单元检测八　恒定电流.docx

单元检测八　恒定电流 考生注意：‎ ‎1.本试卷共4页.‎ ‎2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.‎ ‎3.本次考试时间90分钟，满分100分.‎ ‎4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.‎ 一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分)‎ ‎1.铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为(　　)‎ A.光速c B. C. D. ‎2.电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是(　　)‎ A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B.因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大 C.因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小 D.若外电路断开，则路端电压为零 ‎3.如图1所示，a，b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是(　　)‎ 图1‎ A.a代表的电阻丝较粗 B.b代表的电阻丝较粗 C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 ‎4.如图2所示为几种电学元件的电流与电压的关系图象，下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ ‎ 图2‎ A.这四个图象都是伏安特性曲线 B.这四种电学元件都是线性元件 C.①②是线性元件，③④是非线性元件 D.这四个图象中，直线的斜率都表示元件的电阻 ‎5.如图3，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)‎ 图3‎ A.的读数变大，的读数变小 B.的读数变大，的读数变大 C.的读数变小，的读数变小 D.的读数变小，的读数变大 ‎6.(2017·吉林实验中学检测)如图4所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(　　)‎ 图4‎ A.R接到a电源上，电源的效率较高 B.R接到b电源上，电源的输出功率较大 C.R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D.R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高 ‎7.如图5所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻.闭合开关S后，若照射R3的光照强度减弱，则(　　)‎ 图5‎ A.R1两端的电压变大 B.小灯泡消耗的功率变小 C.通过R2的电流变小 D.电源两极间的电压变小 ‎8.如图6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(　　)‎ 图6‎ 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的灯丝断了或灯座未接通 D.灯L1和L2的灯丝都断了 二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)‎ ‎9.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时，下述说法中正确的是(　　)‎ A.电动机的输出功率为IU－I2R B.电动机的输出功率为 C.电动机的发热功率为I2R D.电动机的功率可写成IU＝I2R＝ ‎10.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图7所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A.电能转化为化学能的功率为UI－I2r B.充电器输出的电功率为UI＋I2r C.电池产生的热功率为I2r D.充电器的充电效率为×100%‎ ‎11.将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是(　　)‎ A.接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压 B.接上分压电阻后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变 C.如果分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍 D.通电时，通过电流表和分压电阻的电流一定相等 ‎12.(2017·山东检测)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图8中的a、b、c所示.则下列说法中正确的是(　　)‎ 图8‎ A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系 B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率 C.在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC D.两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4‎ 三、实验题(本题共6小题，共48分)‎ ‎13.(8分)如图9所示为多用电表的不完整的示意图，图中还显示出了表内的电源E1和表内的调零电阻R0.被测电路由未知电阻Rx和电池E2串联构成.‎ 图9‎ ‎(1)现欲测阻值大约为一千多欧姆的未知电阻Rx的阻值，请完善以下测量步骤：‎ ‎①甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是________(选填“红”或“黑”)表笔；‎ ‎②测电阻的倍率选择“×100”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻R0，‎ 使表针指到表盘刻度的最________(选填“左”或“右”)端；‎ ‎③在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下(见图)，测试表笔甲应接触被测电路中的________(选填“a”或“b”)点；‎ ‎④若测试表笔甲接触的位置正确，此时表针恰好指在图示的虚线位置，则被测电阻Rx的阻值为________ Ω.‎ ‎(2)已知图中电源E1的电动势为4.5 V，电源E2的电动势为1.5 V(不计其内阻).若测电阻Rx时，测试表笔甲在a、b两个触点中连接了错误的触点，那么，表针的电阻示数将比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)，其示数应为________ Ω.‎ ‎14.(8分)(2017·江西南昌模拟)某同学测定一细金属丝的电阻率，部分实验步骤如下：‎ ‎(1)用螺旋测微器测量该金属丝的直径，螺旋测微器如图10甲所示，则该金属丝的直径为________ mm.‎ 图10‎ ‎(2)因找不到合适的电压表，该同学设计了如图乙所示的电路，电源电动势为E＝3 V，内阻不能忽略，取金属丝Rx接入电路的长度为20 cm，接通电路后调整电阻箱的阻值，使电流表示数为0.50 A，之后不断改变Rx接入电路的长度，调整电阻箱的阻值，使电流表示数始终为0.50 A，记录下电阻丝Rx接入电路的长度及对应电阻箱的阻值如下表所示：‎ 长度L(cm)‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ 电阻箱R0(Ω)‎ ‎4.2‎ ‎3.5‎ ‎2.3‎ ‎2.2‎ ‎1.5‎ ‎1.0‎ 请在图丙的坐标纸中作出电阻R0随长度L变化的图象；‎ ‎(3)根据图象可求得：该金属丝的电阻率为ρ＝________ Ω·m，电源的内阻为r＝________ Ω(计算结果保留2位有效数字)‎ ‎15.(8分)为了比较准确的测量阻值约为100 Ω的定值电阻Rx，实验室提供如下的实验器材：‎ A.电动势E＝6 V，内阻很小的直流电源 B.量程5 mA，内阻为RA1＝50 Ω的电流表 C.量程0.6 A，内阻为RA2＝0.2 Ω的电流表 D.量程6 V，内阻RV约为15 kΩ的电压表 E.定值电阻R1＝5 Ω F.定值电阻R2＝500 Ω G.最大阻值15 Ω，最大允许电流2 A的滑动变阻器 H.最大阻值15 kΩ，最大允许电流0.5 A的滑动变阻器 I.开关一个，导线若干 ‎(1)为了能比较精确地测量Rx的电阻值，电流表应选用________(选填“B”或“C”)、定值电阻应选用________(选填“E”或“F”)、滑动变阻器应选用________(选填“G”或“H”)；‎ ‎(2)请根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路，并在方框中画出电路图；‎ ‎(3)如果电压表的示数为U(单位为V)，电流表的示数为I(单位为A)，则待测电阻的计算式为Rx＝________(表达式中所用到的电阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示).‎ ‎16.(8分)(2018·湖北荆州质检)某同学用如图11甲所示的电路描绘一个标有“3 V　0.25 A”小灯泡的伏安特性曲线.他已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；开关一个，导线若干.‎ ‎　　‎ 图11‎ ‎(1)实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的________(填数字)；‎ ‎①滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)‎ ‎②滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)‎ ‎(2)在图乙中他已经连接了一部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整；‎ ‎(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“a”或“b”)端；‎ ‎(4)为了得到伏安特性曲线，他以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图丙所示.请你帮他完成I－U图象；‎ ‎(5)由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而________；‎ ‎(6)如果将此小灯泡连入如图丁所示电路，其中电源电动势为3 V，电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5 Ω，定值电阻R的阻值为10 Ω.开关S闭合后，通过小灯泡的电流是________ A.‎ ‎17.(8分)测量电阻有多种方法.‎ ‎(1)若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是(　　)‎ A.测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B.测量电阻时，如果红、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，应该把该电阻与电路断开 D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零 ‎(2)若用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡电阻的伏安特性曲线.‎ A.电压表V1(量程0～6 V，内阻很大)‎ B.电压表V2(量程0～4 V，内阻很大)‎ C.电流表A(量程0～3 A，内阻很小)‎ D.滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流4 A)‎ E.小灯泡(2 A,5 W)‎ F.电池组(电动势E，内阻r)‎ G.开关一只，导线若干 实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小.‎ ‎①请将设计的实验电路图在图12甲中补充完整.‎ 图12‎ ‎②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点(I，U1)、(I，U2)，标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线如图乙所示，则电池组的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎③在U－I坐标系中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________ Ω，电池组的效率为________(此空填百分数，保留一位小数).‎ ‎18.(8分)实验室中准备了下列器材：‎ A.待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)‎ B.电流表A1(满偏电流1.5 mA，内阻为10 Ω)‎ C.电流表A2(量程0～0.60 A，内阻约为0.10 Ω)‎ D.电压表V(量程0～15 V，内阻约为10 kΩ)‎ E.滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)‎ F.滑动变阻器R0(0～100 Ω，1 A)‎ G.电阻箱R3：最大阻值为999.9 Ω，允许通过的最大电流是0.6 A H.开关一个，导线若干 ‎(1)若要将电流表A1改装成量程为1.5 V的电压表，需给该电流表串联一个_______ Ω的电阻.‎ ‎(2)为了测量电池的电动势和内阻，小明按图13(a)设计好了测量的电路图，在图(a)中，甲是________，乙是__________.(填器材前面的序号)‎ ‎(3)为了能较为准确地进行测量和操作方便，图(a)所示的测量电路中，滑动变阻器应选________.(填器材前面的序号)‎ ‎(4)图(b)为小明根据图(a)的测量电路测得的实验数据作出的I1－I2图线(I1为电表乙的示数，I2为电表甲的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势E＝_______ V，内阻r＝_______ Ω.(均保留两位小数)‎ 图13‎ 答案精析 ‎1.D　2.C　3.B　4.C　5.B ‎6.C　[由题图知，电阻R接在电源a上时电路中电流为0.5I0，短路电流为I0，根据闭合电路欧姆定律I＝得R＝r，a电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝50%；同理，电阻R接在电源b上时电源b的效率η>50%，选项A错误；电源的图线与电阻R的U－I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由题图知，电阻R接在电源a上时电压和电流都较大，故电源a的输出功率较大，选项B错误；由以上分析可知，R接在a电源上，电源的输出功率较大，电源效率较低，选项C正确；R接在b电源上，电阻R两端电压和电流较低，故电阻R的发热功率较低，选项D错误.]‎ ‎7.B　[照射R3的光照强度减弱，光敏电阻阻值变大，故电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流减小，路端电压增大，D项错；由部分电路欧姆定律得U1＝IR1，则R1两端电压减小，A项错；根据串反并同规律可知，与R3串联的小灯泡消耗的功率减小，B项正确；通过与R3并联的电阻R2的电流增大，C项错.]‎ ‎8.B　[电流表坏了或未接好，电压表无示数，不符合题意，故A错误；从a经过L1到b的电路中有断路，电流表无示数，电压表有示数，并且为电源电压，符合题意，故B正确；灯L2的灯丝断了或灯座未接通，电压表无示数，不符合题意，故C错误；灯L1和L2的灯丝都断了，则电流表和电压表均无示数，不符合题意，故D错误.]‎ ‎9.AC　[电动机的总功率为P＝UI，根据焦耳定律得电动机的发热功率P热＝I2R，故电动机的输出功率P出＝P－P热＝UI－I2R，故A、C正确，B错误.因为P>P热，即UI>I2R，U>IR，欧姆定律不适用，故UI≠I2R≠，故D错误.]‎ ‎10.AC　11.BD ‎12.CD　[电源的总功率与电流的关系为PE＝EI∝I，曲线a表示电源的总功率随电流变化的图线；设电源的内阻为r，电源内部的发热功率与电流的关系为Pr＝I2r，由数学知识可知，电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线为开口向上的抛物线，曲线b表示电源内部的发热功率随电流变化的图线；根据闭合电路中的能量转化关系得，电源的输出功率为PR＝EI－I2r，由数学知识可知，电源的输出功率PR随电流I变化的图线为开口向下的抛物线，曲线c表示电源的输出功率随电流变化的图线，故A、B项错误；根据能量守恒定律得PE＝Pr＋PR，故C项正确；M点所表示的物理意义是电源内部的发热功率等于电源的输出功率，此时外电阻等于内阻，电路中的电流为I1＝，电源的发热功率Pr1＝I1＝，N点表示的物理意义是电源的总功率等于发热功率，此时只有电源的内阻，电路中的电流为I2＝，电源的总功率PE ‎2＝EI2＝，D项正确.]‎ ‎13.(1)①红　②右　③b　④1 500　(2)偏小　700‎ 解析　(1)①根据“红进黑出”原理，甲表笔应为红表笔.②欧姆表的最右端为零刻度线，当两表笔短接时，被测电阻为零，所以指针应指向最右端.③欧姆表内部有电源，不需要外部电源，所以表笔甲应接在b点.④倍率选择“×100”，故读数为15.0×100 Ω＝1 500 Ω.‎ ‎(2)当接对时电流I＝，当接错后电流I′＝，即电流表指针偏角偏大，所以电阻示数偏小，应指在7刻度线上，故示数为700 Ω.‎ ‎14.(1)0.200(0.199～0.201均可)　(2)如图所示 ‎(3)2.0×10－7(1.9×10－7～2.1×10－7均可)　1.2(1.1～1.3均可)‎ 解析　(1)该金属丝的直径d＝0 mm＋20.0×0.01 mm＝0.200 mm.‎ ‎(2)根据表格数据描点连线.‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律和电阻定律，可得：E＝I(r＋R0＋ρ)，解得：R0＝－r－L，在R0－L图象中，其斜率的大小k＝，则ρ＝kS＝2.0×10－7 Ω·m；图线与纵轴截距a＝－r，则r＝－a＝1.2 Ω.‎ ‎15.(1)B　E　G　(2)如图所示　(3) 解析　(1)电路中最大电流I＝＝ A＝0.06 A＝60 mA，所以电流表选择B，由于电流表量程较小，所以要改装电流表，扩大量程，则需要并联的电阻为R＝＝ Ω＝4.5 Ω，所以定值电阻选择E，由于被测电阻为100 Ω，为方便调节，则滑动变阻器选择G.‎ ‎(2)为了能比较精确地测量Rx的电阻值，滑动变阻器使用分压式，由于电压表的内阻不知，所以不能使用外接法，则实验电路图如图所示.‎ ‎(3)根据欧姆定律得：Rx＝＝.‎ ‎16.(1)①　(2)见解析图　(3)a　(4)见解析图 ‎(5)增大　(6)0.18(0.17～0.19均可)‎ 解析　(1)由题图甲可知，实验采用分压式接法，滑动变阻器应选用小电阻，故选①.‎ ‎(2)根据原理图，将实物图连接，如图所示.‎ ‎(3)为了保证安全，闭合开关前，滑动变阻器应保证测量电路中的电压为零，即滑动变阻器左侧分压为零，故滑片应在a处.‎ ‎(4)用平滑曲线将各点连接，如图所示.‎ ‎(5)由I－U图象可知，图象的斜率越来越小；而在I－U图象中，图象的斜率反映电阻的倒数，故说明电阻在增大.‎ ‎(6)设灯泡两端电压为U，电流为I，则由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋(＋I)(r＋R0)‎ ‎；代入数据化简可知3＝＋5I，即I＝0.6－U.作出其图象如图所示：‎ 两图象的交点即为灯泡的工作点，则由图可知，电流为0.18 A.‎ ‎17.(1)AC　(2)①见解析图　②4.5　1.0　③0　55.6%‎ 解析　(1)欧姆表盘右端示数为零，指针从左向右摆动，测量电阻时，如果指针偏转过大，表明被测电阻为小电阻，所以应该换为小倍率的挡位，A项正确；红、黑颜色的表笔实质上就是颜色不同的导线，如果表笔插错位置不会影响测量结果，所以B项错误；欧姆表内部有电源，测量电阻时需要把电阻与原电路断开，所以C项正确；如果测量不同电阻时，欧姆表挡位不改变时不需要重新欧姆调零，换挡位需要重新欧姆调零，所以D项错误.‎ ‎(2)①根据实验要求，需要测定路端电压和电流，同时测定小灯泡的电压和小灯泡的电流，所以在测量小灯泡的伏安特性时电流表选用外接法，若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，说明小灯泡和滑动变阻器是串联关系，小灯泡与滑动变阻器各自分压，所以设计电路图如图所示.‎ ‎②根据电源的U－I图象中纵轴截距代表电动势可知电源电动势E＝4.5 V，斜率的绝对值表示内阻r＝＝ Ω＝1.0 Ω.③由图象可知，两图线的交点坐标即为灯泡电压UL＝2.5 V，此时电路中电流为2.0 A，根据闭合电路欧姆定律有E＝Ir＋IR＋UL，代入数据解得R＝0 Ω，电池组的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝55.6%.‎ ‎18.(1)990　(2)C　B　(3)E　(4)1.47(1.46～1.48均正确)‎ ‎0.76(0.74～0.78均正确)‎ 解析　(1)电流表的内阻为10 Ω；满偏电压为Um＝1.5×10－3×10 V＝1.5×10－2 V ‎；若改装为量程为1.5 V的电压表，则应串联的电阻为R＝ Ω＝990 Ω.(2)根据题意可知，乙为电流表B与电阻箱结合作为电压表使用，甲为电流表C，作为电流表使用.(3)滑动变阻器选择阻值较小的E.(4)由闭合电路欧姆定律可得I1(R3＋RA)＝E－(I1＋I2)·r，变形得I1＝－I2；由数学知识可得：题图(b)中的|k|＝；b＝；由题图(b)可知b＝1.46(单位为mA)；|k|＝×10－3＝0.75×10－3；故解得E＝1.47 V，r＝0.76 Ω.‎