【紅對(duì)勾】2014-2015學(xué)年人教版高中物理選修3-1：第二章+恒定電流+單元評(píng)估

1、恒定電流單元評(píng)估一、選擇題(每小題4分，共40分)1 通常一次閃電過程歷時(shí)約0.20.3 s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅4080 s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過程中在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V，云地間距離約為1 km；第一個(gè)閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60 s.假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的根據(jù)以下數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105AB整個(gè)閃電過程的平均功率約為1×1014WC閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/mD整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6&#

2、215;106J解析：根據(jù)電流公式I1×105 A，A正確；整個(gè)閃電過程電流做功WqU6×109J，因此整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6×109J，D錯(cuò)；根據(jù)功率公式P，一次閃電過程歷時(shí)約0.20.3 s，可知功率約為2×10103×1010W，B錯(cuò)；電場(chǎng)強(qiáng)度公式E，則閃電前電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/m，C正確答案：AC圖12如圖1所示為兩電阻R1和R2的伏安特性曲線若在兩電阻兩端加相同的電壓，關(guān)于它們的電阻值及發(fā)熱功率比較正確的是()A電阻R1的阻值較大B電阻R2的阻值較大C電阻R1的發(fā)熱功率較大D電阻R2的發(fā)熱功率較大解析：從圖線

3、可知，IU圖線中圖線斜率表示電阻的倒數(shù)，故電阻R2的阻值大，又PUI，且電壓相同時(shí)，通過R1的電流大，故R1的發(fā)熱功率較大答案：BC圖23如圖2所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移時(shí)，燈泡L1、L2、L3的亮度將()A都變亮B都變暗CL1、L2變亮，L3變暗DL1、L3變亮，L2變暗解析：觸頭左移，總電阻減小，總電流增大，故L1變亮，且并聯(lián)電路電壓減小，故L3變暗，通過L2的電流變大，L2變亮答案：C4如圖3所示，因線路故障，接通S時(shí)，燈泡L1和L2均不亮，用電壓表測(cè)得Uab0，Ubc0，Ucd4 V因此可知開路處為()圖3A燈泡L1B燈泡L2C變阻器D不能確定解析：Uab0說明ab之外有位置斷

4、開，同樣Ubc0說明bc之外有位置斷開，而Ucd4 V，說明cd之外均連通，故是變阻器開路答案：C5一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中錯(cuò)誤的是()A電動(dòng)機(jī)的輸出功率為B電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IUI2RD電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IUI2R解析：電動(dòng)機(jī)輸入功率為PUI，輸出功率P出UII2R，故A錯(cuò)誤，C正確；發(fā)熱功率即線圈發(fā)熱功率為I2R，B正確；又電動(dòng)機(jī)并非純電阻元件，故IUI2R，D錯(cuò)誤答案：AD圖46圖4的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E內(nèi)阻為r，電路中的C點(diǎn)接地若在A、C之間再并接一個(gè)電阻R，則A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的變化情況是()AA、B兩點(diǎn)的電

5、勢(shì)都升高BA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)都降低CA點(diǎn)的電勢(shì)升高，B點(diǎn)的電勢(shì)降低DA點(diǎn)的電勢(shì)降低，B點(diǎn)的電勢(shì)升高解析：A、C之間再并接一個(gè)電阻R，則電路總電阻減小，總電流增大，所以UBCI·R增大，即B增大，又UBA減小，UBC增大，所以UCA減小，故A增大，應(yīng)選A.答案：A圖57 電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖5所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b的值分別為()A.、B.、C.、 D.、解析：由電源效率的定義可知，則a，b，故正確選項(xiàng)為D.答案：D8圖6(

6、a)、(b)兩電路的元件完全相同，則四個(gè)電表示數(shù)的大小關(guān)系正確的是()圖6AI1I2，U1U2 BI1I2，U1U2CI1I2，U1U2 DI1I2，U1U2解析：在(a)圖中二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，電流較大而電壓較小；在(b)圖中二極管反接不導(dǎo)通，則電流接近零，電壓表示數(shù)接近電源電動(dòng)勢(shì)，所以I1I2，U1U2，故D正確答案：D9兩個(gè)電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝而成，它們的量程分別為5 V、15 V，為了測(cè)量1520 V的電壓，把甲、乙串聯(lián)起來使用，則兩表的()A讀數(shù)相同B指針偏轉(zhuǎn)角度相同C讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻D指針偏轉(zhuǎn)角度正比于表的內(nèi)阻解析：電流表改裝成電壓表以后，表頭的內(nèi)阻rg并沒

7、有變化，其量程也沒有發(fā)生變化，變化的只是等效表的內(nèi)阻(包括串聯(lián)電阻與rg在內(nèi)的總電阻)兩電壓表中因電流相同，故兩表指針偏轉(zhuǎn)角度相同；而讀數(shù)是整個(gè)電表內(nèi)阻分壓所決定，表盤是改裝后的刻度值，故讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻(表頭內(nèi)阻rg與分壓電阻之和)答案：BC圖710某同學(xué)用伏安法測(cè)小燈泡的電阻時(shí)，誤將電流表和電壓表接成如圖7所示的電路接通電源后，可能出現(xiàn)的情況是()A電流表燒壞 B電壓表燒壞C小燈泡燒壞 D小燈泡不亮解析：本題主要考查的是電路的基本知識(shí)在用伏安法測(cè)小燈泡的電阻時(shí)，誤將電壓表和電流表的位置錯(cuò)接，此時(shí)，電流表和小燈泡先并聯(lián)再和電壓表串聯(lián)，由于電壓表的內(nèi)阻很大，電路中的電流很小因此小燈泡、電流表

8、和電壓表均不會(huì)被燒壞，而此時(shí)由于電流表的內(nèi)阻很小，小燈泡被電流表短路，所以小燈泡不發(fā)光則本題的正確答案為D.答案：D二、填空題(每小題5分，共20分)11為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖8所示的電路圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：圖8(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)_，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_的讀數(shù)I.(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)_，使_，記下此時(shí)RN的讀數(shù)(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律可

9、知，只要保持單刀雙擲開關(guān)打在1上和打在2上時(shí)，電路中的電流保持不變，則電路中的總電阻就應(yīng)該不變而電源內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器阻值、標(biāo)準(zhǔn)電流表阻值均未發(fā)生變化，所以后來接入的電阻箱的阻值讀數(shù)就是待測(cè)電流表的內(nèi)阻值答案：(1)R0標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)(2)RN標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值12.某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R05)一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖9(a)圖9在圖9(b)的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請(qǐng)完成余下電路的連接請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：A. 檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖9(c)所示，讀得電阻值

10、是_；B. 將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；C. 將開關(guān)S2_，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S1.使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)比實(shí)際值偏_(填“大”或“小”)解析：由電路原理圖將實(shí)物連接如圖所示A.根據(jù)電阻箱面板所示，讀得電阻值是20 .C將開關(guān)S2閉合與電阻箱構(gòu)成閉合電路由閉合電路歐姆定律，得U1U2(R0r)，代入數(shù)據(jù)解得r0.69 .由于電壓表不是理想電表，所測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)U1比實(shí)際值E偏小答案：如圖10A.20 C閉合0.69 小圖1013在物理學(xué)中，常用“面積”來描述所

11、求的物理量，如用Fs圖包圍的面積來描述功的大小，用vt圖包圍的面積來描述位移的大小，利用這種情況，試求下面一題的結(jié)果圖11如圖11是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：按圖接好實(shí)驗(yàn)電路閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度，記下這時(shí)電壓表的讀數(shù)U06.2 V和微安表的讀數(shù)I0490 A.斷開開關(guān)S并同時(shí)計(jì)時(shí)，每隔5 s或10 s讀一次微安表的示數(shù)I，將示數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中根據(jù)表格中的幾組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標(biāo)，I為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖象，如圖12，可以估算出當(dāng)電容器兩端

12、電壓為U0時(shí)該電容器所帶的電荷量Q0約為_C，從而算出該電容器的電容約為_F.圖12解析：此題給出了電容器放電過程中電流隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上由標(biāo)出的點(diǎn)可連出一條曲線，由縱、橫軸物理量及qIt可知該曲線與坐標(biāo)軸所夾“面積”為所放電量此曲線并非為一規(guī)則的直線或曲線，“面積”如何求出，又是一關(guān)鍵，我們可借助“油膜法測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中測(cè)面積方法畫出It圖象，數(shù)得有28個(gè)格子，故電量Q28×50×106×5 C7×103 C，由C，得C1.1×103 F.答案：7×103；1.1×10314(2011·全國(guó)卷)使用

13、多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60 mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至×1 擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值完成下列填空：(1)儀器連線如下圖13所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)若兩電表均正常工作，則表筆a為_(填“紅”和“黑”)色圖13(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖13中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如下圖14(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為_，電流表的讀數(shù)為_mA，電阻箱的讀數(shù)

14、為_.(3)將圖13中多用電表的兩表筆短接，此時(shí)流過多用電表的電流為_mA.(保留3位有效數(shù)字)(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_V(保留3位有效數(shù)字)圖14答案：(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.54三、論述計(jì)算題(共40分)15(10分)材料的電阻率隨溫度變化的規(guī)律為0(1t)，其中稱為電阻溫度系數(shù)，0是材料在t0 時(shí)的電阻率在一定的溫度范圍內(nèi)是與溫度無關(guān)的常量金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻已知：在0 時(shí)，銅的電阻率

15、為1.7×108 ·m，碳的電阻率為3.5×105 ·m；在0 附近，銅的電阻溫度系數(shù)為3.9×1031，碳的電阻溫度系數(shù)為5.0×1041.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)1.0 m的導(dǎo)體，要求其電阻在0 附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長(zhǎng)度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化)解：設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，電阻率為1，電阻溫度系數(shù)為1；銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，電阻率為2，電阻溫度系數(shù)為2.根據(jù)題意有110(11t)220(12t)式中10，20分別為碳和銅在0 時(shí)的電阻率設(shè)碳棒的電阻為R1，銅棒的電阻為R2，有R1R2式中S為碳棒與銅棒的橫

16、截面積碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為RR1R2L0L1L2式中L01.0 m.聯(lián)立以上各式得R1020t要使R不隨t變化，式中t的系數(shù)必須為零，即101L1202L20聯(lián)立式得L1L0代入數(shù)據(jù)得L13.8×103 m.16(10分)在如圖15所示電路中，若R14 ，R36 ，電池內(nèi)阻r0.6 ，則電源產(chǎn)生的總功率為40 W，而輸出功率37.6 W，求電源電動(dòng)勢(shì)和電阻R2.圖15解：R132.4 ，由閉合電路歐姆定律可得I.又P總EI，P出EII2r，解得I2 A，E20 V，R27 .17(10分)如圖16所示，電容器C16 F，C23 F，電阻R16 ，R23 ，U1

17、8 V，則：圖16(1)開關(guān)S斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB為多大？(2)開關(guān)S閉合時(shí)，電容器C1的電量改變了多少？解：(1)S斷開時(shí)，電路斷開，A、B兩端電壓即外加電壓，所以UAB18 V.(2)S斷開時(shí)，C1帶電量Q1CUAB1.08×104C，S閉合時(shí)，C1帶電量Q1CU7.2×105C，所以QQ1Q13.6×105C，負(fù)號(hào)表示帶電量減小18(10分)如圖17所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E9 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R22 ，燈泡L1標(biāo)有“6 V,6 W”，L2標(biāo)有“4 V,4 W”滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍是020 ，求：圖17(1)接入電路中的滑動(dòng)變阻器R1的阻值為多大時(shí)，燈L2正常發(fā)光？(2)此時(shí)燈L1的實(shí)際功率是多大？(設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化)解：(1)首先計(jì)算L1、L2兩燈泡的電阻L1燈：RL1 6 ，L2燈：RL2 4 .L2與R2串聯(lián)，跟L1并聯(lián)，最后與R1串聯(lián)組