高考恒定电流全部含详细答案解析.docx
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高考恒定电流全部含详细答案解析
2011届高考物理二轮总复习专题过关检测 恒定电流
(时间:
90分钟 满分:
100分)
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题包括10个小题,共40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4分
选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技
术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是( )
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
解析:
温度测控装置是应用热敏电阻的阻值随温度的改变而改变的特性,光电传感器是利用光敏电阻的阻值随光照强度的改变而改变的特性.电热设备是利用电阻丝通电时发热的特性,所以A、B、C说法都是正确的.而电阻在电路中既能通过直流也能通过交流,所以D项的说法是错误的.
答案:
D
2.(2010四川成都高三一检,15)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电,硅光电池的原理如图10-1所示,a、b是硅光电池的两个电极,P、N是两块硅半导体,E区是两块半导体自发形成的匀强电场区,P的上表面镀有一层增透膜.光照射到半导体P上,使P内受原子束缚的电子成为自由电子,自由电子经E区电场加速到达半导体N,从而产生电动势,形成电流.以下说法中正确的是( )
图10-1
A.E区匀强电场的方向由P指向N
B.电源内部的电流方向由P指向N
C.a电极为电池的正极
D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
解析:
根据题意,E区电场能使P逸出的自由电子向N运动,因负电荷受到的电场力与电场方向相反,所以电场方向由N指向P,由于电流的方向与负电荷的运动方向相反,所以电源内部的电流方向由N指向P,A、B错误;根据以上对电流方向的分析可知,a为电源正极,该电池是将光能转化为电能的装置,C正确,D错误.
答案:
C
3.如图10-2是一火警报警电路的示意图,其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时,电流表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
图10-2
A.I变大,U变小B.I变小,U变大C.I变小,U变小D.I变大,U变大
解析:
发生火灾时,温度升高,R3的电阻减小,电路中的总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,即U变小;R1的电压增大,则R2两端的电压减小,通过R2的电流减小.故选项C对.
答案:
C
4.在商店选购一个10μF电容器,在只有一台多用电表的情况下,为了挑选一个优质产品,应选用哪个量程
①直流电压挡 ②直流电流挡 ③欧姆挡 ④交流电压挡
选好量程以后,再将多用电表两根测试笔接待检电容器,如果电容器是优质的,电表指针应该是
⑤不偏转 ⑥偏转至最右边 ⑦偏转至中值 ⑧偏转一下又返回最左边
正确的选项是( )
A.①⑤B.①⑥C.③⑤D.③⑧
解析:
应选用多用电表的欧姆挡,测电容器的电阻,优质电容器,电阻无穷大.当把多用电表两根测试笔接在电容器两极板上时,会先对电容器充电,所以指针会偏转一下,充电完毕后,指针会停在最左端电阻无穷大处.
答案:
D
5.某同学欲采用如图10-3所示的电路完成相关实验.图中电流表的量程为0.6A,内阻约0.1Ω;电压表
的量程为3V,内阻约6kΩ;
为小量程电流表;电源电动势约3V,内阻较小.下列电路中正确的是( )
图10-3
解析:
电阻丝电阻值较小,为减小实验误差,应采用外接法,A正确.电源内阻较小,同理可知应采用外接法,B正确.描绘小灯泡的伏安特性曲线,变化范围大,应采用分压式,C错误.D电路图中应将电阻箱和滑动变阻器对调,才能利用“半偏法”测出电流表的内阻,D错误.
答案:
AB
6.如图10-4甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6V和4V,当只有电压表V2接入电路中时,如图乙所示,示数为9V,电源的电动势为( )
图10-4
A.9.8VB.10VC.10.8VD.11.2V
解析:
设电源电动势为E,内阻为r,
2内阻为RV,由闭合电路欧姆定律
解得E=10.8V,C正确.
答案:
C
7.如图10-5所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈电阻R2=10Ω.当开关S断开时,电流表的示数为0.5A;当开关S闭合后,电动机转起来,电路两端电压不变.电流表显示的电流I或电路消耗的电功率P应是( )
图10-5
A.I=1.5AB.I>1.5AC.P=15WD.P<15W
解析:
开关S断开时,电流表示数为0.5A,则U=I1R1=10V;合上S后,电动机接入电路,因电动机为非纯电阻用电器,故
I<1+0.5=1.5A,故AB错.电路总功率P总=UI总=U(I1+I2)<10×(1+0.5)W=15W.则C错,D项对.
答案:
D
8.(2010山东名校联考)一般地说,用电器的工作电压并不等于额定电压.家庭里通常不备电压表,但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压.现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图10-6(a)和(b)所示.测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒,则下列结论正确的是( )
图10-6
A.(b)图中对应的电表读数为32308度
B.在这段时间中,电热水壶消耗的电能为181500J
C.利用这段时间内电热水壶消耗的电能可供“220V60W”的白炽灯正常工作2500s
D.此时加在电热水壶上的实际电压为200V
解析:
(b)图中对应的电能表读数为3230.8度,所以A项错误;电热水壶消耗的电能W=(125×3.6×106)/3000J=1.5×105J,B项错误;根据W=Pt计算,可得C项正确;电热水壶实际的电功率
又由
得
D项正确.
答案:
CD
9.在如图10-7所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路.由图象可知( )
图10-7
A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的输出功率为2W
D.电源的效率为66.7%
解析:
由图象可知,该电源的电动势E=3V,内电阻
,电阻R的阻值
.仍由图象可知,用该电源直接与R相连组成闭合电路时,路端电压U=2V,电流I=2A,则电源的输出功率P=UI=2×2W=4W,电源的效率
,故A、B、D正确,C错.
答案:
ABD
10.如图10-8所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系(U-I图线),图线②表示其输出功率与电流的关系(P-I图线).则下列说法正确的是( )
图10-8
A.电池组的电动势为50V
B.电池组的内阻为
C.电流为2.5A时,外电路的电阻为15Ω
D.输出功率为120W时,输出电压是30V
解析:
电池组的输出电压和电流的关系为:
U=E-Ir,显然直线①的斜率的大小等于r,纵轴的截距为电池组的电动势,从图中看出截距为50V,斜率的大小等于
A对,B错.当电流为I1=2.5A时,由回路中电流
解得外电路的电阻R外=15Ω,C对.当输出功率为120W时,由图中P-I关系图线中看出对应干路电流为4A,再从U-I图线中
读取对应的输出电压为30V,D对.
答案:
ACD
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空、计算题(共6题,每题10分,共60分)
11.热敏电阻是阻值随温度的改变而变化,且对温度很敏感的元件.某同学把一个热敏电阻连入电路中,通过实验他测出了一组数据,并画出了I-U关系曲线,如图10-9所示,问:
图10-9
(1)你认为该同学实验时选用的是图10-10中甲、乙两电路图中的电路图.
图10-10
(2)试在图10-11中连线使它成为该同学实验用的测量电路.
图10-11
解析:
描绘I-U关系曲线时,电压应从零开
始调节,所以应选甲电路.
答案:
(1)甲
(2)连线
12.(2010河北保定高三第一学期末调研,22
(2))某同学为了测电流表A1
的内阻r1的精确值,准备了如下器材:
A.电流表A1:
量程
100mA,内阻约5Ω
B.电压表V1:
量程15V,内阻约10kΩ
C.电压表V2:
量程3V,内阻约5kΩ
D.定值电阻R0:
阻值20Ω
E.滑动变阻器R1:
0~10Ω,额定电流为1A
F.滑动变阻器R2:
0~1000Ω,额定电流为0.2A
G.电源E:
电动势为6V,内阻较小
H.导线、电键
(1)要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能使电压表的表针偏转范围大,在如图虚线方框中画出测量用的电路图,并在图中标出所用器材的代号.
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则所测电流表A1的内阻r1的表达式为_____________,式中各符号的意义是_____________.
解析:
电流表的额定电压约为Ug=0.1A×5Ω=0.5V,为精确测定通过定值电阻的电流,电流表应内接(如图),则电流表和定值电阻两端电压约为2.5V,故电压表应采用V2,又因题目要求电流表读数从零开始,故滑动变阻器应采用分压式接法
变阻器应采用R1,故实验电路如图.根据电路图得:
电压表测定电流表和定值电阻两端电压,电流表测定通过定值电阻和自身的电流,由欧姆定律可计算出
即:
,其中U表示电流表示数,I表示电流表示数,R0表示定值电阻阻值.
答案:
(1)如图
(2)
U表示电压表示数,I表示电流表示数,R0表示定值电阻阻值
13.在测定干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.待测干电池(1节)
B.电流表G(满偏电流1mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(0~0.6~3A,内阻未知)
D.滑动变阻器R1(0~15Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
F.定值电阻R0(阻值1990Ω)
G.开关K与导线若干
(1)在实验中,
为了操作方便且能够准确进行测量,滑动变阻器应选用_________(填“R1”或“R2”);电流表的量程应为_________A挡(填“0.6”或“3”).
(2)根据
题目提供的实验器材,请设计出测量干电池电动势和内阻的电路原理图,并画在下面的方框内.
图10-12
(3)图10-12为某同学利用上述设计实验电路测出的数据绘出的I1I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由此图线可以得到被测干电池的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω.(结果保留两位有效数字)
解析:
由于没有提供电压表,故要用电流表G串联定值电阻R0来改装成一个量程为2V的电压表.
由闭合电路欧姆定律E=I1(RG+R0)+I2r,可得I1I2图线的表达式应为
则由图线的斜率和截距即可得所测电池的电动势和内阻.
答案:
(1)R1 0.6
(2)电路原理图如图所示
(3)1.5 1.0
14.听说水果也能作电池,某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池.他们猜想水果电池内阻可能较大,从而设计了一个如图10-13所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻.实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录下电阻箱的阻值及相应的
电流计示数,并算出电流的倒数,将数据填在如下的表格中.
图10-13
(1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案时,甲同学认为应作R-I图,而乙同学认为应该作
图,你认为哪个同学的想法更科学?
_________(填“甲”或“乙”),其简单理由是:
________________________.
外电阻R/Ω
电流I/mA
电流倒数
9000
0.0502
19.92
8000
0.0528
18.93
6000
0.0594
16.84
5000
0.0633
15.80
4000
0.0680
14.71
图10-14
(2)按照
(1)中你选择的方案,在给出的坐标纸上作出图象.
(3)利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为________V,内阻为________Ω.
(4)完成实验后,该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是___________________________________.
解析:
由电路原理图可知E=I(R+r),则
故
图线为直线,由该图线斜率与截距可比较方便地求出水果电池的电动势和内阻.
答案:
(1)乙 画出的
图线是一条直线,容易求出电池的电动势和内电阻
(2)如图所示
(3)0.75~1.2 9
000~11000
(4)电源内阻过大
15.某同学在实验室里测量一未知电阻的阻值.他按照如下步骤进行:
(1)他将多用电表机械调零后,先把选择开关置于欧姆挡“×100”挡位进行测量,按照正确的步骤操作后,表针指示情况如图10-15所示.根据学过的物理知识可知,这种情况测量误差较大,为了使多用电表测量的结果更准确,应将选择开关旋至欧姆挡的________挡位.换挡结束后,实验操作上首先要进行的步骤是_____________________________________.
图10-15
(2)该同学用伏安法继续测该电阻的阻值.除被测电阻外,还备有如下实验器材:
直流电源,电动势为4V,内阻不计
电压表V1(量程0~3V,内阻4kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ)
电流表A1(量程0~3mA,内阻10Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻5Ω)
滑动变阻器一只,阻值0~50Ω
开关一只,导线若干
上述器材中,电压表应选择__________,电流表应选择___________(填写字母代号).请在方框内画出实验所用的电路图.
解析:
(1)欧姆表测电阻,每次换挡后,必须重新进行欧姆表调零.
(2)电压表若选V2,则指针偏转
太小而使读数误差明显增大,故选V1.
由
(1)中测量可知该电阻阻值约为300Ω,则电路中最大电流为
左右,故电流表只能选A2.电路如图所示.
答案:
(1)×10 将红黑表笔短接,重新进行欧姆调零
(2)V1 A2 电路图见解析
16.如图10-16是一测速计原理图,滑动触头P与某运动的物体相连,当P匀速滑动时,灵敏电流计中有一定的电流通过,从灵敏电流计示数可得运动物体的速度.已知电源的电动势E=4V,内阻r=10Ω,AB为粗细均匀的电阻丝,阻值R=30Ω,长度L=30cm,电容器的电容C=50μF,测得灵敏电流计的示数为IG=0.05mA,方向由N流向M,试求运动物体的速度大小和方向.
图10-16
解析:
估算流过电阻丝上的电流为
远远大于电容器上的充放电电流.
当P移动Δx时,电容器上电压的变化为
其充放电电流
又
所以
又因IG由N流向M,故电容器放电,故其两端电压变小,因此P右移,物体移动方向向右.
答案:
0.1m/s 方向向右
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