文档内容
考点 38 电路的基本概念及规律
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
2023·全国乙卷·T20
2022·北京卷·T9
电路的基本概念及规
2020·全国卷Ⅰ·T17
律
2020·浙江1月选考·T6
2019·浙江4月选考·T8
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:电阻定律、焦耳定律、电路的串并联规律、电表的改装
【备考策略】
1.了解电流的定义及,会推导电流的微观表达式.
2.理解电阻的概念,掌握电阻定律.
3.掌握串并联电路的特点,理解电表改装的原理.
4.理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路.
【命题预测】
要注意电表的改装和非纯电阻电路的计算
考向 1 电流的概念及表达式
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】电流的三种表达式及其比较
公式 适用范围 字母含义 公式含义
q为时间t内通过导体横截 反映了I的大小,但不能
I= 一切电路
面的电荷量 说I∝q、I∝
n:导体单位体积内的自由
电荷数
从微观上看,n、q、S、v
I=nqSv 一切电路 q:每个自由电荷的电荷量
决定了I的大小
S:导体横截面积
v:电荷定向移动速率
U:导体两端的电压
I= 金属、电解液 I由U、R决定,I∝U、I∝
R:导体本身的电阻
(多选)(2022·福建·高考真题)我国霍尔推进器技术世界领先,其简化的工作原理如图所示。放电通道
两端电极间存在一加速电场,该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电
离的比例。工作时,工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。某次
测试中,氙气被电离的比例为95%,氙离子喷射速度为 ,推进器产生的推力为 。已知氙
离子的比荷为 ;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相
互作用,则( )
A.氙离子的加速电压约为
B.氙离子的加速电压约为
C.氙离子向外喷射形成的电流约为
D.每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】 AD
【解析】AB.氙离子经电场加速,根据动能定理有
可得加速电压为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故A正确,B错误;
D.在 时间内,有质量为 的氙离子以速度 喷射而出,形成电流为 ,由动量定理可得
进入放电通道的氙气质量为 ,被电离的比例为 ,则有
联立解得
故D正确;
C.在 时间内,有电荷量为 的氙离子喷射出,则有
,
联立解得
故C错误。
故选AD。
(2023·四川泸州·统考二模)通过某段圆柱形导体的电流大小为 I,该导体中单位长度的自由电荷数为N,
每个自由电荷带电量均为q。则导体中自由电荷定向移动速度v的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】在时间t内通过导体横截面的自由电荷总电量Q为
电流强度的定义
解得
故选A。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】考向 2 欧姆定律和电阻定律的理解及应用
1.电阻的定义式和决定式的比较
公式 R= R=ρ
电阻的定义式 电阻的决定式
提供了一种测电阻的方法
说明了导体的电阻由哪些因素决
——伏安法,R与U、I均无
区别 定,R由ρ、l、S共同决定
关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓
适用于任何纯电阻导体
度均匀的电解质溶液
2.对UI、IU图像的理解(如图甲、乙所示)
(1)图线a、e、d、f表示线性元件,b、c表示非线性元件。
(2)在图甲中,图线上的点与O点连线的斜率表示电阻的大小,斜率越大,电阻越大,R>R。
a e
在图乙中,图线上的点与O点连线的斜率表示电阻倒数的大小,斜率越大,电阻越小,R 0,A错误;
34
B.根据题意画出电路图,如下
可见U > 0,B错误;
34
C.根据题意画出电路图,如下
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可见上述接法可符合上述测量结果,C正确;
D.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,D正确。
故选CD。
(2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末)如图所示是双量程电压表的电路图,已知电流表满偏
电流 ,电阻 , ,当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,则使用a、c两个
端点时的量程是( )
A.0~15V B.0~20V C.0~25V D.0~30V
【答案】 D
【解析】根据欧姆定律得
解得
故选D。
考向 4 电功、电功率 电热、热功率
1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
意义 公式 联系
电功 电流在一段电路中所 W=UIt 对纯电阻电路,电功等于电热,W
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】做的功
=Q=UIt=I2Rt;对非纯电阻电
电流通过导体产生的
电热 Q=I2Rt 路,电功大于电热,W>Q
热量
单位时间内电流所做 对纯电阻电路,电功率等于热功
电功率 P =UI
电
的功 率,P =P =UI=I2R;对非纯电
电 热
单位时间内导体产生 阻电路,电功率大于热功率,P
电
热功率 P =I2R
热
的热量 >P
热
注意:1.不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P =IU,热功率均为P =I2R.只有在
电 热
纯电阻电路中P =P ,IU=I2R=才成立.
电 热
2.对于非纯电阻电路:P =P +P ,即IU=I2R+P ,I≠(欧姆定律不适用).
电 热 其他 其他
2.常见的纯电阻用电器:电阻、电炉子、白炽灯等;常见的非纯电阻用电器:电风扇、电动机、电解槽等。
特别说明:电动机因故障或其他原因不转动时,相当于一个纯电阻元件。
【特别提醒】
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
2.关于非纯电阻电路的两点注意
(1)当电动机通电卡住不转动时,电路应为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能;
(2)只有在电动机转动时电路为非纯电阻电路,此时U>IR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械
能。
(2022·江苏·高考真题)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为 , , ,
,电源电动势 ,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】由电路图可知R 与R 串联后与R 并联,再与R 串联。并联电路部分的等效电阻为
3 4 2 1
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由闭合电路欧姆定律可知,干路电流即经过R 的电流为
1
并联部分各支路电流大小与电阻成反比,则
四个灯泡的实际功率分别为
, , ,
故四个灯泡中功率最大的是R。
1
故选A。
(2023·湖北·模拟预测)如图所示,电源电动势E=12V,内阻 , ,直流电动机内阻 ,
当闭合S和S ,断开S 时,调节滑动变阻器R 为某值时,可使电源输出功率最大,闭合S,S ,断开S ,
1 2 1 2 1
调节 R 为某值时,可使电源的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(电动机额定输出功率
2
P=4.5W),则下列判断正确的是( )
0
A.电动机额定电流I=2A
B.电动机两端电压为
C.满足题意的R,R 值分别为 ,
1 2
D.满足题意的R,R 值分别为 ,
1 2
【答案】 D
【解析】AB.根据电路规律可知当 时电源的输出功率 最大,即此时有
同时有
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】解得
AB错误;
CD.根据前面分析可得
由闭合电路欧姆定律有
解得
C错误,D正确。
故选D。
【基础过关】
1.(2023·上海·统考模拟预测)如图所示,四个完全相同的灯泡,亮度最高的是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】四个完全相同的灯泡, 、 串联电流相同, 、 亮度相同; 与 、 并联,并联两支
路两端电压相同,故 两端电压等于 、 各自两端电压之和,故 比 、 都亮; 在干路上,电
流大小等于两支路电流之和,故流过 电流最大,亮度最高。
故选A。
2.(2023·江苏南通·统考二模)家用水质检测笔可测量水的电导率,电导率是电阻率的倒数,它是判断水
是否纯净的重要参数,则( )
A.电导率的单位是
B.温度变化,电导率不变
C.检测笔示数越大,水越纯净
D.检测笔插入水中前,示数为零
【答案】 D
【解析】A.电导率是电阻率的倒数,而电阻率的单位为 ,则电导率的单位是 ,故A错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.材料的电阻率随温度的变化而变化,而电导率使电阻率的倒数,因此温度变化时电导率也将发生变化,
故B错误;
C.首先,水越纯净水中能够自由移动的各种粒子就越少,导电性能就越弱,则电阻率就越大,而电阻率
越大,电阻率的倒数就越小,即电导率越小,检测笔的示数越小,故C错误;
D.检测笔在插入水中前,示数为零,故D正确。
故选D。
3.(2023·浙江·绍兴一中校联考二模)好多同学在寝室熄灯后使用台灯继续学习至深夜,某同学使用如图
所示的一款充电宝和一款台灯来照明,部分参数如下表所示,已知深夜学习需要 6W以上的照明功率,则
以下说法不正确的是( )
充电宝部分参数如下:
产品名称 快充移动电源 聚合物电池容量
品牌 输出
输入 产品颜色 黑色/白色
产品重量 若干克 产品尺寸
台灯部分参数如下:
产品名称 米格台灯 灯珠 144颗
额定电压 最大电流
亮度从 开始连续调
内置电池容量 其他功能
节
A.充电宝输出功率可达
B.台灯的最大功率为
C.打开台灯后每颗灯珠的功率都为
D.仅用这款台灯和这款充电宝充满一次电的情况下使用,不能保证周日至周五每晚 小时的学习时间
【答案】 C
【解析】A.根据题意,由表中数据可知,充电宝的输出功率有2种为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故A正确;
B.根据题意,由表中数据可知,台灯的最大功率为
故B正确;
C.打开台灯后的电功率可调,每颗灯珠的功率最大为
每颗灯珠的功率最小为
则不一定为 ,故C错误;
D.根据题意,由表中数据可知,仅用这款台灯和这款充电宝充满一次电的情况下使用,最多储存电量为
,台灯最小的工作电流为
可用最长时间为
不能保证周日至周五每晚 小时的学习时间,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
4.(2023秋·北京昌平·高三统考期末)利用热敏电阻在通以恒定电流(实验设定恒定电流为 )时,
其阻值随温度的变化关系(如图甲所示)可以制作电子温度计。把恒压直流电源 、热敏电阻 、可变电
阻 、电流表 、电压表 连成如图乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头,把电压表的电压刻度改为相
应的温度刻度,就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是( )
A.电压较高时表示温度也较高
B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.当热敏电阻的温度升高时,应将 的阻值调大
D.每升高相同的温度,热敏电阻的阻值变化均相等
【答案】 C
【解析】A.根据题意可知,电路通有恒定的电流,温度越高,由图甲可知, 阻值越小,由 可
知,热敏电阻两端的电压越小,故A错误;
B.由上述分析可知,电压表的示数为
由甲图可知, 阻值与温度不是线性关系,则电子温度计表盘上温度的刻度不是均匀的,故B错误;
C.当热敏电阻的温度升高时,阻值减小,要保证电路中电流恒定,则增大 ,即将 的阻值调大,故C
正确;
D.由甲图可知, 阻值与温度不是线性关系,每升高相同的温度,热敏电阻的阻值变化不相等,故D错
误。
故选C。
5.(2023春·陕西宝鸡·高一宝鸡中学校考期末)将内阻为 的电动机和阻值为R的电炉,分别接入电压为
U 的稳压电源两端,两用电器都正常工作,且流经用电器的电流都为I 。电炉的伏安特性曲线如图所示,
0 0
则以下说法正确的是( )
A. ; B. ;
C. ; D. ;
【答案】 B
【解析】因为电炉是纯电阻电路,根据欧姆定律可得
电动机是非纯阻电路,所以
故选B。
6.(2023·宁夏银川·银川二中校考一模)如图所示的并联电路中,保持通过干路的电流 不变,增大 的
阻值。则正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 和 两端的电压 不变
B.通过 的电流 增大
C.通过 的电流 不变
D.并联电路上消耗的总功率增大
【答案】 D
【解析】A.由于
增大 的阻值,并联电路总电阻变大,保持通过干路的电流 不变,由欧姆定律可知 和 两端的电压
变大,故A错误;
BC.通过 的电流为
由于 两端的电压 变大,可知通过 的电流 变大,根据
可知通过 的电流 变小,故BC错误;
D.并联电路上消耗的总功率为
由于 变大, 不变,可知并联电路上消耗的总功率增大,故D正确。
故选D。
7.(2023·全国·模拟预测)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积内
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U,金属棒内自由电子定向移动
的平均速率为( )
A. B.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C. D.
【答案】 A
【解析】根据电流的微观表达式可知 ,由欧姆定律 ,电阻定律 ,联立可得
故选A。
8.(多选)(2023秋·河北衡水·高三河北武邑中学校考期末)如图所示为两个量程的电压表原理图,定值
电阻R =2.95×104Ω,R =1.2×105Ω,灵敏电流计内阻Rg=500Ω,满偏电流Ig=100μA,下列关于电压表
1 2
量程的说法正确的是( )
A.当使用O、A两接线柱时,量程为4V B.当使用O、A两接线柱时,量程为3V
C.当使用O、B两接线柱时,量程为15V D.当使用O、B两接线柱时,量程为30V
【答案】 BC
【解析】AB.当使用O、A两接线柱时,量程为
故A错误,B正确;
CD.当使用O、B两接线柱时,量程为
故C正确,D错误。
故选BC。
9.(多选)(2023·全国·高三专题练习)离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,
假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度 5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳
定的电场,其电势差约为3×105V,已知,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C,地球表面积近似
为5.0×1014m2,则( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.该大气层的等效电阻约为600Ω
B.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103A
C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·m
D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m
【答案】 BC
【解析】B.根据题述,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C,由
Q=It
可得该大气层的平均漏电电流约为1.8×103A,故B正确;
A.由欧姆定律
U=IR
可得该大气层的等效电阻约为
R= Ω
故A错误;
CD.由电阻定律
解得该大气层的平均电阻率约为
=1.7×1012Ω·m
故C正确,D错误。
故选BC。
10.(多选)(2023秋·北京海淀·高三统考期末)将一个表头G改装成多量程的电流表,通常有两种连接
方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式(其中电阻 )。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头
式。两种连接方式在实际中均有使用,下列说法正确的是( )
A.开路转换式中,开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程
B.开路转换式中,若电阻 发生变化,则开关S接1、2对应的两个量程都会发生变化
C.闭路抽头式中,抽头3对应的量程大于抽头4对应的量程
D.闭路抽头式中,若电阻 发生变化,则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 ACD
【解析】A.根据
则并联的电阻越小,则量程越大,因 ,则开路转换式中,开关S接1时的量程大于开关S接2时的
量程,选项A正确;
B.开路转换式中,若电阻 发生变化,则开关S接1时对应的量程会发生变化,而开关S接2时对应的
量程不会发生变化,选项B错误;
CD.闭路抽头式中,接抽头3时并联的电阻只有R ,而接抽头4时并联的电阻有R 和R ,则抽头3对应
1 1 2
的量程大于抽头4对应的量程,并且若电阻 发生变化,则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化,选
项CD正确;
故选ACD。
【能力提升】
11.(2023·全国·模拟预测)三个电阻 , , ,将它们并联后加一恒定电压 ,电路
如图所示。流过每个电阻的电流分别是 、 、 ,每个电阻两端电压分别是 、 、 ,则下列说正
确的是( )
A.
B.
C.若再并联一个 的电阻,则并联的总阻值增大
D.若减小 的阻值,则电路中并联的总阻值减小
【答案】 D
【解析】AB.并联电路中,各支路电流和电阻成反比,电压相等,即
,
所以可得
,
AB错误;
CD.并联电路的总电阻
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以再并联一个 的电阻,并联的总阻值 减小,若减小 的阻值,则电路中并联的总阻值减小,C错
误,D正确。
故选D。
12.(2023秋·北京朝阳·高三统考期末)如图所示,若x轴表示时间,y轴表示速度,则该图线下的面积表
示位移,直线AB的斜率表示物体在该时刻的加速度大小。若令x轴和y轴分别表示其它物理量,则可以反
映在某种情况下相应物理量之间的关系。下列说法正确的是( )
A.若电场方向平行于x轴,x轴表示位置,y轴表示电势,则直线AB的斜率表示对应位置处的电场强度
大小
B.若x轴表示时间,y轴表示穿过密绕螺线管的磁通量,则直线AB的斜率表示该螺线管产生的电动势大
小
C.若x轴表示流经某电阻的电流,y轴表示该电阻两端的电压,则图线下面积表示电阻的热功率
D.若x轴表示时间,y轴表示通过导体横截面积的电荷量,则该图线下面积表示这段时间内电流所做的功
【答案】 A
【解析】A.若电场方向平行于x轴,x轴表示位置,y轴表示电势, 图像斜率表示场强,所以直线
AB的斜率表示对应位置处的电场强度大小,故A正确;
B.若x轴表示时间,y轴表示穿过密绕螺线管的磁通量, 图像斜率表示磁通量的变化率,故B错误;
C.若x轴表示流经某电阻的电流,y轴表示该电阻两端的电压, 图像中图像上某点所对应的电压与
该点所对应的电流的乘积表示热功率,故C错误;
D.若x轴表示时间,y轴表示通过导体横截面积的电荷量,图线下面积无意义,故D错误。
故选A。
13.(2023春·江苏镇江·高三统考开学考试)地磅工作原理图如图所示,地磅空载时变阻器滑片P位于A
点,满载时滑片P位于B点,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法错误的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.电压表两端电压与被测汽车的质量成正比
B.若将一个电阻与电压表串联,可增大地磅量程
C.若称量值偏小,可在 上并联一个电阻进行校正
D.电池长时间使用后,称量值会偏小
【答案】 B
【解析】A.设AB的电阻为 ,横截面积为 ,根据闭合电路欧姆定律可知
设AP之间的距离为x
汽车平衡时由
解得:
从公式可以看出:电压表两端电压与被测汽车的质量成正比,A正确,不符合题意;
B.若将一个电阻与电压表串联, AP之间的最大电压不受此电阻的影响,没有办法增大地磅量程,B错误
符合题意;
C.若称量值偏小,可以通过在 上并联一个电阻,回路中总电阻变小,总电流增大,可变电阻上的电压
增大,使称量值不变, C正确,不符合题意;
D.电池长时间使用后,内阻会变大,导致电流减小,AP上的电压减小,所以称量值会偏小,D正确,不
符合题意。
故选B。
14.(2023·北京·高三专题练习)用两个完全相同的灵敏电流计改装成两个量程不同的电流表,下列说法
正确的是( )
A.将两个电流表并联,指针偏角不同,量程大的示数大
B.将两个电流表并联,指针偏角相同,量程大的示数小
C.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角小
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角大
【答案】 C
【解析】AB.将两个电流表并联,则灵敏电流计两端电压相等,故流过表头的电流相等,指针偏角相同,
量程大的示数大。故AB错误;
CD.将两个电流表串联,则流过两电流表的总电流相等,故两表示数相同,但由分流关系可知,偏角不同,
量程大的偏角小。故C正确;D错误。
故选C。
15.(2023·四川内江·统考三模)如图,用校准的两个电压表 和 分别测量串联电路中电阻R两端a、b
的电压,两表的示数分别为 和 ,由此可知,下列判断中正确的是( )
A.a、b两点间的实际电压可能为
B.a、b两点间的实际电压可能为
C.电压表 的内阻小于电压表 的内阻
D.电压表 和电压表 的内阻大小无法比较
【答案】 A
【解析】AB.电压表并入a、b两点间后,导致a、b两点间的合电阻小于R,使a、b间分得的电压小于原
来的电压,则a、b两点间的实际电压大于12.8V,可能为 。故A正确,B错误;
CD.用电压表 测量时,a、b间的电压大,说明a、b间的合电阻比用电压表 测量时的大,则电压表
的内阻大于电压表 的内阻。故CD错误。
故选A。
16.(2023·全国·二模)如图所示小灯泡的规格都相同,两个电路的电池也相同。乙图中每个小灯泡的亮
度都明显比甲图中一个小灯泡暗,忽略温度对灯丝电阻的影响。关于甲、乙两个电路的比较,下列说法正
确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.甲图中的路端电压大 B.甲图中的干路电流大
C.甲图中电源的总功率大 D.甲图中电源的效率小
【答案】 A
【解析】AB.乙图多个灯泡并联,所以电阻小于甲图中一个灯泡的电阻,由
可知乙图中的干路电流更大,由
乙图电源内阻分压更大,路端电压更小,故 A正确,B错误;
C.电源总功率
可知甲图中电源总功率小,故C错误;
D.电源效率
可知乙图中电源效率小,故D错误。
故选A。
17.(2023·浙江·校联考模拟预测)如图所示为美团的电单车,美团电单车的电池铭牌上标有“48V 10A·h
”字样,正常工作时电动机额定功率为250W,电池输出电压为40V。由于电动机发热造成损耗,电动机的
效率为80%,不考虑其他部件的摩擦损耗。有一次小厉同学骑着电单车在平路上匀速行驶,小厉同学和车
的总质量为100kg,阻力为总重力的0.04倍,重力加速度 ,则下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电动机额定电流约为5.2A
B.充满电后电池储存的能量约为
C.电池的内阻约为1.3Ω
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.电单车匀速行驶时的速度为22.5km/h
【答案】 C
【解析】A.由 可知,解得额定电流
I=6.25A
故A错误;
B.充满电后该电池的总能量
故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律有
可得
故C正确;
D.平路上行驶的人和车受到阻力
匀速行驶时牵引力F=f=40N,此时速度
故D错误;
故选C。
18.(2023·浙江杭州·校联考二模)如图是某一吸油烟机的用电参量铭牌,对此下列说法正确的是(
)
A.抽油烟时电动机的输出功率为200W
B.主机和照明全部工作情况下的工作电流约为1.05A
C.图中电容为 ,则在220V电压下电容约为
D.额定频率为50Hz,即额定功率下,电机每秒钟转动50转
【答案】 B
【解析】A.由图可知,抽油烟时电动机的总功率为200W,但是抽油烟机的电动机必定存在内阻,故抽油
烟时电动机的输出功率小于200W,故A错误;
B.主机和照明全部工作情况下的工作电流约为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故B正确;
C.电容为 ,则在任意允许电压下电容都为 ,故C错误;
D.额定频率为 ,是指交流电源的频率为 ,故D错误。
故选B。
19.(2023秋·北京朝阳·高三统考期末)某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器,长度
为L,两边分别有P 、P 两个滑动头,轻质弹簧上端与P 及秤盘底部相连,下端固定。弹簧原长时P 、和
1 2 1 1
P 均指在A端。若P 、P 间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物
2 1 2
体的质量。已知弹簧的劲度系数为k,托盘质量为 ,电源电动势为E,内阻不计。重力加速度为g。在
托盘上未放物体时需要先校准零点,即未放被称物体时电压为零。则( )
A.校准零点时,不需要移动滑动头P
2
B.校准零点时,两滑动头间的距离为
C.滑动头P 滑至B端时,被称物体的质量为
1
D.被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为
【答案】 D
【解析】AB.未放被称物体时电压为零,即P、P 两点等势,校准零点时,需要移动滑动头P,让两滑动
1 2 2
头间的距离为0,故AB错误;
C.放被称物体质量为m 时P 滑至B端,则有
1 1
解得
故C错误;
D.未放被称物体时,两滑动头P、P 距A点的距离为x
1 2 0
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】放被称物体质量为m时,两滑动头P、P 间距离为x,有
1 2
由欧姆定律知两滑动头P、P 间的电压为
1 2
又由
联立解得
故D正确。
故选D。
20.(多选)(2023·浙江金华·校联考一模)如图所示是某吊扇的相关参数,测得吊扇正常匀速转动时排
风量为Q=720m3/h,扇叶附近的风速为v=14.1m/s,电机内阻R=496Ω,g=10m/s2,不计空气阻力,以下
说法正确的是( )
A.启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量
B.正常工作时吊扇电机的发热功率为24W
C.正常工作时电机的输出功率为24W
D.正常工作时天花板对吊杆的拉力约为46.6N
【答案】 CD
【解析】A.吊扇启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量与产生的热量之和,A错误;
B.正常工作时
B错误;
C.正常工作时电机的输出功率为
C正确;
D.对空气,由动量定理
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】其中m=ρQt,代入数据解得
F≈3.5N
由牛顿第三定律可知,空气对吊扇向上的作用力为
F'=F=3.4N
所以正常工作时天花板对吊杆的拉力约为
F =m'g﹣F'=2.0×10N﹣3.5N=46.6 N
拉
故D正确。
故选CD。
21.(多选)(2023·广东汕头·统考三模)五一期间,汕头作为全国热门旅游城市,聚集了来自四面八方
的游客。为了避免堵车,电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻
市民五一畅游汕头的首选交通工具。下表为某品牌电动自行车的部分技术参数( )
规格 后轮驱动直流永磁铁电机
车型 电动自行车 额定输出功率 200W
整 车 质
40kg 额定电压 48V
量
最 大 载
120kg 额定电流 5.0A
重
A.正常匀速行驶则后轮受到地面对它的滑动摩擦力
B.电动自行车的内阻为9.6Ω
C.电动自行车以额定功率行驶时,电机的输入功率为240W
D.电动自行车以额定功率行驶时,电机的效率约为83%
【答案】 CD
【解析】。
A.正常匀速行驶,后轮受到地面对它的静摩擦力使电动自行车向前运动,故A错误
C.由表格读出电机的额定电压U=48V,额定电流I=5.0A,电机输入的总功率为
故C正确;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.额定输出功率 ,电机正常工作时的效率
故D正确;
B.根据能量守恒得,正常工作时内部发热功率为
根据
解得
故B错误。
故选CD。
22.(多选)(2023秋·四川成都·高三树德中学校考开学考试)某电动机的伏安特性曲线如图(a)所示,
现将两个这样规格的电动机并联接在电动势为 ,内阻为 的直流电源上,连接方式如图(b)所
示。下列说法正确的是( )
A.由图(a)可知,当电动机两端电压大于零时,其就会有机械能产生
B.由图(a)可知,该电动机线圈电阻为
C.由图(a)可知,当电动机两端电压为 时,其机械功率为
D.由图(b)可知,当电键 闭合后,电源的输出功率为
【答案】 BD
【解析】A.由图(a)可知,当电动机两端电压大于 时,其就会有机械能产生,故A错误;
B.由图(a)可知该电动机线圈电阻
故B正确;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.由图(a)可知,当电动机两端电压为 时,电动机总功率
热功率为
机械功率为
故C错误;
D.假设电动机不转动,为纯电阻电路,两个电动机并联,总电阻为 ,则两个电动机两端的电压
可知电动机转动,则流过电动机的电流为2A,电源的输出功率
故D正确。
故选BD。
【真题感知】
23.(2021·江苏·高考真题)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨
膜电流,若将该细胞膜视为 的电容器,在 内细胞膜两侧的电势差从 变为 ,则该
过程中跨膜电流的平均值为( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】根据
Q=CU
可知
∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为
故选D。
24.(2022·北京·高考真题)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的 和 ,
其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,
压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于 时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的
电压小于 ( 、 为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.
B. 为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
【答案】 C
【解析】AB.题意可知水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开
启低水位预警,此时水位较低,压力传感器的电阻值较大,由于 a、b两端此时的电压大于 ,根据串联
电路电压分部特点可知, 为压力传感器,故高水位时压力传感器的电阻值越小, 压力传感器两端电压
变小, ,AB错误;
CD.根据闭合电路欧姆定律可知,a、b两端的电压为
若定值电阻的阻值越大,当开启低水位预警时a、b两端的电压大于 时, 压力传感器阻值需要越大,
则水位越低;当a、b两端的电压小于 时开启高水位预警时, 压压力传感器阻值需要越大,则水位越
低。C正确,D错误。
故选C。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】