2017-2018學(xué)年高中物理 第2章 直流電路章末檢測 教科版選修3-1.doc
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第2章 直流電路 章末檢測 (時間:90分鐘 滿分:100分) 一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分) 1.某同學(xué)研究重慶南開圖書館新的借閱系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),使用飯卡(IC卡)刷卡登記時,所借閱的書還得在消磁系統(tǒng)上消磁(否則出門時會報警),這樣才能成功借閱自己喜歡的書籍,這種邏輯關(guān)系屬于( ) A.“非”門 B.“或”門 C.“與”門 D.“與非”門 答案 C 解析 由題意可知,只有兩種情況同時滿足時,才能完成借書過程,故邏輯關(guān)系為“與”的關(guān)系. 2.兩個小燈泡,分別標(biāo)有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字樣,則它們均正常發(fā)光時的電阻阻值之比為( ) A.2∶1 B.16∶1 C.4∶1 D.1∶16 答案 B 解析 由P=I2R知R=,所以R1∶R2=16∶1. 3.兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中,A的長度為L,直徑為d;B的長度為2L,直徑為2d,那么通電后在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為( ) A.QA∶QB=1∶2 B.QA∶QB=2∶1 C.QA∶QB=1∶1 D.QA∶QB=4∶1 答案 B 4.如圖1所示,用甲、乙、丙三個電動勢E相同而內(nèi)電阻r不同的電源,分別給定值電阻R供電.已知甲、乙、丙三個電源內(nèi)阻的大小關(guān)系為:r甲>r乙>r丙,則將R先后接在這三個電源上時的情況相比,下列說法中正確的是( ) 圖1 A.接在甲電源上時,電源的輸出電流最大 B.接在丙電源上時,電源的輸出電流最小 C.接在乙電源上時,電阻R消耗的電功率最大 D.接在丙電源上時,電阻R消耗的電功率最大 答案 D 解析 由題,三個電源的電動勢E相等,而內(nèi)阻r甲>r乙>r丙,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=得知,接在丙電源上時,電源的輸出電流最大.故A、B錯誤;由公式P=I2R分析得知,接在丙電源上時,電阻R獲得的電功率最大.故C錯誤,D正確. 5.如圖2所示,R4是由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻,電阻率隨溫度的升高而減小,電流表是安放在值班室的顯示器,電源兩極之間接一個報警器,當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是( ) 圖2 A.I變大,U變小 B.I變大,U變大 C.I變小,U變大 D.I變小,U變小 答案 A 解析 當(dāng)R4處出現(xiàn)火情時,R4↓→R總↓→I總↑→U外↓→U并↓→IR3↓→I↑,故A項正確. 6.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比.在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中得到的實驗圖線如圖3所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為( ) 圖3 A.75%、25% B.33.3%、66.7% C.50%、50% D.66.7%、33.3% 答案 D 解析 電源的效率η=100%=100%.a點對應(yīng)的路端電壓U為4個格,而電動勢E為6個格,因此ηa≈66.7%;b點對應(yīng)的路端電壓為2個格,因此ηb≈33.3%,故D正確. 二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分) 7.如圖4所示,在一幢居民樓里有各種不同的用電器,如電燈、電視機、洗衣機、微波爐、抽油煙機等.停電時,用多用電表測得A、B間的電阻為R;供電后,設(shè)各家用電器全都同時使用時,測得A、B間電壓為U,進線電流為I;經(jīng)過一段時間t,從總電能表中測得這段時間內(nèi)消耗的電能為W,則下列表達式用來計算該幢樓居民用電的總功率,其中正確的是( ) 圖4 A.P=I2R B.P= C.P=IU D.P= 答案 CD 解析 電路消耗的電功率的計算公式P=IU、P=是普遍適用的,A、B兩選項只適用于純電阻電路,而電視機、洗衣機、微波爐和抽油煙機都不是純電阻用電器,所以A、B錯誤,C、D正確. 8.某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點的實驗時,接成如圖5所示的電路,接通S后,他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U;當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U;當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,故障的原因可能是( ) 圖5 A.AB段斷路 B.BC段斷路 C.AB段短路 D.BC段短路 答案 AD 解析 由題意可得UAB=UAC=U,說明由A、B分別至電源的線路均已接通.若BC段完好,則AB段斷路;若BC段短路,則AB段可能斷路,也可能完好.又由題述得UBC=0,因而可能AB段斷路,或BC段短路,也有可能出現(xiàn)兩者同時發(fā)生的情況.分析時考慮要全面,要把故障的可能原因全部找出來,不要漏掉正確選項. 9.如圖6所示,已知電源電動勢E=12 V,內(nèi)阻r=1 Ω,定值電阻R=2 Ω,通過小燈泡的電流為1 A,已知小燈泡的電阻為3 Ω,小型直流電動機線圈的電阻為1 Ω,則( ) 圖6 A.電動機兩端的電壓為1 V B.電動機兩端的電壓為6 V C.電動機的輸入功率為6 W D.電動機的輸出功率為5 W 答案 BCD 解析 電動機兩端的電壓UM=E-I(R+RL+r)=12 V-1(2+3+1)V=6 V,故選項A錯誤,選項B正確;電動機的輸入功率P=UMI=61 W=6 W,P出=P-I2r=6 W-1 W=5 W,故選項C、D正確. 10.如圖7所示,電源的電動勢E=2 V,內(nèi)阻r=2 Ω,兩個定值電阻均為8 Ω,平行板電容器的電容C=310-6 F,則( ) 圖7 A.開關(guān)斷開時兩極板間的電壓為 V B.開關(guān)斷開時電容器所帶電荷量為410-6 C C.開關(guān)接通時兩極板間的電壓為 V D.開關(guān)接通時電容器所帶電荷量為410-6 C 答案 CD 解析 電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓,開關(guān)S斷開時,電路中的總電流為I== A=0.2 A,電容器的兩極板間的電壓為U=IR2=0.28 V=1.6 V,此時電容器所帶電荷量為Q=CU=310-61.6 C=4.810-6 C,故選項A、B錯誤;開關(guān)接通時兩定值電阻并聯(lián),電容器兩極板間的電壓等于路端電壓,電路中的總電流I′== A= A,電容器的兩極板間的電壓U′=I′R外=4 V= V,此時電容器所帶的電荷量Q′=CU′=310-6 C=410-6 C,故選項C、D正確. 三、實驗題(本題共2小題,共15分) 11.(6分)某直流電動機M轉(zhuǎn)動時的U-I圖像如圖8甲所示,該同學(xué)利用圖乙的實驗電路研究電動機的轉(zhuǎn)動情況,電路中使用恒壓電源(無內(nèi)阻),R1=15 Ω,R2是滑動變阻器,電流表A是理想電流表,實驗操作步驟如下: 圖8 (1)閉合開關(guān)S2前,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使其滑動觸頭應(yīng)在________端.(選填“左”或“右”) (2)先閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2保持?jǐn)嚅_,此時電流表的示數(shù)為0.6 A,則恒壓電源的輸出電壓為________ V. (3)再閉合開關(guān)S2,然后緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器使電動機恰好轉(zhuǎn)動起來,此時電流表的示數(shù)為1.8 A,直流電動機M實際消耗的電功率為__________ W,滑動變阻器接入電路中的阻值為__________.(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.8 Ω 解析 (1)閉合開關(guān)S2前,調(diào)節(jié)滑動變阻器使其接入電路中的阻值最大,則滑動觸頭應(yīng)在左端. (2)恒壓電源的輸出電壓U=I1R1=0.615 V=9 V. (3)通過直流電動機M的電流I2=I-I1=1.8 A-0.6 A=1.2 A,根據(jù)題圖甲可知此時直流電動機M的電壓為UM=3.2 V,U2=U-UM=9 V-3.2 V=5.8 V,則直流電動機M實際消耗的電功率為P=UMI2=3.21.2 W≈3.8 W,滑動變阻器接入電路中的阻值為R== Ω≈4.8 Ω. 12.(9分)某同學(xué)要測量一電壓表的內(nèi)阻,所備器材如下: A.待測電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻未知) B.定值電阻R0(阻值2 kΩ) C.電池組E(電動勢略小于3 V,內(nèi)阻忽略不計) D.多用電表 E.開關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干 (1)該同學(xué)想利用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻,請將以下主要操作步驟補充完整: Ⅰ.對多用電表進行機械調(diào)零 Ⅱ.將選擇開關(guān)撥到“1 k”的歐姆擋上 Ⅲ.將紅黑表筆短接,進行歐姆調(diào)零 Ⅳ.將圖9甲中多用電表和電壓表連接,其中紅表筆應(yīng)接電壓表的________極(選填“正”或“負(fù)”). Ⅴ.正確連接后,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大,換用“100”的歐姆擋,應(yīng)先________,再次測量,多用電表刻度盤上的指針位置如圖乙所示,測量結(jié)果是________. 圖9 (2)為了更精確測量此電壓表的內(nèi)阻,該同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示的實驗電路圖,請在圖丁上用筆畫線代替導(dǎo)線進行實物連接.該同學(xué)首先閉合S1,讀電壓表示數(shù)U1;再閉合S2,讀電壓表示數(shù)U2,則電壓表內(nèi)阻RV=________(用U1、U2、R0表示). 答案 (1)Ⅳ.負(fù)?、?歐姆調(diào)零 3 000 Ω (2)見解析圖 R0 解析 (1)根據(jù)多用電表的工作原理可知,紅表筆與電源的負(fù)極相連,黑表筆與電源的正極相連,所以為保證電壓表指針正向偏轉(zhuǎn),應(yīng)將多用電表的紅表筆接電壓表的負(fù)極;當(dāng)改變不同倍率的歐姆擋后,由于歐姆表內(nèi)阻發(fā)生了變化,因此在測量之前必須進行歐姆調(diào)零這項操作;多用電表刻度盤上的指針位置如題圖乙所示,測量結(jié)果是3 000 Ω. (2)如圖所示,只閉合S1時,電壓表與電阻串聯(lián),當(dāng)S1和S2都閉合時,電壓表測電源的電動勢(因電源內(nèi)阻忽略不計),因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,U2=(R0+RV),則電壓表內(nèi)阻RV=R0. 四、計算題(本題共3小題,共45分) 13.(15分)如圖10甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器.當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖像如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的.求: 圖10 (1)電源的電動勢和內(nèi)阻; (2)定值電阻R2的阻值; (3)滑動變阻器的最大阻值. 答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω 解析 (1)將題圖乙中AB線延長,交U軸于20 V處,交I軸于1.0 A處,所以電源的電動勢為E=20 V,內(nèi)阻r==20 Ω. (2)當(dāng)P滑到R3的右端時,電路參數(shù)對應(yīng)題圖乙中的B點,即U2=4 V、I2=0.8 A,得R2==5 Ω. (3)當(dāng)P滑到R3的左端時,電路參數(shù)對應(yīng)題圖乙中的A點,即U外=16 V,I總=0.2 A,所以R外==80 Ω.因為R外=+R2,所以滑動變阻器的最大阻值為R3=300 Ω. 14.(15分)如圖11所示的電路中,電源的電動勢E=12 V,內(nèi)阻未知,R1=8 Ω,R2=1.5 Ω,L為規(guī)格“3 V 3 W”的燈泡,開關(guān)S斷開時,燈泡恰好正常發(fā)光.(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)試求: 圖11 (1)燈泡的額定電流和燈絲電阻; (2)電源的內(nèi)阻; (3)開關(guān)S閉合時,燈泡實際消耗的功率. 答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析 (1)燈泡的額定電流I0== A=1 A 燈絲電阻RL== Ω=3 Ω (2)斷開S時,燈L正常發(fā)光,即I1=I0,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I0(R1+RL+r) 得r=-(R1+RL)=[-(8+3)] Ω=1 Ω (3)閉合S時,設(shè)外電路總電阻為R外 R外=+R1=9 Ω 干路電流為I總==1.2 A 燈泡兩端的電壓UL=I總=1.2 V 燈泡實際消耗的功率P==0.48 W 15.(15分)一臺電風(fēng)扇,內(nèi)阻為20 Ω,接上220 V電壓后,消耗的功率為66 W.求: (1)電風(fēng)扇正常工作時通過風(fēng)扇電動機的電流; (2)電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率和內(nèi)能的功率以及電動機的效率. 答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% 解析 (1)由P入=IU得I== A=0.3 A (2)電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率 P內(nèi)=I2r=0.3220 W=1.8 W 電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率 P機=P入-P內(nèi)=66 W-1.8 W=64.2 W 電風(fēng)扇正常工作時電動機的效率 η=100%=100%≈97.3%- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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