《恒定电流》综合检测

《恒定电流》综合检测(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～6小题只有一个选项正确,第7～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得分)下列说法正确的是(D)电动势是反映电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量电流有大小又有方向所以电流是矢量C.电动势的单位和电势差相同 ,电动势实质上就是电势差D.同一电源接入不同的电路 ,电动势不会发生变化解析:电源是把其他形式的能转化为电能的装置 ,电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小 ,选项A错误;电流有方向,但电流的加减不适用平行四边形定则,所以是标量,选项B错误;电动势的单位和电势差相同,但电动势与电势差是两个不同的物理量,它们的物理意义不同,选项C错误.电动势由电源本身的特性决定,跟电源的体积无关,与外电路的结构无关.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化,选项D正确.如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像.如果将这个电阻R分别接到a,b两电源上,那么有(B)A.R接到a电源上,电源的效率较高B.R接到b电源上,电源的效率较高C.R接到a电源上,电源的输出功率较小D.R接到b电源上,电源的输出功率较大解析:由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,图像与U轴的交点表示电动势,则a的电动势较大,图像的斜率大小表示内阻,则b电源的内阻r较小.当电阻R与电源组成闭合电路时,电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态,交点的纵坐标表示电压,横坐标表示电流,两者乘积表示电源的输出功率,由图看出R接到a电源上,电压与电流的乘积较大,电源的输出功率较大,选项C,D错误;电源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,可知R相等的情况下,r越大,电源的效率越小,即b电源的效率高,选项B正确,A错误.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电表为理想电表,灯泡L和电阻R阻值均恒定,在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,下列说法正确的是(D)灯泡消耗的功率逐渐增大电压表、电流表示数均减小C.电源消耗的总功率增大,热功率减小D.电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变解析:在滑动变阻器的滑片由 a端滑向b端的过程中,滑动变阻器连入电路的有效电阻逐渐增大 ,电路中的电流减小,路端电压增大,灯泡消耗的功率逐渐减小,电压表示数增大,电流表示数减小,选项A,B错误;由P总=EI及P热=I2r知电源消耗的总功率、热功率均减小 ,选项C错误;将灯泡电阻与定值电阻R的并联值归为电源内阻,则电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值为新电源的内阻,是定值,选项D正确.4.如图所示

,R1和

R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体

,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是(D)A.R1中的电流小于R2中的电流B.R1中的电流大于R2中的电流C.R1中的自由电荷定向移动的速率大于

R2

中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析:设正方形的边长为L,厚度为d,则I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1,R2中的电流相等,选项A,B错误;由I=nqSv=nqLdv得,L大则v小,选项C错误,D正确.一灵敏电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为200Ω.要把它改装成一个量程为0.5A的电流表,则应在电流表上( B )A.并联一个200Ω的电阻B.并联一个约为0.4Ω的电阻C.串联一个约为0.4Ω的电阻D.串联一个200Ω的电阻解析:要使电流表量程变为 0.5A,需要并联分流电阻,流过分流电阻的电流I=0.5A-0.001A=0.499A,并联部分的电压 U=IgR=0.001×200V=0.2V,则需要并联的电阻 r== Ω≈0.4Ω.如图所示电路,开关S闭合后,四个灯泡都正常发光,某时刻,L4因灯丝烧断而突然熄灭,假设其他三灯丝都没烧断,则(A)A.L1,L3更亮,L2变暗B.L1更亮,L2,L3变暗C.L1,L2,L3都更亮D.L2变暗,L3更亮,L1亮度不变解析:L4突然熄灭后,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知 ,电路中总电流 I减小,L1两端电压

U1=E-I(R+r),I

减小,其他量不变

,则U1增大,L1更亮.L

2中电流

I2=I-I

1,I

减小,I

1增大,

则

I2减小,L2变暗.L3电压U3=U1-U2,U1增大,U2减小,则U3增大,L3更亮.所以L1,L3更亮,L2变暗,选项A正确,B,C,D错误.7.如图所示电路中,电源电动势为E内阻为r,开关S闭合,当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后,理想电流表A1,A2的示数变化量的绝对值分别为 I1, I2,理想电压表示数变化量的绝对值为 U.下列说法中正确的是( BC)A.电压表V的示数减小B.电流表A2的示数变小U与I1比值一定小于电源内阻rU与I2比值一定小于电源内阻r解析:当滑动变阻器滑动端向右滑动后 ,变阻器接入电路的电阻增大 ,外电路总电阻增大,则总电流减小.所以电流表A2的示数减小,并联部分电压增大

,即电压表

V的示数增大

,故

A错误,B

正确;I

2=I1+IR1,A2的示数

I2变小,

通过定值电阻

R1的电流增大

,则

A1的示数

I1变小,

所以I1一定大于

I2.

电压表测量路端电压

,根据闭合电路欧姆定律

U=E-I2r

可知,

=r,

而

I1大于

I2,

所以

<r,

选项

D错误,C

正确.如图所示电路中,电阻R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4,C为电容器,A为电流表,当电路中某个电阻断路瞬间,发现有自上而下的电流通过电流表A,则断路的电阻可能是(BC)A.R1 B.R2 C.R3 D.R4解析:设路端电压为U,则根据欧姆定律可得 UR1=U,UR2=U,UR3=U,UR4=U,设电源负极的电势为零 ,则电容器上极板的电势 φ上=U,下极板的电势为φ下=U,上极板电势高于下板极电势 ,有自上而下的电流通过电流表,说明电容器两端电压变大 ,所以可能为电阻 R2断路或者电阻R3断路,选项B,C正确.如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力及导线电阻,则(BD)A.电源内阻r=-RB.电源内阻r=- -RC.如果电动机转轴被卡住而停止转动 ,较短时间内电源消耗的功率将变小D.如果电动机转轴被卡住而停止转动 ,较短时间内电源消耗的功率将变大解析:在时间t内消耗电能(W电)转化为机械能(W机=mgh)和内能(W内=22Rt,而W=Pt,P2解得r=--R,选IRt),所以W=mgvt+I电=EI-Ir,电电电项A错误,B正确;如果电动机转轴被卡住而停止转动,则电动机相当于电阻为R的电阻,所以电路的电流增大,根据P=I2r可知较短时间内电源消耗的功率将变大 ,选项C错误,D正确.如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样,电源电动势E=6V,内阻忽略不计,则下列判断正确的是(ACD)A.当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5AB.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5AC.当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1AD.当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5A解析:当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为IL==A=0.5A,选项A正确;当灯泡正常发光时,超导部件处于超导状态,则通过超导部件的电流为0.5A,通过R2的电流为零,选项B错误;当灯泡L发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6Ω,通过R1的电流为I1==A=1A,通过R2的电流为I2==A=0.5A,选项C,D正确.在如图(甲)所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1,L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示,R为定值电阻,阻值为7.5Ω.当开关S闭合后(CD)A.L1的电阻为 ΩB.L1消耗的电功率为 7.5WC.L2的电阻为7.5ΩD.L2消耗的电功率为 0.3W解析:S闭合后,L1两端的电压为3.0V,由(乙)图可知,I1=0.25A,故P1=0.75W,L1的电阻为12Ω;L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为3V,内阻为7.5Ω的新电源,在图(乙)中作出新电源的IU图线,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U=1.5V,I2=0.2A,所以R==Ω=7.5Ω,P=UI=1.5×222220.2W=0.3W.如图所示,D是一个理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施中,关于P的运动情况说法正确的是(ABD)A.保持S闭合,增大A,B板间距离,P仍静止B.保持S闭合,减小A,B板间距离,P向上运动C.断开S后,增大A,B板间距离,P向下运动D.断开S后,减小A,B板间距离,P仍静止解析:保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A,B板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项A正确;保持S闭合,电源的路端电压不变,电容器的电压不变,减小A,B板间距离,由E=可知,板间电场强度增大,电场力增大,微粒将向上运动,选项B正确;断开S后,电容器的电荷量Q不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项C错误,D正确.二、非选择题(共52分)13.(5分)用多用电表的欧姆挡测量阻值约十几千欧的电阻Rx,以下是一些主要的操作步骤,其中S为挡位选择开关,P为欧姆调零旋钮,请填写其中空白部分:A.把S旋转到欧姆挡 ;B.将两表笔 ,调节

使指针指在零欧姆处;C.将两表笔分别连接在电阻的两端

,若其阻值如图指针所示

,则

Rx的阻值大约是 Ω.D.把表笔从插孔中拔出,把S旋转到

挡.解析:A.因为阻值大约在十几千欧左右,所以旋钮应选择“×1k”.B.选挡后进行欧姆调零,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在零欧姆处.C.阻值R=12×1kΩ=12kΩ=12000Ω.D.用完后,把表笔从插孔中拔出,把S旋至“OFF”或交流电压最大挡.答案:×1k短接欧姆调零旋钮12000OFF评分标准:每空1分14.(8 分)某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻.实验室有以下三个电压表,需要将它们改装成量程为6V的电压表,以下措施正确的是

.A.将电压表

V1(0～1V,

内阻约为

1k

Ω)与

5k

Ω的定值电阻

R串联B.将电压表

V2(0～2V,

内阻约为

2k

Ω)与

4k

Ω的定值电阻

R串联C.将电压表

V3(0～3V,

内阻为

3k

Ω)与

3k

Ω的定值电阻

R串联D.以上三项都可以利用(1)中改装后的电压表,测蓄电池的电动势和内阻,图(甲)为实验电路图,根据给出的电路图,将图(乙)的实物图补充完整.请完成下列主要实验步骤:A.选择正确的实验仪器连接电路 ;B.将开关S2闭合,开关S1断开,测得电压表的示数是 U1;C.再将开关S1闭合,测得电压表的示数是 U2;D.断开开关S2;E.若改装后的电压表可视为理想电压表 ,则电源的内阻r=(用字母U1,U2,R0表示);由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏(选填“大”或“小”).解析:(1)将电压表V3(0～3V,内阻为3kΩ)与3kΩ的定值电阻R串联,根据欧姆定律可得两端电压为U=Ug+R=3V+×3V=6V;而A,B选项中的电压表内阻都是不确定的值,故选项C中的改装合适.(2)实物连接图如图.(3)根据欧姆定律E=U1+ r;E=U2+r;联立解得r= R0.由于所用电压表不是理想电压表,所以通过电源的电流大于通过电阻

R0的电流,

即

E′=U1+(

+I1)r

′;E′=U2+(

+I2)r

′,I

1>I2,

解得r′=

>

=

R0

,

即测得的内阻比实际值偏小

,同理测得的电动势比实际值也偏小 .答案:(1)C

(2)图见解析

(3)

R0

(4)小评分标准:每小问2分.15.(9分)如图(甲)所示是某同学为测量金属丝电阻率连接的实物图 .图中a,b间接的是待测金属丝,P为可移动的线夹,R0为定值电阻.在方框中画出实物连接对应的电路图;(2)电路中的电阻R0的作用是 ;闭合开关后,调节P的位置,记录接入电路的长度x及对应的电压表的示数U和电流表的示数I,记录在表格内,并求出的值.以为纵轴,x为横轴,在坐标纸上对测得的数据进行描点 ,作出图像,如图(乙)所示.由图像可以得到图线与纵轴的交点表示 ,如果测得金属丝的直径为 0.40mm,则该金属丝的电阻率为.(保留2位有效数字,π取3.1)解析:(1)根据实物的连接图,画出电路图如图.电路中的电阻R0的连接是与电源串联,起保护电路的作用,能防止电路中出现短路;由图可知,图线与纵坐标的交点的截距是2.0,由欧姆定律得R=-RA,又R=,所以=+RA,所以-x的图像的斜率为 k=,图线与纵坐标的交点表示电流表的内电阻 .由图可知,图线的斜率k= =10,即k==10所以ρ=10S=10π·()2,代入数据得ρ≈1.2×10-6Ω·m.答案:(1)图见解析 (2)保护电路电流表的内阻1.2×10-6Ω·m评分标准

:(1)

问

3

分,(2)(3)

问中每空

2分.16.(12

分)某同学利用满偏电流为

500μA的电流表、热敏电流等制作电子温度计

.(1)制作的实验过程中需要测出该电流表的内阻Rg,所用的电路如图(甲)所示,主要步骤是:①接通开关S1,调节变阻器R1,使指针偏转到满刻度;②保持R1不变,再接通开关S2,调节电阻箱R2,使指针偏转到满刻度的一半,读出此时R2的阻值为299.0Ω,可认为Rg=R2.实验时,图(甲)电路中的变阻器R1和电源有下列器材可供选择:A.变阻器(0～200

Ω)

B. 变阻器(0～20k

Ω)C.电源(1.5V,

内阻不计

)

D.电源(9V,

内阻不计

)为了使测量

Rg尽量精确

,R1应选

,电源应选

.(

填选项前的字母

)温度在0～300℃范围内,某热敏电阻的阻值R1随温度t(℃)的变化情况为Rt=200+50t(Ω),把这个热敏电阻、标准定值电阻、电池、开关与电流表串联起来,电路如图(乙),电流表的表盘如图(丙).用该热敏电阻作探头,将 表盘上的电流刻度值改成对应的温度值 ,制作成简单的电子温度计 .已知电阻的电动势 E=1.5V,内阻r=1.0 Ω,标准定值电阻的阻值 R0=2500Ω,根据(1)中测得的Rg值和闭合电路欧姆定律

,得出电流表

表盘上

500μA

刻度处对应的温度刻度值是0℃,300

μA刻度处对应的温度刻度值是

℃.由于用图(甲)电路测定电流表○G的内阻Rg在原理上存在一定的系统误差,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小” ).解析:(1)电学中利用半偏法测电阻时,要求干路中滑动变阻器R1值要大些,选用的电源的电动势稍大些能减小误差,所以为了尽量精确测量Rg,R1应选B,电源应选D.(2)由闭合电路欧姆定律知 E=Ig(r+R0+Rg+Rt),当电流表 表盘上μA刻度处对应温度刻度值是t,则有300×10-6×(1.0+2500+299.0+200+50t)=1.5,解得t=40℃.(3)由于利用半偏法测电流表 时电阻Rg测量值偏小(因为闭合S2后实际电路中干路电流变大 ),根据I= 知电流I实际偏大,因而制作的电子温度计在测量温度时 ,测量值比真实值要偏大.答案:(1)B D (2)40 (3)偏大评分标准:每问各4分.17.(9分)如图所示,电源电动势E=10V,其内阻r=1Ω.固定电阻的阻值R1=3Ω,可变电阻R2的阻值可在0～20Ω之间调节,电容器的电容C=30μF.求:(1)闭合开关S,当R2=1Ω时,R2消耗的功率;在(1)