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第七章 第2单元 电路的基本规律
一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分)
1．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为 ( )
A．“与”门电路 B．“非”门电路
C．“或”门电路 D．上述答案都有可能
2．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图1所示的电路后闭合开
关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯
泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是图2
中的 ( )
图2
3．如图3所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后各电灯都能发光．如果某一时刻灯L1的灯丝烧断，之后各灯虽亮度变化，但并未损坏，则 ( )
A．L3变亮，L2、L4变暗
B．L2、L3变亮，L4变暗
C．L4变亮，L2、L3变暗 图3
D．L3、L4变亮，L2变暗
4．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V/200 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V/2 W)，将其连接在220 V交流电源上，电路如图4所示．若工作一段时间后L2灯丝烧断，则 ( )
图4
A．X1的功率减小，L1的功率增大
B．X1的功率增大，L1的功率增大
C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小
D．X2的功率减小，其他指示灯的功率减小
5．如图5所示的电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然B灯比原来亮了，这是因
为电路中某一处发生断路故障造成的，那么发生这种故障可能是(电源内阻不
计) ( )
A．R1断路 B．R2断路
C．R3断路 D．灯A断路 图5
6．图6所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为图7中的 ( )
图7
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
7．一个T型电路如图8所示，电路中的电阻R1＝10
Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻
忽略不计．则 ( ) 图8
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
8．在如图9所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知 ( )
A．电源的电动势为3 V，内阻为0. 5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω 图9
C．电源的输出功率为2 W
D．电源的效率为66.7 %
9．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图10所示，超导部件有一个超导
临界电流Ic，当通过限流器的电流I>Ic时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流Ic＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小电珠L上标有“6 V,6 W”的字样，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则 ( )
A．短路前通过R1的电流为23 A
B．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态
C．短路后通过R1的电流为43 A
D．短路后通过R1的电流为2 A
10．在如图11所示的电路中，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、U1、U2
和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和
ΔU3表示．下列比值正确的是 ( )
A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变
B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大 图11
C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变
D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变
三、计算题(本题共2小题，共30分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(14分)如图12所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，电阻
R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，电容器的电容C1＝4 μF，C2＝1 μF，
求C1、C2所带电荷量．
12．(16分)如图13所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板
间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝
15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以
初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2C，
质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，
小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g＝10 m/s2)
第七章 第2单元 电路的基本规律
【参考答案与详细解析】
一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分)
1．解析：不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，这体现了“或”逻辑关系，故C项正确．
答案：C
2．解析：小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致其电阻增大．由R＝UI知只有C选
项对．
答案：C
3．解析：灯L1的灯丝烧断之后电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知路端电压增大，由P＝U2R可知L3变亮；总电流变小，由于通过L3的电流变大，所以L4所在支路电流一定变小(L4变暗)，L4两端电压一定变小，所以L2两端电压变大，L2变亮．B选项正确．
答案：B
4．解析：L2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X2两端电压增大，消耗的功率也增大，C正确．
答案：C
5．解析：由于电源内阻不计，故路端电压为电源的电动势，所以R1断路时，灯A和B两端电压不变，故B灯亮度不会发生变化，A选项错误．对B选项，当R2断路时，会使A灯两端电压升高，B灯两端电压降低，B灯应变暗，故B选项错误，同理可知D选项也错误．对于C选项，当R3断路时，会使B灯两端电压升高，A灯两端电压降低，故B灯变亮，因此正确选项为C.
答案：C
6．解析：由U－I图线的斜率及截距可得该电源E＝6 V，r＝0.5 Ω.当U＝4.8 V时，I＝E－Ur＝2.4 A，R＝U/I＝2 Ω，B正确．
答案：B
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
7．解析：当cd端短路时，ab之间的电路为R2和R3并联，然后与R1串联，因此ab之间的等效电阻为R2R3R2＋R3＋R1＝40 Ω，选项A正确．同理，当ab端短路时，R1和R3并联，然后与R2串联，总电阻为128 Ω，B选项错误．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压，为R3两端的电压，电路为测试电源给串联的电阻R1和R3供电，因此，cd两端的电压为10010＋40×40 V＝80 V，选项C正确．同理，当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压即R3两端的电压，为100120＋40×40 V＝25 V，故D错．
答案：AC
8．解析：图象Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势，为3 V，图象Ⅰ的斜率的绝对值表示电源内阻，为0.5 Ω，选项A正确；图象Ⅱ的斜率表示电阻R的阻值为1 Ω，选项B正确；电源输出电压为U＝2 V，电流为2 A，电源输出功率为4 W，选项C错；电源效率η＝P出/P总＝U/E＝2/3×100%≈66.7%，选项D正确．
答案：ABD
9．解析：小电珠L上标有“6 V,6 W”，该电珠的电阻RL＝U2/P＝62/6 Ω＝6 Ω，短路前由于电路正常工作，电路的总电阻为R＝RL＋r＝6 Ω＋2 Ω＝8 Ω，总电流为I＝E/R＝1 A，所以短路前通过R1的电流为I1＝1 A，选项A错误；当L突然短路后，电路中电流为I＝E/r＝4 A>Ic＝1.2 A，超导部件由超导态转变为正常态，则此时电路中总电阻为R′＝2 Ω＋2 Ω＝4 Ω，总电流I′＝E/R′＝84 A＝2 A，短路后通过R1的电流为I1′＝43 A，故选项B、C正确．
答案：BC
10．解析：ΔU1ΔI＝U1I＝R1，由于R1不变，故U1I不变，ΔU1ΔI不变．同理U2I＝R2，由于R2变大，所以U2I变大．但是ΔU2ΔI＝ΔI(R1＋r)ΔI＝R1＋r，所以ΔU2ΔI不变．而U3I＝R2＋R1，所以U3I变大，由于ΔU3ΔI＝ΔIrΔI＝r，所以ΔU3ΔI不变．故选项A、C、D正确．
答案：ACD
三、计算题(本题共2小题，共30分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．解析：根据闭合电路欧姆定律，
I＝ER1＋R2＋r＝126 A＝2 A，
U1＝IR1＝6 V，U2＝IR2＝4 V
UC1＝U2＝4 V，UC2＝U1＋U2＝10 V
根据Q＝CU
Q1＝C1UC1＝4×10－6×4 C＝1.6×10－5 C
Q2＝C2UC2＝1×10－6×10 C＝10－5 C.
答案：1.6×10－5 C 10－5 C
12．解析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零．
设两板间电压为UAB，由动能定理得
－mgd－qUAB＝0－12mv02
解得UAB＝8 V
滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝8 V
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得
I＝E－U滑R＋r＝1 A
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑＝U滑I＝8 Ω
电源的输出功率
P出＝I2(R＋R滑)＝23 W
答案：8 Ω 23 W