高中物理 阶段验收评估（二）直流电路 教科3-1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精阶段验收评估（二）直流电路（时间：50分钟满分：100分）一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1~5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．手机已是我们生活中普遍的通信工具，如图1所示是一种手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是()图1A．4.2V，14.66mA B．4.2V，700mAC．3.7V，14.66mA D．3。7V,700mA解析:选C由手机电池外壳上的文字说明可知,4。2V是充电电压，电池的电动势是3。7V,1700mAh是电池的容量，即放电电流与时间的乘积，所以待机状态下平均工作电流I＝eq\f（1700mAh，116h）≈14.66mA，故C正确。2。如图2所示均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1,ad边长为L2,当端点1、2或3、4接入电路中时，R12∶R34为(）图2A．L1∶L2 B．L2∶L1C．1∶1 D．Leq\o\al（2，1）∶Leq\o\al(2,2)解析:选D设长薄片合金电阻板厚度为h，根据电阻定律R＝ρeq\f（L，S），R12＝ρeq\f(L1,hL2），R34＝ρeq\f(L2，hL1），eq\f（R12，R34）＝eq\f(L\o\al（2,1)，L\o\al(2,2)），故选D.3．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图3所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线,则下列说法中不正确的是（）图3A．随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f（U1，I2）C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f（U1，I2－I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小解析：选C根据I。U图线可知，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，选项A正确；对应P点，小灯泡两端的电压为U1，电流为I2，根据欧姆定律可知,灯泡的电阻为R＝eq\f（U1,I2)，选项B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为：P＝I2U1，此值是图中矩形PQOM所围面积大小，选项D正确；故选C。4．一个直流电动机线圈内阻为R，当所加电压为U时，它恰好正常工作，通过的电流为I，下述说法中正确的是(）A．电动机的输出功率为eq\f(U2,R）B．电动机的发热功率为I2RC．电动机的输出功率为UID．电动机的功率可写作UI＝I2R＝eq\f(U2,R)解析：选B电动机的总功率为P总＝UI,电动机的热功率为P热＝I2R，所以电动机的输出功率为P输出＝UI－I2R，因为电动机是非纯电阻电路，所以总功率和热功率不同，故B正确。5。用多用电表探测图4所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔（与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小,但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中的（)图4解析:选B黑表笔接E点，红表笔接F点，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出，通过二极管从红表笔流进，电流方向从E到F，故B正确。6。如图5直线A为某电源的U。I曲线，曲线B为某小灯泡L1的U。I图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光,则下列说法中正确的是()A．图5此电源的内电阻为eq\f(2,3)ΩB．灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6WC．把灯泡L1换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变大D．由于小灯泡L1的U。I图线是一条曲线,所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用解析:选BC由图像知，电源的内阻为r＝eq\f(ΔU，ΔI）＝eq\f（4－1，6）Ω＝0。5Ω,A错误；因为灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3V，额定功率为P＝UI＝3×2W＝6W，B正确；正常工作时，灯L1的电阻为R1＝eq\f(U,I）＝1。5Ω，换成R2＝1Ω的纯电阻后,该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C正确；虽然灯泡L1的U­I图线是一条曲线，但由于小灯泡为纯电阻,所以欧姆定律仍适用，D错误。7。某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电路总电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图6中的a、b、c。以下判断正确的是（)图6A．直线a表示电源的总功率B．曲线c表示电源的输出功率C．电源的电动势E＝3V,内阻r＝1ΩD．电源的最大输出功率Pm＝9W解析:选ABC电源总功率为P总＝IE，电源总功率P总随电流I变化的图线为a，电源内部发热功率为P内＝I2r，电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线为b，电源输出功率P出随电流I变化的图线为c.由图线可知,I＝3A时，P内＝P总，外电路短路，则r＝1Ω，E＝3V.当电路内外电阻相等时，输出功率最大，Pm＝eq\f(E2，4r）＝2.25W.8。如图7所示电路中，R1、R2为定值电阻,电源的内电阻为r。闭合开关S，电压表显示有读数，调节可变电阻R的阻值，电压表示数增大量为ΔU.对此过程,下列判断正确的是（）图7A．可变电阻R阻值增大，流过它的电流增大B．电阻R2两端的电压减小，减小量小于ΔUC．通过电阻R2的电流减小，减小量等于eq\f（ΔU，R2）D．路端电压一定增大，增大量小于ΔU解析：选BD调节可变电阻R的阻值,电压表示数增大量为ΔU.可变电阻R阻值增大，流过它的电流减小，选项A错误。电阻R2两端的电压减小，电源内阻电压减小，二者减小量之和等于ΔU，所以电阻R2两端的电压的减小量小于ΔU，选项B正确。通过电阻R2的电流减小，减小量小于eq\f(ΔU,R2)，选项C错误。路端电压一定增大,增大量小于ΔU，选项D正确。二、实验题(本题共2小题，共20分)9．(8分）在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：A．小灯泡“6V3W”B．直流电源6～8VC．电流表（量程3A,内阻0.2Ω)D．电流表（量程0.6A，内阻1Ω)E．电压表(量程6V，内阻20kΩ)F．电压表（量程20V，内阻60kΩ）G．滑动变阻器(0～20Ω、2A）H．滑动变阻器(0～1kΩ、0.5A)（1)把实验所用到的器材按字母的先后顺序填入空中：____________。(2）在下面的虚线框内画出最合理的实验原理图。解析：(1)灯泡额定电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3W，6V）＝0。5A，电流表应选D;灯泡额定电压6V，电压表应选E；为方便实验操作，滑动变阻器应选G。（2)描绘灯泡伏安特性曲线实验中滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常工作时电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f（6V,0。5A）＝12Ω，eq\f(R，RA）＝eq\f（12Ω，1Ω)＝12，eq\f（RV，R）＝eq\f(20000Ω,12Ω)≈1666.7，eq\f(RV,R）＞eq\f(R，RA）,电流表应采用外接法，实验电路图如图所示。答案：(1)ABDEG（2)见解析图10．（12分）（2015·全国卷Ⅰ)图8(a）为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。（a）(b)图8(1）已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA.由题给条件和数据,可以求出R1＝________Ω，R2＝________Ω。(2）现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表eq\o\ac(○，A）对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0。5mA、1。0mA、1。5mA、2。0mA、2。5mA、3。0mA。电池的电动势为1。5V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为________Ω的电阻,R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。（3）若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b）的电路可以判断出损坏的电阻.图（b)中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a）虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱________（填“b"或“c”)相连。判断依据是：_________________________。解析：（1）设使用a和b两接线柱时,电表量程为I1，使用a和c两接线柱时，电表量程为I2,则使用a和b时:eq\f（IgRg，R1＋R2）＋Ig＝I1①使用a和c时:eq\f（IgRg＋R2，R1)＋Ig＝I2②由①②两式得R1＝15Ω，R2＝35Ω。（2)校准时电路中的总电阻的最小值为R小＝eq\f(1.5，3。0×10－3)Ω＝500Ω,总电阻的最大值为R大＝eq\f（1。5,0。5×10－3）Ω＝3000Ω,故R0选300Ω的，R选用最大阻值为3000Ω的滑动变阻器。(3)d接b时，R1和R2串联，不论是R1还是R2损坏,电表都有示数且示数相同，故应将d接c.根据d接c时的电路连接情况可知：闭合开关,若电表指针偏转，则损坏的电阻是R1；若电表指针不动,则损坏的电阻是R2.答案：(1）1535(2）3003000(3）c闭合开关时，若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1；若电表指针不动，则损坏的电阻是R2三、计算题(本题共2小题，共32分）11．（14分）如图9所示电路中,电源电动势E＝12V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R1＝9.0Ω，R2＝15Ω，电流表A示数为0.40A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率。图9解析:R2两端电压为U2＝I2R2＝0。4×15V＝6V内阻r及R1两端电压为U＝E－U2＝12V－6V＝6V干路中电流为I＝eq\f(U，r＋R1)＝eq\f（6,1＋9）A＝0.6AR3中电流为I3＝I－I2＝0.6A－0。4A＝0。2AR2和R3并联，电压相等，即U2＝U3＝6VR3阻值为R3＝eq\f（U3，I3)＝eq\f（6,0。2)Ω＝30ΩR3功率为P3＝U3I3＝6×0。2W＝1。2W。答案：30Ω1.2W12．（18分）如图10所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,已知电源的内阻r＝1Ω。电炉的电阻R1＝19Ω，电动机绕组的电阻R2＝2Ω，当开关S断开时,电炉的功率是475W，当开关S闭合时，电炉的功率是402.04W.求:图10(1)直流电路的电动势E；(2）开关S闭合时，电动机的机械功率.解析：(1）开关S断开时，电炉的功率P＝eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E，R1＋r)))2R1,代入已知数据，解出E＝100V。（2）开关S闭合时，有电动机的支路较复杂，且不能用欧姆定律求解，故先分析电炉所在支路。设该支路的电流为I1,电炉的功率为P1.由P1＝Ieq\o\al（2,1)R1，代入数值求出I1＝4.6A，R1两端电压也就是端电压U外＝I1R1＝87。4V。设干路电流为I,由闭合电路欧姆定律E＝U外＋Ir,故I＝eq\f（E－U外，r)＝eq\f（100－87.4，1）A＝12.6A。通过电动机的电流I2＝I－I1＝12。6A－4.6A＝8A。由I2和