 C。开关S合向B稳定时，电容器的电压为U2=8 V，电荷量为Q2=CU2=210-108 C=1.610-9 C。电
3、容器两极板电性改变，故通过电流计的电荷量为Q=Q1+Q2=2.810-9 C。3.(2020上饶模拟)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0。假设灯的电阻不变，某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则() A.若R2R0，L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2R0，电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2R0，L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，所以通过灯L1的电流减小，所以L1变暗，通过L2的电流变大，L2变亮，
4、因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B均错误。当R2r乙r丙，且r乙=R，则对比将R先后接在这三个电源上的情况，下列说法中正确的是()A.接在甲电源上时，电源总功率最大B.接在乙电源上时，电源输出功率最大C.接在丙电源上时，电源输出功率最大，且电源效率最高D.若R2=r甲r丙，则接在甲、丙电源上时，两电源内电阻的热功率相等【解析】选C、D。三个电源的电动势E相同，而电阻r甲R=r乙r丙，根据闭合电路欧姆定律得I=，R接在电源上时，电源的总功率为P总=，则丙电源的总功率最大，A错误；电源的输出功率P出=I2R=()2R，电源的效率=100%=100%，r丙最小，
5、故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，电源效率最高，B错误，C正确；电源的内电阻消耗的功率为P内=I2r=()2r，将R2=r甲r丙，代入得P内甲=P内丙=，D正确。8.如图所示，C1=6 F，C2=3 F，R1=3 ，R2=6 ，电源电动势E=18 V，内阻不计。下列说法正确的是() A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大【解析】选B、C。S断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电
6、势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由Q=CU知此时Q1Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I=2 A，此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V，U2=IR2=12 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1=C1U1=3.610-5 C，Q2=C2U2=3.610-5 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C正确，D错误。9.(2019南开区模拟)在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U
7、1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示，下列比值正确的是() A.不变，不变B.变大，变大C.变大，不变D.变大，不变【解析】选A、C、D。根据欧姆定律得知：=R1。故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变。故A正确。=R2，变大。根据闭合电路欧姆定律得：U2=E-I(R1+r)，则有=R1+r，不变。故B错误，C正确。=R1+R2，变大。根据闭合电路欧姆定律得：U3=E-Ir，则有=r，不变。故D正确。二、计算题(16分，需写出规范的解题步骤)10.如图所示电路，电源电动势E=3 V，内阻r=1 ，两个定值电阻阻值R1=R2=2 ，电容器的电容C=20
8、F。开关全部闭合时，一颗带电油滴恰能在极板间静止。取重力加速度g=10 m/s2，求：(1)极板的带电荷量大小；(2)电源的效率；(3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成)，油滴加速度的大小和方向。【解析】(1)回路电流I=1 A电容器两板间电压U=IR1=2 V电容器带电荷量Q=CU=410-5 C(2)电源输出功率P=IU=2 W电源总功率P总=IE=3 W电源效率=100%66.7%(3)设油滴带电荷量为q，极板间距为d开始时q=mg后来q-mg=ma解得a=5 m/s2，方向竖直向上答案：(1)410-5 C(2)66.7%(3)5 m/s2方向竖直向上【加固训练】三只灯泡L1
9、、L2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V，它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成图甲、图乙所示电路，且灯泡都正常发光。(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。【解析】(1)由题意，在图甲电路中：电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9 AU路端=E-I总r=2.55 VUR2=U路端-UL3=0.05 VIR2=I总=0.9 A电阻R2消耗的功率PR2=IR2UR2=0.045 W(2)图甲电源提供的电功率P总=I总E=0.93 W=2.7 W图乙电源提供的电功率P总=I总E=0.36 W
10、=1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P总P总所以，图乙电路比图甲电路节能。答案：(1)0.9 A0.045 W(2)2.7 W1.8 W乙电路更节能11.(10分)(多选)某电路如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻分别为R1、R2，电位器(滑动变阻器)为R，L1是小灯泡，电压表和电流表都为理想电表。闭合开关，当电位器的触片由a端滑向b端时，则下列说法正确的是()A.小灯泡L1将变亮B.电压表的示数与电流表A1示数的比值将变大C.电流表A1的示数将变大D.电源的电功率将变大【解析】选A、C、D。当电位器的触片滑向b端时，电位器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，由闭合
11、电路欧姆定律知，总电流变大，电流表A1的示数将变大，路端电压变小，通过R1、R2的电流变小，通过小灯泡L1所在支路电流变大，小灯泡L1将变亮，故A、C正确。电压表的示数与电流表A1示数的比值等于外电路总电阻，可知该比值变小，故B错误。总电流变大，由P=EI知，电源的电功率将变大，故D正确。12.(20分)(2018北京高考)如图甲所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。(1)以U为纵坐标，I为横坐标，在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图，并说明U-I图象与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图乙画好的U-I关系
12、图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率。b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。【解析】(1)U-I图象如图所示，其中图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。(2)a.如图所示b.电源输出的电功率：P=I2R=R=当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为Pmax=。(3)电动势定义式：E=根据能量守恒定律，在图甲所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq=W非静电力E=Ir+IR=U内+U外答案：见解析
