阶段综合评价（四） 闭合电路欧姆定律与科学用电

PAGE第5页共9页阶段综合评价（四）闭合电路欧姆定律与科学用电(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24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．使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值()A．比真实值大B．比真实值小C．与真实值相等D．可能比真实值大，也可能小解析：选B两手同时接触两表笔金属杆时，相当于被测导体两端并联上一个电阻，即测量值变小。2.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．5∶3 B．3∶5C．2∶3 D．3∶2解析：选D开关S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E＝3V，开关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R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2，D正确。3.如图所示，已知直流电动机M的电阻是R，电源的内阻是r，当电动机正常工作时电压表的示数是U，电流表的示数是I。电压表和电流表均是理想电表。以下说法正确的是()A．时间t内，电动机产生的热量是IUtB．时间t内，电动机消耗的电能是IUtC．电源电动势是IR＋IrD．电源电动势是U解析：选B时间t内，电动机消耗的电能为UIt，电动机产生的热量是I2Rt，故A错误，B正确；根据闭合电路欧姆定律，有E＝U＋Ir，电动机是非纯电阻电路，故U>IR，则E>IR＋Ir，故C、D错误。4.如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是()A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断开或灯座未接通D．电流表和灯L1、L2都坏了解析：选B因电压表有示数，则说明电流表与灯泡L2没有断路，可能是从点a经过灯L1到点b的电路中有断路。5．(2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()A．R1 B．R2C．R3 D．R4解析：选A由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并＝eq\f(R2R3＋R4,R2＋R3＋R4)＝2Ω，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即流经R1的电流为I1＝I＝eq\f(E,R1＋R并)＝3A，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则I2＝eq\f(IR并,R2)＝2A，I3＝I4＝eq\f(IR并,R3＋R4)＝1A，四个灯泡的实际功率分别为P1＝I12R1＝18W，P2＝I22R2＝12W，P3＝I32R3＝2W，P4＝I42R4＝4W，故四个灯泡中功率最大的是R1。故选A。6.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U­I图像，在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()A．8.0Ω B．10ΩC．12Ω D．12.5Ω解析：选A由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由图线a与纵轴的交点读出电动势E＝3.6V。根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压U1＝2V，电流I1＝0.2A，则内阻r＝eq\f(E－U1,I1)＝eq\f(3.6－2,0.2)Ω＝8.0Ω，A正确。7．一同学用多用电表的欧姆挡测量一个“220V40W”的白炽灯泡的电阻值，测量结果为90Ω，但用公式P＝eq\f(U2,R)计算该灯泡的阻值是1210Ω，下列说法正确的是()A．两个电阻值相差太大是不正常的，一定是实验时读错了B．两个电阻值不同是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大C．两个电阻值相差太大是不正确的，可能是出厂时把灯泡的功率标错了D．两个电阻值相差很大是正常的，阻值1210Ω是灯泡正常工作(温度很高)时的电阻值，阻值90Ω是灯泡不发光(室温)时的电阻值解析：选D灯泡的电阻为R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,40)Ω＝1210Ω，此电阻为正常发光时的电阻，由于灯泡为金属材料，电阻率随温度的升高而增大，当不发光时，温度低，所以电阻要远小于此数值，故D正确，A、B、C错误。8．某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为满偏电流Ig；两支表笔与400Ω的电阻相连时，电流表的读数为eq\f(Ig,3)，以下说法正确的是()A．该测量电阻装置的内阻为200Ω，图中A接黑表笔B．该测量电阻装置的内阻为200Ω，图中A接红表笔C．该测量电阻装置的内阻为400Ω，图中A接黑表笔D．该测量电阻装置的内阻为400Ω，图中A接红表笔解析：选B由题意，根据闭合电路欧姆定律：E＝I1(Rg＋R＋r)＝Ig×(Rg＋R＋r)E＝I2(Rg＋R＋r＋400Ω)＝eq\f(Ig,3)×(Rg＋R＋r＋400Ω)R内＝Rg＋R＋r，则由上面两式可得R内＝200Ω；黑表笔与内部电源的正极相连，故B接黑表笔，A接红表笔；故B正确，A、C、D错误。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向b端滑动，下列说法正确的是()A．灯泡L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2消耗的功率减小C．灯泡L变暗，电源的总功率减小D．灯泡L变暗，电流表的示数增大解析：选AB滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I＝eq\f(E,R总＋r)知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋Ir知，U外变大，灯泡L两端电压变大，故灯泡L更亮，再根据P2＝I22R2，I减小，IL变大，故I2变小，定值电阻R2消耗的功率减小，电源的总功率P总＝EI减小，故C、D错误，A、B正确。10.如图所示电路中电源的电动势为6V，内阻为1Ω，R1为2Ω，R2的总阻值为3Ω，下列说法中正确的是()A．当R2为1Ω时，R1消耗的功率最大B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4VC．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大D．当R2的阻值为3Ω时，R2消耗的功率最大解析：选BCDR1为定值电阻，只有当通过R1的电流最大时，其消耗的功率才最大，因此当R2＝0时，R1消耗的功率最大，A错误，C正确；由闭合电路欧姆定律得路端电压U＝eq\f(R1＋R2,R1＋R2＋r)E，代入数据计算知B正确；将定值电阻R1当成电源内阻的一部分，则当R2＝R1＋r＝3Ω时，等效电源的输出功率最大，即R2消耗的功率最大，D正确。11.在如图所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，L1、L2、L3为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，P为滑动变阻器的滑片，S1、S2为单刀开关。S1闭合，则下列说法中正确的是()A．将S2闭合，小灯泡L1变暗B．将S2闭合，小灯泡L2变暗C．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L3变亮D．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L2变亮解析：选AC将S2闭合，总电阻减小，总电流增大，L2变亮；内电压增大，路端电压减小，L2两端电压增大，则L1两端电压减小，故小灯泡L1变暗，故A正确，B错误；在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，总电阻增大，总电流减小，内电压和L2两端电压减小，L2变暗，则L3两端电压增大，故L3变亮，故C正确，D错误。12.如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有()A．路端电压为10VB．电源的总功率为10WC．a、b间电压的大小为5VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A解析：选AC外电路总电阻为10Ω，根据闭合电路的欧姆定律I＝eq\f(E,R＋r)＝1A，所以路端电压为10V，A项正确；电源的总功率为P总＝EI＝12W，B项错误；a右侧电阻两端电压为15×0.5V＝7.5V，b右侧电阻两端电压为5×0.5V＝2.5V，所以a、b间电压的大小为7.5V－2.5V＝5V，C项正确；a、b间用导线连接后，电路总电阻为eq\f(5×15,5＋15)×2Ω＋2Ω＝9.5Ω，电路的总电流不是1A，D项错误。三、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(8分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。(1)其有关测量如下：①游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为________mm；②用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________mm；③选用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________Ω。(2)由以上测量，可计算得ρ＝________Ω·m。(结果保留两位有效数字)解析：(1)①游标卡尺的读数l＝50mm＋3×eq\f(1,20)mm＝50.15mm。②螺旋测微器的读数D＝4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。③由读数规则可得：R＝22.0×10Ω＝220Ω。(2)由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πRD2,4l)，代入数值得ρ≈7.6×10－2Ω·m。答案：(1)①50.15②4.700③220(2)7.6×10－214．(6分)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图所示，请根据下列步骤完成电阻测量。(1)将K旋转到电阻挡“×100”(2)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件______(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线。(3)将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别接a、b，指针指示位置如图所示。为使测量比较精确，应将选择开关旋到________(选填“×1”“×10”或“×1k解析：(2)在进行电阻测量时，每次调整挡位均应进行欧姆调零，即旋转部件D。(3)由题图知测电阻时指针的偏角太大，说明电阻较小，应换×10挡，并需重新欧姆调零。答案：(2)D(3)×1015．(10分)利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图如图1所示；图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和电流表A1内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表。(1)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”“中央”或“b端”)。(2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据如下表所示。I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在图2所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1I2曲线。(3)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(保留两位有效数字)。(4)该电路中电源输出的短路电流I＝________A(保留两位有效数字)。解析：(1)为保证安全，开始时滑动变阻器应移到最大值处，故应移动至b端；(2)将各点依次描出，连线如图所示；(3)由图示可知，电源电动势E＝I1(R1＋RA1)＝149×10－6×10000V＝1.49V，电源内阻r＝eq\f(ΔI1R1＋RA1,ΔI2)＝eq\f(149－120×10－6×10000,480×10－3)Ω≈0.60Ω；(4)短路电流I＝eq\f(E,r)＝eq\f(1.49,0.60)A≈2.5A。答案：(1)b端(2)图像见解析(3)1.490.60(4)2.516．(10分)利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0V，内阻约为1Ω)；电流表A1(量程0～100mA，内阻约为5Ω)；电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω)；电阻箱R(0～999.9Ω)；开关、导线若干。实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F．断开开关，整理好器材。(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝_____mm。(2)实验中电流表应选择__________(选填“A1”或“A2(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R­L关系图线，图线在R轴上的截距为R0，在L轴上的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响。解析：(1)螺旋测微器的读数d＝0.5mm＋23.2×0.01mm＝0.732mm。(2)根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流Imax＝eq\f(E,Rx＋r)＝eq\f(3,20＋1)A≈143mA，所以电流表应选A1。(3)根据闭合电路欧姆定律得Ig＝eq\f(E,r＋Rx＋R)，则R＝eq\f(E,Ig)－r－Rx，根据电阻定律应得Rx＝ρeq\f(L,\f(1,4)πd2)，联立以上两式可得R＝－eq\f(4ρ,πd2)L＋eq\f(E,Ig)－r，根据函数斜率的概念得eq\f(4ρ,πd2)＝eq\f(R0,L0)，解得ρ＝eq\f(πd2,4L0)R0。(4)本题中若考虑电流表内阻RA，可将电流表内阻看作电源内阻的一部分，则有R＝－eq\f(4ρ,πd2)L＋eq\f(E,Ig)－(r＋RA)，对图像的斜率没有影响，即电流表的内阻对电阻率的测量结果无影响。答案：(1)0.732(0.731～0.734均可)(2)A1(3)eq\f(πd2,4L0)R0(4)无17．(12分)如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4V，内电阻r＝1Ω，电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？解析：(1)开关S断开时，由闭合电路欧姆定律，有I1＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝eq\f(4,1＋3＋6)A＝0.4A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝