高中物理 第二章 恒定电流章末检测卷 新人教版选修31.docx

高中物理 第二章 恒定电流章末检测卷 新人教版选修31.docx

《高中物理 第二章 恒定电流章末检测卷 新人教版选修31.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第二章 恒定电流章末检测卷 新人教版选修31.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理第二章恒定电流章末检测卷新人教版选修31

第二章恒定电流

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1.两个小灯泡，分别标有“1A　4W”和“2A　1W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为（　　）

A.2∶1B.16∶1

C.4∶1D.1∶16

答案　B

解析　由P＝I2R知：

R＝

，所以R1∶R2＝

∶

＝16∶1.

2.在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）

A.0.24JB.0.25J

C.0.26JD.0.28J

答案　C

解析　根据W＝UIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q≈0.26J.

3.如图1，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，

与

分别为理想电压表与理想电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　）

图1

A.

的读数变大，

的读数变小

B.

的读数变小，

的读数变大

C.

的读数变小，

的读数变小

D.

的读数变大，

的读数变大

答案　D

4.在如图2所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障（　　）

图2

A.R1短路

B.R2短路

C.R3短路

D.R1断路

答案　A

解析　若R1短路，则外部电路的电阻只有R3，故总电阻减小，总电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变大，A对；若R2短路，电流表的示数为零，故B错；若R3短路，电压表的示数为零，故C错；若R1断路，电流表的示数为零，D错.

5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图3所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是（　　）

图3

A.将R1、R2串联后接到电源两端

B.将R1、R2并联后接到电源两端

C.将R1单独接到电源两端

D.将R2单独接到电源两端

答案　C

解析　由图可知，R1＝0.5Ω，R2＝1Ω，电源内阻r＝0.5Ω，电源的输出功率随外电阻的变化而变化，当R外＝r时，电源的输出功率最大，因而R1单独接到电源两端时，电源输出功率最大.

6.如图4所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙两个电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为14V.调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2.则下列关系中正确的是（　　）

图4

A.P1＞P2B.P1＜P2

C.P1＝P2D.无法确定

答案　A

解析　设灯泡的额定电流为I0，额定电压为U0，则P1＝（8－U0）·2I0＝16I0－2U0I0，P2＝（14－2U0）·I0＝14I0－2U0I0，所以P1＞P2，故选项A正确.

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）

7.如图5所示，平行板电容器两极板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）

图5

A.电压表读数减小

B.电流表读数减小

C.质点P将向上运动

D.R3上消耗的功率减小

答案　AD

解析　根据电路图，电阻R2与滑动变阻器R4接入电路的部分串联后，再与R3组成并联电路，最后并联部分再与电阻R1串联接入电源两端，电压表测量滑动变阻器R4接入电路部分的电压，电流表测量流过电阻R2的电流，电容器两极板间的电压等于并联部分的电压，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的电阻R并减小，干路电流I增大，并联部分电压U并＝E－I（r＋R1）减小，所以电容器两极板间的电压减小，极板间场强减小，电场力小于重力，质点P向下运动，选项C错误；电阻R3两端电压减小，流过R3的电流I3减小，R3上消耗的功率P3＝I

R3减小，选项D正确；流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2＝I－I3增大，所以电流表读数增大，选项B错误；流过R2的电流I2增大，R2两端的电压U2＝I2R2增大，而并联部分的电压U并减小，所以，滑动变阻器R4接入电路部分的电压U4＝U并－U2减小，电压表读数减小，选项A正确.

8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图6所示的电路，接通S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是（　　）

图6

A.AB段断路B.BC段断路

C.AB段短路D.BC段短路

答案　AD

解析　由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通.若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好.又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路，或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况.分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项.

9.如图7所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有（　　）

图7

A.路端电压为10V

B.电源的总功率为10W

C.a、b间电压的大小为5V

D.a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A

答案　AC

解析　外电路的总电阻R＝

Ω＝10Ω，总电流I＝

＝1A，则路端电压U＝IR＝10V，A对；电源的总功率P总＝EI＝12W，B错；a、b间电压大小为|Uab|＝0.5×15V－0.5×5V＝5V，C项对；a、b间用导线连接后，外电路的总电阻为R′＝2×

Ω＝7.5Ω，电路中的总电流I＝

≈1.26A，D项错误.

10.如图8所示的电路，电源内阻不计，R为阻值未知的定值电阻，当在a、b间分别接入R1＝10Ω，R2＝18Ω的电阻时，理想电压表的示数分别为U1＝10.0V，U2＝10.8V，则（　　）

图8

A.电源的电动势为E＝12V，电阻R＝2Ω

B.当在a、b间接入R3＝2Ω的电阻时，电源的输出功率一定最大

C.当在a、b间接入C＝2μF的电容器时，电容器所带电荷量为2.4×10－5C

D.当在a、b间接入线圈电阻为R0＝1Ω，额定功率为9W的电动机时，电动机恰能正常工作，则通过电动机线圈的电流为3A

答案　AC

解析　根据U1＝

，U2＝

，代入数据，解得E＝12V，R＝2Ω，所以选项A正确；因为电源内阻不计，所以其输出功率P＝EI，可见，电流越大，电源的输出功率越大，选项B错误；当在a、b间接入C＝2μF的电容器时，电容器两端电压U＝E＝12V，所以电容器所带电荷量Q＝CU＝2.4×10－5C，选项C正确；假设选项D正确，即电流I＝3A时，电动机恰好正常工作，其功率为P动＝9W，那么电源的输出功率为P总＝EI＝36W，电阻R消耗的热功率为PR＝I2R＝18W，显然P动＋PR≠P总，所以假设错误，选项D错误.

三、实验题（本题共2小题，共13分）

11.（6分）某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：

电压表V1（量程0～3V，内阻等于3kΩ）

电压表V2（量程0～15V，内阻等于15kΩ）

电流表A1（量程0～200mA，内阻等于10Ω）

电流表A2（量程0～3A，内阻等于0.1Ω）

滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流2A）

滑动变阻器R2（0～1kΩ，额定电流0.5A）

定值电阻R3（阻值等于1Ω）

定值电阻R4（阻值等于10Ω）

定值电阻R5（阻值等于1kΩ）

电源E（E＝6V，内阻不计）

（1）请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.

（2）该同学描绘出的I－U图象应是下图中的________.

答案　

（1）见解析图　

（2）B

解析　

（1）用电压表V1和定值电阻R5串联，可改装成量程为U＝

（rg＋R5）＝

×（3＋1）V＝4V的电压表；用量程为200mA的电流表A1与定值电阻R4并联可改装为量程为I＝Ig＋

＝0.2A＋

A＝0.4A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法，电路图如图所示.

（2）小灯泡的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的I－U图象应该是B.

12.（7分）某同学要测量一电压表的内阻，所备器材如下：

A.待测电压表V（量程3V，内阻未知）

B.定值电阻R0（阻值2kΩ）

C.电池组E（电动势略小于3V，内阻忽略不计）

D.多用电表

E.开关S1、S2，导线若干

（1）该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整：

Ⅰ.对多用电表进行机械调零

Ⅱ.将选择开关拨到“×1k”的欧姆挡上

Ⅲ.将红、黑表笔短接，进行欧姆调零

Ⅳ.将图9甲中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的________极（选填“正”或“负”）.

Ⅴ.正确连接后，发现指针偏转较大，换用“×100”的欧姆挡，应先________，再次测量，多用电表刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量结果是________.

图9

（2）为了更精确测量此电压表的内阻，该同学设计了如图丙所示的实验电路图，请在图丁上用笔画线代替导线进行实物连接.该同学首先闭合S1，读电压表示数U1；再闭合S2，读电压表示数U2，则电压表内阻RV＝________（用U1、U2、R0表示）.

答案　

（1）Ⅳ.负　Ⅴ.欧姆调零　3000Ω　

（2）见解析图

R0

解析　

（1）根据多用电表的工作原理可知，红表笔与电源的负极相连，黑表笔与电源的正极相连，所以为保证电压表指针正向偏转，应将多用电表的红表笔接电压表的负极；当改变不同倍率的欧姆挡后，由于欧姆表内阻发生了变化，因此在测量之前必须进行欧姆调零这项操作；多用电表刻度盘上的指针位置如题图乙所示，测量结果是3000Ω.

（2）如图所示，只闭合S1时，电压表与电阻串联，当S1和S2都闭合时，电压表测电源的电动势（电源内阻忽略不计），因串联电路中总电压等于各分电压之和，U2＝

（R0＋RV），则电压表内阻RV＝

R0.

四、计算题（本题共4小题，共47分）

13.（10分）在研究微型电动机的性能时，可采用如图10所示的实验电路.当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.

图10

答案　22.0W　2Ω

解析　当电流表和电压表的示数为0.5A和1.0V时，电动机停止工作，只有其内阻消耗电能，其阻值：

r＝

＝

Ω＝2Ω.

当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0A和15.0V，则电动机的总功率：

P总＝U2I2＝15.0×2.0W＝30.0W

线圈电阻的热功率：

P热＝I

r＝2.02×2W＝8.0W

所以：

P出＝P总－P热＝30.0W－8.0W＝22.0W.

14.（12分）如图11所示的电路中，电源的电动势E＝12V，内阻未知，R1＝8Ω，R2＝1.5Ω，L为规格“3V　3W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光.（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：

图11

（1）灯泡的额定电流和灯丝电阻；

（2）电源的内阻；

（3）开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率.

答案　

（1）1A　3Ω　

（2）1Ω　（3）0.48W

解析　

（1）灯泡的额定电流I0＝

＝

A＝1A

灯丝电阻RL＝

＝

Ω＝3Ω

（2）断开S时，灯L正常发光，即I1＝I0，根据闭合电路欧姆定律E＝I0（R1＋RL＋r）

得r＝

－（R1＋RL）＝[

－（8＋3）]Ω＝1Ω

（3）闭合S时，设外电路总电阻为R外

R外＝

＋R1＝9Ω

干路电流为I总＝

＝1.2A

灯泡两端的电压UL＝I总·

＝1.2V

灯泡实际消耗的功率P＝

＝0.48W.

15.（12分）如图12所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求：

图12

（1）电源的电动势和内阻；

（2）定值电阻R2的阻值；

（3）滑动变阻器的最大阻值.

答案　

（1）20V　20Ω　

（2）5Ω　（3）300Ω

解析　

（1）由题图乙中AB线延长，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处可知电源的电动势E＝20V，内阻r＝

＝20Ω.

（2）当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U2＝4V、I2＝0.8A，

得R2＝

＝5Ω.

（3）当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16V，I总＝0.2A，所以R外＝

＝80Ω.

因为R外＝

＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300Ω.

16.（13分）在如图13所示的电路中，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.当开关K断开时，电流表示数为0.25A，当K闭合时，电流表示数为0.36A.求：

图13

（1）开关K断开和闭合时的路端电压U及U′；

（2）电源的电动势和内阻；

（3）开关K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.

答案　见解析

解析　

（1）K断开时：

U＝I（R2＋R3）＝3V，

K闭合时：

U′＝I′R2＝2.88V.

（2）K断开时：

外电路总电阻R＝

＝6Ω，

K闭合时：

外电路总电阻R′＝

＝4.8Ω.

由闭合电路欧姆定律：

E＝U＋

r，

E＝U′＋

r，

代入数据解得：

E＝3.6V，r＝1.2Ω.

（3）K断开时：

I总＝

＝0.5A，

内阻上的热功率P＝I

r＝0.3W；

K闭合时：

I总′＝

＝0.6A，

内阻上的热功率P′＝I总′2r＝0.432W.