高三物理一轮复习 第七章 恒定电流章末检测提升.docx
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高三物理一轮复习第七章恒定电流章末检测提升
第七章 恒定电流
一、选择题（本大题共10小题，共40分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
1．电视中有这样一则广告“南孚电池容量大，玩具车用过后，收音机接着用”。
玩具车的两节南孚干电池，已经用过较长时间，不能再驱动了，把它们取出来用电压表测电压，电压表示数接近3V，再把它们作为收音机的电源，收音机能正常工作。
下列说法中正确的是（ ）
A．这两节干电池的电动势减小了很多
B．这两节干电池的内阻减小了很多
C．这个收音机的额定电压一定比玩具车的额定电压小很多
D．这个收音机正常工作时的电流一定比玩具车正常工作时的电流小
解析：
电池用久后，内阻变大，电动势几乎不变，收音机能工作是因为它的工作电流较小．
答案：
D
2．（多选）某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，g取10m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A．电动机的内阻为19Ω
B．电动机的内阻为4.75Ω
C．电动机的输出功率为7.6×103W
D．电动机的工作效率为75%
解析：
由UI＝mgv＋I2r，可得电动机的内阻为r＝4.75Ω，选项B正确，A错误；电动机的输出功率为P＝mgv＝5.7×103kg×10m/s2×0.1m/s＝5.7×103W，选项C错误；电动机的工作效率为η＝
×100%＝75%，选项D正确．
答案：
BD
3．如图所示为两电源的UI图象，则下列说法正确的是（ ）
A．电源①的电动势比电源②的大，内阻比电源②的内阻小
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
解析：
图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率等于电源的内阻，因此选项A错误；作外接电阻R的伏安特性曲线分别交电源①②的伏安特性曲线于S1、S2两点，工作点横、纵坐标的乘积IU＝P为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故选项B错误，D正确；电源的效率η＝
＝
＝
，因此电源内阻不同则电源效率不同，选项C错误．
答案：
D
4．（多选）如图所示．M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。
闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F。
调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是（ ）
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将不变
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
解析：
当R1不变，增大R2时，电路中总电流I减小，R0分压相应减小，MN极板间的电压也减小，所以F也变小．而当R2不变，调节R1时，MN极板间的电压不变，F应不变，B、C两项正确．
答案：
BC
5．粗细均匀的金属环上的A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示，当A、B点接人电路中时，圆环消耗的电功率为P.则当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为（电源内阻不计）（ ）
A.
PB.
PC．3PD．4P
解析：
设圆环每段电阻为r，电源电动势为E，则接AB时，P＝
，当接AD时，R总＝
r，P′＝
＝
P，选项B正确．
答案：
B
6．（多选）用标有“6V 3W”的灯泡L1、“6V 6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E＝9V．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时
（ ）
A．电流表的示数为0.5A
B．电压表的示数约为6V
C．电路输出功率为6W
D．电源内阻为2Ω
解析：
两个灯泡串联，所以电流相等，L1的额定电流为I1＝
＝0.5A，L2的额定电流为I2＝
＝1A，所以只有L1正常发光，电路中电流为0.5A，A项正确；从图象中可以看出，电流为0.5A时，两灯的电压分别为6V和2V，因RL1>RL2，由串联分压原理知，L1两端电压为6V，L2两端电压为2V，电压表示数为2V，B项错误；电路中输出功率为P＝UI＝（2＋6）×0.5W＝4W，C项错误；电源内阻r＝
＝2Ω，D项正确．
答案：
AD
7．在如图所示电路的三根导线中，有一根是断开的，电源，电阻R1、R2及另外两根导线都是完好的，为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔接在电源的正极，再将黑表笔分别连电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是（ ）
A．直流电压10V挡B．直流电流0.5A挡
C．直流电压2.5V挡D．欧姆挡
解析：
根据题给条件可知不能应用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开，D项不符合操作规程；然后再考虑电压表，将黑表笔接b端，如果指针偏转，说明R1与电源间的导线断开，此时所测的数据应该是电源的电动势6V，C项不符合操作规程；如果指针不偏转，说明R1与电源间的导线完好，然后再将黑表笔接c端，如果指针偏转，说明R1与R2间的导线断开，否则说明R2与电源间的导线断开，电压值都不会超过6V，A项符合操作规程；再考虑电流表，将黑表笔接b端，如果指针偏转则说明R1与电源间的导线断开，此时电流表的示数为I＝
＝
A＝0.4A，没有超过其量程0.5A；如果指针不偏转，说明R1与电源间的导线完好，然后将黑表笔接c端，如果指针偏转，说明R1与R2间的导线断开，此时电流表的示数为I＝
＝
A＝1.2A，超过了电流表的量程，B项不符合操作规程．
答案：
A
8．（2015·北京卷）如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的1/2；R2的阻值等于电流表内阻的2倍，若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（ ）
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A
．解析：
设电流表A的内阻为R，将接线柱1、2接入电路时，电路结构为并联，并联电阻为
，改装后的电表的量程为
A＝1.8A，每小格表示0.06A，故A、B两项错误；将接线柱1、3接入电路时，电路结构为串联，串联电阻为3R，改装后的电压表的量程为1.8R，为原来量程的3倍，电流表的量程也相应扩为原来的3倍，每一小格表示0.06A，故C项正确，D项错误．
答案：
C
9．（多选）某导体中的电流I随其两端电压U的变化如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．加5V电压时，导体的电阻为0.2Ω
B．加12V电压时，导体的电阻约为8Ω
C．随着电压的增大，导体的电阻不断增大
D．随着电压的增大，导体的电阻不断减小
解析：
对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的
仍表示该点所对应的电阻值，本题中给出的导体在其两端加5V的电压时，
的值为5，所以此时的电阻为5Ω；当电压增大到12V时，电流约为1.5A，此时的电阻约为8Ω；当电压增大时，电阻增大，但仍遵循欧姆定律，故选项B、C正确，选项A、D错误．
答案：
BC
10．在如图所示的电路中，L1、L2是两只都标有“220V 100W”的灯泡，L3、L4是两只都标有“220V 40W”的灯泡．各灯泡的电阻分别用R1、R2、R3、R4表示，各灯泡两端的电压分别用U1、U2、U3、U4表示，通过各灯泡的电流分别用I1、I2、I3、I4表示，各灯泡的电功率分别用P1、P2、P3、P4表示．电路两端的电压是220V，温度对电阻的影响不计．下列各物理量之间关系表述正确的是（ ）
A．R1＝R2>R3＝R4B．I1>I2>I3＝I4
C．U1＝U4＝U2＝U3D．P3解析：
根据题意，由R＝
可知灯泡所标功率大的灯丝电阻小，故A项错误；由电流关系知干路上的电流相等，即I1＝I4，B项错误；由于L2、L3并联，故U2＝U3，由欧姆定律知U1答案：
D
二、填空与实验题（本大题共2小题，共10分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答）
11．（3分）图示电路可用来测量电阻的阻值。
其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，V,○）可视为理想电压表，S0为单刀单掷刀关，S1、S2为单刀双掷开关。
（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2。
由此可求出Rx＝________。
（2）若电源电动势E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω。
此电路可测量的Rx的最大值为______Ω。
解析：
（1）由Rx＝
，而Ix＝
故Rx＝
R
（2）当Rx两端电压达到1V时，由E＝1.5V，可得此时R两端的电压
U2＝1.5V－1V＝0.5V.
此时电路中电流I＝
A
则Rxmax＝
Ω＝200Ω
答案：
（1）
R
（2）200
12．（7分）（2014·北京卷）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．
（1）应该选择的实验电路是图1中的________（选填“甲”或“乙”）．
（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0～15V）；
B．电压表（0～3V）；
C．滑动变阻器（0～50Ω）；
D．滑动变阻器（0～500Ω）．
实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______．（选填相应器材前的字母）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线．
序号
1
2
3
4
5
6
电压U（V）
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I（A）
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω.
（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映PU关系的是______．
解析：
（1）根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．电源内阻较小，所以电流表分压影响较大，因此应选择甲电路．
（2）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B；干电池内阻较小，为方便实验操作，滑动变阻器应选C.
（3）略．
（4）根据UI图象，电源的电动势等于纵轴的截距，内阻为斜率的绝对值．
（5）电源输出功率
P＝UI＝U（
）＝－
U2＋
U，PU图象为开口向下的二次函数，应选C.
答案：
（1）甲
（2）B C （3）略
（4）1.50（1.49～1.51） 0.83（0.81～0.85）（5）C
三、计算题（本大题共4小题，共50分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）在国庆日那天，群众游行队伍中的国徽彩车，是由一辆电动车装扮而成，该电动车充一次电可以走100km左右。
假设这辆电动彩车总质量为6.75×103kg，当它匀速通过天安门前500m长的检阅区域时用时250s，驱动电机的输入电流I＝10A，电压为300V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍。
g取10m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：
（1）驱动电机的输人功率；
（2）电动彩车通过天安门前时的机械功率；
（3）驱动电机的内阻和机械效率。
解析：
（1）驱动电机的输入功率
P入＝UI＝300V×10A＝3000W.
（2）电动彩车通过天安门前的速度v＝
＝2m/s，电动彩车行驶时所受阻力为Ff＝0.02mg＝0.02×6.75×103×10N＝1.35×103N；电动彩车匀速行驶时F＝Ff，故电动彩车通过天安门前时的机械功率P机＝Fv＝2700W.
（3）设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得：
P入t＝P机t＋I2Rt，解得驱动电机的内阻R＝3Ω，驱动电机的机械效率η＝
×100%＝90%.
答案：
（1）3000W
（2）2700W
（3）3Ω 90%
14．（14分）在如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关S接b时，电压表示数为4.5V．试求：
（1）当开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；
（2）电源的电动势和内电阻；
（3）当开关S接c时，通过R2的电流.
解析：
（1）当S接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得
通过电源的电流I1＝
＝1A，
电源两端的电压U1＝
＝4V.
（2）当S接a时，有E＝U1＋I1r＝4＋r，①
当S接b时，R1和R2串联，
R外＝R1＋R2＝6Ω，
通过电源的电流I2＝
＝0.75A，
这时有：
E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r，②
解①②式得：
E＝6V，r＝2Ω.
（3）当S接c时，R总＝R1＋r＋R23＝6Ω，
总电流I3＝
＝1A，
通过R2的电流I′＝
I3＝0.5A.
答案：
1A 4V
（2）6V 2Ω （3）0.5A
15．（12分）如图所示，一电荷量q＝3×10－5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°.已知两板相距d＝0.1m，电源电动势E＝15V，内阻r＝0.5Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝R3＝R4＝8Ω.g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
（1）电源内部消耗的功率；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）带电小球的质量.
解析：
（1）外电路的总电阻R外＝R1＋
＝7Ω，
由闭合电路的欧姆定律I＝
＝
A＝2A，
则电源内部消耗的功率
P出＝I2r＝22×0.5W＝2W.
（2）电容器通过R4直接接在电源的两端，其电压等于路端电压，
则U外＝IR外＝2×7V＝14V，
两板间的电场强度E＝
＝140V/m.
（3）带电小球处于静止状态，由平衡条件可得：
Eq＝mgtan37°.
则m＝
＝5.6×10－4kg.
答案：
（1）2W
（2）140V/m
（3）5.6×10－4kg
16．（14分）在如图所示电路中，直流发电机E＝250V，内阻r＝3Ω，R1＝R2＝1Ω，电热器组中装有50个完全相同的电热器，每个电热器规格为“200V 1000W”，其他电阻不计，不考虑电热器电阻随温度的变化，问：
（1）接通几个电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？
（2）接通几个电热器时，发电机输出功率最大？
（3）接通几个电热器时，电热器组加热物体最快？
（4）接通几个电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？
解析：
每只电热器的电阻为
R0＝
＝
Ω＝40Ω
每只电热器的额定电流为
I0＝
＝
A＝5A
（1）要使电热器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V，因此干路电流为I＝
＝
A＝10A，而每个电热器的额定电流为5A，则电热器的个数为n1＝
个＝2个．
（2）要使电源输出功率最大，须使外电阻等于内电阻，由此可知电热器总电阻为R＝r－R1－R2＝1Ω，故n2＝
＝
个＝40个．
（3）要使电热器组加热物体最快，必须使其总电阻为R′＝R1＋R2＋r＝5Ω，所以n3＝
＝
个＝8个．
（4）要使R1、R2上消耗的功率最大，必须使通过它们的电流最大，即当50只电热器全接通时，可满足要求，即n4＝50个．
答案：
（1）2
（2）40 （3）8 （4）50
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