高中物理 第二章 恒定电流章末检测卷 新人教版选修3-1

1、第二章 恒定电流(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()A.21 B.161 C.41 D.116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()A.0.24 J B.0.25 J C.0.26 J D.0.28 J答案C解析根据WUIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W

2、0.60.11 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.如图1，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为理想电压表与理想电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图1A.的读数变大，的读数变小B.的读数变小，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变大，的读数变大答案D4.在如图2所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障()图2A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路答案A解析若R1短路，则外部电路的电阻

3、只有R3，故总电阻减小，总电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变大，A对；若R2短路，电流表的示数为零，故B错；若R3短路，电压表的示数为零，故C错；若R1断路，电流表的示数为零，D错.5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图3所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是()图3A.将R1、R2串联后接到电源两端B.将R1、R2并联后接到电源两端C.将R1单独接到电源两端D.将R2单独接到电源两端答案C解析由图可知，R10.5 ，R21 ，电源内阻r0.5 ，电源的输出功率随外

4、电阻的变化而变化，当R外r时，电源的输出功率最大，因而R1单独接到电源两端时，电源输出功率最大.6.如图4所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙两个电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为14 V.调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2.则下列关系中正确的是()图4A.P1P2 B.P1P2C.P1P2 D.无法确定答案A解析设灯泡的额定电流为I0，额定电压为U0，则P1(8U0)2I016I02U0I0，P2(142U0)I014I02U0I0，所以P1P2，故选项A正确.二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7.如图5所示，平行板

5、电容器两极板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()图5A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向上运动D.R3上消耗的功率减小答案AD解析根据电路图，电阻R2与滑动变阻器R4接入电路的部分串联后，再与R3组成并联电路，最后并联部分再与电阻R1串联接入电源两端，电压表测量滑动变阻器R4接入电路部分的电压，电流表测量流过电阻R2的电流，电容器两极板间的电压等于并联部分的电压，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的电阻R并减小，干路电流I增大，并联部分电压U并EI(rR1)减小，所以电容器两极

6、板间的电压减小，极板间场强减小，电场力小于重力，质点P向下运动，选项C错误；电阻R3两端电压减小，流过R3的电流I3减小，R3上消耗的功率P3IR3减小，选项D正确；流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2II3增大，所以电流表读数增大，选项B错误；流过R2的电流I2增大，R2两端的电压U2I2R2增大，而并联部分的电压U并减小，所以，滑动变阻器R4接入电路部分的电压U4U并U2减小，电压表读数减小，选项A正确.8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图6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

7、；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()图6A.AB段断路 B.BC段断路C.AB段短路 D.BC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.9.如图7所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有()图7A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.

8、a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A答案AC解析外电路的总电阻R 10 ，总电流I1 A，则路端电压UIR10 V，A对；电源的总功率P总EI12 W，B错；a、b间电压大小为|Uab|0.515 V0.55 V 5 V，C项对；a、b间用导线连接后，外电路的总电阻为R2 7.5 ，电路中的总电流I1.26 A，D项错误.10.如图8所示的电路，电源内阻不计，R为阻值未知的定值电阻，当在a、b间分别接入R110 ，R218 的电阻时，理想电压表的示数分别为U110.0 V，U210.8 V，则()图8A.电源的电动势为E12 V，电阻R2 B.当在a、b间接

9、入R32 的电阻时，电源的输出功率一定最大C.当在a、b间接入C2 F的电容器时，电容器所带电荷量为2.4105 CD.当在a、b间接入线圈电阻为R01 ，额定功率为9 W的电动机时，电动机恰能正常工作，则通过电动机线圈的电流为3 A答案AC解析根据U1，U2，代入数据，解得E12 V，R2 ，所以选项A正确；因为电源内阻不计，所以其输出功率PEI，可见，电流越大，电源的输出功率越大，选项B错误；当在a、b间接入C2 F的电容器时，电容器两端电压UE12 V，所以电容器所带电荷量QCU2.4105 C，选项C正确；假设选项D正确，即电流I3 A时，电动机恰好正常工作，其功率为P动9 W，那么电

10、源的输出功率为P总EI36 W，电阻R消耗的热功率为PRI2R18 W，显然P动PRP总，所以假设错误，选项D错误.三、实验题(本题共2小题，共13分)11.(6分)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程03 V，内阻等于3 k)电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k)电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 )电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 )滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A)滑动变阻器R2(01 k，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻

11、值等于1 )定值电阻R4(阻值等于10 )定值电阻R5(阻值等于1 k)电源E(E6 V，内阻不计)(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.(2)该同学描绘出的IU图象应是下图中的_.答案(1)见解析图(2)B解析(1)用电压表V1和定值电阻R5串联，可改装成量程为U(rgR5)(31) V4 V的电压表；用量程为200 mA的电流表A1与定值电阻R4并联可改装为量程为IIg0.2 A A0.4 A的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法，电路图如图所示.(2)小灯泡的电阻随温度升高而变大，故该同学描绘出的IU图象应该是B.12.(7分)某同学要测量一电压表的内

12、阻，所备器材如下：A.待测电压表V(量程3 V，内阻未知)B.定值电阻R0(阻值2 k)C.电池组E(电动势略小于3 V，内阻忽略不计)D.多用电表E.开关S1、S2，导线若干(1)该同学想利用多用电表粗测电压表的内阻，请将以下主要操作步骤补充完整：.对多用电表进行机械调零.将选择开关拨到“1 k”的欧姆挡上.将红、黑表笔短接，进行欧姆调零.将图9甲中多用电表和电压表连接，其中红表笔应接电压表的_极(选填“正”或“负”).正确连接后，发现指针偏转较大，换用“100”的欧姆挡，应先_，再次测量，多用电表刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量结果是_.图9(2)为了更精确测量此电压表的内阻，该同学设计

13、了如图丙所示的实验电路图，请在图丁上用笔画线代替导线进行实物连接.该同学首先闭合S1，读电压表示数U1；再闭合S2，读电压表示数U2，则电压表内阻RV_(用U1、U2、R0表示).答案(1).负.欧姆调零3 000 (2)见解析图R0解析(1)根据多用电表的工作原理可知，红表笔与电源的负极相连，黑表笔与电源的正极相连，所以为保证电压表指针正向偏转，应将多用电表的红表笔接电压表的负极；当改变不同倍率的欧姆挡后，由于欧姆表内阻发生了变化，因此在测量之前必须进行欧姆调零这项操作；多用电表刻度盘上的指针位置如题图乙所示，测量结果是3 000 .(2)如图所示，只闭合S1时，电压表与电阻串联，当S1和S

14、2都闭合时，电压表测电源的电动势(电源内阻忽略不计)，因串联电路中总电压等于各分电压之和，U2(R0RV)，则电压表内阻RVR0.四、计算题(本题共4小题，共47分)13.(10分)在研究微型电动机的性能时，可采用如图10所示的实验电路.当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.图10答案22.0 W2 解析当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时，电动机停止工作，只有其内阻消耗电能，其阻值：r 2

15、.当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A和15.0 V，则电动机的总功率：P总U2I215.02.0 W30.0 W线圈电阻的热功率：P热Ir2.022 W8.0 W所以：P出P总P热30.0 W8.0 W22.0 W.14.(12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 V3 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)求：图11(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I

16、0 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灯泡两端的电压ULI总1.2 V灯泡实际消耗的功率P0.48 W.15.(12分)如图12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线如图乙所示，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12(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)由题图乙中AB线延长，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处可知电源的电动势E20 V，内阻r20 .(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U24 V、I20.8 A，得R25 .(3)当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时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 .16.(13分)在如图13所示的电路中，电阻R112 ，R28 ，R34 .当开关K断开时，电流表示数为0.2