届高考物理一轮复习 课时作业 第7单元 恒定电流.docx
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届高考物理一轮复习课时作业第7单元恒定电流
2020届高三物理总复习精品单元测试
第7单元恒定电流
一、选择题:
本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3
分,有选错或不答的得0分.
1.下列由基
本门组成的电路中,能使蜂鸣器发出声音的是( )
【解析】由于A电路是“与”门电路,输入端为一是高电平,一是低电平,输出端为低电平,蜂鸣器不能工作;B电路为“或”门电路,输出端为高电平,蜂鸣器能工作;C电路是“非”门电路,输出端为低电平,蜂鸣器不能工作;D电路是“或非”门电路,输出端为低电平,蜂鸣器不能工作.选项B正确.
【答案】B
2.在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类.现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率ρ=8×106Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为( )
A.0.31μA B.0.62μA
C.0.15μA D.0.43μA
【解析】根据电阻定律,可得神经纤维的电阻为:
R=ρ
=8×106×
Ω=3.18×108Ω
根据部分电路的欧姆定律可知:
I=
=0.31×10-6A=0.31μA.
【答案】A
3.一个电解槽的额定电压为U,电流为I,两极间电解液的电阻为R.当它正常工作时,下列说法正确的是( )
A.电解槽的功率为
B.电解槽的热功率为I2R
C.电解槽的输出功率为UI-I2R
D.电解槽的热功率为
【解析】电解槽的功率指的是这一装置消耗电
能的总功
率P=UI,电解槽的热功率由焦耳定律有:
P热=I2R
电解槽的输出功率指的是这一装置把电能转化为化学能的功率(电解出单质),故P输=UI-I2R.
【答案】BC
4.在如图甲所示的电路中,闭合开关S,灯L1、L2正常发光.由于电路出现故障,突然发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的示数变小,根据分析,发生的故障可能是( )
甲
A.R1断路B.R2断路
C.R3短路D.R4短路
【解析】先将原电路化简,如图乙所示,再根据闭合电路欧姆定律和串、并联知识分析各
部分电压、电流、电功率是否符合题干的表现特征,作出相应判断.由等效电路看出,若L1电压升高、L2电压降低,故障只能出现在R1、R2、R3、R4上面;若R3、R4短路,则的示数应增大;若R2断路,L2两端电压升高,故故障只能是R1断路.选项A正确,B、C、D错误.
乙
【答案】A
5.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U0轴的垂线,PM为I轴的垂线.下列说法中正确的是( )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻R=
C.对应P点,小灯泡的电阻R=
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”
【解析】由欧姆定律,图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O点的连线的斜率的倒数.随着所加电压的增大,图中曲线斜率越来越小,即小灯泡的电阻增大,故A项正确;对应P点,小灯泡的电阻为OP连线的斜率的倒数,即R=
,故B项正确,C项错误;对应P点,小灯泡的功率P=U1I2,即图中矩形PQOM所围的“面积”,故D项正确.
【答案】ABD
6.有一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示.将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U0的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2,则它们之间的大小关系为( )
甲 乙 丙
A.P1=
4P2 B.PD=
C.P1<4P2D.PD>P2
【解析】由图甲可知,电阻器D的阻值随电压的增大而减小,当D接入丙图所示电路时有:
UD<U0,RD>R2=R1,故RD与R2并联后的阻值大于
,U1<
U0,UD=U2>
U0,可得选项A、B、D错误,C正确.
【答案】C
7.如图所示,U-I图象上a、b、c各点均表示该电路中一个确定的工作状态,且α=β.下列说法正确的是( )
A.在b点时,电源有最大的输出功率
B.在b点时,电源的总功率最大
C.从a→b的过程中,电源的总功率和输出功率都将增大
D.从b→c的过程中,电源的总功率和输出功率都将减小
【解析】电源的U-I图象与U轴的交点为电源的电动势E,与I轴的交点为短路电流I短=
由题意知,Ib=
,此时R=r,电源有最大的输出功率
故选项A正确、B错误.
从a→b,表示外电阻增大(趋近于r),总功率减小,输出功率增大;从b→c,表示外电阻由r增大,总功率和输出功率都减小,故选项C错误、D正确.
【答案】AD
8.图示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05Ω
.电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10A,电压表示数为12V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8A,则此时通过启动电动机的电流是( )
A.2A B.8A
C.50A D.58A
【解析】只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:
E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R灯=
=
Ω=1.2Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为:
I电动机=
-I′=
A-8A=50A,故选项C正确.
【答案】C
二、非选择题:
本题共4小题,共52分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
9.(10分)
(1)如图所示的电路,ab、cd、ef、gh四根导线中有一根是断的,其他三根导线及电源、电阻R1、R2、开关S都是好的,为了查出哪根导线断了,在开关S闭合的情况下,某同学准备将多用电表的红表笔固定接在电源的正极a,再将黑表笔先后分别依次接b端、d端和f端,并观察多用电表的示数,测量前该同学应将多用表调至________(将选项代号的字母填在横线上).
A.欧姆挡B.直流2.5V挡
C.
直流10V挡D.直流0.5A挡
(2)一只小灯泡,标有“3V 1.5W”字样.现要描绘小灯泡0~3V的伏安特性曲线.实验器材有:
A.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
B.电动势为6V、内阻约为1.0Ω的电源
C.量程为0.6A、内阻约为1.0Ω的电流表
D.量程为3A、内阻约为0.1Ω的电流表
E.量程为3V、内阻约为6kΩ的电压表
F.量程为15V、内阻约为10kΩ的电压表
G.开关、导线若干
①电压表应选用________;电流表应选用________.(将选项代号的字母填在横线上)
②在该实验中,设计了如图所示的四个电路.为了减小误差,应选取的电路是________(将选项代号的字母填在横线上)
③以
下是该实验的操作步骤:
A.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路.
B.调节滑动变阻器触头的位置,保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大.
C.闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数(U,I),移动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组数据.
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线.
指出以上步骤中存在的错误或不妥之处:
____________________________________________________.
【答案】
(1)C
(2)①E C ②C
③步骤B不妥,应为:
闭合开关前应使变阻器与小灯泡并联部分的电阻为零.(或B步骤中,应使滑动变阻器的电阻最小)
步骤D有错,应为:
按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用一条平滑的曲线连接起来.
10.(10分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这
个电池的电动势E和内阻r,但是从实验室只借到一个开关;一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω,可当标准电阻用);一只电流表(量程IR=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线.
(1)请根据测定电动势E和内阻的要求,设计图甲中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.
当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图乙所示.处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数
;再制作R-
坐标图,如图丙所示,图中已标注出了(R,
)的几个与测量
对应的坐标点,请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上.
(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线.
丙
(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=________V
,内阻r=________Ω.
【解析】
(1)先设计实验电路图,然后再根据电路图连线.由欧姆定律E=I(R+r)知,只要知道两组外电阻和电流,就可以解出电源电动势和内阻.因此,直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行.
(2)由电表可读出此时电流为0.50A,则坐标为(2,2.6).再在坐标纸上描出该点.
(3)剔除明显有误差的点,将其他点用平滑的曲线连接起来,得到一条直线.
(4)将欧姆定律的表达式E=I(R+r)变形得R=
-r,由此式可知,外电阻和电流的倒数呈线性关系.将图中的直线延长,与纵坐标轴的交点值为-r=-0.3,则电阻为0
.3Ω,直线的斜率k=E=
V=1.5V.
【答案】
(1)如图甲所示
(2)(3)如图乙所示
(4)1.5(1.46~1.54) 0.3(0.25~0.35)
11.(16分)如图所示,R1
=R2=R3=R4=R,开关S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、带电荷量为q的小球恰好处于静止状态;开关S断开时,小球向电容器一个极板运动并发生碰撞,碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷.设碰撞过程中没有机械能损失,小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板.若不计电源内阻,求:
(1)电源的电动势.
(2)小球与极板碰撞后的带电荷量.
【解析】
(1)不计电源内阻,S闭合,粒子平衡,有:
UC=U4=
=
E
q=mg
由以上两式解得:
q=mg
得:
E=
·
.
(2)S断开后,UC′=
从能量角度: 粒子到最下边: mg -q UC′=EkM 返回最高点: -mgd+q′UC′=0-EkM 由以上两式解得: q′= q. 【答案】 (1) (2) q 12.(16分)有三个电阻,其阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压,问: (1)在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少? (2)对20Ω的电阻来说,在各种可能的连接方式中能够使它获得最大功率的有哪些连接方式? 获得最小功率的有哪些连接方式? (只要求画出电路图表示) 【解析】 (1)设直流电压为U,当三个电阻串联时总电阻最大,电路中的总电流最小,由欧姆定律得Imin= 当三个电阻并联时总电阻最小,电路中的总电流最大,得Imax= ,其中R并= = = Ω= Ω 解得: = = = . (2)由P= 知,当R2上电压U2最大即等于电路两端的电压时,就可获得最大功率,其连接方式有两种: 由P=I2R知,当通过R2的电流最小时获得的功率最小,其连接方式为: 【答案】 (1)11∶1 (2)略
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