2024高中物理第二章恒定电流综合评估含解析新人教版选修3-1

PAGEPAGE10《恒定电流》综合评估限时：90分钟总分：100分一、选择题(1～7为单选题，每小题4分，8～10为多选题，每小题5分，共43分)1．通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导体的电流强度之比为(B)A．1∶5 B．2∶5C．5∶2 D．5∶1解析：由电流的计算式I＝eq\f(q,t)得：eq\f(I1,I2)＝eq\f(q1,t1)×eq\f(t2,q2)＝eq\f(q1,q2)×eq\f(t2,t1)＝eq\f(3,5)×eq\f(2,3)＝eq\f(2,5)，B正确．2．夜间，居民楼的楼道里只是间或有人经过，“长明灯”会造成奢侈．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关协作运用，就可以使楼道里的灯变得“聪慧”．这种“聪慧”的电路是图中的(D)解析：在白天时，一般不须要灯照明的；天黑以后，特殊是夜深人静时，一般也不须要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时须要．对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．3．欧姆不仅发觉了欧姆定律，还探讨了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布匀称，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(A)解析：由电阻的确定式可知，A中电阻RA＝ρeq\f(c,ab)；B中电阻RB＝ρeq\f(b,ac)；C中电阻RC＝ρeq\f(a,bc)；D中电阻RD＝ρeq\f(a,bc)，故电阻最小的为A.4．如图是一种台灯亮度调整器电路图，圆环为电阻丝，P为可调整滑片，下列说法中正确的有(D)A．P在b点，灯最亮 B．P在c点，灯最亮C．P从a点滑向b点过程中，电流渐渐增大 D．P从a点滑向b点过程中，电流渐渐减小解析：P在a点，变阻器接入电路的电阻最小，电路中电流最大，则灯消耗的功率最大，灯最亮；b点时电阻不是最小，灯不是最亮，故A、B错误；P从a点滑向b点过程中，变阻器接入电路的电阻增大，依据欧姆定律得知电流渐渐减小，故C错误、D正确．4题图5题图6题图5．如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装的量程更大的电表，下列推断正确的是(A)A．改装成了电流表，R减小时量程增大 B．改装成了电流表，R增大时量程增大C．改装成了电压表，R减小时量程增大 D．改装成了电压表，R增大时量程增大解析：改装成了电流表，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，故A正确、B错误；把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻，串联电阻越大，电压表量程越大，由图示电路图可知，电流计与电阻R并联，故C、D错误．6．如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是(C)A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变暗C．电容器C上电荷量减小 D．电源的总功率变小解析：当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值R总减小，干路电流(I干)增大，电流表读数变大，小灯泡L变亮，而内电压(I干·r)增大，故路端电压减小，选项A、B错误；由P＝EI干得，选项D错误；由UC＝E－I干(r＋R灯)及q＝C·UC知，选项C正确．7.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(C)A．R3断路 B．R1短路C．R2断路 D．R1、R2同时短路解析：灯泡A变暗，灯泡B变亮，说明流过灯泡A的电流减小，流过灯泡B的电流增大，若R3断路，电源的路端电压增大，流过灯泡A、B的电流均增大；若R1短路，电源的路端电压减小，流过R3的电流减小，流过灯泡A、B的电流增大；若R2断路，电源的路端电压增大，灯泡A和电阻R1两端的电压减小，电路中的总电流减小，流过R3的电流增大，流过灯泡A的电流减小，灯泡B两端的电压增大，流过灯泡B的电流增大；电阻R1、R2同时短路，灯泡B不亮．正确选项为C.8.如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W，关于该电吹风，下列说法正确的是(BD)A．若S1、S2闭合，则电吹风吹冷风B．电热丝的电阻为55ΩC．电动机工作时输出的机械功率为880WD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J解析：若S1、S2闭合，电热丝接入，则此时电热丝发热，电吹风吹出的是热风，故A错误；电动机和电热丝并联，当吹热风时，电热丝消耗的功率为P＝P热－P冷＝1000W－120W＝880W，由P＝eq\f(U2,R)，可知R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，故B正确；电动机工作时输出的功率为吹冷风时的功率，故只有120W，故C错误；当吹热风时，电动机消耗的电功率仍为120W，故每秒钟消耗的电能为120J，故D正确．9.两根材料相同的匀称导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的改变如图所示，下列说法正确的是(AD)A．A和B导线两端的电压之比为3∶2 B．A和B导线两端的电压之比为1∶2C．A和B导线的横截面积之比为2∶3 D．A和B导线的横截面积之比为1∶3解析：A、B两端的电势差分别为6V,4V，电流相等，依据欧姆定律得，eq\f(RA,RB)＝eq\f(3,2)，串联时电流相等，则由U＝IR可知，电压之比为3∶2，故A正确，B错误；依据电阻定律得，R＝ρeq\f(l,S)，则S＝eq\f(ρl,R)，则横截面积之比eq\f(SA,SB)＝eq\f(\f(1,2),\f(3,2))＝eq\f(1,3)，故D正确，C错误．10．下表列出了某品牌电动自行车(如图)及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(AD)自重40(kg)额定电压48(V)载重75(kg)额定电流12(A)最大行驶速度20(km/h)额定输出功率350(W)A．电动机的输入功率为576W B．电动机的内电阻为4ΩC．该车获得的牵引力为104N D．该车受到的阻力为63N二、试验题(共24分)11．(6分)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．①把你认为正确的步骤前的字母按合理的依次填写在横线上：cabe.a．将两表笔短接，调整P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1kd．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e．旋转S使其尖端对准沟通500V挡，并拔出两表笔②依据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30000Ω.(2)(多选)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(AC)A．测量电阻时，假如指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量B．测量电阻时，假如红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果C．测量电路中的某个电阻，应当把该电阻与电路断开D．测量阻值不同的电阻时，都必需重新调零解析：(1)测量几十千欧的电阻Rx，应选择×1k挡位，运用前应先进行调零，再进行测量，运用完毕应将选择开关置于OFF位置或者沟通电压最大挡，拔出表笔．欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30kΩ.(2)欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位．电流总是从多用电表的红表笔流入、从黑表笔流出，每次换挡肯定要进行欧姆调零，测量电阻肯定要断电作业．所以A、C正确．12．(6分)在“测定电源的电动势和内阻”的试验中，已连接好部分试验电路．(1)按如图甲所示的试验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．答案：如图(2)在图乙的电路中，为避开烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于A端(填“A”或“B”)．(3)图丙是依据试验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0Ω.解析：(1)电路连接如图．(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应当最大，故滑片应置于A端．(3)由图象可知，电源电动势为1.5V，内阻r＝eq\f(1.5－1.0,0.5)Ω＝1.0Ω.13．(6分)在测量金属丝电阻率的试验中，可供选用的器材如下待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为1.773[1.771～1.775间均正确]mm.(2)若滑动变阻器采纳限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选A1、电源应选E1(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．答案：电路如图所示解析：本题考查螺旋测微器的读数方法和测定金属丝电阻率的试验方法，解题关键明确试验原理．(1)由图示知，金属丝的直径d为1.773mm.(2)待测金属丝的额定电流约为0.5A，因此电流表选择A1；待测金属丝的额定电压U＝IR＝0.5×4V＝2V，所以电源选择E1可满意要求．试验电路如答案图所示．14．(6分)现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行试验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为5Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起爱护作用．(1)试验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω B．50ΩC．150Ω D．500Ω本试验选用哪一种规格的定值电阻最好？答：C.(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则依据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝10V，内阻r＝45Ω.解析：(1)使电阻箱的阻值调为零则电路中的电流最大，Im＝eq\f(E,RA＋R0＋r)代入数据得R0＝135Ω对比备选选项，故C符合要求．(2)依据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R0＋R＋RA＋r)得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)(R0＋R＋RA＋r)＝eq\f(1,E)(R0＋R＋5＋r)在图线上取两个点，读出两组eq\f(1,I)、(R＋R0)值代入方程解得E＝10V，r＝45Ω.三、计算题(共33分)15．(11分)如图所示，电源电动势E＝6V，电源内阻不计．定值电阻R1＝2.4kΩ、R2＝4.8kΩ.(1)若在a、b之间接一个C＝100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；(2)若在a、b之间接一个内阻RV＝4.8kΩ的电压表，求电压表的示数．答案：(1)4×10－4C(2)3V解析：(1)设电容器上的电压为UC，UC＝eq\f(R2,R1＋R2)E电容器的带电荷量Q＝CUC解得：Q＝4×10－4C.(2)设电压表与R2并联后电阻为R，R＝eq\f(R2RV,R2＋RV)，则电压表上的电压为：UV＝eq\f(R,R1＋R)E解得：UV＝3V.16．(11分)如图所示的电路中，电源的电动势E＝9V，内阻r＝1Ω；电阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝40Ω；电容器的电容C＝100μF，电容器原来不带电，求：(1)开关S未接通时电源的电流I；(2)接通开关S后流过R4的总电量Q.答案：(1)1A(2)6×10－4C解析：(1)由图可知，R2与R3串联后与R1并联，则总电阻R＝eq\f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＝8Ω；则由闭合电路欧姆定律可知：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(9,1＋8)A＝1A.(2)开关接通后，电路结构不变，电容器与R3并联，路端电压U＝E－Ir＝(9－1)V＝8V；R3两端的电压U3＝eq\f(R3,R2＋R3)U＝6V；则Q＝U3C＝6×100×10－6C＝6×10－4C.17.(11分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l＝80cm，两板间的距离d＝40cm，电源电动势E＝40V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负