高中物理第二章恒定電流章末檢測(cè)卷選修3-1剖析

1、PAGE 第二章 恒定電流(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1.兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“1 A4 W”和“2 A1 W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值之比為()A.21 B.161 C.41 D.116答案B解析由PI2R知：Req f(P,I2)，所以R1R2eq f(4,1)eq f(1,4)161.2.在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%.單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是()A.0.24 J B.0.25 J C.0.26 J D.0.28

2、J答案C解析根據(jù)WUIt可得每秒單片單晶硅太陽能電池產(chǎn)生的能量為W0.60.11 J0.06 J，設(shè)太陽能每秒照射的能量為Q，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得Q23%W，所以Q0.26 J.3.如圖1，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，與分別為理想電壓表與理想電流表.初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則()圖1A.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變小B.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變大C.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小D.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大答案D4.在如圖2所示的電路中，開關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，電壓表和電流表的讀數(shù)都增大，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()圖2A.R1短路B.R2

3、短路C.R3短路D.R1斷路答案A解析若R1短路，則外部電路的電阻只有R3，故總電阻減小，總電流變大，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大，A對(duì)；若R2短路，電流表的示數(shù)為零，故B錯(cuò)；若R3短路，電壓表的示數(shù)為零，故C錯(cuò)；若R1斷路，電流表的示數(shù)為零，D錯(cuò).5.某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系圖如圖3所示.用此電源和電阻R1、R2組成電路.R1、R2可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)接入電路.為使電源輸出功率最大，可采用的接法是()圖3A.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端C.將R1單獨(dú)接到電源兩端D.將R2單獨(dú)接到電源兩端答案C解析由圖可

4、知，R10.5 ，R21 ，電源內(nèi)阻r0.5 ，電源的輸出功率隨外電阻的變化而變化，當(dāng)R外r時(shí)，電源的輸出功率最大，因而R1單獨(dú)接到電源兩端時(shí)，電源輸出功率最大.6.如圖4所示，把兩個(gè)相同的燈泡分別接在甲、乙兩個(gè)電路中，甲電路兩端的電壓為8 V，乙電路兩端的電壓為14 V.調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時(shí)變阻器消耗的功率分別為P1和P2.則下列關(guān)系中正確的是()圖4A.P1P2 B.P1P2C.P1P2 D.無法確定答案A解析設(shè)燈泡的額定電流為I0，額定電壓為U0，則P1(8U0)2I016I02U0I0，P2(142U0)I014I02U0I0，所以P1P2，故選項(xiàng)A正確.二、多項(xiàng)

5、選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)7.如圖5所示，平行板電容器兩極板間帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則()圖5A.電壓表讀數(shù)減小B.電流表讀數(shù)減小C.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)D.R3上消耗的功率減小答案AD解析根據(jù)電路圖，電阻R2與滑動(dòng)變阻器R4接入電路的部分串聯(lián)后，再與R3組成并聯(lián)電路，最后并聯(lián)部分再與電阻R1串聯(lián)接入電源兩端，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器R4接入電路部分的電壓，電流表測(cè)量流過電阻R2的電流，電容器兩極板間的電壓等于并聯(lián)部分的電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻變小，并聯(lián)部分的電阻R并減小，

6、干路電流I增大，并聯(lián)部分電壓U并EI(rR1)減小，所以電容器兩極板間的電壓減小，極板間場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力小于重力，質(zhì)點(diǎn)P向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻R3兩端電壓減小，流過R3的電流I3減小，R3上消耗的功率P3Ieq oal( 2,3)R3減小，選項(xiàng)D正確；流過R3的電流I3減小，流過R2的電流I2II3增大，所以電流表讀數(shù)增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；流過R2的電流I2增大，R2兩端的電壓U2I2R2增大，而并聯(lián)部分的電壓U并減小，所以，滑動(dòng)變阻器R4接入電路部分的電壓U4U并U2減小，電壓表讀數(shù)減小，選項(xiàng)A正確.8.某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖6所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋

7、的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()圖6A.AB段斷路 B.BC段斷路C.AB段短路 D.BC段短路答案AD解析由題意可得UABUACU，說明由A、B分別至電源的線路均已接通.若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好.又由題述得UBC0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況.分析時(shí)考慮要全面，要把故障的可能原因全部找出來，不要漏掉正確選項(xiàng).9.如圖7所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出

8、，閉合開關(guān)S，下列說法正確的有()圖7A.路端電壓為10 VB.電源的總功率為10 WC.a、b間電壓的大小為5 VD.a、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1 A答案AC解析外電路的總電阻Req f(2020,2020) 10 ，總電流Ieq f(E,Rr)1 A，則路端電壓UIR10 V，A對(duì)；電源的總功率P總EI12 W，B錯(cuò)；a、b間電壓大小為|Uab|0.515 V0.55 V 5 V，C項(xiàng)對(duì)；a、b間用導(dǎo)線連接后，外電路的總電阻為R2eq f(515,515) 7.5 ，電路中的總電流Ieq f(E,Rr)1.26 A，D項(xiàng)錯(cuò)誤.10.如圖8所示的電路，電源內(nèi)阻不計(jì)，R為阻值未知的定

9、值電阻，當(dāng)在a、b間分別接入R110 ，R218 的電阻時(shí)，理想電壓表的示數(shù)分別為U110.0 V，U210.8 V，則()圖8A.電源的電動(dòng)勢(shì)為E12 V，電阻R2 B.當(dāng)在a、b間接入R32 的電阻時(shí)，電源的輸出功率一定最大C.當(dāng)在a、b間接入C2 F的電容器時(shí)，電容器所帶電荷量為2.4105 CD.當(dāng)在a、b間接入線圈電阻為R01 ，額定功率為9 W的電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，則通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為3 A答案AC解析根據(jù)U1eq f(ER1,RR1)，U2eq f(ER2,RR2)，代入數(shù)據(jù)，解得E12 V，R2 ，所以選項(xiàng)A正確；因?yàn)殡娫磧?nèi)阻不計(jì)，所以其輸出功率PEI，可見，電流

10、越大，電源的輸出功率越大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)在a、b間接入C2 F的電容器時(shí)，電容器兩端電壓UE12 V，所以電容器所帶電荷量QCU2.4105 C，選項(xiàng)C正確；假設(shè)選項(xiàng)D正確，即電流I3 A時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，其功率為P動(dòng)9 W，那么電源的輸出功率為P總EI36 W，電阻R消耗的熱功率為PRI2R18 W，顯然P動(dòng)PRP總，所以假設(shè)錯(cuò)誤，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共13分)11.(6分)某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8 V,0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整.可供該同學(xué)選用的器材除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有：電壓表V1(量程03 V，內(nèi)阻等于3 k)電壓

11、表V2(量程015 V，內(nèi)阻等于15 k)電流表A1(量程0200 mA，內(nèi)阻等于10 )電流表A2(量程03 A，內(nèi)阻等于0.1 )滑動(dòng)變阻器R1(010 ，額定電流2 A)滑動(dòng)變阻器R2(01 k，額定電流0.5 A)定值電阻R3(阻值等于1 )定值電阻R4(阻值等于10 )定值電阻R5(阻值等于1 k)電源E(E6 V，內(nèi)阻不計(jì))(1)請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁.(2)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的_.答案(1)見解析圖(2)B解析(1)用電壓表V1和定值電阻R5串聯(lián)，可改裝成量程為Ueq f(Ug,rg)(rgR5)eq f(3,3)(31) V4 V的

12、電壓表；用量程為200 mA的電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)可改裝為量程為IIgeq f(Igrg,R4)0.2 Aeq f(0.210,10) A0.4 A的電流表；待測(cè)小燈泡的阻值較小，故采用電流表外接法，電路圖如圖所示.(2)小燈泡的電阻隨溫度升高而變大，故該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)該是B.12.(7分)某同學(xué)要測(cè)量一電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：A.待測(cè)電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻未知)B.定值電阻R0(阻值2 k)C.電池組E(電動(dòng)勢(shì)略小于3 V，內(nèi)阻忽略不計(jì))D.多用電表E.開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)想利用多用電表粗測(cè)電壓表的內(nèi)阻，請(qǐng)將以下主要操作步驟補(bǔ)充完整：.對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)

13、械調(diào)零.將選擇開關(guān)撥到“1 k”的歐姆擋上.將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零.將圖9甲中多用電表和電壓表連接，其中紅表筆應(yīng)接電壓表的_極(選填“正”或“負(fù)”).正確連接后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，換用“100”的歐姆擋，應(yīng)先_，再次測(cè)量，多用電表刻度盤上的指針位置如圖乙所示，測(cè)量結(jié)果是_.圖9(2)為了更精確測(cè)量此電壓表的內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D丁上用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連接.該同學(xué)首先閉合S1，讀電壓表示數(shù)U1；再閉合S2，讀電壓表示數(shù)U2，則電壓表內(nèi)阻RV_(用U1、U2、R0表示).答案(1).負(fù).歐姆調(diào)零3 000 (2)見解析圖eq f(U1,U2U1)R0解析(1

14、)根據(jù)多用電表的工作原理可知，紅表筆與電源的負(fù)極相連，黑表筆與電源的正極相連，所以為保證電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)將多用電表的紅表筆接電壓表的負(fù)極；當(dāng)改變不同倍率的歐姆擋后，由于歐姆表內(nèi)阻發(fā)生了變化，因此在測(cè)量之前必須進(jìn)行歐姆調(diào)零這項(xiàng)操作；多用電表刻度盤上的指針位置如題圖乙所示，測(cè)量結(jié)果是3 000 .(2)如圖所示，只閉合S1時(shí)，電壓表與電阻串聯(lián)，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)(電源內(nèi)阻忽略不計(jì))，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，U2eq f(U1,RV)(R0RV)，則電壓表內(nèi)阻RVeq f(U1,U2U1)R0.四、計(jì)算題(本題共4小題，共47分)13.(10分)在研究微型電

15、動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖10所示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 A和1.0 V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V.求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的線圈電阻.圖10答案22.0 W2 解析當(dāng)電流表和電壓表的示數(shù)為0.5 A和1.0 V時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作，只有其內(nèi)阻消耗電能，其阻值：req f(U1,I1)eq f(1.0,0.5) 2 .當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流表、電壓表示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V，則電動(dòng)機(jī)的總功率：P總U2I215.02.0 W30.0 W線圈電阻的熱功

16、率：P熱Ieq oal(2,2)r2.022 W8.0 W所以：P出P總P熱30.0 W8.0 W22.0 W.14.(12分)如圖11所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻未知，R18 ，R21.5 ，L為規(guī)格“3 V3 W”的燈泡，開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光.(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)求：圖11(1)燈泡的額定電流和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率.答案(1)1 A3 (2)1 (3)0.48 W解析(1)燈泡的額定電流I0eq f(P0,U0)eq f(3,3) A1 A燈絲電阻RLeq f(Uoal(2,0),P0)eq f(32,3) 3

17、 (2)斷開S時(shí)，燈L正常發(fā)光，即I1I0，根據(jù)閉合電路歐姆定律EI0(R1RLr)得req f(E,I0)(R1RL)eq f(12,1)(83) 1 (3)閉合S時(shí)，設(shè)外電路總電阻為R外R外eq f(RLR2,RLR2 )R19 干路電流為I總eq f(E,R外r)1.2 A燈泡兩端的電壓ULI總eq f(RLR2,RLR2)1.2 V燈泡實(shí)際消耗的功率Peq f(Uoal( 2,L),RL)0.48 W.15.(12分)如圖12所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器.當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測(cè)得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如

18、圖乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的.求：圖12(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值.答案(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析(1)由題圖乙中AB線延長，交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處可知電源的電動(dòng)勢(shì)E20 V，內(nèi)阻req f(E,I短)20 .(2)當(dāng)P滑到R3的右端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)題圖乙中的B點(diǎn)，即U24 V、I20.8 A，得R2eq f(U2,I2)5 .(3)當(dāng)P滑到R3的左端時(shí)，由題圖乙知此時(shí)U外16 V，I總0.2 A，所以R外eq f(U外,I總)80 .因?yàn)镽外eq f(R1R3,R1R3)R2，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3300 .16.(13分)在如圖13所示的電路中，電阻R112 ，R28 ，R34 .當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.25 A，當(dāng)K閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.36 A.求：圖13(1)開關(guān)K斷開和閉合時(shí)的路端電壓U及U；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和