单元检测八.docx
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单元检测八
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、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分）
1.铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为（ ）
A.光速cB.
C.
D.
2.电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是（ ）
A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B.因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大
C.因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
D.若外电路断开，则路端电压为零
3.如图1所示，a，b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（ ）
图1
A.a代表的电阻丝较粗
B.b代表的电阻丝较粗
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
4.如图2所示为几种电学元件的电流与电压的关系图象，下列说法中正确的是（ ）
图2
A.这四个图象都是伏安特性曲线
B.这四种电学元件都是线性元件
C.①②是线性元件，③④是非线性元件
D.这四个图象中，直线的斜率都表示元件的电阻
5.如图3，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
分别为电压表和电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
图3
A.
的读数变大，
的读数变小
B.
的读数变大，
的读数变大
C.
的读数变小，
的读数变小
D.
的读数变小，
的读数变大
6.（2017·吉林实验中学检测）如图4所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（ ）
图4
A.R接到a电源上，电源的效率较高
B.R接到b电源上，电源的输出功率较大
C.R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D.R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高
7.如图5所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻.闭合开关S后，若照射R3的光照强度减弱，则（ ）
图5
A.R1两端的电压变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源两极间的电压变小
8.如图6所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（ ）
图6
A.电流表坏了或未接好
B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D.灯L1和L2的灯丝都断了
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
9.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时，下述说法中正确的是（ ）
A.电动机的输出功率为IU－I2R
B.电动机的输出功率为
C.电动机的发热功率为I2R
D.电动机的功率可写成IU＝I2R＝
10.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图7所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（ ）
图7
A.电能转化为化学能的功率为UI－I2r
B.充电器输出的电功率为UI＋I2r
C.电池产生的热功率为I2r
D.充电器的充电效率为
×100%
11.将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是（ ）
A.接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压
B.接上分压电阻后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变
C.如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍
D.通电时，通过电流表和分压电阻的电流一定相等
12.（2017·山东检测）某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图8中的a、b、c所示.则下列说法中正确的是（ ）
图8
A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系
B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率
C.在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC
D.两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4
三、实验题（本题共6小题，共48分）
13.（8分）如图9所示为多用电表的不完整的示意图，图中还显示出了表内的电源E1和表内的调零电阻R0.被测电路由未知电阻Rx和电池E2串联构成.
图9
（1）现欲测阻值大约为一千多欧姆的未知电阻Rx的阻值，请完善以下测量步骤：
①甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是________（选填“红”或“黑”）表笔；
②测电阻的倍率选择“×100”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻R0，使表针指到表盘刻度的最________（选填“左”或“右”）端；
③在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下（见图），测试表笔甲应接触被测电路中的________（选填“a”或“b”）点；
④若测试表笔甲接触的位置正确，此时表针恰好指在图示的虚线位置，则被测电阻Rx的阻值为________Ω.
（2）已知图中电源E1的电动势为4.5V，电源E2的电动势为1.5V（不计其内阻）.若测电阻Rx时，测试表笔甲在a、b两个触点中连接了错误的触点，那么，表针的电阻示数将比真实值________（选填“偏大”或“偏小”），其示数应为________Ω.
14.（8分）（2017·江西南昌模拟）某同学测定一细金属丝的电阻率，部分实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量该金属丝的直径，螺旋测微器如图10甲所示，则该金属丝的直径为________mm.
图10
（2）因找不到合适的电压表，该同学设计了如图乙所示的电路，电源电动势为E＝3V，内阻不能忽略，取金属丝Rx接入电路的长度为20cm，接通电路后调整电阻箱的阻值，使电流表示数为0.50A，之后不断改变Rx接入电路的长度，调整电阻箱的阻值，使电流表示数始终为0.50A，记录下电阻丝Rx接入电路的长度及对应电阻箱的阻值如下表所示：
长度L（cm）
10
20
30
40
50
60
电阻箱R0（Ω）
4.2
3.5
2.3
2.2
1.5
1.0
请在图丙的坐标纸中作出电阻R0随长度L变化的图象；
（3）根据图象可求得：
该金属丝的电阻率为ρ＝________Ω·m，电源的内阻为r＝________Ω（计算结果保留2位有效数字）
15.（8分）为了比较准确的测量阻值约为100Ω的定值电阻Rx，实验室提供如下的实验器材：
A.电动势E＝6V，内阻很小的直流电源
B.量程5mA，内阻为RA1＝50Ω的电流表
C.量程0.6A，内阻为RA2＝0.2Ω的电流表
D.量程6V，内阻RV约为15kΩ的电压表
E.定值电阻R1＝5Ω
F.定值电阻R2＝500Ω
G.最大阻值15Ω，最大允许电流2A的滑动变阻器
H.最大阻值15kΩ，最大允许电流0.5A的滑动变阻器
I.开关一个，导线若干
（1）为了能比较精确地测量Rx的电阻值，电流表应选用________（选填“B”或“C”）、定值电阻应选用________（选填“E”或“F”）、滑动变阻器应选用________（选填“G”或“H”）；
（2）请根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路，并在方框中画出电路图；
（3）如果电压表的示数为U（单位为V），电流表的示数为I（单位为A），则待测电阻的计算式为Rx＝________（表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）.
16.（8分）（2018·湖北荆州质检）某同学用如图11甲所示的电路描绘一个标有“3V 0.25A”小灯泡的伏安特性曲线.他已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；开关一个，导线若干.
图11
（1）实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的________（填数字）；
①滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
②滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）在图乙中他已经连接了一部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整；
（3）闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于________（选填“a”或“b”）端；
（4）为了得到伏安特性曲线，他以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图丙所示.请你帮他完成I－U图象；
（5）由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而________；
（6）如果将此小灯泡连入如图丁所示电路，其中电源电动势为3V，电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5Ω，定值电阻R的阻值为10Ω.开关S闭合后，通过小灯泡的电流是________A.
17.（8分）测量电阻有多种方法.
（1）若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是（ ）
A.测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
（2）若用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡电阻的伏安特性曲线.
A.电压表V1（量程0～6V，内阻很大）
B.电压表V2（量程0～4V，内阻很大）
C.电流表A（量程0～3A，内阻很小）
D.滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流4A）
E.小灯泡（2A,5W）
F.电池组（电动势E，内阻r）
G.开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：
若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小.
①请将设计的实验电路图在图12甲中补充完整.
图12
②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（结果均保留两位有效数字）
③在U－I坐标系中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为________（此空填百分数，保留一位小数）.
18.（8分）实验室中准备了下列器材：
A.待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω）
B.电流表A1（满偏电流1.5mA，内阻为10Ω）
C.电流表A2（量程0～0.60A，内阻约为0.10Ω）
D.电压表V（量程0～15V，内阻约为10kΩ）
E.滑动变阻器R1（0～20Ω，2A）
F.滑动变阻器R0（0～100Ω，1A）
G.电阻箱R3：
最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流是0.6A
H.开关一个，导线若干
（1）若要将电流表A1改装成量程为1.5V的电压表，需给该电流表串联一个_______Ω的电阻.
（2）为了测量电池的电动势和内阻，小明按图13（a）设计好了测量的电路图，在图（a）中，甲是________，乙是__________.（填器材前面的序号）
（3）为了能较为准确地进行测量和操作方便，图（a）所示的测量电路中，滑动变阻器应选________.（填器材前面的序号）
（4）图（b）为小明根据图（a）的测量电路测得的实验数据作出的I1－I2图线（I1为电表乙的示数，I2为电表甲的示数），由该图线可得：
被测干电池的电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω.（均保留两位小数）
图13
答案精析
1.D 2.C 3.B 4.C 5.B
6.C [由题图知，电阻R接在电源a上时电路中电流为0.5I0，短路电流为I0，根据闭合电路欧姆定律I＝
得R＝r，a电源的效率η＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝50%；同理，电阻R接在电源b上时电源b的效率η>50%，选项A错误；电源的图线与电阻R的U－I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由题图知，电阻R接在电源a上时电压和电流都较大，故电源a的输出功率较大，选项B错误；由以上分析可知，R接在a电源上，电源的输出功率较大，电源效率较低，选项C正确；R接在b电源上，电阻R两端电压和电流较低，故电阻R的发热功率较低，选项D错误.]
7.B [照射R3的光照强度减弱，光敏电阻阻值变大，故电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流减小，路端电压增大，D项错；由部分电路欧姆定律得U1＝IR1，则R1两端电压减小，A项错；根据串反并同规律可知，与R3串联的小灯泡消耗的功率减小，B项正确；通过与R3并联的电阻R2的电流增大，C项错.]
8.B [电流表坏了或未接好，电压表无示数，不符合题意，故A错误；从a经过L1到b的电路中有断路，电流表无示数，电压表有示数，并且为电源电压，符合题意，故B正确；灯L2的灯丝断了或灯座未接通，电压表无示数，不符合题意，故C错误；灯L1和L2的灯丝都断了，则电流表和电压表均无示数，不符合题意，故D错误.]
9.AC [电动机的总功率为P＝UI，根据焦耳定律得电动机的发热功率P热＝I2R，故电动机的输出功率P出＝P－P热＝UI－I2R，故A、C正确，B错误.因为P>P热，即UI>I2R，U>IR，欧姆定律不适用，故UI≠I2R≠
，故D错误.]
10.AC 11.BD
12.CD [电源的总功率与电流的关系为PE＝EI∝I，曲线a表示电源的总功率随电流变化的图线；设电源的内阻为r，电源内部的发热功率与电流的关系为Pr＝I2r，由数学知识可知，电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线为开口向上的抛物线，曲线b表示电源内部的发热功率随电流变化的图线；根据闭合电路中的能量转化关系得，电源的输出功率为PR＝EI－I2r，由数学知识可知，电源的输出功率PR随电流I变化的图线为开口向下的抛物线，曲线c表示电源的输出功率随电流变化的图线，故A、B项错误；根据能量守恒定律得PE＝Pr＋PR，故C项正确；M点所表示的物理意义是电源内部的发热功率等于电源的输出功率，此时外电阻等于内阻，电路中的电流为I1＝
，电源的发热功率Pr1＝
I1＝
，N点表示的物理意义是电源的总功率等于发热功率，此时只有电源的内阻，电路中的电流为I2＝
，电源的总功率PE2＝EI2＝
，D项正确.]
13.
（1）①红 ②右 ③b ④1500
（2）偏小 700
解析
（1）①根据“红进黑出”原理，甲表笔应为红表笔.②欧姆表的最右端为零刻度线，当两表笔短接时，被测电阻为零，所以指针应指向最右端.③欧姆表内部有电源，不需要外部电源，所以表笔甲应接在b点.④倍率选择“×100”，故读数为15.0×100Ω＝1500Ω.
（2）当接对时电流I＝
，当接错后电流I′＝
，即电流表指针偏角偏大，所以电阻示数偏小，应指在7刻度线上，故示数为700Ω.
14.
（1）0.200（0.199～0.201均可）
（2）如图所示
（3）2.0×10－7（1.9×10－7～2.1×10－7均可） 1.2（1.1～1.3均可）
解析
（1）该金属丝的直径d＝0mm＋20.0×0.01mm＝0.200mm.
（2）根据表格数据描点连线.
（3）由闭合电路欧姆定律和电阻定律，可得：
E＝I（r＋R0＋ρ
），解得：
R0＝
－r－
L，在R0－L图象中，其斜率的大小k＝
，则ρ＝kS＝2.0×10－7Ω·m；图线与纵轴截距a＝
－r，则r＝
－a＝1.2Ω.
15.
（1）B E G
（2）如图所示 （3）
解析
（1）电路中最大电流I＝
＝
A＝0.06A＝60mA，所以电流表选择B，由于电流表量程较小，所以要改装电流表，扩大量程，则需要并联的电阻为R＝
＝
Ω＝4.5Ω，所以定值电阻选择E，由于被测电阻为100Ω，为方便调节，则滑动变阻器选择G.
（2）为了能比较精确地测量Rx的电阻值，滑动变阻器使用分压式，由于电压表的内阻不知，所以不能使用外接法，则实验电路图如图所示.
（3）根据欧姆定律得：
Rx＝
＝
.
16.
（1）①
（2）见解析图 （3）a （4）见解析图
（5）增大 （6）0.18（0.17～0.19均可）
解析
（1）由题图甲可知，实验采用分压式接法，滑动变阻器应选用小电阻，故选①.
（2）根据原理图，将实物图连接，如图所示.
（3）为了保证安全，闭合开关前，滑动变阻器应保证测量电路中的电压为零，即滑动变阻器左侧分压为零，故滑片应在a处.
（4）用平滑曲线将各点连接，如图所示.
（5）由I－U图象可知，图象的斜率越来越小；而在I－U图象中，图象的斜率反映电阻的倒数，故说明电阻在增大.
（6）设灯泡两端电压为U，电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋（
＋I）（r＋R0）；代入数据化简可知3＝
＋5I，即I＝0.6－
U.作出其图象如图所示：
两图象的交点即为灯泡的工作点，则由图可知，电流为0.18A.
17.
（1）AC
（2）①见解析图 ②4.5 1.0 ③0 55.6%
解析
（1）欧姆表盘右端示数为零，指针从左向右摆动，测量电阻时，如果指针偏转过大，表明被测电阻为小电阻，所以应该换为小倍率的挡位，A项正确；红、黑颜色的表笔实质上就是颜色不同的导线，如果表笔插错位置不会影响测量结果，所以B项错误；欧姆表内部有电源，测量电阻时需要把电阻与原电路断开，所以C项正确；如果测量不同电阻时，欧姆表挡位不改变时不需要重新欧姆调零，换挡位需要重新欧姆调零，所以D项错误.
（2）①根据实验要求，需要测定路端电压和电流，同时测定小灯泡的电压和小灯泡的电流，所以在测量小灯泡的伏安特性时电流表选用外接法，若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，说明小灯泡和滑动变阻器是串联关系，小灯泡与滑动变阻器各自分压，所以设计电路图如图所示.
②根据电源的U－I图象中纵轴截距代表电动势可知电源电动势E＝4.5V，斜率的绝对值表示内阻r＝
＝
Ω＝1.0Ω.③由图象可知，两图线的交点坐标即为灯泡电压UL＝2.5V，此时电路中电流为2.0A，根据闭合电路欧姆定律有E＝Ir＋IR＋UL，代入数据解得R＝0Ω，电池组的效率η＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝55.6%.
18.
（1）990
（2）C B （3）E （4）1.47（1.46～1.48均正确）
0.76（0.74～0.78均正确）
解析
（1）电流表的内阻为10Ω；满偏电压为Um＝1.5×10－3×10V＝1.5×10－2V；若改装为量程为1.5V的电压表，则应串联的电阻为R＝
Ω＝990Ω.
（2）根据题意可知，乙为电流表B与电阻箱结合作为电压表使用，甲为电流表C，作为电流表使用.（3）滑动变阻器选择阻值较小的E.（4）由闭合电路欧姆定律可得I1（R3＋RA）＝E－（I1＋I2）·r，变形得I1＝
－
I2；由数学知识可得：
题图（b）中的|k|＝
；b＝
；由题图（b）可知b＝1.46（单位为mA）；|k|＝
×10－3＝0.75×10－3；故解得E＝1.47V，r＝0.76Ω.
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