高三物理一轮复习单元评估检测八恒定电流

1、单元评估检测(八)(第八章)恒定电流(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。15题为单选题,68题为多选题)1.(2017·青岛模拟)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间的电阻是cd间电阻的(n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为U,则输入端的电压为()A.nUB.C.(n-1)UD.【解析】选A。ac部分与cd部分串联,所以=,又因为Rac=(n-1)Rc d,所以U输入=nU,选项A正确。2.在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用

2、特殊的合金材料制作的电热丝,如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压U0就变得越高,反之,电压U0就越低,这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制,如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出,放在实验中测量这种电热丝,得到的伏安特性曲线正确的是导学号42722636()【解析】选D。设电热丝的电阻为R丝,则U0=R,结合题意可知,U0越大,说明R丝越小,可见,电热丝温度越低,电阻值越小,故对应的伏安特性曲线为D。3.如图所示,当开关S断开时,电压表示数为3V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8V,则外电阻R与电源内阻r之比为()A.53

3、B.35C.23D.32【解析】选D。S断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E=3V,S闭合时,U外=1.8V,所以U内=E-U外=1.2V。因U外=IR,U内=Ir,所以Rr=U外U内=1.8V1.2V=32。4.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,某时刻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()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路【解析】选A。若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压。若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,A正

4、确。若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,B错误。若R3短路,则电压表示数为零,C错误。若R1断路,则电流表示数为零,D错误。5.(2017·长治模拟)用标有“6V3W”的灯泡L1、“6V6W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势E=9V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时导学号42722637()A.电流表的示数为1AB.电压表的示数约为6VC.电源输出功率为4WD.电源内阻为0.5【解析】选C。因为两灯泡串联,则电流相等,根据I=可知两灯泡的额定电流分别为:0.5A、1A,当一个灯泡正常发光时,只能是

5、L1灯泡,此时电路中的电流为0.5 A,即电流表的示数为0.5 A,选项A错误;从图乙中看出另一个灯泡L2的电压为2 V,即电压表的示数约为2 V,选项B错误;此时电源的输出功率为P出=P1+P2 =3W+0.5×2W=4W,选项C正确;外电路的电压为8V,则电源内阻上的电压为1V,内阻为: r=2,选项D错误。6.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列有关说法中正确的是()A.只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功

6、率变大,电阻R3中有向上的电流B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数不变,带电微粒向上运动D.若断开开关S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动【解析】选A、C。只逐渐增大R1的光照强度,R1减小,根据I=可知I增大,由P0=I2R0可知P0增大,电容器电压U=IR2增大,电容器充电,R3中有向上的电流,选项A正确;电路稳定时,R3中无电流,所以R3阻值的变化对电路无影响,选项B错误;只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器两端电压增大,微粒向上运动,但闭合回路电阻不变,电压表示数不变

7、,选项C正确;若断开开关,则电容器对外放电,微粒所受电场力减小,向下运动,选项D错误。【总结提升】含容电路的分析方法在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它。分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:(1)电容器两极板间的电压等于该支路两端的电压。(2)当电容器和用电器并联接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。(4)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电

8、容器的电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和。7.(2017·广州模拟)如图所示,I为电流表示数,U为电压表示数,P为定值电阻R2消耗的功率,Q为电容器C所带的电荷量,W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,下列图象能正确反映各物理量关系的是导学号42722638()【解析】选A、B。变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,R2消耗的功率为P=I2R2,PI2,故A正确;电容器C的电压UC= E-I(R2+r),电荷量Q=CUC=CE-I(R2+r),则=-C(R2

9、+r),保持不变,则Q-I图象是向下倾斜的直线,故B正确;电压表示数U=E-Ir,U-I图象应是向下倾斜的直线,故C错误;电源通过电荷量q时电源做的功W=qE,E是电源的电动势,则W-q是过原点的直线,故D错误。8.如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻是R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移到b端的过程中,下列描述正确的是()A.电路的总电流先减小后增大B.电路的路端电压先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大【解析】选A、B。当滑动触头从a端滑到b端的过程中,R1接入电路的电阻(实

10、际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小,所以电路中的电流I先减小后增大,路端电压先增大后减小,A、B项均正确;因为R外r,由电源的输出功率P随R外变化的图象知,电源的输出功率先减小后增大,C错误;将R2+r视为电源内阻,则外电阻先增大后减小,且总小于电源内阻,故R1消耗的功率先增大后减小,D错误。【加固训练】如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R的滑片P向下滑动过程中()A.电压表与电流表的示数都增大B.电压表示数增大,电流表的示数减小C.R1的电功率增大,R的电功率增大D.R2的电功率减少,电源的总功率增加【解析】选D。在变阻器R的滑片向下滑动的过程中,变阻器接入电路

11、的电阻减小,变阻器R与R2并联电阻R并减小,则外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电压表示数减小;并联部分电压U并=E-I(R1+r),I增大,E、R1、r均不变,则U并减小,故电流表示数减小,故A、B错误;干路电流I增大,由功率公式P=I2R分析得知,R1上消耗的功率增大,总电流增大,电流表示数减小,则通过R的电流增大,由P=I2R可知R的功率变化不能确定,故C错误;由于U并减小,据公式P=分析知,R2消耗的功率减小,电源的总功率P总=EI,E不变,I增大,则电源的总功率增加,故D正确。二、实验题(本题共2小题,共15分)9.(6分)(2017

12、83;保定模拟)物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的U-I图象和如图丙所示的-x图象。(1)由图乙可得电源的电动势E=_V;内阻r=_。(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=0.12×10-6m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻率为_·m,图丙中图象截距的物理意义是  _。(以上结果均保留两位有效数字)(3)此实验用

13、图象法处理数据的优点是直观,但是不能减少或者消除_(选填“偶然误差”或“系统误差”)。【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律,电压表示数,即路端电压U=E-I(R0+r),因此,图乙中纵截距,即为电源的电动势E=3.00V,斜率绝对值表示保护电阻R0与电源内电阻之和,即R0+r=3.0,r=1.0。(2)图丙中截距对应的电路状态为电路中电阻丝被短路,所测电阻,即为电流表的内阻;由图丙可知,电阻丝长0.6m,电阻为5.8,由电阻定律R=,代入已知条件解得:=1.2×10-6·m。(3)通过图象法处理数据可以消除个别数据由于测量不准确产生的偶然误差,对系统产生的误差没有修正作用。答

14、案:(1)3.00(2.993.02均可)1.0(0.801.0均可)(2)1.2×10-6电流表内阻为2.0(3)系统误差10.(9分)(2017·十堰模拟)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:A.待测电压表V(量程3V,内阻约几千欧)B.电流表A(量程3A,内阻0.01)C.定值电阻R(阻值2k,额定电流50mA)D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)E.多用电表F.开关K1、K2,导线若干有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:导学号42722639(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×100”倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位

15、置如图甲所示,则测量的结果是_。(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是_。其理由是 _。(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好。(4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤: _;用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=_。【解析】(1)选用“×100”倍率,所以读数为30×100=3000。(2)较为合理的是丙图,因为待测电压表的内阻较大,乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小。(3)实物图如图所示(4)需要直接测量的物理量是:当K2闭合、断开

16、时,电压表读数U1和U2。K2闭合时,示数U1相当于电动势;断开时,两者串联电流相等,即=,所以RV=R。答案:(1)3000(2)丙乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中R的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小(3)实物图连接见解析(4)闭合K1,再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2R三、计算题(本题共2小题,共37分。需写出规范的解题步骤)11.(18分)如图所示,电阻R1=10,R2=3,R3=6,R4=4,电压U=24V。问:导学号42722640(1)若在a、b间接入一个内阻很大的电压表,它的读数是多少?(2)若在a、b间接入一个内阻很小的电流表,它的读数是

17、多少?【解析】(1)a、b间接入电压表后相当于断路,等效电路如图所示,(2分)并联电路的总电阻R134=5。(2分)由串联电路分压原理得U2U134=R2R134=35解得U2=9V,U134=15V(2分)R3与R4所在的支路中,U3U4=R3R4=64解得U3=9V(2分)所以Ua b=U2+U3=18V。(1分)(2)a、b间接入电流表后相当于短路,等效电路如图所示。(2分)I4=A=6A(2分)并联电路的总电阻R123=R1+=12(2分)并联电路的总电流I123=2AR3中的电流I3=·I123=0.67A(2分)所以电流表的读数Iab=I3+I4=6.67A。(1分)答案:(1)18V(2)6.67A12.(19分)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21,电动机绕组的电阻R0=0.5,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:导学号4