最新高考物理一轮复习精选单元典题过关检测《恒定电流》含答案.docx
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最新高考物理一轮复习精选单元典题过关检测《恒定电流》含答案
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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