高中物理恒定电流练习.docx

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高中物理恒定电流练习

单元综合测试七（恒定电流）

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）

图1

1．（2011·镇江模拟）如图1所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是（　　）

A．P＝I2R　　　　　　　　B．P＝

C．P＝IUD．P＝

解析：

电路消耗的电功率的计算公式P＝UI，P＝

是普遍适用的，而A、B两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项A、B错误，正确选项为CD.

答案：

CD

2．（2011·山东枣庄）截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是（　　）

A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变

B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半

C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变

D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍

解析：

根据电流I的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：

I＝neSv＝

＝

S，所以nev＝

.由此可知电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率v加倍，A错误；导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减半，B正确；导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率v不变，C正确．

答案：

BC

3.

图2

（2011·威海模拟）如图2所示，电源电动势E＝3.2V，电阻R＝30Ω，小灯泡L的额定电压UL＝3.0V，额定功率PL＝4.5W．当开关S接1时，电压表的读数为3V，则当开关S接2时，灯泡发光的情况是（　　）

A．很暗，甚至不亮

B．正常发光

C．比正常发光略亮

D．有可能被烧坏

解析：

设电源的内电阻为r，S接1时，由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为：

I1＝

，电压表的示数等于电阻R两端的电压，即：

U1＝I1R，代入数据联立解得：

r＝2Ω.灯泡的电阻为：

RL＝

＝2Ω，S接2时，电路中的电流为：

I2＝

＝

A＝0.8A，灯泡两端的电压为：

U′L＝I2RL＝0.8×2V＝1.6V，比灯泡的额定电压小得多，灯泡很暗，甚至不亮，正确选项为A.

答案：

A

图3

4．如图3所示，调整电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中（　　）

A．通过R1的电流增加，增加量一定等于

B．R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU

C．通过R的电流增加，增加量一定等于

D．通过R2的电流减小，但减少量一定小于

解析：

电压表的示数增加，说明可变电阻的阻值增大，路端电压增加，电路中的电流减小，R2两端的电压减小；由欧姆定律得流过电阻R1的电流增加量为：

ΔI1＝

，R2两端的电压减少量等于R1两端的电压增加量减去路端电压的增加量，即ΔU2＝ΔU－ΔU路＜ΔU，通过R2的电流的减少量为：

ΔI2＝

＜

；通过电阻R的电流为：

IR＝I2－I1，I2减小，而I1增大，因此IR减小．正确选项为AD.

答案：

AD

图4

5．（2011·济宁模拟）如图4所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（　　）

A．R3断路

B．R1短路

C．R2断路

D．R1、R2同时短路

解析：

灯泡A变暗，灯泡B变亮，说明流过灯泡A的电流减小，流过灯泡B的电流增大．若R3断路，电源的路端电压增大，流过灯泡A、B的电流均增大；若R1短路，电源的路端电压减小，流过R3的电流减小，流过灯泡A、B的电流增大；若R2断路，电源的路端电压减小，灯泡A和电阻R1两端的电压增大，电路中的总电流减小，流过R3的电流增大，流过灯泡A的电流减小，灯泡B两端的电压增大，流过灯泡B的电流增大；电阻R1、R2同时短路，灯泡B不亮．正确选项为C.

答案：

C

6．在如图5所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为（　　）

图5

A．1和0B．0和1

C．1和1D．0和0

解析：

B端输入“0”，经过“非”门输出“1”，则D端输出“1”；同时输出的“1”与A端输入的“1”一起输入“与”门，在C端输出“1”.所以应选C.

答案：

C

图6

7．图6所示为伏安法测电阻的一种常用电路，以下分析正确的是（　　）

A．此接法的测量值大于真实值

B．此接法的测量值小于真实值

C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻

D．开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端

解析：

由R测＝

＝R真＋RA，故A正确，B错误；电流表Ⓐ内接法，要求R≫RA，故C错误；开始实验时滑动变阻器滑动头应在最右端，使电压表读数由小变大调节，故D错误．

答案：

A

8．可用理想电压表

、理想电流表

、变阻器R以及电键K和导线等器材来测量某一电源E的电动势和内阻如图所示．下面给出了四个电路图，图中“＋”、“－”代表电源的正负极和电表的正负接线柱．正确的电路图是（　　）

解析：

电流表和电压表的正接线柱应和电源的正极相连，而C选项的电压表的接线柱接错，所以C选项错．A选项中电流表将电路短路，电流表可能会被烧坏，电压表无读数，A选项错．D选项安培表和电压表串联，安培表读数几乎为零，电压表读数为电源电动势，D选项错．电源的内电阻很小，电压表分流作用小，将电流表和滑动变阻器相接，误差小，B选项正确．

答案：

B

图7

9．（2011·湖南湘潭二模）如图7是一火警报警电路的示意图．其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）

A．I变大，U变小B．I变小，U变大

C．I变大，U变大D．I变小，U变小

解析：

当传感器R3所在处出现火情时，由题意可知，R3增大，回路总电阻增大，干路电流减小，路端电压U变大，而UR2＝E－I总（r＋R1），则R2两端电压增大，流过R2的电流变大，选项C正确．

答案：

C

图8

10．如图8所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是（　　）

A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流

B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流

C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流

D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过

解析：

滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I（r＋R1），可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A正确，B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．

答案：

A

第Ⅱ卷（非选择题，共60分）

二、实验题（本题共4小题，每题10分，共40分）

11．（2009·浙江高考）

（1）如图9甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．

图9

（2）某同学从标称为“220V25W”、“220V300W”、“220V500W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图9乙所示．该灯泡的阻值是________Ω，标称的额定功率为________W.

解析：

（1）因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻，所以选用外接法，需要测量多组数据和描绘图象，需要电压从0开始调节，所以为分压电流表外接法．

（2）多用电表测量的为没有接入电路时的电阻，该电阻要比接入电路中的电阻小些，所以为25W的小灯泡．

答案：

（1）连接如图10

图10

（2）160　25

12．（2009·全国卷Ⅰ）如图11所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：

电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．

图11

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________可能有故障．

（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．

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解析：

本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点，意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障，加强对理论联系实际的能力的考查．

用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．

答案：

（1）电压　欧姆

（2）开关或连接点5、6

（3）①将多用电表挡位调至欧姆挡；

②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；

③测量小灯泡的电阻．如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．

图12

13．图12为用伏安法测量电阻的原理图．图中，

为电压表，内阻为4000Ω；

为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关．

（1）当开关闭合后电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA.若将Rx＝

作为测量值，所得结果的百分误差是________．

（2）若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________．

（百分误差＝

×100%）

解析：

（1）通过电压表的电流Iv＝

＝0.4mA

通过Rx的电流IRx＝（2.0－0.4）mA＝1.6mA

Rx的实际阻值　Rx实＝

＝1000Ω

Rx的测量值Rx测＝

＝800Ω

结果百分误差＝

×100%＝20%.

（2）同理可得电流表改为内接时，结果百分误差＝

×100%＝5%.

答案：

（1）20%　

（2）5%

14．（2009·重庆高考）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件，某同学用图13所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系，图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．

（1）请根据图13，用笔画线代替导线将图14中的实验器材连接成实验电路．

（2）若电压表V2的读数为U0，则I＝________.

（3）实验一：

用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U—I曲线a，见图15，由此可知电池内阻________（填“是”或“不是”）常数，短路电流为________mA，电动势为________V.

（4）实验二：

减小实验一中光的强度，重复实验，测得U—I曲线b，见图15.

图15

当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V，则实验二中外电路消耗的电功率为________mW（计算结果保留两位有效数字）．

解析：

本题考查了闭合电路的欧姆定律和电阻的伏安特性曲线等，意在考查考生数据处理的能力、创造性作图的能力等．

（2）由部分电路的欧姆定律有I＝

（3）由U＝E－Ir知，若电池内阻不变，则图线应该是直线．

（4）因为两次实验中外电路的总电阻没有改变，因此可以作出外电路总电阻的伏安特性曲线，它和b曲线的交点就是外电路中总电阻的工作状态．先找出外电阻在实验一中的工作状态，再将点（210,1.5）和原点相连，和曲线b相交于（93,0.7）．

答案：

（1）如图16所示　

（2）

　（3）不是　0.295（0.293～0.297）　2.67（2.64～2.70）　（4）0.065（0.060～0.070）

图16

三、计算题（本题共2小题，每题10分，共20分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

图17

15．（2011·浙江宁波期末）某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图17所示．一个劲度系数k＝120N/m、自然长度L0＝1m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的．迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω.闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0V．（电压表可看做理想表）求：

（1）金属杆单位长度的电阻；

（2）此时作用在迎风板上的风力．

解析：

设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得

（1）无风时：

U1＝

R1

得R1＝4.5Ω

所以金属杆单位长度的电阻r＝

＝

Ω/m＝4.5Ω/m.

（2）有风时：

U2＝

R2

得R2＝1.5Ω

此时，弹簧长度L＝

＝

m

压缩量x＝L0－L＝（1－

）m＝

m

由二力平衡得此时风力：

F＝kx＝120×

N＝80N.

答案：

（1）4.5Ω/m　

（2）80N

图18

16．如图18所示电路，已知R3＝4Ω，闭合电键，安培表读数为0.75A，伏特表读数为2V，经过一段时间，一个电阻被烧坏（断路），使安培表读数变为0.8A，伏特表读数变为3.2V，问：

（1）哪个电阻发生断路故障？

（2）R1的阻值是多少？

（3）能否求出电源电动势E和内阻r？

如果能，求出结果；如果不能，说明理由．

解析：

（1）伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R2被断路了．

（2）R1＝

＝

Ω＝4Ω.

（3）UR3＝I1R1－UR2＝0.75×4V－2V＝1V

I3＝

＝

＝0.25A

E＝3.2V＋0.8A×（R4＋r）

E＝3V＋（0.25A＋0.75A）（R4＋r）

R4＋r＝1Ω

E＝4V

故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.

答案：

（1）R2　

（2）4Ω　（3）4V　不能求出内阻　理由见解析