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人教版高中物理选修3-1 第二章 恒定电流 测试(详细解析)

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人教版高中物理选修3-1 第二章 恒定电流 测试(详细解析)

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人教版高中物理选修3-1 第二章 恒定电流 测试

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分

第Ⅰ卷

一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)

1.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后,通过电阻横截面的电荷量q随时间t变化的图象如图所示,此图象的斜率可表示为( )

A.U B.R C.

D.

2.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器. 酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )

A.U越大,表示c越大,c与U成正比 B.U越大,表示c越大,但是c与U不成正比

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C.U越大,表示c越小,c与U成反比 D.U越大,表示c越小,但是c与U不成反比

3.用半导体材料制成热敏电阻,在温度升高时,电阻会迅速减小,如图所示,将一热敏电阻接入电路中,接通开关后,经过一段时间会观察到( )

A. 电流表示数不变 B. 电流表示数减小 C. 电压表示数增大 D. 电压表示数减小

4.三个10 Ω的电阻串联后与理想电表连接如图所示,将A、B接在10 V的电源上,则表V1、V2、A的示数为( )

A.V、V、A

B. 10 V、10 V、1 A C. 10 V、0、1 A D. 0、10 V、A

5.用电流表和电压表测量电阻

的阻值.如图所示,分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路

Rx

中,按照(a)图时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V;按照(b)图时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,正确的是( )

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A. 电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω B. 电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω C. 电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω D. 电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω

6.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电阻率为ρ,制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R.下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为( )

A.R=ρ

B.R=ρ

C.R=

D.R=

7.以下关于电流表与电压表的说法中,正确的是( ) A. 都是用电流表G与电阻并联改装而成的

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B. 都是用电流表G与电阻串联改装而成的

C. 它们本身都有内阻,只是电流表的内阻一般很小,而电压表的内阻一般很大

D. 电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大,而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小

8.对于连入电路的不同灯泡而言,亮度大的灯泡是( ) A. 通过电流大的灯泡 B. 两端电压大的灯泡 C. 电阻值大的灯泡 D. 消耗电功率大的灯泡

9.如图所示的自动控制电路中含有一逻辑电路A,L为小灯泡.光照射光敏电阻R′时,其阻值迅速减小,则在该控制电路中( )

A.A是非门,当R′受到光照时,它输入高电平输出低电平 B.A是或门,当R′受到光照时,它可以使得L发光

C. 增大可变电阻R的阻值,可使R′受到光照时L更容易发光 D. 可变电阻R对L是否发光没有控制作用 10.关于电动势,下列说法正确的是( )

A. 当外电路断开时,路端电压不等于电源电动势

B. 用电压表直接测量电源两极得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值 C. 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关

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D. 在电源内部,由正极到负极的方向为电动势的方向

11.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是( )

A. 电压表和电流表读数都增大 B. 电压表和电流表读数都减小 C. 电压表读数增大,电流表读数减小 D. 电压表读数减小,电流表读数增大

12.一个定值电阻,两端电压为2 V,通过的电流是0.5 A,如果两端的电压是6 V,要测量流过的电流,电流表的量程可选用( ) A. 0.5 A B. 1 A C. 2 A D. 10 A

13.如图甲所示,不计电表对电路的影响,改变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表表

的示数变化规律如图乙中a、b所示,下列判断正确的是( )

随电流

①图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势 ②图线b斜率的绝对值等于电源的内阻

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③图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率 ④图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R0消耗的功率 A. ①③ B. ①④ C. ①③④ D. ②③

14.理发用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I、消耗的功率为P,则下列关系式中正确的是( ) A.P=I2(R1+R2) B.P=UI C.PUI

D.P15.关于欧姆表及其使用中的问题,下列说法正确的是( ) A. 接表内电源负极的应是黑表笔

B. 换挡后,都要重新调零,使指针指到满刻度 C. 表盘刻度是均匀的

D. 表盘刻度最左边表示电阻阻值为0

第Ⅱ卷

二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分) 16.在“测量金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:

(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次.求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为________ cm.用螺旋测微器

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测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为________ mm.

(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”).最后由公式ρ=________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示). 三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)

17.铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件,它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内,以供用电设备使用.某太阳能电池板给一电动势为15 V的铅蓄电池充电时的电流为4 A,充电10小时充满.该铅蓄电池储存了多少电能?

18.有一起重机用的是直流电动机,如图所示,其内阻r=0.8 Ω,线路电阻R=10 Ω,电源电压U=150 V,伏特表的示数为110 V,求:

(1)通过电动机的电流; (2)输入到电动机的功率P入;

(3)电动机的发热功率Pr,电动机输出的机械功率.

19.如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,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:

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(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.

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答案解析

1.【答案】C

【解析】图象的斜率k==I,根据欧姆定律,I=,所以k==I=,C正确. 2.【答案】B

【解析】题中给出传感器电阻r′的倒数与酒精气体浓度c是正比关系,即=

=kc,电压表示数U

,可以看出电压与酒精气体浓度的关系不是正

比关系,但随浓度的增加而增加.故只有选项B正确. 3.【答案】D

【解析】接通开关后,由于电流的热效应,热敏电阻的温度升高,电阻减小,总电阻减小,I总增大,电流表示数变大,故A、B错误.

U不变,R2支路的电流I2增大,UR2增大,又U=UR2+U热,则U热减小,电压表示数减小,故D正确,C错误. 4.【答案】C

【解析】由于理想电流表内阻为0,相当于导线,所以右侧两个电阻被短路,没有电流通过,则V2的示数为0,表V1的示数等于电源的电压为10 V. 整个电阻的等效电阻为R=10 Ω. 通过电流表的电流为I==1 A. 5.【答案】B

【解析】比较题图(a)、(b)的电压读数,可知ΔU=0.20 V,则mA,则

=0.087,可见

>

=0.08;电流变化ΔI=0.40

,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电

Rx,Rx=

流表内阻带来的影响大,故应采取电流表内接法,即按照(a)图所示电路测量电阻

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≈543 Ω,此法测量值偏大,因此选项B正确.

6.【答案】B

【解析】等式左边的单位是Ω,右边的单位也应该是Ω,所以C、D错误;将b=a,即电介质沿电流方向的长度为零,代入应得到R=0,故A错误.B正确. 7.【答案】C

【解析】电流表是用表头G并联一个分流电阻改装成的,电压表是用表头G串联一个分压电阻改装成的,它们本身都有内阻,只是电流表的内阻一般很小,而电压表的内阻一般很大,电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小,而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大,故A、B、D错误,C正确. 8.【答案】D

【解析】对于灯泡,亮度越大,消耗的电功率越大. 9.【答案】C

【解析】A、A是非门,光照射光敏电阻R′时,其阻值迅速减小,两端间的电势差非常小,则输入门电路的是低电平,输出是高电平.故A、B错误. C、光照射光敏电阻R′时,输出是高电平,灯泡发光.若增大可变电阻,光敏电阻在光照的情况下更相对变小,输入端更容易得到低电平,输出端更易得到高电平,即灯泡更容易发光.故C正确,D错误.故选C. 10.【答案】B

【解析】电源电动势等于外电路断路时的路端电压,A错误;由于电压表内阻的存在,所以用电压表直接测量电源两极时,电压表内阻分压,测量值小于实际值,B正确;电源电动势在数值上等于内、外电路电压之和,但是电动势的大小取决于电源的性质,C错误;电源外部电流从正极到负极,电源内部,电流从负极到正极,所以在电源内部从负极到正极的方向为电动势的方向,D错误. 11.【答案】A

【解析】当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,变阻器R的阻值变大,它与R2并联的总电阻也变大,故外电路的总电阻变大,路端电压变大,即电压表的示数变大;由于R与R2并联的总电阻变大,故并联电路所分得的电压也变大,电阻R2的两端电压变大,电流表的示数变大,故A是正

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确的. 12.【答案】C

【解析】由欧姆定律知,R一定时,电流I与电压U成正比,所以当电压为6 V时,电流为1.5 A.为了读数准确,我们可以选取量程略大于1.5 A的电流表,而选择10 A量程的电流表,读数不准确. 13.【答案】C

【解析】当电路中电流增大时,电压V2的示数增大,电源的内电压增大,电压表V1的读数减小,则根据图象可知,图线a是电压表V1的示数与I的关系图线.则图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势,故①正确.

由上分析知,图线b是电压表V2的示数与I的关系图象,由于V2测量的是定值电阻的电压,定值电阻的电压与电流成正比,则图线b的斜率的绝对值等于R0的阻值.故②错误.

图线a反映电源的特性,图线b反映定值电阻R0的特性,两图线的交点表示定值电阻R0接在该电源上的工作状态,则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻R0消耗的瞬时功率,也即电源的输出功率.故③、④正确. 14.【答案】B

【解析】电吹风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小应该是用

,所以B正确,C错误;电吹风机中发热的功率要用,吹风机做的功还有一部分转化为机械能,所以总功率

以A、D错误. 15.【答案】B

【解析】欧姆表黑表笔连接的是表内电源的正极,所以A错误;换挡后欧姆表需要重新调零,所以B正确;欧姆表的表盘刻度是不均匀的,所以C项错误;欧姆表表盘的最左端刻度为∞,所以D错误.

16.【答案】(1)24.13(24.12~24.14之间均可) 0.510 (2)偏小 【解析】(1)金属丝的长度为24.12~24.14 cm均可.

来计算,所以总功率

来计算,所以总的发热功率为

要大于发热部分的功率,所

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直径读数为0.510 mm均可.

(2)采用电流表外接法,由于电压表的内阻不是无穷大,电压表有分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R=可知,电阻的测量值小于真实值.

2

由R=ρ,R=,S=πd,可得ρ=

.

17.【答案】2.16×106J

【解析】10小时通过的电荷量:q=It. 非静电力做功:W=qE=ItE. 所以铅蓄电池储存的电能 E电=W=ItE=2.16×106J.

18.【答案】(1)4 A (2)440 W (3)12.8 W 427.2 W 【解析】(1)对电阻R,根据欧姆定律得I=通过电动机的电流为4 A.

(2)电动机的输入功率是P入=UMI=110×4 W=440 W (3)电动机的发热功率Pr=I2r=42×0.8 W=12.8 W, 根据能量转化和守恒定律得

电动机输出的机械功率P机=P入-Pr=440 W-12.8 W=427.2 W. 19.【答案】 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω

【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E=20 V,内阻r==20 Ω.

(2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应题图乙中的B点,即U2=4 V、I2=0.8 A, 得R2==5 Ω.

A=4 A,电动机与电阻R串联,则

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(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=因为R外=

+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300 Ω.

=80 Ω.

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