第1節(jié)電路的基本概念及規(guī)律1.下列說法中正確的是(D)A.由R=可知,電阻與電壓、電流都有關(guān)系B.由R=ρ可知,電阻只與導(dǎo)體的長度和橫截面積有關(guān)系C.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而減小D.所謂超導(dǎo)現(xiàn)象,就是當(dāng)溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象解析:R=是電阻的定義式,R與電壓和電流無關(guān),選項A錯誤;而R=ρ是電阻的決定式,即電阻與ρ,l,S都有關(guān)系,選項B錯誤;電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,選項C錯誤;當(dāng)溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,選項D正確.2.下圖中的四個圖像,最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間函數(shù)關(guān)系的是(C)解析:白熾燈泡為純電阻,其電功率P=,但隨著電壓和燈泡工作時間的增加,燈絲電阻會增大,PU2圖像會向下彎曲,選項C正確.3.現(xiàn)有一段長為L、電阻為R的均勻電阻絲,把它拉成3L長的均勻細(xì)絲后,切成等長的三段,然后把它們并聯(lián)在一起,其電阻值為(D)A. B.3R C. D.R解析:根據(jù)R=ρ可知,原電阻絲被拉長3倍后的總阻值為9R,再切成三段后每段的阻值為3R,把它們并聯(lián)后的阻值為R,選項D正確.4.(2018·江西七校聯(lián)考)如圖所示電路中,a,b兩點與一個穩(wěn)壓直流電源相接,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向d端移動一段距離時,下列電路中的電流表讀數(shù)會變小的是(B)解析:選項A,C,D中,滑動變阻器連入電路中的有效部分為滑片P右側(cè)部分,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向d端移動時,滑動變阻器阻值減小,電路中的電流將會增大;而選項B中,滑動變阻器連入電路中的有效部分為滑片P左側(cè)部分,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向d端移動時,滑動變阻器阻值增大,電路中的電流將會減小,選項B正確.5.如圖所示,P是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管,直徑為D,其鍍膜的長度為L,鍍膜的厚度為d.管兩端有導(dǎo)電金屬箍M,N.現(xiàn)把它接入電路中,測得它兩端電壓為U,通過它的電流為I.則鍍膜材料的電阻率ρ為(C)A. B.C. D.解析:根據(jù)部分電路歐姆定律I=,得R=,又根據(jù)電阻定律R=ρ,其中S=π(+d)2-π()2=π(D+d)d≈πDd,解得ρ=,故選項C正確.6.如圖所示為甲、乙兩燈泡的IU圖像,根據(jù)圖像計算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中,實際發(fā)光的功率分別為(C)A.15W30WB.30W40WC.40W60WD.60W100W解析:兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中,則每只燈泡兩端的電壓均為220V,根據(jù)IU圖像可知,甲燈工作時的電流約為I甲=0.18A,乙燈實際工作時的電流約為I乙=0.27A,所以它們的功率分別為P甲=I甲U=0.18×220W≈40W,P乙=I乙U=0.27×220W≈60W,選項C正確.7.(2018·河北唐山一模)(多選)在如圖所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計,閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片位于a點時,兩理想電表的讀數(shù)分別為U1,I1,滑動變阻器的滑片位于b點時,兩理想電表的讀數(shù)分別為U2,I2.下列判斷正確的是(BD)A.U1>U2,I1<I2B.滑片位于b點時,滑動變阻器接入電路的阻值為C.滑片由a滑到b,等于滑動變阻器接入電路的阻值變化量D.滑片由a滑到b,等于R1的阻值解析:滑片從a到b,電阻增大,電流減小,電流表示數(shù)減小;根據(jù)U=E-IR1,電壓表示數(shù)增大,故A錯誤;根據(jù)歐姆定律,滑動變阻器接入電路的阻值為R2=,故B正確;U2-U1等于R1電壓的減小量,I1-I2等于R1電流的減小量,等于R1的阻值,故C錯誤,D正確.8.(多選)電飯鍋工作時有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài),另一種是鍋內(nèi)水燒開后的保溫狀態(tài),如圖所示是一學(xué)生設(shè)計的電飯鍋電路原理示意圖,S是用感溫材料制造的開關(guān).下列說法中正確的是(BD)A.加熱狀態(tài)時是用R1,R2同時加熱的B.當(dāng)開關(guān)S接通時電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷開時為保溫狀態(tài)C.當(dāng)=7,R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的D.當(dāng)=2-1,R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的解析:由P=得,當(dāng)接通S時,電阻變小,功率變大,處于加熱狀態(tài);當(dāng)斷開S時,電阻變大,功率變小,處于保溫狀態(tài).可知,R2是供加熱用的電阻絲,選項A錯誤,B正確;當(dāng)R2在保溫狀態(tài)時的功率為加熱狀態(tài)時的時,根據(jù)公式P=,可知=××8,得=2-1,選項C錯誤,D正確.9.(2018·江西南昌調(diào)研)(多選)如圖所示是某型號電吹風(fēng)的電路圖,它主要由電動機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成.已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為120W,吹熱風(fēng)時的功率為1000W.關(guān)于該電吹風(fēng),下列說法正確的是(BD)A.若S1,S2閉合,則電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.電熱絲的電阻為55ΩC.電動機(jī)工作時輸出的機(jī)械功率為880WD.當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時,電動機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J解析:開關(guān)均閉合時,電動機(jī)、電熱絲均工作,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),選項A錯誤;電動機(jī)工作時輸出的機(jī)械功率為電動機(jī)的功率減去自身消耗的功率,其數(shù)值一定小于120W,選項C錯誤;由P=得R==Ω=55Ω,選項B正確;電吹風(fēng)吹熱風(fēng)、冷風(fēng)時電動機(jī)消耗的電功率不變,均為120W,故每秒鐘消耗的電能為120J,選項D正確.10.(2018·陜西西安一中月考)(多選)在如圖(a)所示的電路中,L1,L2為規(guī)格相同的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(b)所示,C是電容為100μF的電容器,R是阻值為8Ω的定值電阻,電源E的內(nèi)阻為1Ω.電路穩(wěn)定后,通過L1的電流為0.2A,下列結(jié)果正確的是(AB)A.L1的電功率為0.16WB.L2的電阻為6ΩC.電源的效率為60%D.電容器所帶電荷量為2.4×10-4C解析:電路穩(wěn)定后,通過L1的電流為I1=0.2A,由圖讀出其電壓U1=0.8V,則燈泡L1的電功率P1=U1I1=0.8×0.2W=0.16W,選項A正確;并聯(lián)部分的電壓U2=U1+I1R=(0.8+0.2×8)V=2.4V,由圖讀出其電流為I2=0.4A,根據(jù)歐姆定律得R2==Ω=6Ω,選項B正確;電源電動勢E=U2+(I1+I2)r=(2.4+0.6×1)V=3V,電源的效率為η=×100%=×100%=80%,選項C錯誤;電容器的電壓U=I1R=1.6V,則電容器所帶電荷量為Q=UC=1.6×100×10-6C=1.6×10-4C,選項D錯誤.11.(2018·江蘇鹽城模擬)(多選)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體,但R1的尺寸比R2大得多,把它們分別連接在如圖電路的A,B端,接R1時電壓表的讀數(shù)為U1,接R2時電壓表的讀數(shù)為U2.下列說法中正確的是(AD)A.R1=R2 B.R1>R2C.U1<U2 D.U1=U2解析:設(shè)正方形邊長為a,則電阻R=ρ=,所以R1=R2;由歐姆定律可知A,B兩端電壓相等,選項A,D正確.12.(2018·河南洛陽統(tǒng)考)如圖所示,電源的電動勢為30V,內(nèi)阻為1Ω,與一個標(biāo)有“6V,12W”的電燈和一個繞線電阻為2Ω的電動機(jī)串聯(lián).開關(guān)閉合后,電路中的電燈正常發(fā)光,則電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為(A)A.36W B.44W C.48W D.60W解析:電路中的電燈正常發(fā)光,說明電路中電流為I==2A,電燈兩端電壓為6V,電源內(nèi)阻上電壓為2V,電動機(jī)兩端電壓為U機(jī)=E-6V-2V=22V,電動機(jī)輸入功率P入=U機(jī)I=22×2W=44W,電動機(jī)繞線電阻發(fā)熱功率P熱=I2R=8W,故電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為P出=P入-P熱=36W,選項A正確.13.(2018·山東棗莊模擬)(多選)如圖所示,圖線1,2,3分別表示導(dǎo)體A,B,C的伏安特性曲線,其中導(dǎo)體C為一非線性電阻,當(dāng)三導(dǎo)體串聯(lián)接在電壓恒為6V的直流電源兩端時,它們的電阻分別為R1,R2,R3,則下列說法正確的是(AB)A.此時流過三導(dǎo)體的電流均為1AB.R1∶R2∶R3=1∶3∶2C.若將三導(dǎo)體串聯(lián)后改接在3V的直流電源上,則三導(dǎo)體的阻值之比不變D.若將三導(dǎo)體并聯(lián)后接在3V的直流電源上,則通過它們的電流之比為I1∶I2∶I3=3∶2∶1解析:由題中IU圖線可知,R1=1Ω,R2=3Ω,R3的電阻隨兩端所加電壓變大而變小,當(dāng)這三導(dǎo)體串聯(lián)接在電壓恒為6V的直流電源兩端時,其電流相等,為1A,R1,R2,R3兩端電壓分別為1V,3V,2V,總和為6V,選項A,B正確;因?qū)wC為一非線性電阻,電阻隨兩端所加電壓變小而變大,選項C錯誤;從題中圖線可得,選項D錯誤.14.(2018·寧夏銀川質(zhì)檢)如圖(甲)所示,兩根橫截面積相同、材料不同的導(dǎo)線Ⅰ和Ⅱ,串聯(lián)后接入電路.若導(dǎo)線上任意一點的電勢隨該點與a點的距離x的變化關(guān)系如圖(乙)所示,導(dǎo)線Ⅰ和Ⅱ的電阻率分別為ρ1,ρ2,電阻分別為R1,R2,則(A)A.ρ1<ρ2,R1<R2 B.ρ1>ρ2,R1<R2C.ρ1<ρ2,R1>R2 D.ρ1>ρ2,R1>R2解析:由部分電路歐姆定律并結(jié)合圖像可得U1=IR1=30-20=0,U2=IR2=20-0=20,故R1<R2;因為R1<R2,由R=ρ知,ρ1<ρ2,由圖(乙)知lⅠ>lⅡ,所以ρ1<ρ2.綜上可得,選項A正確.15.(2018·北京房山區(qū)模擬)電荷的定向移動形成電流,電流是物理量中的基本量之一.電流載體稱為載流子,大自然有很多種承載電荷的載流子,例如,金屬導(dǎo)體中可自由移動的電子、電解液內(nèi)的離子、等離子體內(nèi)的正負(fù)離子,半導(dǎo)體中的空穴,這些載流子的定向移動,都可形成電流.(1)電子繞氫原子核做圓周運動時,可等效為環(huán)形電流,已知靜電力常量為k,電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,電子在半徑為r的軌道上做圓周運動.試計算電子繞氫原子核在該軌道上做圓周運動形成的等效電流大小;(2)如圖,AD表示一段粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷所帶的電荷量為e.試證明導(dǎo)體中電流I=neSv;(3)有一圓柱形的純凈半導(dǎo)體硅,其橫截面積為2.5cm2,通有電流2mA時,其內(nèi)自由電子定向移動的平均速率為7.5×10-5m/s,空穴定向移動的平均速率為2.5×10-5m/s.已知硅的密度為2.4×103kg/m3,摩爾質(zhì)量是28.電子的電荷量e=-1.6×10-19C,空穴和電子總是成對出現(xiàn),它們所帶電荷量相等,但電性相反,阿伏加德羅常數(shù)為N0=6.02×1023mol-1.若一個硅原子至多只釋放一個自由電子,試估算此導(dǎo)體材料平均多少個硅原子才有一個硅原子釋放出自由電子?解析:(1)電子繞核做圓周運動,所需的向心力由核對電子的庫侖引力來提供,根據(jù)=又I==解得I=.(2)導(dǎo)體中電流大小I=,t時間內(nèi)