人教版高中物理选修31第二章《恒定电流》单元检测题含答案Word格式.docx
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用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;
用欧姆挡测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大.那么,该黑箱内元件的接法可能是下图中的( )
A.
B.
C.
D.
5.将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1,当把它们串联在电压为4U的电源两端时,下列说法正确的是( )
A.R1两端的电压为U
B.R2消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.两个电阻消耗的总功率为12P1
6.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω,要把它改装成一个量程为3V的电压表,则( )
A.应在电流表上再串联一个阻值为3kΩ的电阻
B.应在电流表上再并联一个阻值为3kΩ的电阻
C.改装后的电压表内阻是500Ω
D.改装后的电压表内阻是3kΩ
7.如图所示的电路中,开关S闭合后,灯泡A和B都正常发光.由于电路故障,灯泡B变暗(没有熄灭),灯泡A变亮,则电路中可能发生的故障是( )
A.R1短路
B.R1断路
C.R2短路
D.R2断路
8.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,路端电压下降
D.若外电路断开,则路端电压为零
9.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1∶2,则甲、乙两个电阻阻值的比值为( )
A.1∶2
B.1∶3
C.1∶4
D.1∶5
10.一个毫伏表,它的内阻是100Ω,量程是200mV,把它改变装成为量程为10A的安培表,毫伏表上应( )
A.并联0.002Ω的电阻
B.并联0.02Ω的电阻
C.并联50Ω的电阻
D.并联4900Ω的电阻
11.额定电压、额定功率相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下工作了相同时间,比较它们产生的热量,结果是( )
A.电风扇最多
B.电烙铁最多
C.日光灯最多
D.一样多
12.关于逻辑电路,下列说法正确的是( )
A.逻辑电路就是数字电路
B.逻辑电路可存在两种以上的状态
C.集成电路由三种最基本的门电路构成
D.集成电路可靠性高、寿命长,但耗电量高
13.在如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源内阻不能忽略.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向下调节,则下列叙述正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.电源的效率增大,电容器C的带电量增加
14.如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知下列结论正确的是( )
A.导体的电阻是0.02Ω
B.导体的电阻是5Ω
C.当导体两端的电压为10V时,导体中的电流为0.2A
D.当导体中的电流为0.2A时,导体两端电压为15V
15.有四个金属导体,它们的U-I图象如图所示,电阻最大的导体是( )
A.a
B.b
C.c
D.d
16.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是()
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B.由
可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.金属的电阻率随温度的升高而增大
D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
17.如图,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
分别为理想电压表与理想电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
的读数变大,
的读数变小
的读数变小,
的读数变大
18.如图所示,直线OAC的某一直线电源的总功率随总电流变化的曲线,抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率随总电流的变化曲线,若A、B对应的横坐标为1.5,则下面判断正确的是( )
A.线段AB表示的功率为2.25W
B.电源的电动势为3V,内阻为1.5Ω
C.电流为2A时,电源的输出功率最大
D.电流为1A时,路端电压为1V
19.关于导线中的电场,下列说法正确的是( )
A.导线内的电场线可以与导线相交
B.导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积的电荷形成的电场E′叠加的结果
C.导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态
D.导线中的电场是静电场的一种
20.如图所示,直线a为电源的U-I图线,直线b为电阻R的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,下列说法中正确的为( )
A.电源的电动势为3V,其输出功率为2W,其效率为67%
B.电源的电动势为3V,其输出功率为4W,其效率为33.3%
C.电源的内阻为0.5Ω,其输出功率为2W,其效率为67%
D.电源的内阻为0.5Ω,其输出功率为4W,其效率为67%
第Ⅱ卷
二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)
21.在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中,某同学的实际连线如图甲所示.(电流表A:
0~0.6~3A,电压表V:
0~3~15V)
(1)经仔细检查、诊断知,该图中有两处不太合理的连线,那么这两处不太合理的连线对应的编号是__________.
(2)若利用改正后的正确的连线图,实验后,测得数据,并画出电源的输出特性图象(U-I图)如图乙.则该电源的电动势为________,电源内阻为________.
三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
22.如图所示,用某一直流电动机来提升重物,重物的质量m=50kg.当电压U1=
12V时没有提起重物,即输出功率为0,这时电流为I1=3A.当电动机的电压为U2=110V,重物被提起.不计各种摩擦,当重物向上运动的速率恒定时,电路中的电流强度I2=5.0A,
求:
(1)该电动机的电阻.
(2)重物被电动机匀速提升时的速率?
(取g=10m/s2).
23.如图所示,滑动变阻器R1的最大值是200Ω,R2=R3=300Ω,A、B两端电压UAB=8V.
(1)当开关S断开时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?
(2)当开关S闭合时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围又是多少?
24.每个太阳能电池的电动势为0.50V,短路电流为0.04A,则:
(1)求该电池的内阻为多少?
(2)如用5个这样的太阳能电池串联,则串联后总的电动势和总的电阻分别为多少?
(3)现用多个这种太阳能电池串联对标称值为“2.0V、0.04W”的用电器供电,则需要多少个这样的太阳能电池才能使用电器正常工作?
答案
1.【答案】D
【解析】由图象可知电源的电动势为2V,
r=k=
=2.5Ω,故A、B、C错误,D正确.
2.【答案】A
【解析】在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中,电路中总电阻减小,平行金属板两端的电压增大,小球受到的电场力增大,因此夹角θ增大,即θ1<
θ2;
电路中的总电阻减小,总电流增大,即I1<
I2,故A正确.
3.【答案】C
【解析】电流表是用表头G并联一个分流电阻改装成的,电压表是用表头G串联一个分压电阻改装成的,它们本身都有内阻,只是电流表的内阻一般很小,而电压表的内阻一般很大,电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小,而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大,故A、B、D错误,C正确.
4.【答案】B
【解析】由E、G两点之间与F、G之间有电压,说明黑箱内有电源,且电源一定与G相连.因为利用欧姆表测量E、F两点的电阻时,正、反向的电阻区别比较大,说明E、F两点间有二极管,且E端接二极管的正极.由以上的分析可得黑箱内的元件接法为B.
5.【答案】D
【解析】当R1、R2并联在电压为U的电源两端时,两电阻两端的电压为U,根据P=UI,功率之比等于电流之比,根据并联电路电流和电阻的关系,可知:
R1=3R2;
当把它们串联在电压为4U的电源两端时,电路中的电流I=
=
,故通过R2的电流不变,电压不变,所以R2的电功率不变,仍为3P1,故B、C错误;
R1两端的电压U1=IR1=
×
3R2=3U,故A错误;
两个电阻消耗的总功率P=U′I=4U×
=12P1,故D正确.
6.【答案】D
【解析】改装成电压表要串联电阻,设为Rx,则Ig(Rg+Rx)=UV
即:
1×
10-3×
(500+Rx)=3
解得:
Rx=2500Ω
7.【答案】B
【解析】电阻R1与灯A并联,电阻R2与灯B并联,然后是串联在电路中,根据“串反并同”,即串联电器的电压电流都与该电阻反向变化,并联电器的电压电流都与该电阻同向变化.短路就是电阻变小为0,断路就是电阻变大为无穷大.据此判断,R1短路会使得与之串联的电阻R2与灯B电流变大,B灯变亮,与之并联的灯A电流变小(被短路,电流减小为0),A灯熄灭,选项A错误.R1断路会使得与之串联的电阻R2与灯B电流变小,B灯变暗,与之并联的灯A电流变大,A灯变亮,选项B对.R2短路使得与之串联的电阻R1与灯A电流变大,A灯变亮,与之并联的灯B电流变小(被短路减小到0),B灯熄灭,选项C错误.R2断路使得与之串联的电阻R1与灯A电流变小,A灯变暗,与之并联的灯B电流变大,B灯变亮,选项D错误.
8.【答案】C
【解析】由路端电压公式U=E-Ir知选项C项正确.
9.【答案】C
【解析】由题意
=2,
,由欧姆定律I=
得R=
,得
.
10.【答案】B
【解析】经分析知:
IgRg=IRR
I=Ig+IR
Ig=
联立解得:
R=
,代入数据得:
R≈0.02Ω.
11.【答案】B
【解析】电风扇、电烙铁和日光灯额定电压、额定功率相同,相同时间内消耗的电能相等,而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能,日光灯消耗的电能大部分转化为光能,电烙铁消耗的电能全部转化为内能,所以电烙铁产生的热量最多.
12.【答案】A
【解析】数字电路遵循逻辑关系计算,所以又叫逻辑电路,A正确;
从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示.也可以规定:
低电平为“0”,高电平为“1”,B错误;
集成电路是由与、或、非、与非、或非等基本逻辑门为基本单元构建的,C错误;
集成电路可靠性高、寿命长,耗电量低,D错误;
故选A.
13.【答案】C
【解析】当滑片P向下调节时,变阻器的电阻R的阻值变小,故它与灯泡L2并联的总电阻也变小,整个电路的电阻变小,所以干路中的电流变大,灯泡L1变亮;
由于外电路的电阻变小,故路端电压即电压表的示数变小;
由于R与L2并联的总电阻减小,故电容器两端电压减小,电容器的带电量减小,灯泡L2变暗,通过L2的电流减小,而总电流又变大,故电流表的示数变大;
由于路端电压减小,故电源的效率减小,故C正确.
14.【答案】C
【解析】R=
Ω=50Ω,A、B错;
I=
A=0.2A,C正确;
U=IR=0.2×
50V=10V,D错.
15.【答案】D
【解析】 根据欧姆定律公式I=
可得定值电阻的U-I图象是一条经过坐标原点的直线,斜率表示电阻,故导体d的电阻最大.选项D正确.
16.【答案】C
【解析】电阻是导体的固有属性,导体通不通电,两端是否有电压,电阻都存在,故A、B错误;
金属的电阻率随温度的升高而增大,选项C正确;
导体的电阻率与导体的材料,温度有关,与其他因素无关,故D错误.
17.【答案】D
【解析】
18.【答案】A
【解析】电源的总功率P=EI,C点表示I=3A,P=9W,则电源的电动势:
,
由图看出,C点表示外电路短路,电源内部热功率等于电源的总功率,则有:
P=I2r,代入解得:
r=1Ω,故B错误;
AB段表示的功率为:
PAB=EI′﹣I′2r=3×
1.5﹣1.52×
1(W)=2.25W,故A正确;
电源的输出功率:
P=EI﹣I2r=2I﹣I2=﹣(I﹣1)2+1,故当I=1A时,输出功率
最大,为1W,故C错误;
根据U=E﹣Ir=3﹣I,当I=1A时,U最大,为2V,故D错误;
19.【答案】B
【解析】导线内的电场线与导线是平行的,故A错;
导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的,故B对;
导线内电场不为零,不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种,故C、D错.
20.【答案】C
【解析】图线a纵截距等于电源的电动势,斜率的绝对值等于电源的内阻,
则由图线a可知,电源的电动势为E=3V;
内阻r=
Ω=0.5Ω;
两图线的交点表示该电源与电阻串联时的状态,此时电路中电流为I=2A;
电压为U=2V;
电源的效率η=
100%=
100%≈67%,故A、B、D错误,C正确.
21.【答案】
(1)③⑤
(2)3V 2Ω
【解析】图示的实物图中开关起不到控制电压表的作用,所以导线⑤错误;
导线③中电流表量程不对,所以导线③连接错误;
由图象得电动势为3V,直线斜率为2,所以内阻为2Ω.
22.【答案】
(1)4Ω
(2)0.9m/s
(1)电动机输出功率为零时符合欧姆定律,则有:
;
(2)设重物匀速运动的速率为v,则根据功率关系可得:
23.【答案】
(1)4.8~8V
(2)3.43~8V
(1)当开关S断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R3及R1的下部不接在电路中,当滑片P在最上端时,R2上获得的电压最大,此时R1接入电路的电阻为零,因此R2上的最大电压等于UAB=8V.当滑片P在最下端时,R1的全部与R2串联,此时R2上的电压最小,UR2=
UAB=4.8V,所以R2上的电压变化范围为4.8~8V.
(2)当开关S闭合时,滑动变阻器R1为分压式接法,当滑片P在最下端时,R2上的电压最小,此时R2与R3并联,再与R1的全部串联,R2与R3的并联电阻R′=
=150Ω,电压为U′=
UAB≈3.43V,当滑片P在最上端时,R2上的电压最大等于UAB=8V,所以R2上的电压范围为3.43~8V.
24.【答案】
(1)12.5Ω
(2)2.5V62.5Ω(3)8个
(1)该电池的内阻
(2)总电动势E=5×
0.50V=2.5V总电阻R=5×
12.5Ω=62.5Ω
(3)用电器的额定电流
A=0.02A
设需要n个这样的太阳能电池串联使用,n个电池串联后的总电动势E总=nE,
串联后的总内阻r总=nr
使用电器正常工作,串联电池组输出的路端电压应等于用电器的额定电压U0=2.0V.
由闭合电路欧姆定律,有
解得
即需要8个这样的太阳能电池才能使用电器正常工作.
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- 恒定电流 人教版 高中物理 选修 31 第二 恒定 电流 单元 检测 答案