2025届高考物理一轮复习鲁科版专题练: 闭合电路欧姆定律与科学用电
一、单选题
1.如图甲为某一款金属探测仪,探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路,当探测仪检测到金属物体时,探测仪线圈的自感系数发生变化,从而引起振荡电路中的振荡频率发生变化,探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。在LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图乙所示,且电容器上极板带正电,下列说法正确的是( )
A.此时电容器中的电场能正在减小
B.此时电容器两板间的电压正在减小
C.此时电路中电流沿顺时针方向且LC振荡电路中电流减小
D.若LC振荡电路中的自感系数变小,其振荡频率也变小
2.LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,电流方向为顺时针且电流正在增大,下列说法正确的是( )
A.该时刻电容器上极板带正电荷
B.电容器两极板间电场强度正在变大
C.该时刻线圈的自感电动势正在增大
D.若线圈的自感系数增大,振荡电路的频率增大
3.如图甲所示,两平行金属板A、B放在真空中,间距为d,为板间水平中线,AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。时刻,有一个质量为m,电荷量为q的带电小球,从O点以的速度水平射入电场。T时刻小球恰好从点射出电场,小球运动过程中未与极板相碰,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.小球受的静电力大小等于重力 B.板间电压
C.时,小球竖直方向速度为0 D.时,小球竖直方向速度为0
4.如图所示,电源电压恒定,定值电阻与滑动变阻器R串联,已知:,在滑动变阻器的滑片P移动过程中,下列表示两电表读数I、U及和R消耗的电功率和分别随变阻器连入电路部分R的阻值变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示的电路中,电阻,断开S后,理想电压表的读数为3 V;闭合S后,理想电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为( )
A. B. C. D.
6.生活中,燃气公司工作人员通常用气敏电阻传感器来检测燃气管道是否漏气。小明同学利用网购的气敏电阻及报警装置设计了如图所示电路。已知电源内阻不计,为变阻器,气敏电阻的阻值随空气中燃气浓度增大而减小,间接报警装置,且当间电压高于某临界值时,装置将发出警报,则( )
A.燃气浓度越低,间电压越高
B.燃气浓度越高,流过的电流越小
C.燃气浓度越高,电源的总功率越小
D.变阻器的阻值越大,报警装置的灵敏度越高
7.对如图所示的含光敏电阻(传感器)的闭合电路,、是定值电阻,电源的电动势和内阻分别为E、r,电流表是理想电表,先闭合开关S,增大光敏电阻的光照强度,下列说法正确的是( )
A.电源的内电压减小 B.两端的电压增大
C.电流表的示数减小 D.的功率增大
8.将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为,接入图甲电路.闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
9.在图甲的LC振荡演示电路中,开关先拨到位置“1”,电容器充满电后,在时刻开关拨到位置“2”。若电流从传感器的“+”极流入,电流显示为正,图乙为振荡电流随时间变化的图线,则下面有关说法正确的是( )
A.在图乙中A点时刻电容器上极板带负电
B.在图乙中从到A点过程中电容器的电压先增加后减小
C.若电阻R减小,电流变化如图丙中实线
D.若电阻R减小,电流变化如图丙中虚线
10.如图甲所示的LC振荡电路中,规定沿顺时针方向的电流为正,通过A点的电流变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.a至b时间内,电容器上极板带的是正电
B.a至b时间内,电容器充电
C.b至c时间内,电容器下极板的电势低
D.b至c时间内,磁场能正在转化为电场能
11.LC振荡电路某时刻线圈中的磁场正在增强,方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.电容器正在充电 B.电容器a板带负电
C.电场能转化为磁场能 D.电容器所带的电荷量正在增加
12.甲图表示LC振荡电路,乙图图像为其电流随时间变化的图像。在时刻,回路中电容器的M板带正电。在某段时间里,回路的磁场能在减小,而M板仍带正电,则这段时间对应图像中( )
A.Oa段 B.ab段 C.bc段 D.cd段
二、多选题
13.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为。四个电阻的阻值已在图中标出,电容器的电容。闭合开关、,电路稳定后,则( )
A.电源的输出功率为12W
B.电容器所带电荷量为
C.断开开关,稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D.断开开关,电源的输出功率增大
14.热敏电阻与光敏电阻在生活中有很多应用,如图为一个智慧农场利用热敏电阻与光敏电阻感应大棚内温度与光照强度变化的简单电路原理图,为负温度系数热敏电阻(阻值随温度升高而减小),为光敏电阻(阻值随光照强度升高而减小),和均为定值电阻,电源电压保持不变,V为理想电压表。若发现电压表的示数增大,可能发生的情况是( )
A.大棚内温度升高 B.大棚内温度降低
C.大棚内光照强度增强 D.大棚内光照强度减弱
15.如图甲,LC电路中的电流正在变大,保持L不变,改变电容器的电容,回路中电容器两端的电压变化如图乙,则下列说法正确的是( )
A.回路中的磁场能正在向电场能转化
B.电路1中电容为电路2中电容的4倍
C.电路2中的电流最大时,电路1中的电流也一定最大
D.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
三、填空题
16.某同学用多用电表测量电阻,他将开关K旋转到电阻挡“×100”的位置,欧姆调零后,将两表笔分别与一个待测电阻相接,指针位置如图所示,则待测电阻阻值为_____Ω。他在测另一个待测电阻时,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,将开关K旋转到电阻挡_____(选填:)的位置,然后进行,再将两表笔的金属部分分别与待测电阻的两根引线相接,然后读数。
17.某学习小组练习使用多用电表,回答下列问题。
(1)如图甲所示,在使用多用电表前,发现指针已有偏转,应调整电表的______(填“A”、“B”或“C”),使指针处于表盘左侧的零刻度线处;当欧姆调零后,用“×10”挡测量某个电阻的阻值,发现指针的偏角很大,应换用______(填“×1”或“×100”)挡,重新调零后再测量。
(2)用已调零且选择指向电阻挡“×100”位置的多用电表测某电阻阻值,根据图乙所示的表盘,被测电阻阻值为______Ω。
四、计算题
18.如图所示,直流电源(不计内阻)与阻值为的定值电阻、滑动变阻器以及水平放置的平行板电容器构成闭合回路,平行板电容器的板间距为d、板长为,板间存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、带电量为的小球以某一水平初速度从电容器下极板左边缘无碰撞的进入电容器。已知重力加速度大小为g,电源电动势,小球向右飞入电容器的初速度为,不计电场、磁场边缘效应,不计空气阻力。
(1)若滑动变阻器接入电路中的阻值,且小球恰好做匀速直线运动,求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)若小球在板间恰好做匀速圆周运动,且能从两极板间飞出,求接入电路中的阻值,以及磁感应强度大小的取值范围;
(3)若滑动变阻器接入电路的阻值,匀强磁场的磁感应强度,求小球在板间运动过程中偏离下极板的最大距离H。
参考答案
1.答案:C
解析:ABC.如图所示时刻,电容器正在充电,电荷量在增大,电流减小,根据,线圈中的自感电动势正在增大,电场能正在增大,故AB错误,C正确;D.L减小,根据,T减小,f增大,故D错误。故选C。
2.答案:A
解析:AB.由题意可知,该时刻电流方向为顺时针且电流正在增大,则磁场能正在增大,电场能正在减小,电容器正在放电,所以该时刻电容器上极板带正电荷,电容器两极板间电场强度正在变小,故A正确,B错误;C.由于电流正在增大,但电流的变化率正在减小,该时刻线圈的自感电动势正在减小,故C错误;D.根据若线圈的自感系数增大,则振荡电路的频率减小,故D错误。故选A。
3.答案:B
解析:A.设时间内小球的加速度为a,小球在竖直方向的位移为零,根据运动学公式可得,解得,由牛顿第二定律可得,解得,故A错误;B.根据匀强电场中电场强度与电势差的关系式,有,又,联立,可得,故B正确;C.时,小球竖直方向速度为,故C错误;D.时,小球竖直方向速度为,故D错误。故选B。
4.答案:D
解析:
5.答案:A
解析:开关S断开时,路端电压等于电动势,,开关S闭合时有:。其中,解得:,故A正确。
6.答案:D
解析:燃气浓度越低,气敏电阻的阻值越大,总电阻越大,由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流越小,当连入电路中电阻不变时,由欧姆定律知间电压越低,故A错。同理燃气浓度越高,电路总电流越大,故流过的电流越大,电源总功率越大,故B、C错。当变阻器连入电路中的阻值越大时,根据串联分压原理知间电压就越大,故报警装置的灵敏度越高,D正确。
7.答案:D
解析:AB.增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,流过内阻r的电流增大,电源的内电压增大,的电压即外电压减小,故AB错误;C.流过的电流减小,则流过、以及电流表的电流均增大,故C错误;D.流过的电流增大,则的功率增大,故D正确;故选D。
8.答案:A
解析:根据电阻定律与欧姆定律,可得,则的图像斜率,A正确。
9.答案:A
解析:A.在图乙中A点时刻电流为正且正在减小,可知电容器正在充电阶段,此时上极板带负电,下极板带正电,选项A正确;B.在图乙中从到A点过程中电流先正向增加后正向减小,电容器先放电后充电,即电容器的电压先减小后增加,选项B错误;CD.若电阻R减小,则电容器放电时最大电流变大,但是振动周期不变,则图丙中实线和虚线描述电流变化都不对,选项CD错误。故选A。
10.答案:B
解析:AB.a至b时间内,电路电流在减小,电容器C正在充电,电容器下极板带的是正电,故B正确,A错误;
CD.b至c时间内,电路电流逆向增大,电容器放电,电容器下极板带正电,下极板电势高,电场能正在转化为磁场能,故CD错误。
故选B。
11.答案:C
解析:C.根据右手螺旋定则知,从上往下看,电路中电流方向为逆时针方向,磁场正在增强,电场能转化为磁场能,故C正确;
A.由于电场能转化为磁场能,表明电容器正在放电,故A错误;
B.电流方向为逆时针方向,表明电子运动是顺时针方向,电容器a极板得到电子,由于电容器在放电,电容器a极板所带电荷量减小,可知,电容器板带正电,故B错误;
D.结合上述可知,电容器所带的电荷量正在减小,故D错误;
故选C。
12.答案:D
解析:在时,电容器开始放电,且M极板带正电,结合图像可知,电流以逆时针方向为正方向。某段时间里,回路的磁场能在减小,是磁场能向电场能的转化过程,磁场能减小,电场能增大,说明回路中的电流在减小,电容器在充电,充电完毕时电流减小为0,而此时M板带正电,则电流方向为顺时针方向。因此这段时间内电流为负且正在减小,符合条件的只有图像中的cd段;
故选D。
13.答案:BC
解析:外电阻为,根据欧姆定律可知,,则电源的总功率为,输出功率,故A错误;选电源负极为0势点,则电容器下极板的电势为,上极板的电势为,则ab间的绝对值电压为,电容器电荷量为,故B正确;断开开关,外电阻为,由于闭合前外电阻,内阻,则断开开关后,电源的输出功率减小,稳定后电路电流为,电容器的电压,电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为,故C正确,D错误,故选BC。
14.答案:AD
解析:A.大棚内温度升高,阻值减小,根据串反并同可知与它串联的电压表示数增大,故A正确;B.大棚内温度降低,阻值增大,根据串反并同可知与它串联的电压表示数减小,故B错误;C.大棚内光照强度增强,阻值减小,根据串反并同可知与它并联的电压表示数减小,故C错误;D.大棚内光照强度减弱,阻值增大,根据串反并同可知与它并联的电压表示数增大,故D正确;故选AD。
15.答案:BC
解析:
16.答案:(1)900(2)×1k
解析:(1)将开关K旋转到电阻挡“×100”的位置,欧姆调零后,将两表笔分别与一个待测电阻相接,指针位置如图所示,则待测电阻阻值为
(2)在测另一个待测电阻时,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,为了得到比较准确的测量结果,将开关K旋转到电阻挡×1k的位置,然后进行,再将两表笔的金属部分分别与待测电阻的两根引线相接,然后读数。
17.答案:(1)B;×1(2)
解析:(1)在使用多用电表之前,发现指针已有偏转,应调节电表的机械调零钮B,使指针处于表盘左侧的零刻度线处;
当欧姆调零后,用“×10”挡测量某个电阻的阻值,发现指针的偏角很大,说明电阻测量值太小。应选用更小的倍率即“×1”挡来测量电阻。
(2)被测电阻的阻值为
18.答案:(1)(2),或(3)
解析:(1)根据欧姆定律有
解得
极板间电场强度大小
小球恰好做匀速直线运动,根据力的平衡
解得
(2)小球恰好做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡
定值电阻两端的电压
根据闭合电路中的分压关系有
联立解得
小球恰好从两板间右侧飞出时,设其圆周运动的半径为,由几何知识可得
解得
小球恰好从两板间左侧飞出时,设其圆周运动的半径为,则
根据洛伦兹力提供向心力有
圆周运动的半径取值范围为
或
则磁感应强度大小的取值范围为
或
(3)根据(1)可知当时小球所受电场力大小
方向竖直向上,设小球最高点时速度大小为v,根据动能定理有
小球向上偏转,设到最高点所用时间为t,这段时间内竖直方向平均速度为,则对应的洛伦兹力水平方向分力的冲量为
根据水平方向的动量定理,以水平向左为正方向,有
联立解得