高考总复习物理（人教版）练习单元质量检测08

单元质量检测(八)恒定电流教师用书独具一、选择题(每小题6分，共48分.1～5为单选题，6～8为多选题)1.(2017·汕头一模)如图所示的电路中电容器原来不带电，在t＝0时将开关S闭合，在电容器充电的过程中，将电阻R的电功率PR、电路中的电流I、电阻R两端的电压U和电容器所带电荷量Q随时间t变化的关系描述成如下四个图象，其中正确的是()解析：选D在电容器充电的过程中，由于同种电荷间相互排斥，所以电路中的电流非线性减小，I­t图象是曲线，故B错误．由PR＝I2R，知R一定，PR­t图象应为曲线，故A错误．由U＝IR知，I逐渐减小，U应逐渐减小，故C错误．根据Q­t图象的切线的斜率等于电流，知图象的切线的斜率应逐渐减小，故D正确．2．(2018·绵阳二诊)如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R2为定值电阻，R为滑动变阻器．当R的滑片P在某一位置时，闭合开关S，电压表的读数为U＝1.00V，电流表A1的读数I1＝0.80A，电流表A2的读数为I2＝1.20A．现将R的滑片P向bA．U＝0.70V，I1＝0.60A，I2B．U＝0.80V，I1＝0.60A，I2＝1.40C．U＝0.90V，I1＝0.70A，I2D．U＝1.10V，I1＝0.70V，I2＝1.50解析：选CR的滑片P向b端移动过程中，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，电源内电压增大，即I1′＋I2′＞I1＋I2＝2A3．(2017·岳阳一模)某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图象如图所示．则下列说法正确的是()A．该电源的电动势E＝2VB．该电源的内阻r＝1ΩC．若I＝2A，则外电阻R＝1D．同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，且r＝R1·R2解析：选A当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大，P＝I2R＝I2r，解得r＝0.5Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)＝2×(0.5＋0.5)V＝2V，A正确，B错误；当I＝2A时，电源的输出功率最大，此时外电阻等于内阻，所以R＝0.5Ω，C错误；同一输出功率可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R1＋r)))2R1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R2＋r)))2R2，解得r2＝R1·R2，D错误．4．如图所示，长为L的两平行金属板水平放置，接在直流电路中，图中R为滑动变阻器．一带电微粒自两极板左侧中央以某初速度v0平行于金属板进入两板间，若将变阻器的滑片P置于最下端b处，带电微粒将落在下板上距离左端eq\f(L,3)处；若滑片P与b端之间的电阻为18Ω，带电微粒将沿直线运动；若要微粒不打到金属板上，则滑片P与b端之间的电阻R的范围应为()A．12Ω＜R＜20Ω B．16Ω＜R＜20ΩC．12Ω＜R＜24Ω D．16Ω＜R＜24Ω解析：选B设两平行金属板间距为d，由已知得eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，eq\f(L,3)＝v0t1，当滑片P与b端间电阻为18Ω时，有qE＝eq\f(qU0,d)＝mg.若要微粒刚好不打到金属板上，应满足eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)，L＝v0t2，eq\f(qU1,d)－mg＝ma或mg－eq\f(qU2,d)＝ma，由以上各式可求得U1＝eq\f(10,9)U0，U2＝eq\f(8,9)U0，由串联电路的分压规律可求得对应电阻R1＝eq\f(10,9)R0＝20Ω，R2＝eq\f(8,9)R0＝16Ω，所求R的范围为16Ω＜R＜20Ω.选项B正确．5．(2017·四川师大附中二模)如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻R2、R3为定值电阻，R1为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板．闭合开关，当滑动变阻器R1处于某位置时，A、B两板间的带电油滴静止不动．则下列说法中正确的是()A．仅把R1的滑片向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动B．仅把R1的滑片向右滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动C．仅把两极板A、B间距离减小，油滴向下运动D．仅把两极板A、B间正对面积减小，油滴向下运动解析：选B仅把R1的滑片向右滑动时，R1增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则电流表示数减小，由E＝eq\f(U,d)分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动，故A错误，B正确．仅把两极板A、B间距离减小，电容器两端的电压不变，由E＝eq\f(U,d)分析可知，板间场强增大，油滴所受电场力增大，则油滴向上运动，故C错误．仅把两极板A、B间正对面积减小，U和d不变，则板间场强不变，油滴所受电场力不变，则油滴仍保持静止状态，故D错误．6．(2018·江西联考)如图所示的电路中，R3＝4Ω，闭合开关，电流表的示数为I1＝0.75A，电压表的示数为U1＝2V．某一时刻，由于电阻R1出现故障(断路或短路)，使电流表的示数变为I2＝0.8A，电压表的示数变为U2＝3.2A．电阻R1短路 B．电阻R2为4ΩC．电源内阻为4Ω D．电源电动势为4V解析：选BD如果电阻R1短路，则电压表的示数应为零，与题意不符，故电阻R1断路，A错误．R1断路时，电压表的示数即为路端电压或R2两端的电压，因此R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(3.2V,0.8A)＝4Ω，B正确．根据闭合电路欧姆定律，R1断路前，有E＝I1R2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I1＋\f(I1R2－U1,R3)))r，R1断路后，有E＝U2＋I2r，联立解得E＝4V，r＝1Ω，C错误，D正确．7．(2018·资阳二诊)如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝2Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω，额定输出功率P0＝2W．调节滑动变阻器R1可使甲电路输出功率最大，调节R2可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作，则()A．甲电路中当R1＝1Ω时，定值电阻R0消耗的功率最大B．甲电路中当R1＝1Ω时，电源的输出功率最大C．乙电路中当R2＝1.5Ω时，电源的输出功率最大D．乙电路中当R2＝2Ω时，电源的输出功率最大解析：选BC甲电路中，定值电阻R0消耗的功率P＝I2R0，而I＝eq\f(E,R1＋R0＋r)，所以当R1＝0时，电路中的电流最大，定值电阻R0消耗的功率最大，A错误；甲电路中，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，此时R1＝r－R0＝1Ω，B正确；乙电路输出功率最大时，电动机刚好正常工作，此时的电流为I′，则P出＝P0＋I′2(R2＋R0′)，又因为UR2＝I′R2＝12V－I′r－eq\f(2W＋I′2R0′,I′)，所以I′＝eq\f(12－3I′－\f(2＋I′2,I′),R2)，联立求得当R2＝1.5Ω时，乙电路中电源的输出功率最大为12W，C正确，D错误．8．(2018·河南百校联盟质检)如图所示，电源电动势为E、内阻为r.闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，电流表的示数为I，电容器的带电荷量为Q，则在这个过程中，下列图象正确的是()解析：选BDeq\f(ΔU,ΔI)表示电源内阻r和R1之和，比值是不变的，A错误，B正确；电容器的带电荷量Q＝CUR1＝CIR1，C错误，D正确．二、实验题(本大题共2小题，共18分)9．(8分)(2018·马鞍山联考)物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2Ω的保护电阻，滑动触头P与电阻丝始终接触良好．实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U­I图象和如图丙所示的eq\f(U,I)eq\a\vs4\al(­)x图象．丙(1)由图乙可得电源的电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S＝0.12×10－6m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m，图丙中图象纵轴截距的物理意义是________.解析：(1)图线与纵轴的交点就是电源的电动势，由题图乙可得E＝1.48V．图线的斜率大小表示电源的内阻，有r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.48－0.90,1.16)Ω＝0.50Ω.(2)由欧姆定律有eq\f(U,I)＝ρeq\f(x,S)＋RA，则eq\f(U,I)＝eq\f(ρ,S)x＋RA，eq\f(U,I)­x图象的斜率k＝eq\f(ρ,S)＝eq\f(8.0－0.8,0.60)Ω/m＝12Ω/m，电阻率ρ＝kS＝12×0.12×10－6Ω·m＝1.44×10－6Ω·m，图线与纵轴的截距为RA，即电流表内阻的大小为0.8Ω.答案：(1)1.480.50(2)1.44×10－6电流表内阻的大小为0.8Ω10．(10分)(2018·厦门模拟)在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，一组同学用量程0～3V的电压表测量小灯泡的电压，用多用电表的“250mA”挡测量通过小灯泡的电流．(1)在图甲电路中，需要将多用电表的两表笔连接到a、b两处，其中黑表笔应与________(填“a”或“b”)连接．(2)将得到的数据记录在表格中，当电压为1.50V时，对应的多用电表指针指示如图乙所示，其读数为________mA．(3)根据表格中的其他数据，在图丙中绘制出Ieq\a\vs4\al(­)U曲线．电压U/V00.501.001.502.002.50电流I/mA0115154188200(4)由Ieq\a\vs4\al(­)U曲线可以看出，随电压、电流的增大，小灯泡的电阻________.(5)实验后，某同学用多用电表的欧姆挡测量小灯泡的电阻，他将选择开关置于电阻“×1”挡，调零后将红、黑表笔接在小灯泡的两极上．已知多用电表内部欧姆挡所接电池的电动势为1.5V，欧姆挡刻度盘的中央刻度示数为15，则指针位于________区间A．大于10 B．7～9C．4.5～7 D．小于4.5答案：(1)b(2)172(3)如图所示(4)变大(5)D三、计算题(本大题共2小题，共34分)11．(14分)如图，灯泡L1：1.0V0.5W；L2：10V1.0W；电动机内阻5.0Ω.此时两灯泡都刚好正常发光，电动机也在正常运转，求电动机的输出功率和效率．解析：由题意可知，两灯均正常发光，则可知，电动机两端的电压为10V；干路电流为：I1＝eq\f(P,U)＝eq\f(0.5,1)＝0.5A；灯泡L2中的电流I2＝eq\f(1,10)＝0.1A；则电动机中的电流IM＝I1－I2＝0.5－0.1＝0.4电动机的输出功率P出＝UIM－Ieq\o\al(2,M)r＝10×0.4－(0.4)2×0.5＝3.2W；电动机的效率η＝eq\f(P出,P)＝eq\f(3.2,4)×100%＝80%.答案：3.2W80%12．(20分)如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2＝40Ω，右端连接间距d＝0.04m、板长l＝10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场．闭合开关S，将质量为m＝1.6×10－6kg、带电荷量q＝3.2×10－8C的微粒以初速度v0＝0.5m/s沿两板中线水平射入板间．当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿两板中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A．已知电动机内阻R1(1)输出电压Uab是多大？(2)在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率是多少？(3)为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？解析：(1)根据平衡条件得eq\f(qU2,d)＝mg，解得R2两端电压U2＝20V.R2中电流I2＝eq\f(U2,R2)＝0.5A．I总＝I1＋I2＝1滑动变阻器两端电压U1＝I总R滑＝15V.电源输出电压Uab＝U1＋U2＝35V.(2)电动机的输出功率P＝U2I1－Ieq\o\al(2,1)R1＝9.5W.电源的输出功率P电＝I总U