【创新设计】2020-2021学年高中物理鲁科版选修3-2：第三章章末检测-第一章-静电场

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．)1．某同学做三种导电元件的导电性能试验，他依据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图像，如图1(甲、乙、丙)所示，则下述推断正确的是()图1A．只有乙图正确B．甲、丙图的曲线确定是偶然误差太大C．甲、丙不遵从欧姆定律，确定不行能D．甲、乙、丙三个图都可能正确，并不肯定有较大误差答案D解析金属的电阻率随温度的上升而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度上升而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图．因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不肯定因误差引起．2．关于导体的电阻，下列说法正确的是()A．导体的电阻仅由导体两端的电压打算B．导体的电阻在肯定温度下仅由长度和横截面积打算C．导体的电阻在肯定温度下由导体的长度、粗细及材料打算D．导体的电阻与导体所通电流的大小有关答案C解析导体的电阻由材料的电阻率、长度、横截面积打算，与电压、电流无关，因此A、B、D错误，C正确．3．北京正负电子对撞机的储存环是长240m的近似圆形轨道．当环中的电流为10mA时，电子的速率为格外之一光速，则在整个环中运行的电子数目约为()A．5×1011(个) B．5×1019(个)C．10×10－3(个) D．10×103(个)答案A解析由I＝neSv，电子总数N＝nSL，得N＝eq\f(IL,ev)＝eq\f(10×10－3×240,1.6×10－19×3×107)个＝5×1011(个)，选A.4．一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为()A．128Ω B．32ΩC．4Ω D．2Ω答案C解析由导线的体积πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)l不变可知，当导线的直径减小为原来的一半时，它的长度增大为原来的4倍，又由R＝ρeq\f(l,S)可知导线的电阻为原来的16倍，故导线原来的电阻值为4Ω.选C.5．两个小灯泡，分别标有“1A4W”和“2A1W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A．2∶1B．16∶1C．4∶1D．1∶16答案B解析由P＝I2R知：R＝eq\f(P,I2)，所以R1∶R2＝eq\f(4,1)∶eq\f(1,4)＝16∶16．电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的灯泡两盏，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()答案C解析推断灯泡能否正常发光，就要推断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P＝UI＝eq\f(U2,R)，可知RA＜RB.对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110V，B灯被烧毁，UA＜110V，A灯不能正常发光．对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于RB，所以UB＞U并，B灯烧毁．对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IA－IB)×110V，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110V，所以C电路消耗电功率最小．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的不得分．把正确选项前的字母填在题后的括号内)图27．如图2所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是()A．P＝I2RB．P＝eq\f(U2,R)C．P＝IUD．P＝eq\f(W,t)答案CD解析电路消耗的电功率的计算公式P＝UI,P＝eq\f(W,t)是普遍适用的，而A、B两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A、B错误，C、D正确．图38．如图3所示，设电表内阻对电路的影响不计，外电阻R1≠R2≠R3.若把电流表和电压表位置对换，则()A．电流表读数为零B．电压表读数为零C．电流表读数不为零D．电压表读数不变答案BC解析由于电表均为抱负的，故当两表位置对换后，R2、R3均被电流表短路，电压表读数为零，则电路中总电阻减小，总电流增大．电流表读数不为零，即B、C正确．9．试验室中常用滑动变阻器来调整电流的大小，有时用一个不便利，需用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调(被调整的电流变化大)，一个作微调(被调整的电流变化小)．使用时连接方式可以是串联，也可以是并联，如图4所示，则()图4A．串联时，阻值大的变阻器作粗调B．串联时，阻值大的变阻器作微调C．并联时，阻值大的变阻器作微调D．并联时，阻值大的变阻器作粗调答案AC解析在串联时，总电阻等于各个电阻之和，阻值大的电阻起主要作用，调大电阻时变化大，应当作为粗调，小电阻作为细调；在并联时，总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和，所以并联后的阻值比小阻值还要小，小电阻起主要作用，调小阻值的电阻变化大，应当作为粗调，大阻值电阻作为细调．10．下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目.容声冰箱BCD—208B/HC格力电风扇KYTA—30A总有效容积：280L额定电压：220V冷冻室有效容积：97L工作频率：50Hz冷冻力量：5.25kg/24h扇叶直径：300mm电源：220V/50Hz输出风量：额定输入功率：140W>50m3/min耗电荷量：功率：50W1.00kW·h/24h净重：4.1kg净重58kg毛重：5kg依据铭牌上供应的信息，正确的是()A．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多B．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多C．电风扇额定电流比电冰箱大D．电风扇额定电流比电冰箱小答案AD解析由表可知冰箱一天耗电能为1.00kW·h，连续转动的电风扇一天内消耗的电能为E＝Pt＝50×10－3×24kW·h＝1.2kW·h，可知A正确，B错误．冰箱的额定电流I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(140,220)A＝0.64A．而电风扇的额定电流为I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(50,220)A＝0.23A．可知C错误，D正确．三、试验题(本题16分)11．(8分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A．待测电阻Rx(大约100Ω)B．直流毫安表A1(量程0～10mA，内阻约100Ω)C．直流毫安表A2(量程0～40mA，内阻约40Ω)D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约5kΩ)E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)F．直流电源(输出电压4V，内阻不计)G．滑动变阻器R(阻值范围0～50Ω，允许最大电流1A)H．开关一个、导线若干(1)依据器材的规格和试验要求，为使试验结果更加精确     ，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．(2)在方框内画出试验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些．(3)用铅笔按电路图将实物图连线．图5答案(1)CD(2)电路图见解析(3)实物图见解析解析(1)由于直流电源的电动势为4V，待测电阻Rx阻值约100Ω，故通过Rx的最大电流约为40mA，所以直流毫安表应选C；直流电压表若选15V量程，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器接受分压式接法；由于eq\f(RV,Rx)＝eq\f(5000,100)＝50＞eq\f(Rx,RA)＝eq\f(100,40)＝2.5，故电流表接受外接法．电路图如图：(3)依据电路图，实物图连线如图：12．(8分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的上升而变化，一争辩性学习小组在试验室通过试验争辩这一问题，试验室备有的器材是：电压表(3V，3kΩ)、电流表(0～0.6A，0.1Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．试验时，要求小灯泡两端电压从零渐渐增大到额定电压．(1)他们应选用图中图所示的________电路进行试验；(2)依据试验测得数据描绘出如图6所示U－I图像，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是________________________________．图6(3)已知试验中使用的小灯泡标有1.5V字样，请你依据上述试验结果求出小灯泡在1.5V电压下的实际功率是________W.答案(1)A(2)电阻的阻值随温度上升而增大(3)0.69解析(1)由题意可知电压从0开头调整，则必选分压式C、D两项排解，又因灯泡的阻值开头时很小，故电流表外接，只有A对．(2)由图6可知电阻的阻值随温度的上升而增大．(3)由图6可知当U1＝1.5V时I1＝0.46A，故PL＝UL·IL＝1.5×0.46W＝0.69W.四、计算题(本题共4小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图713．(8分)如图7所示的电路中，电源电压为60V，内阻不计，电阻R＝2Ω，电动机的内阻R0＝1.6Ω，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．答案210W解析电动机正常工作时，电动机两端的电压U0＝50V，此时通过电路中的电流：I＝eq\f(U,R)＝eq\f(E－U0,R)＝5A，电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210W.图814．(8分)如图8所示，电源电压恒为U＝14V，小灯泡L标有“4V，8W”，电动机的线圈电阻rM＝1.0Ω，当变阻器调到2Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．答案66.7%解析小灯泡正常工作I＝eq\f(P,U1)＝2A电动机输入功率P入＝I(U－U1－IR)＝12W线圈电阻消耗功率P内＝I2rM＝4W所以电动机的机械效率η＝eq\f(P入－P内,P入)×100%＝eq\f(12－4,12)×100%＝66.7%.15．(12分)有一个电路，电阻R和小灯泡L串联接在电源两端．电源电压为15V，内阻不计，已知电阻R＝3Ω，且R在电路中1s内产生的电热为27J，灯泡L的额定功率为32W(假设小灯泡的电阻不随温度而变化)，求：(1)小灯泡的阻值；(2)小灯泡的额定电压；(3)小灯泡在电路中实际电功率．答案(1)2Ω(2)8V(3)18W解析(1)由公式Q＝eq\f(U2,R)t得到的电阻两端电压：U1＝9V由于电阻R与小灯泡串联在电路中所以，小灯泡两端电压U2＝U－U1＝15V－9V＝6V依据电压安排关系eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)得灯的电阻阻值R2＝eq\f(U2,U1)R1＝eq\f(6,9)×3Ω＝2Ω.(2)依据P额＝eq\f(Ueq\o\al(2,额),R2)得到U额＝8V即小灯泡额定电压为8V.(3)小灯泡的实际功率为P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R2)＝eq\f(62,2)W＝18W.图916．(12分)如图9所示的电路中，R1＝3Ω，R2＝9Ω，R3＝6Ω，电源电压U＝24V保持不变．当开关S1、S2均开启和均闭合时，灯泡L都同样正常发光．(1)画出两种状况的等效电路图，并标出流经灯泡的电流方向；(2)求灯泡正常发光时的电阻RL和电压UL.答案(1