高中物理直流电路综合检测教科版选修3

...wd......wd......wd...第二章直流电路(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(此题共7小题，每题6分．共42分．每题至少有一个选项正确把正确，答案的字母填在题后的括号内．)1．以下说法中正确的选项是()A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续的电流B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下定向移动形成的C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动仍然存在【解析】自由电荷的定向移动形成了电流，并不是电子移动就形成电流，故A错，B对，电流的传导速率和导体内自由电子定向移动速率是两个不同的概念，故C错，分子热运动无时无刻不在进展，自由电子定向移动时，只是热运动没有表现出来，故D对．【答案】BD2．(2012·川师附中高二检测)将一个电流表改装成欧姆表，并将欧姆表调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的4/5处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的1/5处，则该电阻的阻值为()A．4R B．5RC．10R D．16R【解析】由闭合电路的欧姆定律得：调零时有E＝IgR内；指针偏转至满刻度的4/5时有E＝4Ig(R＋R内)/5；指针偏转到满刻度的1/5时有E＝Ig(Rx＋R内)/5.联立三式可解得Rx＝16R，D正确，A、B、C错误．【答案】D3．2011年12月在南非德班气候大会上中国政府作出了减排的郑重承诺，太阳能作为清洁能源在我国将大力推广，如图1为一太阳能电池板的路端电压随电流变化的图像．则该电池板的()图1A．电动势为600μV B．短路电流为20μAC．内阻为20Ω D．内阻为30Ω【解析】由图像知该电池板的电动势E＝600μV，横轴交点坐标为(20μA,200μV)，因此20μA不是短路电流．由U＝E－Ir，或r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|知r＝20Ω，故A、C正确，B、D错误．【答案】AC4．(2012·眉山仁寿一中检测)如图2所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则()图2A．电容器中的电场强度将增大B．电容器上的电荷量将减少C．电容器的电容将减少D．液滴将向上运动【解析】假设将滑片向左移动，则R总增大，干路电流减小；R2两端电压减小，因电容器与R2并联，所以电容器两端电压减小，电荷量减少，电场强度减小，液滴将向下运动，故B对，而A、D错；由平行板电容器电容C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电容器的电容不变，选项C错误．【答案】B5．如图3所示，电源内阻不可忽略，R1为半导体热敏电阻，R2为锰铜合金制成的可变电阻，假设发现灯泡L的亮度变暗，可能的原因是()图3A．R1的温度逐渐降低B．R1受到可见光的照射C．R2的阻值逐渐增大D．R2的阻值逐渐减小【解析】灯泡L亮度变暗，说明流过灯泡的电流减小，其原因可能是R1的阻值增大或R2的阻值减小引起，半导体热敏电阻随温度的升高电阻率减小，故可能的原因是R1的温度降低或R2的阻值减小，所以A、D正确，B、C错误．【答案】AD6.图4如图4所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个一样的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，以下说法中正确的选项是()A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5【解析】由电表A1、A2最大测量值之比5∶1，则由R＝eq\f(Ug,Ig)可得内阻之比为1∶5.A1、A2并联故流经A1、A2电流之比与内阻成反比为5∶1，所以读数之比为5∶1，故B正确．由电表改装原理可得A1、A2并联如以以下图．故流经电流计电流相等，两指针偏转角度相等，故C正确，D错．【答案】BC图57．(2013·湖北八校联考)在如图5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，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了以下哪种故障()A．R1短路 B．R2短路C．R3短路 D．R1断路【解析】假设电路正常，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；假设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，符合题意；假设R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，显然不合题意；假设R3短路，则电压表示数为零，不符合题意；假设R1断路，则电流表示数为零，也不合题意．【答案】A二、非选择题(此题共5小题，共58分计算题要有必要的文学说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)8．(8分)(2012·南溪一中检测)如图6所示为一正在测量中的多用电表表盘．图6(1)如果是用×10Ω挡测量电阻，则读数为______Ω.(2)如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为________mA.(3)如果是用直流5V挡测量电压，则读数为________V.【解析】(1)因为选的是×10Ω挡，所以读数为6.0×10Ω＝60Ω.(2)因为用直流10mA挡测电流，所以对应下面10mA挡读数为7.1mA(注意从直流刻度区读)．(3)用直流5V挡测时，电压为3.55V.【答案】(1)60(2)7.1(3)3.559．(10分)(2011·江苏高考)某同学利用如图7所示的实验电路来测量电阻的阻值．图7(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：电阻R/Ω5.010.015.025.035.045.0电压U/V1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出U－R关系图像．(2)图8用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数2.00V．利用(1)中测绘的U－R图像可得Rx＝________Ω.(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．假设仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图像测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大〞或“偏小〞)．现将一阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应若何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图像实现对待测电阻的准确测定【解析】(1)根据表中数据，确定U、R轴刻度，使图像尽量大一些，描点、连线用平滑曲线连接，且必须过(0,0)点．(2)由作出的图像得到相应的R值，约为20Ω.(3)由I＝eq\f(E,R′＋R＋r)知r增大后，计算出的R值会偏小，由题表知要实现对待测电阻的准确测定，应改变滑动变阻器的阻值，使电压表示数为1.5V.【答案】(1)(见以以以下图)(2)20(19～21都算对)(3)偏小；改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V10.图9(12分)如图9所示电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，电容器的电容C＝10μF.(1)保持开关S1、S2闭合，求电容器的带电荷量；(2)保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量．【解析】(1)S1、S2闭合，则R1、R2串联，电容器与R1并联，UC＝U1＝I1·R1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)·R1＝eq\f(9,6＋10＋2)×6V＝3V故电容器所带电荷量Q＝C·UC＝10×10－6×3C＝3×10－5(2)S1闭合，S2断开后，UC＝E电容器所带电荷量为Q′＝C·E＝10×10－6×9C＝9×10－5增加电荷量流过电阻R2，故流过电阻R2的电荷量ΔQ＝Q′－Q＝6×10－5C【答案】(1)3×10－5C(2)6×10－图1011．(14分)如图10所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电路上，电源的内阻r＝1Ω，电炉的电阻R1＝19Ω，电动机绕线的电阻R2＝2Ω，当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P＝25W；当开关S闭合时，干路中的电流I＝12.6A．求：(1)电源的电动势E；(2)开关S闭合后电动机的机械功率．【解析】(1)开关S断开时，由P＝Ieq\o\al(2,0)r得I0＝eq\r(\f(P,r))＝eq\r(\f(25,1))A＝5A.由闭合电路欧姆定律得E＝I0(R1＋r)＝5×(19＋1)V＝100V.(2)开关S闭合后，内电压：U1＝Ir＝12.6×1V＝12.6V.故电路的路端电压：U2＝E－U1＝(100－12.6)V＝87.4V.通过电炉的电流：I1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(87.4,19)A＝4.6A.通过电动机的电流：I2＝I－I1＝(12.6－4.6)A＝8.0A.电动机消耗的热功率：P1＝Ieq\o\al(2,2)R2＝8.02×2W＝128.0W.输送给电动机的电功率：P2＝U2I2＝87.4×8.0W＝699.2W.故电动机输出的机械功率：P3＝P2－P1＝(699.2－128.0)W＝571.2W.【答案】(1)100V(2)571.2W12．(14分)(2012·绵阳芦溪中学检测)电子秤是我们日常生活中常见的测量仪器，其原理图如图11所示，它利用电压表的读数来指示物体质量．托盘与电阻用可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动触头与弹簧上端相连接，当盘中不放物体时，电压表的示数为零．设电源电动势为E，内电阻为r，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器粗细均匀且总电阻为R，总长度为L，弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力．(1)请简要说明电子秤的工作原理；(2)试推出电压表的示数U