《恒定電流》綜合檢測

《恒定電流》綜合檢測(時間:90分鐘 滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的四個選項中,第1～6小題只有一個選項正確,第7～12小題有多個選項正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不選的得分)下列說法正確的是(D)電動勢是反映電源把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量本領(lǐng)的物理量電流有大小又有方向所以電流是矢量C.電動勢的單位和電勢差相同 ,電動勢實質(zhì)上就是電勢差D.同一電源接入不同的電路 ,電動勢不會發(fā)生變化解析:電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 ,電動勢表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小 ,選項A錯誤;電流有方向,但電流的加減不適用平行四邊形定則,所以是標(biāo)量,選項B錯誤;電動勢的單位和電勢差相同,但電動勢與電勢差是兩個不同的物理量,它們的物理意義不同,選項C錯誤.電動勢由電源本身的特性決定,跟電源的體積無關(guān),與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān).同一電源接入不同的電路,電動勢不會發(fā)生變化,選項D正確.如圖所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖像;直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖像;直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖像.如果將這個電阻R分別接到a,b兩電源上,那么有(B)A.R接到a電源上,電源的效率較高B.R接到b電源上,電源的效率較高C.R接到a電源上,電源的輸出功率較小D.R接到b電源上,電源的輸出功率較大解析:由閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知,圖像與U軸的交點表示電動勢,則a的電動勢較大,圖像的斜率大小表示內(nèi)阻,則b電源的內(nèi)阻r較小.當(dāng)電阻R與電源組成閉合電路時,電阻R的U-I圖線與電源的U-I圖線的交點表示工作狀態(tài),交點的縱坐標(biāo)表示電壓,橫坐標(biāo)表示電流,兩者乘積表示電源的輸出功率,由圖看出R接到a電源上,電壓與電流的乘積較大,電源的輸出功率較大,選項C,D錯誤;電源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,可知R相等的情況下,r越大,電源的效率越小,即b電源的效率高,選項B正確,A錯誤.如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電表為理想電表,燈泡L和電阻R阻值均恒定,在滑動變阻器的滑片由a端滑向b端的過程中,下列說法正確的是(D)燈泡消耗的功率逐漸增大電壓表、電流表示數(shù)均減小C.電源消耗的總功率增大,熱功率減小D.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量比值的絕對值恒定不變解析:在滑動變阻器的滑片由 a端滑向b端的過程中,滑動變阻器連入電路的有效電阻逐漸增大 ,電路中的電流減小,路端電壓增大,燈泡消耗的功率逐漸減小,電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)減小,選項A,B錯誤;由P總=EI及P熱=I2r知電源消耗的總功率、熱功率均減小 ,選項C錯誤;將燈泡電阻與定值電阻R的并聯(lián)值歸為電源內(nèi)阻,則電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量比值的絕對值為新電源的內(nèi)阻,是定值,選項D正確.4.如圖所示

,R1和

R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體

,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在兩導(dǎo)體上加相同的電壓,通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示,則下列說法中正確的是(D)A.R1中的電流小于R2中的電流B.R1中的電流大于R2中的電流C.R1中的自由電荷定向移動的速率大于

R2

中自由電荷定向移動的速率D.R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率解析:設(shè)正方形的邊長為L,厚度為d,則I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1,R2中的電流相等,選項A,B錯誤;由I=nqSv=nqLdv得,L大則v小,選項C錯誤,D正確.一靈敏電流表的滿偏電流Ig=1mA,內(nèi)阻為200Ω.要把它改裝成一個量程為0.5A的電流表,則應(yīng)在電流表上( B )A.并聯(lián)一個200Ω的電阻B.并聯(lián)一個約為0.4Ω的電阻C.串聯(lián)一個約為0.4Ω的電阻D.串聯(lián)一個200Ω的電阻解析:要使電流表量程變?yōu)?0.5A,需要并聯(lián)分流電阻,流過分流電阻的電流I=0.5A-0.001A=0.499A,并聯(lián)部分的電壓 U=IgR=0.001×200V=0.2V,則需要并聯(lián)的電阻 r== Ω≈0.4Ω.如圖所示電路,開關(guān)S閉合后,四個燈泡都正常發(fā)光,某時刻,L4因燈絲燒斷而突然熄滅,假設(shè)其他三燈絲都沒燒斷,則(A)A.L1,L3更亮,L2變暗B.L1更亮,L2,L3變暗C.L1,L2,L3都更亮D.L2變暗,L3更亮,L1亮度不變解析:L4突然熄滅后,外電路總電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知 ,電路中總電流 I減小,L1兩端電壓

U1=E-I(R+r),I

減小,其他量不變

,則U1增大,L1更亮.L

2中電流

I2=I-I

1,I

減小,I

1增大,

則

I2減小,L2變暗.L3電壓U3=U1-U2,U1增大,U2減小,則U3增大,L3更亮.所以L1,L3更亮,L2變暗,選項A正確,B,C,D錯誤.7.如圖所示電路中,電源電動勢為E內(nèi)阻為r,開關(guān)S閉合,當(dāng)滑動變阻器R2滑動端向右滑動后,理想電流表A1,A2的示數(shù)變化量的絕對值分別為 I1, I2,理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值為 U.下列說法中正確的是( BC)A.電壓表V的示數(shù)減小B.電流表A2的示數(shù)變小U與I1比值一定小于電源內(nèi)阻rU與I2比值一定小于電源內(nèi)阻r解析:當(dāng)滑動變阻器滑動端向右滑動后 ,變阻器接入電路的電阻增大 ,外電路總電阻增大,則總電流減小.所以電流表A2的示數(shù)減小,并聯(lián)部分電壓增大

,即電壓表

V的示數(shù)增大

,故

A錯誤,B

正確;I

2=I1+IR1,A2的示數(shù)

I2變小,

通過定值電阻

R1的電流增大

,則

A1的示數(shù)

I1變小,

所以I1一定大于

I2.

電壓表測量路端電壓

,根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E-I2r

可知,

=r,

而

I1大于

I2,

所以

<r,

選項

D錯誤,C

正確.如圖所示電路中,電阻R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4,C為電容器,A為電流表,當(dāng)電路中某個電阻斷路瞬間,發(fā)現(xiàn)有自上而下的電流通過電流表A,則斷路的電阻可能是(BC)A.R1 B.R2 C.R3 D.R4解析:設(shè)路端電壓為U,則根據(jù)歐姆定律可得 UR1=U,UR2=U,UR3=U,UR4=U,設(shè)電源負(fù)極的電勢為零 ,則電容器上極板的電勢 φ上=U,下極板的電勢為φ下=U,上極板電勢高于下板極電勢 ,有自上而下的電流通過電流表,說明電容器兩端電壓變大 ,所以可能為電阻 R2斷路或者電阻R3斷路,選項B,C正確.如圖所示,一臺電動機(jī)提著質(zhì)量為m的物體,以速度v勻速上升.已知電動機(jī)線圈的電阻為R,電源電動勢為E,通過電源的電流為I,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻,則(BD)A.電源內(nèi)阻r=-RB.電源內(nèi)阻r=- -RC.如果電動機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動 ,較短時間內(nèi)電源消耗的功率將變小D.如果電動機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動 ,較短時間內(nèi)電源消耗的功率將變大解析:在時間t內(nèi)消耗電能(W電)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(W機(jī)=mgh)和內(nèi)能(W內(nèi)=22Rt,而W=Pt,P2解得r=--R,選IRt),所以W=mgvt+I電=EI-Ir,電電電項A錯誤,B正確;如果電動機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動,則電動機(jī)相當(dāng)于電阻為R的電阻,所以電路的電流增大,根據(jù)P=I2r可知較短時間內(nèi)電源消耗的功率將變大 ,選項C錯誤,D正確.如圖所示是某電路的示意圖,虛線框內(nèi)是超導(dǎo)限流器.超導(dǎo)限流器是一種短路故障電流限制裝置,它由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成.當(dāng)通過超導(dǎo)部件的電流大于其臨界電流IC時,超導(dǎo)部件由超導(dǎo)態(tài)(可認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(可認(rèn)為是一個純電阻),以此來限制故障電流.超導(dǎo)部件正常態(tài)電阻R1=6Ω,臨界電流IC=0.6A,限流電阻R2=12Ω,燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻忽略不計,則下列判斷正確的是(ACD)A.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,通過燈L的電流為0.5AB.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,通過R2的電流為0.5AC.當(dāng)燈泡L發(fā)生故障短路時,通過R1的電流為1AD.當(dāng)燈泡L發(fā)生故障短路時,通過R2的電流為0.5A解析:當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,通過燈L的電流為IL==A=0.5A,選項A正確;當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,超導(dǎo)部件處于超導(dǎo)狀態(tài),則通過超導(dǎo)部件的電流為0.5A,通過R2的電流為零,選項B錯誤;當(dāng)燈泡L發(fā)生故障短路時,超導(dǎo)部件處于正常狀態(tài),此時R1=6Ω,通過R1的電流為I1==A=1A,通過R2的電流為I2==A=0.5A,選項C,D正確.在如圖(甲)所示的電路中,電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,L1,L2為相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(乙)所示,R為定值電阻,阻值為7.5Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后(CD)A.L1的電阻為 ΩB.L1消耗的電功率為 7.5WC.L2的電阻為7.5ΩD.L2消耗的電功率為 0.3W解析:S閉合后,L1兩端的電壓為3.0V,由(乙)圖可知,I1=0.25A,故P1=0.75W,L1的電阻為12Ω;L2與R及電源串聯(lián),把R和電源等效成電動勢為3V,內(nèi)阻為7.5Ω的新電源,在圖(乙)中作出新電源的IU圖線,兩圖線的交點表示出了此時L2兩端的電壓與通過的電流的大小,由圖知U=1.5V,I2=0.2A,所以R==Ω=7.5Ω,P=UI=1.5×222220.2W=0.3W.如圖所示,D是一個理想二極管,水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài).下列措施中,關(guān)于P的運動情況說法正確的是(ABD)A.保持S閉合,增大A,B板間距離,P仍靜止B.保持S閉合,減小A,B板間距離,P向上運動C.斷開S后,增大A,B板間距離,P向下運動D.斷開S后,減小A,B板間距離,P仍靜止解析:保持S閉合,電源的路端電壓不變,增大A,B板間距離,電容減小,由于二極管的單向?qū)щ娦?電容器不能放電,其電荷量不變,由推論E=得到,板間電場強(qiáng)度不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),選項A正確;保持S閉合,電源的路端電壓不變,電容器的電壓不變,減小A,B板間距離,由E=可知,板間電場強(qiáng)度增大,電場力增大,微粒將向上運動,選項B正確;斷開S后,電容器的電荷量Q不變,由推論E=得到,板間電場強(qiáng)度不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),選項C錯誤,D正確.二、非選擇題(共52分)13.(5分)用多用電表的歐姆擋測量阻值約十幾千歐的電阻Rx,以下是一些主要的操作步驟,其中S為擋位選擇開關(guān),P為歐姆調(diào)零旋鈕,請?zhí)顚懫渲锌瞻撞糠?A.把S旋轉(zhuǎn)到歐姆擋 ;B.將兩表筆 ,調(diào)節(jié)

使指針指在零歐姆處;C.將兩表筆分別連接在電阻的兩端

,若其阻值如圖指針?biāo)?/p>

,則

Rx的阻值大約是 Ω.D.把表筆從插孔中拔出,把S旋轉(zhuǎn)到

擋.解析:A.因為阻值大約在十幾千歐左右,所以旋鈕應(yīng)選擇“×1k”.B.選擋后進(jìn)行歐姆調(diào)零,將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在零歐姆處.C.阻值R=12×1kΩ=12kΩ=12000Ω.D.用完后,把表筆從插孔中拔出,把S旋至“OFF”或交流電壓最大擋.答案:×1k短接歐姆調(diào)零旋鈕12000OFF評分標(biāo)準(zhǔn):每空1分14.(8 分)某同學(xué)利用電壓表和定值電阻測蓄電池電源的電動勢和內(nèi)阻.實驗室有以下三個電壓表,需要將它們改裝成量程為6V的電壓表,以下措施正確的是

.A.將電壓表

V1(0～1V,

內(nèi)阻約為

1k

Ω)與

5k

Ω的定值電阻

R串聯(lián)B.將電壓表

V2(0～2V,

內(nèi)阻約為

2k

Ω)與

4k

Ω的定值電阻

R串聯(lián)C.將電壓表

V3(0～3V,

內(nèi)阻為

3k

Ω)與

3k

Ω的定值電阻

R串聯(lián)D.以上三項都可以利用(1)中改裝后的電壓表,測蓄電池的電動勢和內(nèi)阻,圖(甲)為實驗電路圖,根據(jù)給出的電路圖,將圖(乙)的實物圖補(bǔ)充完整.請完成下列主要實驗步驟:A.選擇正確的實驗儀器連接電路 ;B.將開關(guān)S2閉合,開關(guān)S1斷開,測得電壓表的示數(shù)是 U1;C.再將開關(guān)S1閉合,測得電壓表的示數(shù)是 U2;D.斷開開關(guān)S2;E.若改裝后的電壓表可視為理想電壓表 ,則電源的內(nèi)阻r=(用字母U1,U2,R0表示);由于所用電壓表不是理想電壓表,所以測得的電動勢比實際值偏(選填“大”或“小”).解析:(1)將電壓表V3(0～3V,內(nèi)阻為3kΩ)與3kΩ的定值電阻R串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可得兩端電壓為U=Ug+R=3V+×3V=6V;而A,B選項中的電壓表內(nèi)阻都是不確定的值,故選項C中的改裝合適.(2)實物連接圖如圖.(3)根據(jù)歐姆定律E=U1+ r;E=U2+r;聯(lián)立解得r= R0.由于所用電壓表不是理想電壓表,所以通過電源的電流大于通過電阻

R0的電流,

即

E′=U1+(

+I1)r

′;E′=U2+(

+I2)r

′,I

1>I2,

解得r′=

>

=

R0

,

即測得的內(nèi)阻比實際值偏小

,同理測得的電動勢比實際值也偏小 .答案:(1)C

(2)圖見解析

(3)

R0

(4)小評分標(biāo)準(zhǔn):每小問2分.15.(9分)如圖(甲)所示是某同學(xué)為測量金屬絲電阻率連接的實物圖 .圖中a,b間接的是待測金屬絲,P為可移動的線夾,R0為定值電阻.在方框中畫出實物連接對應(yīng)的電路圖;(2)電路中的電阻R0的作用是 ;閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)P的位置,記錄接入電路的長度x及對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,記錄在表格內(nèi),并求出的值.以為縱軸,x為橫軸,在坐標(biāo)紙上對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點 ,作出圖像,如圖(乙)所示.由圖像可以得到圖線與縱軸的交點表示 ,如果測得金屬絲的直徑為 0.40mm,則該金屬絲的電阻率為.(保留2位有效數(shù)字,π取3.1)解析:(1)根據(jù)實物的連接圖,畫出電路圖如圖.電路中的電阻R0的連接是與電源串聯(lián),起保護(hù)電路的作用,能防止電路中出現(xiàn)短路;由圖可知,圖線與縱坐標(biāo)的交點的截距是2.0,由歐姆定律得R=-RA,又R=,所以=+RA,所以-x的圖像的斜率為 k=,圖線與縱坐標(biāo)的交點表示電流表的內(nèi)電阻 .由圖可知,圖線的斜率k= =10,即k==10所以ρ=10S=10π·()2,代入數(shù)據(jù)得ρ≈1.2×10-6Ω·m.答案:(1)圖見解析 (2)保護(hù)電路電流表的內(nèi)阻1.2×10-6Ω·m評分標(biāo)準(zhǔn)

:(1)

問

3

分,(2)(3)

問中每空

2分.16.(12

分)某同學(xué)利用滿偏電流為

500μA的電流表、熱敏電流等制作電子溫度計

.(1)制作的實驗過程中需要測出該電流表的內(nèi)阻Rg,所用的電路如圖(甲)所示,主要步驟是:①接通開關(guān)S1,調(diào)節(jié)變阻器R1,使指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;②保持R1不變,再接通開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R2,使指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,讀出此時R2的阻值為299.0Ω,可認(rèn)為Rg=R2.實驗時,圖(甲)電路中的變阻器R1和電源有下列器材可供選擇:A.變阻器(0～200

Ω)

B. 變阻器(0～20k

Ω)C.電源(1.5V,

內(nèi)阻不計

)

D.電源(9V,

內(nèi)阻不計

)為了使測量

Rg盡量精確

,R1應(yīng)選

,電源應(yīng)選

.(

填選項前的字母

)溫度在0～300℃范圍內(nèi),某熱敏電阻的阻值R1隨溫度t(℃)的變化情況為Rt=200+50t(Ω),把這個熱敏電阻、標(biāo)準(zhǔn)定值電阻、電池、開關(guān)與電流表串聯(lián)起來,電路如圖(乙),電流表的表盤如圖(丙).用該熱敏電阻作探頭,將 表盤上的電流刻度值改成對應(yīng)的溫度值 ,制作成簡單的電子溫度計 .已知電阻的電動勢 E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0 Ω,標(biāo)準(zhǔn)定值電阻的阻值 R0=2500Ω,根據(jù)(1)中測得的Rg值和閉合電路歐姆定律

,得出電流表

表盤上

500μA

刻度處對應(yīng)的溫度刻度值是0℃,300

μA刻度處對應(yīng)的溫度刻度值是

℃.由于用圖(甲)電路測定電流表○G的內(nèi)阻Rg在原理上存在一定的系統(tǒng)誤差,因而制作的電子溫度計在測量溫度時,測量值比真實值(選填“偏大”或“偏小” ).解析:(1)電學(xué)中利用半偏法測電阻時,要求干路中滑動變阻器R1值要大些,選用的電源的電動勢稍大些能減小誤差,所以為了盡量精確測量Rg,R1應(yīng)選B,電源應(yīng)選D.(2)由閉合電路歐姆定律知 E=Ig(r+R0+Rg+Rt),當(dāng)電流表 表盤上μA刻度處對應(yīng)溫度刻度值是t,則有300×10-6×(1.0+2500+299.0+200+50t)=1.5,解得t=40℃.(3)由于利用半偏法測電流表 時電阻Rg測量值偏小(因為閉合S2后實際電路中干路電流變大 ),根據(jù)I= 知電流I實際偏大,因而制作的電子溫度計在測量溫度時 ,測量值比真實值要偏大.答案:(1)B D (2)40 (3)偏大評分標(biāo)準(zhǔn):每問各4分.17.(9分)如圖所示,電源電動勢E=10V,其內(nèi)阻r=1Ω.固定電阻的阻值R1=3Ω,可變電阻R2的阻值可在0～20Ω之間調(diào)節(jié),電容器的電容C=30μF.求:(1)閉合開關(guān)S,當(dāng)R2=1Ω時,R2消耗的功率;在(1)