【创新设计】高中物理 第二章 直流电路章末检测 教科版选修31.doc

【创新设计】2014-2015学年高中物理 第二章 直流电路章末检测 教科版选修3-1 (时间：90分钟满分：100分)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“1 a4 w”和“2 a1 w”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()a21 b161 c41 d116答案b解析由pi2r知：r，所以r1r2161.2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0.6 v的电动势，可获得0.1 a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 ()a0.24 j b0.25 jc0.26 j d0.28 j答案c解析根据wuit可得每秒太阳能电池产生的能量为w0.60.11 j0.06 j，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q23%w，所以q0.26 j.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”门图14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()ai变大，u变小 bi变大，u变大ci变小，u变大 di变小，u变小答案a解析当r4处出现火情时，r4r总i总u外u并ir3i.故a项正确图25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3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 v则该电路可能为()答案b解析根据ui图像可知e6 v，r0.5 ，a图u外4 v，b图中u外4.8 v，c图中：u外5.7 v，d图中u外5.4 v.图36电源的效率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a、b.由图可知a、b的值分别为()a.、 b.、 c.、 d.、答案d解析电源的效率100%100%.a点对应的路端电压u为4个格，而电动势e为6个格因此a；b点对应的路端电压为2个格，因此b.故d正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)图47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()api2r bp cpiu dp答案cd解析电路消耗的电功率的计算公式pui，p是普遍适用的，而a、b两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正确图58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()aab段断路 bbc段断路cab段短路 dbc段短路答案ad解析由题意可得uabuacu，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ubc0，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，不要漏掉正确选项图69如图6所示，已知电源电动势e12 v，内阻r1 ，定值电阻r2 ，通过小灯泡的电流为1 a，已知小灯泡的电阻为3 ，小型直流电动机的线圈电阻r1 ，则()a电动机两端的电压1 v b电动机两端的电压6 vc电动机的输入功率6 w d电动机的输出功率5 w答案bcd解析电动机两端的电压umei(rrlr)12 v1(231)v6 v，故选项a错误，选项b正确；电动机的输入功率pumi61 w6 w，p出pi2r6 w1 w5 w，故选项c、d正确图710如图7所示，电源的电动势e1.5 v，内阻r2 ，两个定值电阻均为8 ，平行板电容器的电容c3106 f，则()a开关断开时两极板间的电压 vb开关断开时电容器的带电量4106 cc开关接通时两极板间的电压1 vd开关接通时电容器的带电量3106 c 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，电路中的总电流i a0.15 a，电容器的极板电压uir20.158 v1.2 v，此时电容器的带电量qcu31061.2 c3.6106 c，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，电路中的总电流i a a，电容器的极板电压uir外4 v1 v，此时电容器的带电量qcu31061 c3106 c，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图像如图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，r115 ，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_端(选填“左”或“右”)(2)先闭合开关s1，开关s2保持断开，此时电流表的示数为0.6 a，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1.8 a，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(2)恒压电源输出电压ui1r10.615 v9 v(3)通过直流电动机m电流i2ii11.8 a0.6 a1.2 a，根据甲图可知此时直流电动机m的电压为um3.2 v，u2uum9 v3.2 v5.8 v，则直流电动机m实际消耗的电功率为pumi23.21.2 w3.8 w，滑动变阻器接入电路中的阻值为r 4.8 .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100 )b直流毫安表a1(量程010 ma，内阻约100 )c直流毫安表a2(量程040 ma，内阻约40 )d直流电压表v1(量程03 v，内阻约5 k)e直流电压表v2(量程015 v，内阻约15 k)f直流电源(输出电压4 v，内阻不计)g滑动变阻器r(阻值范围050 ，允许最大电流1 a)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_(2)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4 v，待测电阻rx阻值约100 ，故通过rx的最大电流约为40 ma，所以直流毫安表应选c；直流电压表若选15 v量程，则读数误差较大，故应选d.(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502.5，故电流表采用外接法电路图如图：(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r1100 ，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像如图乙所示，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)20 v20 (2)5 (3)300 解析(1)将乙图中ab线延长，交u轴于20 v处，交i轴于1.0 a处，所以电源的电动势为e20 v，内阻r20 .(2)当p滑到r3的右端时，电路参数对应乙图中的b点，即u24 v、i20.8 a，得r25 .(3)当p滑到r3的左端时，由乙图知此时u外16 v，i总0.2 a，所以r外80 .因为r外r2，所以滑动变阻器的最大阻值为：r3300 .图1114(10分)如图11所示的电路中，电源的电动势e12 v，内阻未知，r18 ，r21.5 ，l为规格“3 v，3 w”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：(1)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)1 a3 (2)1 (3)0.48 w解析(1)灯泡的额定电流i0 a1 a灯丝电阻rl 3 (2)断开s时，灯l正常发光，即i1i0，根据闭合电路欧姆定律ei0(r1rlr)得r(r1rl)(83)1 (3)闭合s时，设外电路总电阻为r外r外r19 干路电流为i总1.2 a灯两端的电压uli总1.2 v灯的实际功率p0.48 w15(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e7.0 v，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r30，这时电阻r1和r2消耗的电功率各是多少？答案(1)1 000 1 000 800 (2)1.05102 w1.4102 w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i2.5 ma.这时加在电阻r1和r2上的电压u1u22.5 v.由欧姆定律得r1r21 000 滑动变阻器r3两端电压为u3eu1u22 v由欧姆定律得r3800 (2)调节滑动变阻器r3，当r30时u1u2e7 v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，i3.5 ma，且u13 v，u24 v电阻r1消耗的电功率为p1iu11.05102 w电阻r2消耗的电功率为p2iu21.4102 w16(13分)一台电风扇，内阻为20 ，接上220 v电压后，消耗的功率为66 w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；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此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)0.3