高中物理鲁科版1第四章闭合电路欧姆定律和逻辑电路 2023版第4章章末综合测评4

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻电路时，以下说法正确的是()A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电池的输出功率一定增大D．当外电阻减小时，电池的输出功率一定减小【解析】由闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir＝E－eq\f(E,\f(R,r)＋1)，当外电阻增大时，路端电压增大，即A正确；由电源的输出功率随外电阻的变化关系图象得，当外电阻变化时，其输出功率可能增加也可能减小，即C、D均错误．【答案】A2．下列说法中正确的是()A．欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞B．用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越大D．用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小【解析】欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是不一样的，所以B错；用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越小，所以C、D错．【答案】A3．一块太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻构成一闭合电路，则它的路端电压是()A．100mV B．200mVC．300mV D．400mV【解析】电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，所以电动势E＝800mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝eq\f(E,r)，所以电源内阻r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω.该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(800,20＋20)mA＝20mA，所以路端电压U＝IR＝400mV.故正确答案为D.【答案】D4．如图1所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则()图1A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大【解析】电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，由于UB＞UC，故R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确，B项错误；电源的输出功率P＝I2R，则P1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,4)))2R1＝eq\f(3I0U0,16)，P2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,2)))2R2＝eq\f(I0U0,4)，P1＜P2，故C、D错误．【答案】A5．某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图2所示的电路，研究串并联电路的特点．实验中观察到的现象是()【导学号：34022146】图2A．S2断开，S1与a连接，三只灯泡都熄灭B．S2断开，S1与b连接，三只灯泡亮度相同C．S2闭合，S1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同D．S2闭合，S1与b连接，三只灯泡都发光，L3的亮度小于L2的亮度【解析】S2断开，S1与a连接时，三只灯泡串联，三只灯泡都发光，且亮度相同，A错误；S2断开，S1与b连接时，L1、L2两只灯泡串联，L3被断开没有接入电路，B错误；S2闭合，S1与a连接时，只有L2亮，L1和L3被短路，C错误；S2闭合，S1与b连接时，L1和L3并联，然后与L2串联，此时三只灯泡都发光，L3的亮度与L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正确．【答案】D6．锂电池因能量高、环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图3所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()【导学号：34022147】图3A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为eq\f(Ir,U)×100%【解析】电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器输出的电功率为UI，选项A正确，选项B错误；电池产生的热功率为I2r，选项C正确；充电器的充电效率为eq\f(U－Ir,U)×100%，选项D错误．【答案】AC7．一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个电阻箱及电源连接成如图4所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用的办法是()【导学号：34022148】图4A．增大R1 B．增大R2C．增大R3 D．减小R2【解析】带电油滴受到向上的静电力和向下的重力，若要使其上升，应增加静电力，也就是增加电容器两端电压，电容器两端电压与R3两端电压相等，R3与R2串联，所以增大R3或减小R2都行．【答案】CD8．在如图5所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()图5A．R1短路 B．R2断路C．R3断路 D．R4短路【解析】由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此可排除选项A、D.假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确．假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)的电压和电流增大，灯B中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确．【答案】BC二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(10分)用如图6所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．图6实验主要步骤：①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；③以U为纵坐标，I为横坐标，作U­I图线(U、I都用国际单位)；④求出U­I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式，E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值.【导学号：34022149】【解析】(1)由于待测电源的电动势为3V，故电压表应选0～3V量程，而该电路中电压表分流越小，实验误差越小，故选大内阻的电压表，故电压表选A.回路中电流的最大值Imax＝eq\f(E,R1＋R2＋r＋rA)≈158mA，故电流表选C.(2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于A、B两选项，在滑片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确．(3)根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，横截距为U＝0时，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak.【答案】(1)AC(2)C(3)akk－R210．(12分)在练习使用多用电表的实验中：【导学号：34022150】(1)某同学连接的电路如图7所示．图7①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________的电流；②若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压．(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时()A．若双手捏住两表笔金属杆，则测量值将偏大B．若测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量C．若选择“×10”D．若欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大【解析】(1)多用电表与R1串联，则选择直流电流挡时，测得的是通过R1的电流；若断开电路中的开关，多用电表使用电阻挡，则R1和R2串联接在多用电表两端，此时测得的是R1和R2串联的电阻；若多用电表选用直流电压挡，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则多用电表与R2并联，所以此时测得的是R2(或电源)两端的电压．(2)双手捏住两表笔金属杆，相当于给待测电阻又并联了一个电阻，测量值将偏小，选项A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，要看指针偏角情况，若偏角太大，说明待测电阻较小，应减小倍率，重新调零后再进行测量，若偏角太小，说明待测电阻较大，应增大倍率，重新调零后再进行测量，选项B错误；选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250Ω，选项C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，则电动势E减小，完成调零过程则有Ig＝eq\f(E,R内)(式中Ig为满偏电流，是一定值，R内为欧姆表总内阻即中值电阻，随E变化)，测量电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,R内＋Rx)＝eq\f(1,\f(1,Ig)＋\f(Rx,E))，由此可知当E减小时，I减小，指针偏角减小，所以测量值将偏大，选项D正确．【答案】(1)①R1②R1和R2串联③R2(或电源)(2)D11．(12分)如图8所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为V和0.4A．当S断开时，它们的示数各改变V和0.1A，求电源的电动势和内阻．图8【解析】当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1＝E－I1r即E＝＋，①当S断开时，只有R1接入电路，则外电路电阻变大，电压表示数变大，电流表示数变小，由闭合电路欧姆定律得：U2＝E－I2r即E＝＋＋－r，②由①②得：E＝2V，r＝1Ω.【答案】2V1Ω12．(18分)如图9所示，一电荷量q＝3×10－5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．开关S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°.已知两板相距d＝0.1m，电源电动势E＝15V，内阻r＝Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝R3＝R4＝8Ω.g取10m/s2，已知sin37°＝，cos37°＝【导学号：34022151】图9(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度大小；(3)带电小球的质量．【解析】(1)R2、R3并联再与R1串