第二章恒定电流章末检测人教版选修31.docx
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第二章恒定电流章末检测人教版选修31
第二章恒定电流章末检测（人教版选修3-1）
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“1A4W”和“2A1W”的字样，则它们均正常
发光时的电阻阻值之比为（）
A.2:
1B.16:
1C.4:
1D.1:
16
答案B
P41
解析由P=IR知：
R=|~2，所以R1:
只2=4:
4=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.0.25JC.0.26JD.0.28J
答案C
解析根据W=Ult可得每秒太阳能电池产生的能量为W=0.6X0.1X1J=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QX23%=W，所以Q=0.26J.
3.为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：
只要有
一扇门没有关紧，汽车就不能启动.如果规定，车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动.能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是（）
A.“与”门B.“或”门C.“非”门D.“与非”门
答案A
解析根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件
才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门.
■:
_丫
图1
4.如图1所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小,这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之
间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电
压U的变化情况是（）
A.I变大，U变小
C.I变小，U变大
B.I变大，U变大
D.I变小，U变小
答案A
故A项正确.
5.
如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线.用此电源与三个阻值均为3Q的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V.则该电路可能为（）
答案B
解析根据UI图象可知E=6V,r=0.5Q,A图U外=4V，B图中U外=4.8V，
C图中：
U外=5.7V，D图中U外=5.4V.
图3
6.电源的效率n定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U为路端电压，I
为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为n、巾■由图
可知n、n的值分别为（）
-31121121
A・4、4B.3、3C.2、2D.3'3
答案D
解析电源的效率n=UIx100%=Ux100%.a点对应的路端电压U为4个格,
21
而电动势E为6个格•因此n=3b点对应的路端电压为2个格，因此rb=3.
故D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4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（）
2U2W
A.P=IRB.P=RC.P=IUD.P=〒
答案CD
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A、B错误，C、D正确.
"一®■—1
~|—I—i—I—I_*
Abr3C
图5
8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图5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（）
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6所示，已知电源电动势E=12V，内阻r=1Q,定值电阻R=2Q,通过小灯泡的电流为1A,已知小灯泡的电阻为3Q,小型直流电动机的线圈电
阻
=1Q,则（）
A.
电动机两端的电压
1V
B.
电动机两端的电压
6V
C.
电动机的输入功率
6W
D.
电动机的输出功率
5W
答案BCD
解析电动机两端的电压Um=E—l（R+Rl+r）=12V—1X（2+3+1）V=6V,故选项A错误，选项B正确；电动机的输入功率P=UmI=6X1W=6W,P出
2一
=P—lr=6W—1W=5W，故选项C、D正确.
n.
J
C：
：
s
1—
图7
10•如图7所示，电源的电动势E=2V，内阻r=2Q,两个定值电阻均为8Q,平行板电容器的电容C=3X10_6F,则（）
4
A.开关断开时两极板间的电压3V
B.开关断开时电容器的带电量4X10_6C
4
C.开关接通时两极板间的电压4V
D.开关接通时电容器的带电量4X10_6C
答案CD
解析电容器两极板间的电压等于R2两端电压，开关S断开时，电路中的总电
E2
流I二弟匚r二8T2A=0.2A,电容器的极板电压U=IR2二0.2X8V二1.6V，此时电容器的带电量Q=CU=3X10_6X1.6C=4.8X10「6C,故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的
E211
总电流I'=帀A=3A，电容器的极板电压U'二I'R外二§X4V
=3V，此时电容器的带电量Q'=CU'二3X10「6X3C=4X10_6C,故选项
C、D正确.
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11.（6分）某直流电动机M转动时的UI图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R1二15Q,R2是滑
动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：
图8
（1）闭合开关S2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在•（选填“左”
或“右”）
（2）先闭合开关Si,开关S2保持断开，此时电流表的示数为0.6A,则恒压电源
输出电压为V.
（3）再闭合开关S2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流
表的示数为1.8A,直流电动机M实际消耗的电功率为W,滑动变阻
器接入电路中的阻值为•（取两位有效数值）
答案
（1）左
（2）9（3）3.84.8
解析
（1）闭合开关S2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端.
⑵恒压电源输出电压U=liRi=0.6X15V=9V
（3）通过直流电动机M电流12=1—11=1.8A—0.6A=1.2A,根据甲图可知此时
直流电动机M的电压为Um=3.2V,5=U—Um=9V—3.2V=5.8V,则直流
电动机M实际消耗的电功率为P=UmI2=3.2X1.2W=3.8W,滑动变阻器接入
12.（9分）用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：
A.待测电阻Rx（大约100Q）
B.直流毫安表A1（量程0〜10mA，内阻约100Q）
C.直流毫安表A2（量程0〜40mA，内阻约40Q）
D.直流电压表V1（量程0〜3V，内阻约5kQ）
E.直流电压表V2（量程0〜15V，内阻约15kQ）
F.直流电源（输出电压4V，内阻不计）
G.滑动变阻器R（阻值范围0〜50Q,允许最大电流1A）
H.开关一个、导线若干
（1）根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选
，直流电压表应选.
⑵在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些.
（3）用铅笔按电路图将实物图连线.
图9
答案
（1）CD
（2）电路图见解析（3）实物图见解析
解析
（1）由于直流电源的电动势为4V，待测电阻Rx阻值约100Q,故通过Rx的最大电流约为40mA,所以直流毫安表应选C;直流电压表若选15V量程，则读数误差较大，故应选D.
-1
^=i—^-®-i
（2）由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；
由于头聲二50＞二絮=2.5,故电流表采用外接法•电路图如图：
Rx100Ra40
（3）根据电路图，实物图连线如图：
四、计算题（本题共4小题，共45分）
13.（10分）如图10甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Q，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象如图乙所示，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10
（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）20V20Q
（2）5Q（3）300Q
解析
（1）将乙图中AB线延长，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，所以电
源的电动势为E=20V,内阻r=E=20Q.
I短
⑵当P滑到R3的右端时，电路参数对应乙图中的B点，即U2=4V、12=0.8A，得R2=U=5a
⑶当P滑到R3的左端时，由乙图知此时U外=16V,I总=0.2A,所以R外
=80q因为R外二R^+亞所以滑动变阻器的最大阻值为：
r3=300q.
图11
14.（10分）如图11所示的电路中，电源的电动势E=12V,内阻未知，Ri=8Q,
R2=1.5Q,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）试求:
（i）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）1A3Q
（2）1Q（3）0.48W
Po3
解析⑴灯泡的额定电流lo=U°J=3A=1A
22
灯丝电阻Rl=3Q=3Q
Po3
（2）断开S时，灯L正常发光，即li=Io,根据闭合电路欧姆定律E=lo（Ri+Rl
+r）
E12
得r=g—（Ri+Rl）=[~i—（8+3）]Q=1Q
⑶闭合S时，设外电路总电阻为R外
_RlR2—__
R外=+Ri=9Q
Rl+R2
干路电流为I总=»=1.2A
R外十r
灯两端的电压Ul=I总•p=1.2VRl十R2
U2
灯的实际功率P=UL=0.48W15.（12分）在如图12甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa、Ob所示.电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计.
图12
（1）调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻
R1和R2阻值为多大？
R3接入电路的阻值为多大？
（2）调节滑动变阻器R3,使R3=0,这时电阻R1和R2消耗的电功率各是多少？
答案
（1）1000Q1000Q800Q
（2）1.05X10一2W1.4X10_2W
解析
（1）R1、R2和R3串联，电流相等，当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流1=2.5mA.
这时加在电阻R1和R2上的电压U1=U2=2.5V.
U1
由欧姆定律得R1=只2=亍=1000Q
滑动变阻器R3两端电压为U3=E—Ui—U2=2V
U3
由欧姆定律得R3=-p=800Q
（2）调节滑动变阻器R3,当R3=0时
Ui+U2=E=7V
又因通过电阻R1和R2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I=3.5mA，
且Ui=3V,U2=4V
电阻R1消耗的电功率为P1=IU1=1.05X10—2W
电阻R2消耗的电功率为P2=IU2=1.4X10—2W16.（13分）一台电风扇，内阻为20Q,接上220V电压后，消耗的功率为66W•求:
（1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率;
⑶若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，贝吐匕时通过电动机的电流多大？
电动机消耗的电功率和发热功率各是多大?
答案
（1）0.3A
（2）64.2W1.8W97.3%
（3）11A2420W2420W
P入66
解析⑴由P入=IU得I=U=220A=0.3A
（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率
22
P内=I2r=0.32X20W=1.8W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率
P机=P入一P内=66W—1.8W=64.2W
电风扇正常工作时电动机的效率
n=P机X100%=^x100%〜97.3%
P入66
（3）电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流
电动机消耗的电功率
P=IU=11X220W=2420W
电动机发热功率
P热=I2r=112X20W=2420W.
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