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章末检测卷(九)　电路及其应用
(时间:75分钟　分值:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·四川绵阳高三期末)北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道,环中的n个电子以速度v定向运动,已知电子的电荷量为e,则n个电子形成的电流为(　　)
A. B. C. D.
2.(2025·海南高三期末)有一用同种材料制作的粗细均匀的金属丝电阻,阻值为R,现将该金属丝切成等长的三段,取其中两段并联再与第三段串联后,下列说法正确的是(　　)
A.金属丝的电阻率变小
B.改变金属丝的温度,电阻率不变
C.金属丝的电阻变为
D.金属丝的电阻变为
3.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R1A.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R1发生变化,则开关S接1时的量程会发生变化
C.闭路抽头式中,抽头3对应的量程小于抽头4对应的量程
D.闭路抽头式中,若电阻R3发生变化,则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化
4.长为L的均匀金属丝总电阻为R,弯成如图所示的圆形闭合导线环,A、B、C、D四点将圆环等分。将A、C两点接入电压恒为U的电源上时,圆环消耗的功率为P。若将A、B两点接入同样的电源上时,圆环消耗的功率为(　　)
A.P B.P C.P D.2P
5.(2024·广西桂林模拟)“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示,其中太阳能电池电动势E=120 V,内阻r未知,电动机线圈电阻rM=1.6 Ω,电热丝定值电阻R=4 Ω。当火星车正常行驶时,电动机两端电压UM=80 V,电热丝R消耗功率P=
100 W。则(　　)
A.火星车正常行驶时,通过电热丝电流为1.25 A
B.太阳能电池的内阻为3 Ω
C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为625 W
D.火星车正常行驶时,电动机的效率为80%
6.在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线Ⅱ为某一小灯泡L的U-I曲线,曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5 A,0.75 V),曲线Ⅱ在该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0 A,0),用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路,由图像可知(　　)
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.5 Ω
C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
7.(2025·河北石家庄模拟)如图所示,电源电动势E=1.5 V,内阻不计,滑动变阻器R1的最大阻值为
2 Ω,两定值电阻R2、R3的阻值均为1 Ω,电容器C的电容为3 μF。初始时R1的滑片置于最上端,开关S掷于a端。下列说法正确的是(　　)
A.当R1的滑片向下移动时,R2两端的电压减小
B.移动R1的滑片过程中,R1消耗的最大功率为1.125 W
C.开关从a掷向b,流过R3的电流方向由d到c
D.开关从a掷向b,流过R3的电荷量为4.5×10-6 C
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.无人机利用自身携带的小型电机升空,在航拍领域已被广泛应用。已知某品牌无人机,其电池容量为15 000 mA·h,电机额定工作电压为25 V,无人机正常工作时电机总额定功率为300 W,下列说法正确的是(　　)
A.无人机正常工作时的电流是12 A
B.无人机的电机总电阻是2.08 Ω
C.电池容量15 000 mA·h中“mA·h”是能量的单位
D.无人机充满电后连续正常工作的时间为1.25 h
9.(2025·宁夏银川高三期末)在如图所示的电路中,电压表为理想电表,电源内阻为r,滑动变阻器最大电阻为R2,R1+R2>r>R1,滑动变阻器滑片由a滑向b,下列说法正确的是(　　)
A.电源的效率先变大再减小
B.电源输出功率先增大再减小
C.电压表示数增大
D.灵敏电流计G的电流方向d→c
10.在如图所示的电路中, 电源内阻为r,R1是定值电阻,L是灯泡。现闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向上滑动,电表A、V1、V2、V3都是理想电表,测得电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值为ΔU1、ΔU2、ΔU3,电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,下列说法正确的是(　　)
A.电流表示数变小,灯泡变暗
B.、、均不变
C.ΔU1+ΔU2=ΔU3
D.电源效率增大
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分,分值不同题空另行标注
11.(7分)如图甲所示的金属工件,截面外方内圆,外边长约为1 cm、内径约为0.5 cm、长度约为
40 cm。提供的器材包括:电源(电动势为6.0 V,内阻不计)、电压表V(量程6 V,内阻约为8 kΩ)、电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.2 Ω)、滑动变阻器R1(最大值5 Ω,额定电流2 A)、滑动变阻器R2(最大值200 Ω,额定电流2 A)、毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关。
(1)某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示,其读数a=　　　　(1分) cm。
(2)应选用　　　　(1分)来测量工件内径d,选用　　　　(1分)来测量工件长度L。
A.毫米刻度尺　　　B.游标卡尺　　　C.螺旋测微器
(3)为了测出该金属工件的电阻率,该同学设计了如图丙所示的电路,实验中滑动变阻器应选用　　　　(1分)(选填“R1”或“R2”),并将图丁的实物图连接完整(1分)。
(4)某次实验测得工件两端电压为U,通过的电流为I,写出该金属电阻率的表达式ρ=　　　　(用a、d、L、U、I表示)。
12.(9分)(2025·湖南衡阳模拟)移动电源(充电宝)的发明和出现,大大解决了我们的充电难题,受到了千万大众的喜爱。某科研小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
(1)A小组的同学对电量百分比为100%的充电宝进行了如下实验:两只数字多用表分别作为电压表和电流表;电路中的电源为充电宝,通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为负极,其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。
①滑动变阻器R用于改变电路中的电流,R0是定值电阻,R0的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
②通过实验作出U-I图像如图乙所示,则可得到充电宝的电动势E=　　　　,内阻r=　　　　(计算结果保留2位小数)。
(2)B小组的同学利用如下器材对电量百分比为60%的同一充电宝进行了实验:除蓄电池、开关、导线外,可供选择的实验器材还有:
A.电阻箱R(量程为0~99.9 Ω)
B.电压表V(量程0~3 V,内阻1 kΩ)
C.定值电阻R0=2 Ω
D.定值电阻R1=1 000 Ω
小组同学将电压表改装为量程为0~6 V后用如图丙所示电路图进行测量。
①在1、2处分别放上定值电阻,则2处应选择的定值电阻为　　　　(选填“R0”或“R1”)。
②电压表的读数为U,电阻箱的读数为R,将测得的数据绘制成-图像,如图丁所示,可得出的结论为如果使用所测试的充电宝供电,　　　　(1分)(选填“不必”或“需要”)考虑充电宝的电量百分比对输出电压的影响。
13.(10分)无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,它具有体积小、造价低、使用方便等优点。如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机,该款无人机内置电动势E=15.2 V、容量A=4 500 mA·h的智能电池,其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I=4.5 A,飞行时电动机工作效率η=80%,其他设施正常工作时的电功率为P1=
8.4 W。求:
(1)(3分)充满一次电,该款无人机理论上正常工作的最长时间t;
(2)(3分)电动机1 s内输出的机械能E机;
(3)(4分)已知该款无人机的总质量为m=2.0 kg,假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f=4 N,g取10 m/s2,求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度vmax。
14.(12分)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=5 Ω,直流电压U=160 V,理想电压表示数UV=110 V。求:
(1)(4分)通过电动机内阻上的发热功率;
(2)(4分)输入电动机的电功率;
(3)(4分)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量(g取10 m/s2)。
15.(16分)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)(5分)定值电阻R2的阻值;
(2)(5分)滑动变阻器的最大阻值;
(3)(6分)电源的电动势和内阻。
章末检测卷(九)　电路及其应用
1.B　[n个电子形成的电流为I===,故B正确。]
2.C　[金属丝的电阻率只由温度和材料决定,与金属丝的长度无关,改变金属丝的温度,电阻率发生变化,故A、B错误;将该金属丝切成等长的三段,则每一段的电阻为,取其中两段并联再与第三段串联后,金属丝的电阻变为R'=+=,故C正确,D错误。]
3.C　[根据I=Ig+,并联的电阻越小,量程越大。因R14.A　[导线环每一等份的电阻为R,则当A、C点接入电路中时总电阻R1=R;当A、B点接入电路中时总电阻R2==R;由功率公式P=得到P2∶P1=R1∶R2=4∶3,又P1=P,得到P2=P,故A正确。]
5.C　[对电热丝,有P=I2R,解得回路电流为I=5 A,故A错误;根据闭合回路欧姆定律,有E=Ir+UM+IR,解得电源的内阻为r=4 Ω,故B错误;电动机的转子被卡住,回路电流为I'==
12.5 A,电热丝上消耗的功率P'=I'2R=625 W,故C正确;电动机的效率为η=×100%,解得η=90%,故D错误。]
6.D　[设该电源电动势为E,内阻为r,由闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,代入题图直线Ⅰ中数据有0.75 V=E-1.5 A·r,0=E-2.0 A·r,解得E=3.0 V,r=1.5 Ω,故A、B错误;根据题意可知,当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时,灯泡L两端的电压为UL=0.75 V,流过灯泡的电流为IL=1.5 A,由欧姆定律可得,小灯泡L接入电源时的电阻为RL==0.5 Ω,小灯泡L实际消耗的电功率为P=ULIL=1.125 W,故C错误,D正确。]
7.D　[开关S掷于a端,R1与R2串联,R2两端的电压U2=R2,当R1的滑片向下滑动时,R1接入电路中的阻值变小,R2两端电压变大,A错误;R1消耗的功率P=EI-I2R2,电流I=,解得当R1=R2=1 Ω时,R1消耗的功率最大为0.562 5 W,B错误;开关掷于a端时,电容器C右极板带正电,开关从a掷向b,电容器C左极板带正电,所以电容器先放电后充电,电流方向为c→d,C错误;流过R3的电荷量Q=C·ΔU=C=4.5×10-6 C,D正确。]
8.AD　[无人机额定工作电压U=25 V,额定功率P=300 W,根据P=UI可知,无人机正常工作时的电流为I== A=12 A,故A正确;由于无人机不是纯电阻电路,则有UI=P机+I2r,解得无人机的电机总电阻r<≈2.08 Ω,故B错误;根据公式q=It,可知“mA·h”是电荷量的单位,故C错误;无人机充满电后一次工作时间t===1.25 h,故D正确。]
9.BC　[滑动变阻器滑片由a滑向b,则R2阻值变大,电源的效率为η=×100%=×100%,可知外电阻变大,则电源的效率变大,故A错误;如图所示,当外电阻等于内阻时电源输出功率最大;因R1+R2>r>R1,滑动变阻器滑片由a滑向b,则R2阻值变大,外电阻先靠近电源内阻后远离电源内阻,可知电源输出功率先增大后减小,故B正确;外电阻变大,总电流减小,则路端电压变大,即电压表示数增大,故C正确;路端电压变大,R1两端电压减小,则滑动变阻器两端电压变大,电容器两极板间电压变大,电容器充电,则灵敏电流计G的电流方向c→d,故D错误。]
10.BCD　[将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,则总电流减小,电流表示数减小,定值电阻、内阻的电压减小,可知灯泡两端的电压增大,灯泡变亮,电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量路端电压,电压表V3测量灯泡两端的电压,则V1的示数减小、V2、V3的示数增大,且ΔU1+ΔU2=ΔU3,故A错误,C正确;根据闭合电路的欧姆定律可得U2=E-Ir,则=r,根据部分电路欧姆定律可得U1=IR1,U3=U2-U1=E-I(r+R1),则=R1,=r+R1,由此可知,、、均不变,故B正确;电源效率为η=×100%=×100%,滑动变阻器的滑片向上滑动,U2增大,电源效率增大,故D正确。]
11.答案　(1)1.02　(2)B　A　(3)R1　见解析图 (4)U
解析　(1)游标卡尺的读数为
a=10 mm+2×0.1 mm=10.2 mm=1.02 cm。
(2)应选用游标卡尺来测量工件内径d,故选B。选用毫米刻度尺来测量工件长度L,故选A。
(3)为了方便调节,滑动变阻器选择阻值较小的R1。实物图如图所示。
(4)由欧姆定律和电阻定律得
R==ρ=ρ
解得ρ=。
12.答案　(1)①作为保护电阻,以防止滑动变阻器调节过度导致短路　②5.07 V　0.11 Ω　
(2)①R0　②不必
解析　(1)①R0为定值电阻,在电路中作为保护电阻,以防止滑动变阻器调节过度导致短路。
②根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,则U=E-Ir,根据图像在纵轴上的截距可得充电宝的电动势E=5.07 V,充电宝的内阻等于图像倾斜直线的斜率的绝对值r= Ω≈0.11 Ω。
(2)①小组同学将电压表改装为量程为0~6 V,则需要串联的电阻为R'==1 kΩ
则1处应选择的定值电阻为R1,2处应选择的定值电阻为R0。
②根据电路,由闭合电路欧姆定律可得
E=2U+(r+R0)
解得=·++
由图像可知+=0.395 V-1
k== A-1
解得E≈5.069 V,r≈0.115 Ω
可知当充电宝的电量百分比发生变化时,不必考虑充电宝的电量百分比对输出电压的影响。
13.答案　(1)1 h　(2)48 J　(3)2 m/s
解析　(1)由题可得理论上正常工作的最长时间
t== h=1 h。
(2)由能量守恒定律得P2=(IE-P1)η
所以E机=P2t=48 J。
(3)当加速度a=0时速度最大,即F=f+mg
由P2=Fv=(f+mg)vmax,解得vmax=2 m/s。
14.答案　(1)80 W　(2)1 100 W　(3)102 kg
解析　(1)由串联电路的电压关系可得电阻R的分压
UR=U-UM=(160-110) V=50 V
流过电阻R的电流IR==10 A
即通过电动机的电流IM=IR=10 A
电动机内阻上发热功率P热=r=80 W。
(2)电动机的电压UM=UV=110 V
输入电动机的电功率P电=IMUM=1 100 W。
(3)电动机输出的机械功率P出=P电-P热=1 020 W
又P出=mgv,所以m=102 kg。
15.答案　(1)5 Ω　(2)300 Ω　(3)20 V　20 Ω
解析　(1)当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故R2的阻值为
R2== Ω=5 Ω。
(2)滑动变阻器的滑片位于最左端时,R3阻值最大。设此外电路总电阻为R,由图像中A点坐标可得
R== Ω=80 Ω
根据电阻串并联关系可知R=+R2
代入数据解得滑动变阻器最大阻值R3=300 Ω。
(3)由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir
将图像中A、B两点的电压和电流代入得
E=16 V+0.2 A·r
E=4 V+0.8 A·r
联立可得E=20 V,r=20 Ω。

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