2013届高三总复习单元综合测试卷：第7单元《恒定电流》.doc

新课标人教版2013届高三物理总复习单元综合测试卷第七单元恒定电流本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分试卷满分为100分。考试时间为90分钟。第卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题包括10小题，每小题4分，共40分。)1.如图1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()图1API2RBPCPIU DP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，所以选项A、B错误，正确选项为CD.答案：CD2.截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是()A电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变B导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍解析：根据电流I的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：IneSvS，所以nev.由此可知电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率v加倍，A错误；导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减半，B正确；导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率v不变，C正确答案：BC3.如图2所示，电源电动势E3.2 V，电阻R30 ，小灯泡L的额定电压UL3.0 V，额定功率PL4.5 W当开关S接1时，电压表的读数为3 V，则当开关S接2时，灯泡发光的情况是()图2A很暗，甚至不亮B正常发光C比正常发光略亮D有可能被烧坏解析：设电源的内电阻为r，S接1时，由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为：I1，电压表的示数等于电阻R两端的电压，即：U1I1R，代入数据联立解得：r2 .灯泡的电阻为：RL2 ，S接2时，电路中的电流为：I2 A0.8 A，灯泡两端的电压为：ULI2RL0.82 V1.6 V ，比灯泡的额定电压小得多，灯泡很暗，甚至不亮，正确选项为A.答案：A4.如图3所示，调整电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大U，在这个过程中()图3A通过R1的电流增加，增加量一定等于BR2两端的电压减小，减少量一定等于UC通过R的电流增加，增加量一定等于D通过R2的电流减小，但减少量一定小于解析：电压表的示数增加，说明可变电阻的阻值增大，路端电压增加，电路中的电流减小，R2两端的电压减小；由欧姆定律得流过电阻R1的电流增加量为：I1，R2两端的电压减少量等于R1两端的电压增加量减去路端电压的增加量，即U2UU路U，通过R2的电流的减少量为：I2；通过电阻R的电流为：IRI2I1，I2减小，而I1增大，因此IR减小正确选项为AD. 答案：AD5.如图4所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是()图4AR3断路BR1短路CR2断路DR1、R2同时短路解析：灯泡A变暗，灯泡B变亮，说明流过灯泡A的电流减小，流过灯泡B的电流增大若R3断路，电源的路端电压增大，流过灯泡A、B的电流均增大；若R1短路，电源的路端电压减小，流过R3的电流减小，流过灯泡A、B的电流增大；若R2断路，电源的路端电压减小，灯泡A和电阻R1两端的电压增大，电路中的总电流减小，流过R3的电流增大，流过灯泡A的电流减小，灯泡B两端的电压增大，流过灯泡B的电流增大；电阻R1、R2同时短路，灯泡B不亮正确选项为C.答案：C6.在如图5所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为()图5A1和0 B0和1C1和1 D0和0解析：B端输入“0”，经过“非”门输出“1”，则D端输出“1”；同时输出的“1”与A端输入的“1”一起输入“与”门，在C端输出“1” .所以应选C.答案：C7图6所示为伏安法测电阻的一种常用电路，以下分析正确的是()图6A此接法的测量值大于真实值B此接法的测量值小于真实值C此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端解析：由R测R真RA，故A正确，B错误；电流表内接法，要求RRA，故C错误；开始实验时滑动变阻器滑动头应在最右端，使电压表读数由小变大调节，故D错误答案：A8.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图7所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的UI图象应是()图7解析：本题考查了学生实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，意在考查考生对实验数据的分析处理能力由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在UI图象中斜率应逐渐增大，故选项C正确答案：C9可用理想电压表V、理想电流表、变阻器R以及电键K和导线等器材来测量某一电源E的电动势和内阻如图所示下面给出了四个电路图，图中“”、“”代表电源的正负极和电表的正负接线柱正确的电路图是()解析：电流表和电压表的正接线柱应和电源的正极相连，而C选项的电压表的接线柱接错，所以C选项错A选项中电流表将电路短路，电流表可能会被烧坏，电压表无读数，A选项错D选项安培表和电压表串联，安培表读数几乎为零，电压表读数为电源电动势，D选项错电源的内电阻很小，电压表分流作用小，将电流表和滑动变阻器相接，误差小，B选项正确答案：B10演示位移传感器的工作原理如图8所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是()图8A物体M运动时，电源内的电流会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M不动时，电路中没有电流D物体M不动时，电压表没有示数解析：滑杆P相当于一个分压器，电压表所测为左边电阻的电压，由于物体M和滑杆P相连，当物体M在导轨上平移时，滑杆P也跟着左右移动，根据串联电路的分压原理，则电压表示数也随之变化，则B选项正确而电阻和电源串联的电路中，电阻不变，则电路中电流不变，则电源内电流也不变，则A、C选项均错. 当物体M不动时，由分压原理知，电压表仍有读数，则D选项错答案：B第卷(非选择题，共60分)二、实验题(每小题10分，共40分)11.如图9所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号在开关闭合后，发现小灯泡不亮现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点图9(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_挡在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的_挡(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明_可能有故障(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤_解析：本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点，意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障，加强对理论联系实际的能力的考查用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的答案：(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6(3)将多用电表挡位调至欧姆挡；将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；测量小灯泡的电阻如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障。13.图13为用伏安法测量电阻的原理图图中，V为电压表，内阻为4000 ；mA为电流表，内阻为50 ；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关图13(1)当开关闭合后电压表读数U1.6 V，电流表读数I2.0 mA.若将Rx作为测量值，所得结果的百分误差是_(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_(百分误差100%)解析：(1)通过电压表的电流Iv0.4 mA通过Rx的电流IRx(2.00.4) mA1.6 mARx的实际阻值Rx实1000 Rx的测量值Rx测800 结果百分误差100%20%.(2)同理可得电流表改为内接时，结果百分误差100%5%.答案：(1)20%(2)5%三、计算题(每小题10分，共20分)15电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同图18为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝 R1、R2和自动开关S.图18(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U220 V)设加热时用电器的电功率为 400 W，保温时用电器的电功率为 40 W，则R1和R2分别为多大？(3)若将图中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能解析：(1)S闭合，处于加热状态S断开，处于保温状态(2)由电功率公式得P1P2联立得：R1121 ，R21089 (3)二级管导通时处于加热状态，二极管截止时，用电器处在保温状态WP1P20.22 kWh(或7.92105J)答案：(1)S闭合，处于加热状态，S断开，处于保温状态(2)R1121 R21089 (3)0.22 kWh (或7.92105 J)16如图19所示，R1R2R3R4R，开关S闭合时，间距为d的平图19行板电容器C的正中间有一质量为m、带电量为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量解析：首先要识别开关S闭合和断开的电路连接，然后再利用力的平衡条件和动能定理求解(1)开关S闭合时，R1、R3并联，再与R4串联(R2中没有电流通过)，则UCU4E.对带电小球，有mgq.由两式联立解得E.(2)开关S断开后，R1、R4串联，则UCE，小球向下运动与下极板相碰后，小球带电量变为q，向上运动到上极板，全程由动能定理，得mgdqmgdqUC0由两式联立解得qq.答案：(1)(2)典型例题例1、如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值都是1，R4、R5的阻值都是0.5，ab端输入电压U=6V，当cd端接伏特表时，其示数是_V；ab端输入电压U=5V，当cd端接安培表时，其示数是_A。分析与解答当cd端接伏特表时，理想伏特表所在支路相当于断路，当R4、R5中没有电流，电路由R1、R2、R3串联构成。伏特表的读数就是R2两端的电压。根据串联电路电压分配的规律可知，Ucd=2V。当cd端接安培表时，理想安培表电阻为零，因此电路由R4、R5串联后，与R2并联，再与R1、R3串联构成。安培表的读数通过R4的电流。此时电路的总电阻为R=2.5，总电流为I=2A，再根据并联电路电流分配规律可知，安培表的读数为I4=1A。例2、如图所示，E=6V，r=1，当R1=5，R2=2，R3=3时，平行板电容器中的带电微粒正好处于静止状态，当把R1、R2、R3的电阻值改为R1=3，R2=8，R3=4，带电微粒将做什么运动？分析与解当R1=5，R2=2时，UCD=V=1.5V微粒静止，故有qE=mg E=mg/q当R1=3，R2=8时，UCD=V=4V前后电场强度之比为=，E=8E/3= qE=mg故微粒将向上做匀加速运动，其加速度a=g例3、如图所示的电路中，R1为滑动变阻器，电阻的变化范围是050, R2=1，电源的电动势为6V，内阻为2，求滑动变阻器R1为何值时，（1）电流输出功率最大；（2）消耗在R1上的功率最大；（3）消耗在R2上的功率最大；分析与解：（1）我们首先讨论，当外电路的总电阻R，（R=R1+R2）满足什么条件时，电源的输出功率最大。由闭合电路欧姆定律I=。得电源输出功率P=I2R=R=，显然，当R-r=0，即R=r=2时，亦即R1=R-R2=2-1=1时，电源输出功率最大，PM=4.5(W)。（2）由于R2是定值电阻，我们不防将R2看成是电源内阻的一部分即r=r+R2=3，根据前面的结论，当及R1=r时，在R1上消耗的电功率最大。取R1=r=3，此时R1上消耗的功率P1=3（W）（3）R2是固定电阻，根据公式P=I2R可知，在保持R恒定的条件下，通过电阻R的电流强度越大，其功率越大，为了使电路中的电流强度最大，就要使R1的阻值最小，所以，当R1=0时，在R2上消耗的功率最大，P2=I22R2=R2=W=4W。说明：对于电源，有三种意义的电功率：（1）总电功率P总=P出+P内=EI。（2）输出功率P出=UI（3）电源内阻发热损耗的电功率P内=I2r 电源的效率则是=100%=100%=100%电源的输出功率最大时是否是效率最高呢？下面我们来讨论这个问题当电源电动势E和内电阻r一定时，电源的输出功率（外电路的总功率）P出=I2R随负裁电阻R的变化是非单调的变化。将I=代入上式可得P出=I2R=R=，由上式可得，当R=r时，P出最大，且P出m=。P出随负载电阻及变化的曲线，如图所示，由图可见，对于同一输出功率（P出m除外），有两个可能的外电阻值。当电源有最大输出功率时，电源的效率=100%=50%而当R时（外电路断路），1，当R0时（外电路短路），0所以并非电源有最大输出功率时，效率就高。例4、如图所示的电路中，R1与R3为定值电阻，R2是滑动变阻器。若变阻器的滑动端向右移动，使R2的阻值增大，则安培表的示数将_。分析及解这道题应用闭合电路欧姆定律就可以解决。推理过程如下：（电源电动势E和内电阻r不变）R2增大，则外电路总电阻R增大。R增大，总电流（I=）减小，而路端电压（U=E-Ir）增大。总电流I减小，即R3的电流I3越小，所以R3的电压（U3=IR3）减小，从而并联电路部分的电压（U并=U-U3）增大。R1电阻不变，其电压（U并）增大，则R1的电流I1增大，从而R2的电流（I2=I-I1）减小，即安培表的示数减小。注意：无论电路如何连接，局部电阻增大，电路的总电阻就随之增大。例5、阻值较大的电阻R1、R2串联后，接入电压U恒定的电路，如图所示。现用同一电压表分别测量R1、R2的电压，测量值分别为U1和U2，则：（ ）A、U1+U2=U B、U1+U2U C、U1/U2=R1/R2 D、U1/U2R1/R2解：当把电压表与R1并联后，由