高二物理学案——恒定电流.doc

键入文字高二物理学案恒定电流班级 姓名 命题人：李湘胜 第二章 恒定电流（第七节第十一节）答题时间：45分钟，满分100分 李湘胜2012年11月6日1、 选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全部选对的5分。选不全得3分，有选错或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表相应位置）题号12345678910选项 图1 1两个电源的外特性曲线如图1所示，由图可知 A电源a的内电阻较小，电动势较大B电源a的内电阻较大，电动势较大C电源b的内电阻较小，电动势较小D电源b的内电阻较大，电动势较大 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，下列说法中正确的是 A因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B因为UIR，所以当R增大时，路端电压也增大C因为UIR，所以当I增大时，路端电压也增大D因为UEIr，所以当I增大时，路端电压减小3如图2-a所示是一个欧姆表的示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图2-b中的图图2-a图2-b 图34在如图3所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是 A直流10 V挡B直流0.5 A挡C直流2.5 V挡D欧姆挡图45如图4所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为 A4 W、33.3 B2 W、33.3图5C4 W、67 D2 W、676如图5所示的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P，欲使P向下运动，应断开开关 AS1BS2图6CS3DS47家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件。PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率r与温度T的关系如图6所示，T0为室温。由于这种特性，PTC元件通电后，能够达到稳定状态，它的温度保持不变。对此，以下说法正确的是 A通电后其消耗的功率先增大，后减小B通电后其消耗的功率先减小，后增大C稳定状态时，温度保持在T1T2的某一值不变D稳定状态时，温度保持在T1值不变8在如图7所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻， R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是 LCRR0LCR0E，rS图7RA 灯泡L将变暗 B 灯泡L将变亮C电容器C所带的电荷量将减小U/VI/A0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.701.001.101.201.301.401.50D电容器C所带的电荷量将增大9如图8为一逻辑电路，根据电路图完成它的真值表。其输出端从上到下排列的结果正确的是 图81A0 0 1 0 B0 0 1 1C1 0 1 0D0 0 0 1R2R1Ra图9b10、在图9所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1和R2是两个固定的电阻，当可变电阻的滑片向a端移动时，通过的电流I1和通过的电流I2将发生如下的变化 A I1变大，I2变小 B. I1变大，I2变大C. I1变小，I2变大 D. I1变小，I2变小二、实验题（本题包括1小题，每问6分，共18分。请将答案填在横线上）11在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1 和1 k。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物图。（1）试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。变阻器电流表电压表电 池电 键VA-+-VA图10 （2）一位同学在实验中记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图14中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E_V，内电阻r_。I（A）0.150.230.350.360.540.61U（V）1.391.351.271.201.131.08输入输出ABC00011011 图11三、计算题（本题包括3小题， 共32分。解答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。）图1512（10分）。如图15所示，电源电动势E6V，电源内阻不计。定值电阻R12.4 k、R24.8 k。（1）若在ab之间接一个C100 F的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电量；（2）若在ab之间接一个内阻RV4.8 k的电压表，求电压表的示数。图1613（10分）。如图16所示，电阻R12，小灯泡L上标有“3V 1.5 W”，电源内阻r1，滑动变阻器的最大阻值为R0（大小未知），当触头P滑动到最上端a时安培表的读数为l A，小灯泡L恰好正常发光，求：（1）滑动变阻器的最大阻值R0；（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。 图1714（12分）。图17中电源电动势E12 V，内电阻r0.5 。将一盏额定电压为8 V，额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻为0.5 的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min。问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？ 参考答案 一、选择题题号12345678910选项BCDAACCACADAC 7AC分析： PTC元件通电时（电压为U一定），产生热量，它的温度由T0开始升高，电阻率随温度升高而变小，元件的电阻减小，电流变大，发热功率增大，当温度TT1后，其电阻率随温度升高而增大，电流变小，元件的发热功率随之减小，直到在相同的时间内产生的热量与散发的热量相等时，元件的温度保持不变，达到稳定状态。其温度在T1T2间的某一值。这时如果因某种原因温度稍升高，则电阻率变大，电功率减小，单位时间内产生的热量减少，使温度减下来；如果温度稍有降低，则电阻率变小，电功率增大，单位时间产生热量增多，使温度上升，所以它能保持稳定状态。 二、实验题 11（1）实验电路图略 （2）1.50（1.451.55）；0.69（0.640.74） （图象注意舍弃第4点）三、计算题12答案：（1）Q4104 C （2）UV3 V解：（1）设电容器上的电压为UC：UCE 电容器的带电量QCUC 解得： Q4104 C （2）设电压表与R2并联后电阻为R并 010200123cm则电压表上的电压为：UVE 解得：UV3 V13答案：（1）R06 （2）P总EI12 W， P出EII2r8 W解：（1）当触头P滑动到最上端a时，流过小灯泡L的电流为：IL0.5 A流过滑动变阻器的电流：I0IAIL0.5 A 故：R06 （2）电源电动势为：EULIA（R1r）6 V 当触头P，滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路。电路中总电流为：I2 A 故电源的总功率为：P总EI12 W 输出功率为：P出EII2r8 W 14（1）5.76105 J （2）0.96105 J，2.88105 J （ 3）0.96105 J，1.08105 J（4）62.5解：（1）灯泡两端电压等于电源两端电压，且UEIr， 则总电流I8 A， 电源提供的能量：E总IEt812100605.76105（J）。 （2）通过灯泡的电流I12（A），电流对灯泡所做的功W1Pt16100600.96105（J） 通过电动机的电流I2826（A），电流对电动机所做的功W2I2Ut68601002.88105（J） （3）灯丝产生的热量Q1W10.96105（J）， 电动机线圈产生的热量Q2Irt620.5601001.08105（J） （4）电动机的效率：100 62.5 11一把游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标尺上有20个小的等分刻度。如图10所示，用它测量某一钢球的直径，钢球的直径是 mm。 图10 12某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用刻度尺测量金属丝的接入长度为l0.720 m，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图11所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：图11A直流电源：电动势约3 V，内阻很小；B电流表A：量程00.6 A，内阻约为0.125； C电压表V：量程03 V，内阻3 k；D滑动变阻器：最大阻值20；E开关、导线等。（1）从图中读出金属丝的直径为 mm；（2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图；（3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx4.0，则这种金属材料的电阻率为 m（保留二位有效数字）。图1213将满偏电流Ig300 A、内阻未知的电流表 改装成电压表并进行核对。（1）利用如图12所示的电路测量电流表 的内阻（图中电源的电动势E4 V）：先闭合S