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1、2020-2021学年高中物理 第四章 闭合电路 电能与能源的可持续发展 阶段评价粤教版必修32020-2021学年高中物理 第四章 闭合电路 电能与能源的可持续发展 阶段评价粤教版必修3年级:姓名:- 12 -闭合电路 电能与能源的可持续发展(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1额定电压、额定功率相同的电风扇、电烙铁和日光灯,各自在额定电压下工作了相同时间,比较它们产生的热量,结果是()a电风扇最多b电烙铁最多c日光灯最多 d一样多解析:选b电风扇把电能主要转化为机械能,日光灯把电能主要转化为

2、光能,因此只有电烙铁把电能完全转化为热量,故选b。2某一阻值为r的导体,通过的电流大小为i时,在时间t内产生的热量为q;若保持i、r不变,通电时间变为2t,则产生的热量为()a4q b2qc d解析:选b根据焦耳定律可知qi2rt,若保持i、r不变,通电时间变为2t,则产生的热量为qi2r(2t)2q,故选b。3如图所示为甲、乙两灯泡的iu图像,根据图像,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 v的电路中时实际发光的功率约为()a15 w30 w b30 w40 wc40 w60 w d60 w100 w解析:选c从图像的横坐标(u)为220 v的刻度可找出对应的纵坐标(i)的值分别为i甲0.18

3、 a,i乙0.27 a。则p甲ui甲40 w,p乙ui乙60 w,c正确。4如图所示的电路中,电源的电动势为e,内阻为r。闭合开关s,在滑动变阻器的滑片p向左移动的过程中,下列说法正确的是()a电容器c上的电荷量增加b电源的总功率变小c电压表读数变大d电流表读数变大解析:选d当滑片向左滑动的过程中,其有效阻值变小,所以根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流变大,电源的内电压变大,路端电压变小,则电流表读数变大,电压表读数变小,故c错误,d正确;与滑动变阻器并联的电容器两端电压变小,电容不变,则由c知电容器c上电荷量减小,故a错误;电源的总功率pei,与电流的大小成正比,则知电源的总功率变大,故b错

4、误。5如图所示电路,电阻r1未知。闭合开关,移动滑动变阻器r2的滑片p,通过电压表、电流表示数可以求得的物理量是()ae brce和r de和r都不能解析:选a闭合开关,移动滑动变阻器r2的滑片p,记下电压表和电流表的读数u1和i1,再次改变滑片p的位置,得到电压表和电流表的读数u2和i2,则由闭合电路欧姆定律得eu1i1(r1r),eu2i2(r1r),由于r1未知,所以通过化简,只能求出电源的电动势为e,所以a正确,b、c、d错误。6如图所示的火警报警装置,r1为热敏电阻,若温度升高,则r1的阻值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响。下列说法正确的是

5、()a要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势b要使报警的临界温度升高,可以把r2的滑片p适当向下移c要使报警的临界温度降低,可以适当减小电源的电动势d要使报警的临界温度降低,可以把r2的滑片p适当向下移解析:选d要使报警的临界温度升高,r1对应的阻值减小,电路中电流会增大,电铃两端的电压会增大,而电铃电压达到一定值时,电铃会响,要使电铃两端的电压仍为原来的值,必须适当减小电源的电动势,相反,要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势,故a、c错误;要使报警的临界温度升高,r1对应的阻值减小,根据串联电路的特点可知,将使电铃的电压增大,要使电铃的电压仍为原来的值,可以把r2的滑片

6、p适当向上移,以减小r2;相反,要使报警的临界温度降低,可以把r2的滑片p适当向下移,故b错误,d正确。7电动动力平衡车非常受年轻人的喜爱,如图所示为某款电动平衡车的部分参数,则该电动平衡车()电池容量:5 000 mah充电器输出:直流24 v/1 000 ma续航里程:40 km额定功率:40 w行驶速度:20 km/h工作电压:24 va电池从完全没电到充满电所需的时间约为8.3 hb电池最多能储存的电能为4.32105 jc行驶时的工作电流为1 ad充满电后能工作5 h解析:选b由于电池容量是5 000 mah,即q5 0001033 600 c1.8104 c,充电器输出电流为100

7、0 ma,所以充电时间为t5 h,故a错误;最多能储存的电能为wqu1.810424 j4.32105 j,故b正确;额定功率为40 w,工作电压为24 v,则行驶时的工作电流为i a a,故c错误;充满电后能工作时间t s3 h,故d错误。8.(2021广州检测)在如图所示的ui图像中,直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线为某一电阻r的伏安特性曲线。用该电源与电阻r组成闭合电路。由图像判断错误的是()a电源的电动势为3 v,内阻为0.5 b电阻r的阻值为1 c电源的效率为80%d电源的输出功率为4 w解析:选c根据闭合电路欧姆定律得:ueir,当i0时,ue,由题图读出电源的电动势

8、e3 v,内阻等于图线的斜率的绝对值,则:r 0.5 ,a正确;根据图像可知电阻r1 ,b正确;电源的效率:100%100%100%66.7%,c错误;两图线的交点表示该电源直接与电阻r相连组成闭合电路时工作状态,由题图读出电压u2 v,电流i2 a,则电源的输出功率为:p出ui4 w,d正确。二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关s,电路正常工作,过了一会儿,电流表a的示数变为零。若电路中故障发生在灯l、电阻r上,用一根导线来判断电路

9、故障,则下列判断正确的是()a将导线并联在r两端,电流表无示数,一定是l断路b将导线并联在l两端,电流表无示数,一定是r断路c将导线并联在r两端,电流表有示数,一定是r断路d将导线并联在l两端,电流表有示数,一定是l断路解析:选cd电流表a的示数变为零,说明电路故障为断路。将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路。若将导线并联在r两端,电流表无示数,则可能是l断路,也可能是r、l都断路,故选项a错误;若将导线并联在l两端,电流表无示数,则可能是r断路,也可能是r、l都断路,故选项b错误;若将导线并联在r两端

10、,电流表有示数,则一定是r断路,选项c正确;若将导线并联在l两端,电流表有示数,则一定是l断路,选项d正确。10国庆期间小明去逛超市,遇促销打折买了一个电吹风,电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及图示电路图。下列说法正确的是()电吹风铭牌参数额定电压220 v额定功率热风1 000 w冷风250 wa该电吹风发热电阻r的阻值约为64.5 b该电吹风电动机m的内阻为193.6 c当开关s1断开、s2闭合时,电吹风吹冷风d当开关s1、s2均闭合时,电动机每秒钟消耗的电能为1 000 j解析:选ac由题中表格可知发热电阻的功率prppm1 000 w250 w750 w,所以该电吹风发热电阻r

11、的阻值r 64.5 ,故a正确;电动机正常工作过程为非纯电阻,不能使用公式r计算电动机内阻,故b错误;由题图可知当开关s1断开、s2闭合时,发热电阻断路,电动机工作,故吹冷风,故c正确;当开关s1、s2均闭合时,电动机正常工作,功率仍然为250 w,故电动机每秒钟消耗的电能为wpt2501 j250 j ,故d错误;故选a、c。11如图所示电路中,电源内阻不能忽略。闭合s后,调节r的阻值,使电压表示数增大u,在这一过程中,有()a通过r1的电流增大br2两端电压减小uc通过r2的电流减小量小于d路端电压增大量为u解析:选ac由电流i可知,当电压增加u时,通过r1的电流就增加,故a正确;由于电源

12、的内阻不能忽略,故r2两端电压减小量比u小,b错误,c正确;因r2两端的电压减小,故路端电压增大量比u要小,故d错误。12(2020江苏高考)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关s闭合,启动电机工作,车灯突然变暗,此时()a车灯的电流变小b路端电压变小c电路的总电流变小d电源的总功率变大解析:选abd开关s闭合,启动电机工作,外电路的总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大,电源的内阻分压增大,路端电压减小,则车灯两端的电压减小,流过车灯的电流减小,a、b正确,c错误;由pei可知,由于电路的总电流增大,则电源的总功率增大,d正确。三、非选择题(本题共6

13、小题,共60分)13(8分)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图所示,请根据下列步骤完成电阻测量。(1)将k旋转到电阻挡“100”的位置。(2)将插入“”“”插孔的表笔短接,旋动部件_(选填“c”或“d”),使指针对准电阻的“0”刻度线。(3)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件p的电阻,p的两端分别接a、b,指针指示位置如图所示。为使测量比较精确,应将选择开关旋到_(选填“1”“10”或“1 k”)的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量。解析:(2)在进行电阻测量时,每次调整挡位均应进行欧姆调零,即旋转部件d。(3)由题图知测电阻时指针的偏角太大,说明电阻较小,应换10

14、挡,并需重新欧姆调零。答案:(2)d(3)1014(10分)(2020山东等级考)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5 v,内阻小于1 );电压表v(量程3 v,内阻约3 k);电流表a(量程0.6 a,内阻约1 );滑动变阻器r(最大阻值为20 );定值电阻r1(阻值2 );定值电阻r2(阻值5 );开关一个,导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在ui坐标纸上描点,如图乙所示,结

15、果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是_。(单选,填正确答案标号)a电压表分流 b干电池内阻较小c滑动变阻器最大阻值较小 d电流表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567i/a0.080.140.200.260.320.360.40u/v1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据,回答以下问题:图丙上已标出后3组数据对应的坐标点,请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出ui图像。根据实验数据可知,所选的定值电阻为_(填“r1”或“r2”)。用笔画

16、线代替导线,请按照改进后的方案,将图丁中的实物图连接成完整电路。解析:(1)路端电压ur,若电源内阻远小于外电路总电阻,则电压表示数总是接近电源的电动势,变化范围小,故b项正确。(2)根据数据描点并连成一条直线,如图1所示。由图像可知e1.55 v,u0时i0.59 a,故r2.63 ,由于2 r5 ,又rrr(r为电源内阻,r为定值电阻),故定值电阻只能是r1。先画出电路原理图,如图2所示,然后依据电路原理图将各仪器依次连接起来。实物电路图连接如图3所示。答案:(1)b(2)见解析图1r1见解析图315(12分)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 v电压时,通过的电流为0.3 a

17、,此时电动机没有转动。当加上3 v电压时,电流为1 a,这时电动机正常工作。求:(1)电动机的电阻大小;(2)电动机正常工作时消耗的电功率;(3)电动机正常工作时的机械功率。解析:(1)当电动机没有转动时电动机的电阻:r 1 。(2)电动机正常工作时消耗的电功率:pui31 w3 w。(3)电动机正常工作时的机械功率:ppi2r3 w121 w2 w。答案:(1)1 (2)3 w (3)2 w16(10分)如图所示,r为电阻箱,电压表为理想电压表,电源电动势e6 v,当电阻箱阻值为r5 时,闭合开关s后,电压表读数u5 v,求:(1)电路中的电流i和电源内阻r;(2)电源的输出功率p和效率。解

18、析:(1)由欧姆定律可得i1 a再由闭合电路的欧姆定律可得ei(rr)解得r1 。(2)由电功率公式得电源的输出功率pui5 w电路的总功率为p总ei6 w则效率为100%83.3%。答案:(1)1 a1 (2)5 w83.3%17(10分)如图所示,电源电动势 e10 v,内阻 r1 ,定值电阻 r13 。开关s断开时,定值电阻 r2的功率为 6 w,电源的输出功率为 9 w。开关s 接通后,理想电流表的读数为 1.25 a。求:(1)断开开关s时电流表的读数;(2)定值电阻 r3的阻值。解析:(1)开关断开时,电阻r1消耗的功率为:p1p出p23 w。根据p1i2r1,解得i1 a。(2)由闭合电路的欧姆定律 ei(r1r并r),r并,又p2i2r2,解得r312 。答案:(1)1 a (2)12 18(10分)如图所示,已知路端电压u18 v,电容器c16 f、c23 f,电阻r16 、r23 。当开关s断开时,a、b两点间的电压uab等于多少?当s闭合时,电容器c1的

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