【名師一號(hào)】2020-2021學(xué)年新課標(biāo)版物理選修3-1-第二章恒定電流-測(cè)試

其次章測(cè)試第Ⅰ卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確的選項(xiàng)前的符號(hào)填在括號(hào)內(nèi))1．某“與”門電路有2個(gè)輸入端A、B，一個(gè)輸出端Z，設(shè)輸入、輸出端為高電位時(shí)取“1”，低電位時(shí)取“0”，今發(fā)覺輸出端Z為“1”，那么輸入端A、B的電位取()A．0,1 B．0,0C．1,1 D．1,0解析“與”門電路的規(guī)律關(guān)系為：一個(gè)大事的幾個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)大事才能發(fā)生，故C選項(xiàng)正確．答案C2．手電筒里的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時(shí)間，燈泡只發(fā)出很微弱的光，把它們?nèi)〕鰜碛秒妷罕頊y(cè)電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一臺(tái)式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作，下面說法中正確的是()A．這兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)減小了很多B．這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻增加了很多C．這個(gè)臺(tái)式電子鐘的額定電壓肯定比手電筒小燈泡額定電壓小D．這個(gè)臺(tái)式電子鐘正常工作時(shí)的電流肯定比小燈泡正常工作時(shí)的電流小解析電池用舊了，其電動(dòng)勢(shì)略有減小，但內(nèi)阻增加很多．舊電池作為電子鐘電源，能正常工作，說明電子鐘的額定電流較?。鸢窧D3．A、B兩燈的額定電壓U相同，額定功率PA＞PB，將A燈接在電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻肯定的某電源兩極，恰能正常發(fā)光，若改成B燈接在該電源兩極，則B燈的實(shí)際功率肯定是()A．等于PA B．等于PBC．小于PB D．大于PB解析由于PA＞PB，U相同，所以RA＜RB，當(dāng)B燈接在該電源兩極時(shí)，UB實(shí)＞U，故PB實(shí)＞PB.答案D4．如圖所示的電路中，S閉合，A、B、C三只燈均正常發(fā)光，問當(dāng)可變電阻的滑動(dòng)觸頭上移時(shí)，對(duì)A、B、C三燈亮度變化下列敘述正確的是()A．A燈變亮 B．B燈變亮C．C燈變亮 D．三燈均變暗解析滑動(dòng)頭上移R′↑→R總↑→I總↓→U端↑→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(IA↑→A燈變亮,I′另一支路↓,UB↓B燈變暗→UC↑C燈變亮))答案AC5．電源的效率η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)電阻的試驗(yàn)中得到的試驗(yàn)圖線如圖所示，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ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為()A.eq\f(3,4)、eq\f(1,4) B.eq\f(1,3)、eq\f(2,3)C.eq\f(1,2)、eq\f(1,2) D.eq\f(2,3)、eq\f(1,3)解析由U-I圖象可知，若電源電動(dòng)勢(shì)為6U0.則a、b兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的路端電壓分別為4U0、2U0，電源的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，所以ηa＝eq\f(Ua,E)＝eq\f(2,3)，ηb＝eq\f(Ub,E)＝eq\f(1,3)，故D選項(xiàng)正確．答案D6.經(jīng)過精確校準(zhǔn)的電壓表V1和V2，當(dāng)分別用來測(cè)量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時(shí)，如圖所示，讀數(shù)依次為12.7V和12.3V，則()A．a(chǎn)、b間的實(shí)際電壓略大于12.7VB．a(chǎn)、b間的實(shí)際電壓略小于12.7VC．電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻D．電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻解析并聯(lián)電壓表使電路電阻減小，電流增大，R′兩端電壓增大，使ab兩端電壓比實(shí)際電壓要?。译妷罕淼膬?nèi)阻越大，測(cè)量值越大，越接近實(shí)際電壓．答案AC7.某同學(xué)在爭辯串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的試驗(yàn)時(shí)，接成如右圖所示的電路，接通S后，他將大內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間，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)，電壓表的讀數(shù)為零，則消滅此種狀況的緣由可能是()A．AB段斷路 B．BC段斷路C．AB段短路 D．BC段短路解析電壓表并聯(lián)在AC端和AB端時(shí)示數(shù)都為U.有兩種可能狀況：一是AB段斷路，電壓表示數(shù)U為電源電動(dòng)勢(shì)；二是AB段沒有斷路但BC段短路，AB與AC段電壓相同．答案AD8．右圖是一個(gè)將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測(cè)一阻值為R的電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度eq\f(4,5)處，現(xiàn)用該表測(cè)一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的eq\f(1,5)處，則該電阻的阻值為()A．4R B．5RC．10R D．16R解析設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，調(diào)零后的調(diào)零電阻R′，定值電阻R0，內(nèi)阻r，則滿偏電流Ig＝eq\f(E,R′＋R0＋r)，當(dāng)所測(cè)Rx＝R時(shí)，電流為eq\f(4,5)Ig，即eq\f(4,5)Ig＝eq\f(E,R′＋R0＋r＋R)，得R＝eq\f(R′＋R0＋r,4)，當(dāng)電路里電流為eq\f(1,5)Ig時(shí)，所測(cè)電阻Rx有eq\f(1,5)Ig＝eq\f(E,R′＋R0＋r＋Rx)，得Rx＝16R，故D選項(xiàng)正確．答案D9.如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)整R1、R2，關(guān)于F的大小推斷正確的是()A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小解析小球受重力、懸線的拉力，電場(chǎng)力處于平衡狀態(tài)，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ，則tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(qU,mgd)，cosθ＝eq\f(mg,F)，由以上可知，當(dāng)U減小時(shí)，tanθ減小，θ減小，從而cosθ增大，F(xiàn)減小，R0與R2是串聯(lián)關(guān)系，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，B選項(xiàng)正確，而轉(zhuǎn)變R1的阻值對(duì)R0兩端電壓沒有影響．答案B10．如圖所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法中正確的是()A．路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等B．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等C．電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻解析圖線與U軸的交點(diǎn)反映了電源的電動(dòng)勢(shì)，斜率反映內(nèi)阻，電壓為U0時(shí)流過電阻的電流相等，所以外電阻相等，由于電動(dòng)勢(shì)不等，此時(shí)的內(nèi)電壓也不相等，故A、C選項(xiàng)正確．答案AC第Ⅱ卷(非選擇題，共60分)二、試驗(yàn)題(本題共2小題，共18分)11．(6分)某歐姆表內(nèi)部使用1.5V干電池一節(jié)，在某擋兩表筆短接時(shí)，表針剛好指于0Ω處，此時(shí)有30mA電流流過表筆，如用此擋測(cè)某一電阻，到指針正指表盤刻度正中，則該電阻阻值為______Ω，若用此擋測(cè)兩個(gè)串聯(lián)起來的這樣的電阻，則通過表筆的電流為______mA.解析Ig＝eq\f(E,R內(nèi))，eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,R內(nèi)＋R)解得R＝R內(nèi)＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,30×10－3)Ω＝50ΩI＝eq\f(E,R內(nèi)＋2R)＝eq\f(1.5,150)A＝10mA答案501012．(12分)始終流電壓表V，量程為1V，內(nèi)阻為1000Ω.現(xiàn)將一阻值在5000～7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的量程．為求得擴(kuò)大后量程的精確?????值，再給定始終流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6～7V，內(nèi)阻可忽視不計(jì))，一阻值R2＝2000Ω的固定電阻，兩個(gè)單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線．(1)為達(dá)到上述目的，將下圖連成一個(gè)完整的試驗(yàn)電路圖．(2)連線完成以后，當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.90V；當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70V．由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為____________V，電源電動(dòng)勢(shì)為____________V.解析原電壓表滿偏電流Ig＝eq\f(1,1000)A＝10－3A改裝后的量程U＝Ig(RV＋R1)①當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)eq\f(0.9,1000)＝eq\f(E－0.9,R1)②當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)eq\f(0.7,1000)＝eq\f(E－0.7,R1＋R2)③聯(lián)立①②③，解得E＝6.3VU＝7V答案(1)連線如圖(2)76.3三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟)13．(8分)如圖所示電路，電壓U恒定，R1＝R2＝R3，當(dāng)S斷開時(shí)，處在水平放置的平行板電容器極板間的微粒恰好處于平衡狀態(tài)．當(dāng)開關(guān)S閉合后，帶電微粒的加速度是多大？方向如何？解析平衡時(shí)有mg＝eq\f(Uc,d)q＝eq\f(Uq,d).當(dāng)S閉合后，R2直接與電容器串聯(lián)，可視作短路導(dǎo)線，電容器上的電壓即為R3上的電壓，因此電容器上的電壓Uc′＝eq\f(U,R1＋R3)R3＝eq\f(U,2).帶電粒子受到的電場(chǎng)力為eq\f(Uq,2d)，所以粒子所受的合力為F＝mg－eq\f(Uq,2d)＝mg－eq\f(mg,2)＝eq\f(mg,2)，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(g,2).方向與重力方向全都，即豎直向下．答案eq\f(g,2)方向豎直向下14.(10分)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝14V，內(nèi)電阻r＝1Ω，小燈泡標(biāo)有“2V，4W”，電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻r′＝0.5Ω，當(dāng)變阻器的阻值R調(diào)到1Ω時(shí)，電燈和電動(dòng)機(jī)均能正常工作，求：(1)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓；(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；(3)電路消耗的總功率．解析(1)電燈和電動(dòng)機(jī)正常工作，有I＝eq\f(P,U燈)＝eq\f(4,2)A＝2A設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U′，由閉合電路歐姆定律，得E＝U燈＋U′＋I(xiàn)(R＋r)U′＝E－U燈－I(R＋r)＝14V－2V－2×(1＋1)V＝8V(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率P出＝U′I－I2r′＝8×2W－22×0.5W＝14W(3)電路消耗的總功率為P總＝EI＝14×2W＝28W答案(1)8V(2)14W(3)28W15.(11分)如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，電容器的電容C＝10μF.(1)保持開關(guān)S1、S2閉合，求電容器的帶電荷量；(2)保持開關(guān)S1閉合，將開關(guān)S2斷開，求斷開開關(guān)S2后流過電阻R2的電荷量．解析(1)S1、S2閉合，則R1、R2串聯(lián)，電容器與R1并聯(lián)，UC＝U1＝I1R1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)R1＝eq\f(9,6＋10＋2)×6V＝3V，故電容器所帶電荷量Q＝CUC＝10×10－6×3C＝3×10－(2)S1閉合，S2斷開后UC＝E，電容器所帶電荷量Q′＝CE＝10×10－6×9C＝9×10－5C，增加的電荷量通過R2ΔQ＝Q′－Q＝6×10－5答案(1)3×10－5(2)6×10－516．(13分)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R2＝2Ω，燈泡L1標(biāo)有“6V,6W”，L2標(biāo)有“4V，4W”，滑動(dòng)變阻器的調(diào)整范圍是0～20Ω，求：(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)解析(1)首先計(jì)算L1、L2兩燈泡的電阻L1燈：RL1＝eq\f(U\o\al(2,1),P1)＝eq\f(62,6)Ω＝6ΩL2燈：RL2＝eq\f(U\o\al(2,2),P2)＝eq\f(42,4)Ω＝4ΩL2與R2串聯(lián)，與L1并聯(lián)，最終與R1串聯(lián)組成外電路．L2正常發(fā)光，則L2兩端電壓為額定電壓4V，通過L2的電流為額定電流I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(4,4)A＝1.0A則R2與L2串聯(lián)支路兩端電壓為U2′＝I2(R2＋RL2)＝1.0×(2＋4)V＝6.0VL1兩端電壓為U1′＝U2′＝6.0V通過L1的電流為I1＝eq\f(U1′,RL1)＝eq\f(6,6)A＝1.0A閉合電路總電流為I＝I1＋I(xiàn)