单元检测八 恒定电流.docx

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单元检测八恒定电流

单元检测八　恒定电流

考生注意：

1．本试卷共4页．

2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．

3．本次考试时间90分钟，满分100分．

4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．

一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，第1～2题只有一项符合题目要求，第3～5题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．（2018·山西省孝义市第一次模拟）如图1所示的电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω，电阻R2＝6Ω，电容为1μF的平行板电容器水平放置且下极板接地．当滑动变阻器R1的滑片处于b端时，有一带电油滴位于板间正中央P点且恰好处于静止状态．下列说法正确的是（　　）

图1

A．此时P点电势为6V

B．电容器上极板所带电荷量为6×10－6C

C．若仅将电容器上极板缓慢上移少许，则P点电势不变

D．若仅将滑片从b端向a端缓慢移动少许，则油滴将向下移动

答案　B

解析　当滑片处于b端时，路端电压U＝

R2＝6V，电容器两极板间的电势差为6V，下极板接地，则P点电势为

U＝3V，故A错误；电容器上极板所带电荷量Q＝CU＝1×10－6×6C＝6×10－6C，故B正确；移动电容器上极板，电容器两端电势差不变，两极板间距离增大，则电场强度减小，又有P点到下极板距离不变，所以P点电势降低，C错误；滑片从b端向a端移动，R1和R2两端电压增大，电容器两极板间电压增大，两极板间场强增大，油滴向上移动，D错误．

2．（2018·四川省绵阳市第二次诊断）如图2所示，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中（电表均为理想电流）（　　）

图2

A．电流表A1的示数变小

B．电流表A2的示数变小

C．电压表V的示数变小

D．电阻R1的电功率变大

答案　A

解析　滑动变阻器左边部分的电阻并联接入电路，滑片向右滑动，并联的电阻增大，总电阻增大，由I＝

可知干路电流变小，则电流表A1的示数变小，根据PR1＝I2R1可得电阻R1的电功率变小，故A正确，D错误．由U并＝E－I（R1＋r）可知并联部分的电压增大，即电压表的示数变大，C错误；由IA2＝

，因R2阻值不变，则电流表A2的示数变大，故B错误．

3．（2018·河南省商丘市上学期期末）如图3所示的电路中，电源电动势、内阻分别为E、r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时．下列说法正确的是（不考虑灯丝电阻随温度的变化）（　　）

图3

A．小灯泡L1变暗

B．电压表读数变大

C．小灯泡L2变亮

D．电容器所带电荷量减少

答案　AC

解析　在滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动的过程中，L1与滑动变阻器并联总电阻减小，电路中总电流增大，路端电压减小，即电压表的读数变小，由于电路中总电流增大，小灯泡L2两端电压增大，小灯泡L2的功率增大，变亮；根据串联分压可得小灯泡L1两端电压减小，功率减小，变暗，小灯泡L2两端电压增大，电容器所两端电压增大，电容器带电荷量增加，故A、C正确，B、D错误．

4．（2018·广东省东莞市上学期期末质检）如图4，一带电小球垂直于电场线方向射入平行极板区域后，偏向A极板，为使小球沿射入方向做直线运动，可以采用的方法是（　　）

图4

A．将滑动变阻器滑片P适当向右滑动

B．将滑动变阻器滑片P适当向左滑动

C．适当减小小球所带电荷量

D．将极板间距适当增大

答案　ACD

解析　将变阻器滑片P适当向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，R两端电压减小，电容器两端电压减小，板间场强减小，电场力减小，故A项正确；将变阻器滑片P适当向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，R两端电压增大，电容器两端电压增大，板间场强增大，电场力增大，故B项错误；适当减小小球所带电荷量，小球所受电场力减小，故C项正确；将极板间距适当增大，板间场强减小，小球所受电场力减小，D项正确．

5．（2018·河南省郑州市第二次质量预测）如图5所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是（　　）

图5

A．电流表读数变小，电压表读数变大

B．小灯泡L变亮

C．电源的输出功率一定变大

D．电容器C所带的电荷量减少

答案　BD

解析　由题图可知，电容器并联在滑动变阻器两端，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，故电流表示数增大，灯泡亮度变亮，因内电压增大，故电压表示数减小，故A错误，B正确；当外电阻和内阻相等时电源的输出功率最大，因为不知道外电阻和内阻的关系，所以不能判断电源输出功率的变化，故C错误；因电容器并联在滑动变阻器两端，总电流变大，灯泡及内阻分压增大，则滑动变阻器分压减小，故电容器C两端的电压减小，所以电容器C所带的电荷量减少，故D正确．

二、非选择题（本题共6小题，共80分）

6．（8分）

（1）如图6甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为______mm、______mm、______mm.

（2）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________mm.

图6

答案　

（1）17.7　24.85　3.18　

（2）2.150

解析　

（1）最上面图读数17mm＋7×0.1mm＝17.7mm；中间图读数：

24mm＋17×0.05mm＝24.85mm；最下面图读数：

3mm＋9×0.02mm＝3.18mm.

（2）最后的读数：

2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.

7．（12分）（2018·河南省安阳市第二次模拟）某实验小组计划测量一未知电阻的阻值，已经连接好实物图如图7甲所示．

（1）请根据实物图在图乙所示方框中画出该实验的电路图，并标明表示各元件的字母．

图7

（2）图丙中电阻箱的读数是_____Ω；如果将电阻箱的阻值由10.00Ω调节到9.00Ω，应______．

①先使电阻箱阻值调至如图丙所示，再将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开S1；

②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，此时电压表的读数为2.80V，然后断开S1，不计电源内阻，电压表可视为理想电表，据此可知，定值电阻R1的阻值为________Ω.（计算结果保留3位有效数字）

答案　

（1）如图所示

（2）20.00　先将“×1”挡调到9，再将“×10”挡调到0　②5.45

解析　

（1）实验电路图如图所示

（2）电阻箱的读数为R＝0×0.01Ω＋0×0.1Ω＋0×1Ω＋2×10Ω＝20.00Ω；如果将电阻箱的阻值由10.00Ω调节到9.00Ω，先将“×1”挡调到9，再将“×10”挡调到0.

因为不计电源内阻，电压表可视为理想电表，将S2切换到B，闭合S1时，电阻R1两端的电压为U＝2.80V－2.20V＝0.60V；当将S2接到A时，通过R1的电流为I＝

A＝0.11A，故R1＝

＝

Ω≈5.45Ω.

8．（14分）（2018·安徽省皖南八校第二次联考）

（1）有一种新式游标卡尺，游标卡尺的刻度与传统的旧时游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数时显得清晰明了，方便了使用者正确地读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度，50分度三种规格，新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：

19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份．用“39mm等分成20份”的新式游标卡尺测量某一物体的厚度，测量时游标卡尺的示数如图8所示，则读数为________．

图8

（2）国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m，某同学利用图9甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量．玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有：

图9

电源（电动势为3V，内阻可忽略）；

电压表V1（量程为3V，内阻很大）；

电压表V2（量程为3V，内阻很大）；

定值电阻R1（阻值4kΩ）；

定值电阻R2（阻值2kΩ）；

电阻箱R（最大阻值9999Ω）；

单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺．

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d＝40.00mm；

B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F．断开S，整理好器材．

①玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx＝________（用R1、R2、R表示）．

②利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的R－

关系图像，自来水的电阻率ρ＝________Ω·m（保留三位有效数字）．

③本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将________（填“偏大”“不变”或“偏小”）．

答案　

（1）0.235cm　

（2）①

　②25.1　③偏大

解析　

（1）游标卡尺的主尺读数为：

0.2cm＝2mm，游标尺上示数为：

7×0.05mm＝0.35mm，

所以最终读数为：

2mm＋0.35mm＝2.35mm＝0.235cm；

（2）①设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则此时电路中电流为

，则E＝

＋U，当把S拨到2位置时，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为

，则E＝

＋U，故有

＋U＝

＋U，可得：

＝

，解得：

Rx＝

；

②由题图乙可知，R＝2.0×103Ω时，

＝5.0m－1，

此时玻璃管内水柱的电阻Rx＝

＝4000Ω，水柱横截面积S＝π（

）2＝1.256×10－3m2，

由电阻定律可知Rx＝

，故ρ＝

＝4000×1.256×10－3×5.0Ω·m≈25.1Ω·m.

9．（14分）（2018·辽宁省葫芦岛市一模）为测绘一个标有“4V，2.4W”小电风扇（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V，并便于操作，实验室备有下列器材：

A．电池组（电动势为4.5V，内阻约为1Ω）

B．电压表（量程为0～6V，内阻约为4kΩ）

C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）

D．电流表A2（量程为0～3A，内阻约为0.05Ω）

E．滑动变阻器R1（最大阻值5Ω，额定电流1A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）

G．开关和导线若干

（1）实验中所用的电流表应选________（填“C”或“D”），滑动变阻器应选________（填“E”或“F”）．

（2）在图10甲所示方框内画出实验电路图．

图10

（3）当电压表示数大于0.5V时小电风扇才开始转动，小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，则电风扇的电阻为________Ω，正常工作时的机械功率为________W.

答案　

（1）C　E　

（2）见解析图　（3）2.5　1.5

解析　

（1）小电风扇工作的额定电流I＝

＝0.6A，电流表选择C.小电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为5Ω的E.

（2）因为电压需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，小电风扇的电阻要比

≈6.67Ω小得多，远小于电压表内阻，电流表采用外接法．电路图如图所示；

（3）电压表读数小于0.5V时小电风扇没转动．根据欧姆定律得，线圈电阻R＝

＝

Ω＝2.5Ω.

正常工作时电压为4V，根据题图乙知电流为0.6A，则小电风扇发热功率P热＝I2R＝0.62×2.5W＝0.9W，

则机械功率P′＝UI－I2R＝2.4W－0.9W＝1.5W.

10．（16分）（2018·广东省东莞市上学期期末质检）某实验小组设计如图11甲所示电路图来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为2V、内阻较小；所用电压表量程为3V，内阻非常大，可看做理想电压表．

图11

（1）按实验电路图在图乙中补充完成实物连线．

（2）先将电阻箱电阻调至如图丙所示，则其电阻读数为________Ω.闭合开关S，将S1打到b端，读出电压表的读数为1.10V；然后将S1打到a端，此时电压表读数如图丁所示，则其读数为________V．根据以上测量数据可得电阻R0＝________Ω.（计算结果保留两位有效数字）．

（3）将S1打到b端，读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U，不断调节电阻箱电阻，得到多组R值与相应的U值，作出

－

图像如图戊所示，则通过图像可以得到该电源的电动势E＝________V，内阻＝________Ω.（计算结果均保留三位有效数字）

答案　

（1）如图所示

（2）11.0　1.50　4.0　（3）1.67　1.00

解析　

（1）根据电路图连接实物如图所示

（2）电阻箱电阻读数为0×100Ω＋1×10Ω＋1×1Ω＋0×0.1Ω＝11.0Ω；

电压表的分度值是0.1V，要估读到分度值的下一位，电压表读数为1.50V；

因为R与R0串联，所以

＝

，即

＝

，解得R0＝4.0Ω

（3）根据闭合电路欧姆定律可得：

E＝U＋

（R0＋r），

变形得：

＝

＋

·

根据

－

图像的纵截距得

＝0.6，解得：

E≈1.67V

根据

－

图像的斜率得

＝

，解得：

r＝1.00Ω.

11．（16分）（2018·安徽省滁州市上学期期末）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室除提供开关S和若干导线外，还有以下器材供选择：

A．待测的干电池一节；

B．电流表A1（量程0～3mA，内阻RA1＝10Ω）

C．电流表A2（量程0～0.6mA，内阻RA2＝10Ω）

D．滑动变阻器R（0～20Ω，1.0A）

E．电阻箱R0（0～9999.9Ω）

（1）为了解决器材中没有电压表问题，该同学的做法是将电流表________与电阻箱________联改装成量程为0～3V的电压表，改装后电阻箱的阻值应取________Ω.

（2）在图12甲所示虚线框中画出合理的电路图．

图12

（3）该同学用设计的电路图做实验，获得多组数据后，在坐标纸上绘出的I1－I2图像（I1为改装电压表的电流表的示数，I2为测干路电流的电流表的示数）．根据该图像可得被测电池的电动势E＝________V（结果保留三位有效数字），内阻r＝________Ω（结果保留两位有效数字）．（流过改装为电压表的电流较小时此电流可以忽略不计）

答案　

（1）A1　串　990　

（2）如图所示

（3）1.48（1.46～1.50）　0.83（0.81～0.85）

解析　

（1）为了解决器材中没有电压表问题，该同学的做法是将电流表A1与电阻箱串联改装成量程为0～3V的电压表，改装后电阻箱的阻值为：

R0＝

－RA1＝

Ω－10Ω＝990Ω.

（2）为了减小实验误差，电路如图所示：

（3）I1－I2图像与纵轴的交点为I＝1.48mA，电池电动势为E＝I（R0＋RA1）＝1.48×10－3×1000V＝1.48V

电源的内阻为：

r＝

＝

Ω≈0.83Ω.