高中物理人教版1第二章恒定电流 市获奖

第二章恒定电流检测题(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。)1．(2023·四川泸州校级三模)如图1所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q。将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，与P移动前相比()图1A．U变小 B．I变小C．Q不变 D．Q减小解析当滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动时，其接入电路的电阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路的电流I减小；变阻器两端的电压U＝E－I(R2＋r)，由I减小，可知U增大，即电容器C两端的电压增大，由Q＝CU可知，电容器的电荷量Q增大，故B正确，A、C、D错误。答案B2．如图2所示，两平行金属板间带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()图2A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大解析当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担的电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C错误；R3两端电压减小，R3中电流减小，通过电流表的电流增大，故电流表读数增大，选项B错误；R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误；由于R2中电流增大，R2两端电压增大，R4两端电压减小，故电压表读数减小，选项A正确。答案A3．在如图3所示的电路中，R1＝11Ω，r＝1Ω，R2＝R3＝6Ω，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C的带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C的带电荷量为Q2，则()图3A．Q1∶Q2＝1∶3 B．Q1∶Q2＝3∶1C．Q1∶Q2＝1∶5 D．Q1∶Q2＝5∶1解析当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2＝eq\f(ER2,R1＋R2＋r)＝eq\f(E,3)，Q1＝eq\f(E,3)C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，选项A正确。答案A二、多项选择题(本题共2小题，每小题7分，共计14分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不选的得0分。)4．如图4所示电路中，L1、L2、L3、L4是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是()图4A．L1变亮 B．L2变亮C．L3变亮 D．L4变亮解析滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压U＝E－Ir减小，L1变暗，I1减小，I2增大，L2变亮，U2增大，U3＝U－U2减小，L3变暗，I3减小，I4＝I2－I3增大，L4变亮，B、D正确。答案BD5．如图5所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是()图5A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2解析根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A正确；根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B正确；根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C正确；根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D错误。答案ABC三、非选择题(共4小题，共65分。按要求做答。)6．(12分)LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约为500Ω，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有A．电流表A1(量程为50mA，内阻RA1约为3Ω)B．电流表A2(量程为3mA，内阻RA2＝15Ω)C．定值电阻R1＝697ΩD．定值电阻R2＝1985ΩE．滑动变阻器R(0～20Ω)F．电压表V(量程0～12V，内阻RV＝1kΩ)G．蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)H．开关S(1)部分电路原理图如图6所示，请选择合适的器材，电表1为，电表2为，定值电阻为。(填写器材前的字母编号)图6(2)将电路图补充完整。(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝(用已知量和测量量表示)，当表达式中的(填字母)达到，记下另一电表的读数代入表达式，其结果为LED灯正常工作时的电阻。解析(1)电表2与定值电阻串联，应是电流表，根据电流表示数可得LED两端的电压，由于电流表A1阻值未知，所以电表2选用A2，定值电阻R1阻值太小，因此定值电阻应选用R2；电流表A1量程太大，电压表内阻已知，可以当电流表使用，所以电表1选用电压表。(3)电压表示数为U，电流表示数为I2，eq\f(U,RV)＝I2＋eq\f(I2R2＋RA2,Rx)，可得Rx＝eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)；当I2(R2＋RA2)＝3V，即I2＝mA时LED灯正常工作，Rx的值为LED灯正常工作时的电阻。答案(1)FBD(2)如图所示(3)eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)I2mA7．(15分)(2023·山东济宁一模)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为V，内阻很大)，电阻箱R(0～Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。某同学连接了一个如图7所示的电路，他接下来的操作是：将S2拨到a，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图8所示的位置后，闭合S1，记录此时电压表示数为V，然后断开S1；保持电阻箱示数不变，将S2切换到b，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图9所示)，然后断开S1。图7图8(1)请你解答下列问题：图8所示电阻箱的读数为Ω，图9所示的电压表读数为V。由此可算出定值电阻R1的阻值为Ω(计算结果保留三位有效数字)图9图10(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S2切换到a，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图10所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像。由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E＝V，电源内阻r＝Ω。(计算结果保留三位有效数字)解析(1)电阻箱的读数为Ω。题图电压表的示数为V，根据欧姆定律得eq\f,R)＝eq\f,R＋R1)，解得，R1＝Ω。调节电阻箱时，需切断电源。(2)将定值电阻等效到电源的内部的电阻，根据E＝U＋eq\f(U,R)r′得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(1,R)·eq\f(r′,E)，知纵轴截距的倒数为电动势，所以E＝eq\f(1,V≈V。eq\f(r′,E)＝eq\f－,＝2，r′＝Ω，r＝r′－R1＝Ω。答案(1)(2)8．(18分)在测定某金属丝的电阻率的实验中。(1)甲同学进行了如下操作：①利用螺旋测微器测量金属丝的直径d如图11所示，则d＝mm。②测量金属丝电阻Rx的电路图如图12所示，闭合电键S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表的示数如下表所示。图11图12U/VI/A接线端P接a接线端P接b该同学认真观察发现，在两次测量中，电流表的读数几乎不变，发生这种现象的原因是，比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测＝Ω(结果保留两位有效数字)，从系统误差的角度分析，Rx的测量值Rx测与其真实值Rx真相比较，有Rx测Rx真(选填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)乙同学找来一恒压电源，按照如图13所示的电路先后将接线端P接到a处和b处，测得的相关数据如下表所示，该同学可利用该数据算出Rx的真实值为Rx＝Ω。图13U/VI/A接线端P接a接线端P接b解析(1)①由螺旋测微器的读数规则可得金属丝的直径为mm＋×mm＝mm～mm之间均正确)。②当P接在a点或b点时，电流几乎不变，则表明电压表内阻很大，分流作用很小。被测金属丝为小电阻，当采用电流表外接法，即P接在a点时测量较为精确，由甲同学表中的数据可得电阻测量值为Rx测＝eq\f,Ω＝12Ω；当采用电流表外接法时，电压测量值为准确值，但电流测量值偏大，所以金属丝电阻的测量值偏小，即Rx测＜Rx真。(2)由乙同学的表格数据可知，当接线端P接在b点时，电压表的示数为V，此时电流表的示数为A，所以可得Rx＋RA＝eq\f,Ω＝15Ω，当接线端P接在a点时，由表格数据可知，此时电压表的示数为V，所以电流表两端的电压为U＝V－V＝V，因此可得电流表的内阻RA＝eq\f,Ω＝2Ω，因此金属丝电阻的真实值为Rx＝15Ω－2Ω＝13Ω。答案(1)①～均对)②电压表内阻比金属丝电阻大得多，电路的总电阻几乎未变12＜(2)139．(20分)(2023·新课标全国卷Ⅰ，23)图14(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。图14(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱，电表量程为3mA；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA。由题给条件和数据，可以求出R1＝Ω，R2＝Ω。(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为、、、、、mA。电池的电动势为V，内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格，阻值分别为300Ω和1000Ω；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为750Ω和3000Ω。则R0应选用阻值为Ω的电阻，R应选用最大阻值为Ω的滑动变阻器。(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻，虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱(填“b”或“c”)相连。判断依据是：_______________________________________。解析(1)定值电阻和毫安表表头是并联关系，电压相等，电流和电阻成反比。若使用a和b两个接线柱，量程为3mA，则通过R1、R2的电流为2mA，则通过毫安表表头和R1、R2的电流比为1∶2，所以电阻比为2∶1，可得R1＋R2＝eq\f(1,2)Rg＝50Ω；若使用a和c两个接线柱，电表量程为10mA，通过R1的电流为9mA，电流比为1∶9，可得电阻比eq\f(Rg＋R2,R1)＝eq\f(9,1)，即R1＝eq\f(1,9)(Rg＋R2)，整理可得R1＝15Ω，R2＝35