2018届高三物理一轮复习单元评估检测八恒定电流.doc

1、- 1 -单元评估检测(八)(第八章)恒定电流(45 分钟 100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。15 题为单选题,68 题为多选题)1.(2017青岛模拟)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac 间的电阻是 cd 间电阻的(n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为 U,则输入端的电压为 ( )A.nU B.UC.(n-1)U D.U1【解析】选 A。ac 部分与 cd 部分串联,所以 = ,又因为 Rac=(n-1)Rc d,所以 U 输入 =nU,U输 入 R+ 选项 A 正确。2.在电喷汽车的

2、进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝,如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻 R 两端的电压 U0就变得越高,反之,电压 U0就越低,这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制,如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出,放在实验中测量这种电热丝,得到的伏安特性曲线正确的是 导学号 42722636( )- 2 -【解析】选 D。设电热丝的电阻为 R 丝 ,则 U0= R,结合题意可知,U 0越大,说明 R 丝 越小,可见,电E+丝热丝温度越低,电阻值越小,故对应的伏安特性曲线

3、为 D。3.如图所示,当开关 S 断开时,电压表示数为 3V,当开关 S 闭合时,电压表示数为 1.8V,则外电阻 R 与电源内阻 r 之比为 ( )A.53 B.35C.23 D.32【解析】选 D。S 断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E=3V,S 闭合时,U 外 =1.8V,所以 U 内 =E-U 外 =1.2V。因 U 外 =IR,U 内 =Ir,所以 Rr=U 外 U 内 =1.8V1.2V=32。4.在如图所示的电路中,开关 S 闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,某时刻电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障 ( )A.R1短路 B.R2短路C.R3短路

4、D.R1断路【解析】选 A。若电路正常,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。若 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,A 正确。若 R2短路,则 R1被短路,电流表示数为零,B 错误。若 R3短路,则电压表示数为零,C 错误。若 R1断路,则电流表示数为零,D 错误。- 3 -5.(2017长治模拟)用标有“6V 3W”的灯泡 L1、“6V 6W”的灯泡 L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势 E=9V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯

5、泡正常发光时 导学号 42722637( )A.电流表的示数为 1AB.电压表的示数约为 6VC.电源输出功率为 4WD.电源内阻为 0.5【解析】选 C。因为两灯泡串联,则电流相等,根据 I= 可知两灯泡的额定电流分别为 :0.5A、1A,当一个P灯泡正常发光时,只能是 L1灯泡,此时电路中的电流为0.5 A,即电流表的示数为 0.5 A,选项 A 错误;从图乙中看出另一个灯泡 L2的电压为 2 V,即电压表的示数约为 2 V,选项 B 错误;此时电源的输出功率为 P 出 =P1+P2 =3W+0.52W=4W,选项 C 正确;外电路的电压为 8V,则电源内阻上的电压为 1V,内阻为: r=

6、 = =2,选项 D 错误。U 10.56.如图所示,电源电动势为 E,内阻为 r,电路中的 R2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R 0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关 S 闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列有关说法中正确的是( )A.只逐渐增大 R1的光照强度,电阻 R0消耗的电功率变大,电阻 R3中有向上的电流B.只调节电阻 R3的滑动端 P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻 R3中有向上的电流- 4 -C.只调节电阻 R2的滑动端 P1向下端移动时,电压表示数不变,带电微粒向上运动D.若断开开关 S,电容器所带电荷量变大,带电微粒

7、向上运动【解析】选 A、C。只逐渐增大 R1的光照强度,R 1减小,根据 I= 可知 I 增大,由E1+2+0+P0=I2R0可知 P0增大,电容器电压 U=IR2增大,电容器充电,R 3中有向上的电流,选项 A 正确;电路稳定时,R 3中无电流,所以 R3阻值的变化对电路无影响,选项 B 错误;只调节电阻 R2的滑动端 P1向下端移动时,电容器两端电压增大,微粒向上运动,但闭合回路电阻不变,电压表示数不变,选项 C 正确;若断开开关,则电容器对外放电,微粒所受电场力减小,向下运动,选项 D 错误。【总结提升】含容电路的分析方法在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳

8、定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它。分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:(1)电容器两极板间的电压等于该支路两端的电压。(2)当电容器和用电器并联接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。(4)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和。7.(2017广州模拟)如图所示,I 为电流表示数,U 为电压表示数,P 为

9、定值电阻 R2消耗的功率,Q 为电容器C 所带的电荷量,W 为电源通过电荷量 q 时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,下列图象能正确反映各物理量关系的是 导学号 42722638( )- 5 -【解析】选 A、B。变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,R 2消耗的功率为 P=I2R2,PI 2,故 A 正确;电容器 C 的电压 UC= E-I(R2+r),电荷量 Q=CUC=CE-I(R2+r),则 =-C(R2+r),保持不变,则 Q-I 图象是向下倾斜的直线,故 B 正确;电压表示数 U=E-Ir,U-I 图象应是向下倾斜的直线,故 C 错误;

10、电源通过电荷量 q 时电源做的功 W=qE,E 是电源的电动势,则 W-q 是过原点的直线,故 D 错误。8.如图所示电路中,电源电动势为 E,电源内阻为 r,串联的固定电阻为 R2,滑动变阻器的总电阻是 R1,电阻大小关系为 R1=R2=r,则在滑动触头从 a 端移到 b 端的过程中,下列描述正确的是 ( )A.电路的总电流先减小后增大B.电路的路端电压先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器 R1上消耗的功率先减小后增大【解析】选 A、B。当滑动触头从 a 端滑到 b 端的过程中,R 1接入电路的电阻(实际上是 RaP与 RbP的并联电阻)先增大后减小,所以电路中的电流 I

11、 先减小后增大,路端电压先增大后减小,A、B 项均正确;因为 R 外r,由电源的输出功率 P 随 R 外 变化的图象知,电源的输出功率先减小后增大,C 错误;将 R2+r 视为电源内阻,则外电阻先增大后减小,且总小于电源内阻,故 R1消耗的功率先增大后减小,D 错误。【加固训练】如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后,在变阻器 R 的滑片 P 向下滑动过程中 ( )- 6 -A.电压表与电流表的示数都增大B.电压表示数增大,电流表的示数减小C.R1的电功率增大,R 的电功率增大D.R2的电功率减少,电源的总功率增加【解析】选 D。在变阻器 R 的滑片向下滑动的过程中,变阻器接入电路的

12、电阻减小,变阻器 R 与 R2并联电阻 R 并 减小,则外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流 I 增大,路端电压 U 减小,则电压表示数减小;并联部分电压 U 并 =E-I(R1+r),I 增大,E、R 1、r 均不变,则 U 并 减小,故电流表示数减小,故 A、B 错误;干路电流 I 增大,由功率公式 P=I2R 分析得知,R 1上消耗的功率增大,总电流增大,电流表示数减小,则通过 R 的电流增大,由 P=I2R 可知 R 的功率变化不能确定,故 C 错误;由于 U 并 减小,据公式 P= 分析知,R 2消耗的功率减小,电源的总功率U2P 总 =EI,E 不变,I 增大,则电

13、源的总功率增加,故 D 正确。二、实验题(本题共 2 小题,共 15 分)9.(6 分)(2017保定模拟)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 2 的保护电阻,滑片 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 U-I 图象和如图丙所示的 -x 图象。U(1)由图乙可得电源的电动势 E=_V;内阻 r=_。- 7 -(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积 S=0.1210-

14、6m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻率 为_m,图丙中图象截距的物理意义是 _。(以上结果均保留两位有效数字)(3)此实验用图象法处理数据的优点是直观,但是不能减少或者消除_(选填“偶然误差”或“系统误差”)。【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律,电压表示数,即路端电压 U=E-I(R0+r),因此,图乙中纵截距,即为电源的电动势 E=3.00V,斜率绝对值表示保护电阻 R0与电源内电阻之和,即R0+r= =3.0,r=1.0。3.001.200.6(2)图丙中截距对应的电路状态为电路中电阻丝被短路,所测电阻,即为电流表的内阻;由图丙可知,电阻丝长 0.6m,电阻为 5.8,由电阻定律 R= ,代

15、入已知条件解得 :=1.210 -6m。(3)通过图象法处理数据可以消除个别数据由于测量不准确产生的偶然误差,对系统产生的误差没有修正作用。答案:(1)3.00(2.993.02 均可) 1.0(0.801.0 均可) (2)1.210 -6 电流表内阻为 2.0(3)系统误差10.(9 分)(2017十堰模拟)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:A.待测电压表 V(量程 3V,内阻约几千欧)B.电流表 A(量程 3A,内阻 0.01)C.定值电阻 R(阻值 2k,额定电流 50mA)D.蓄电池 E(电动势略小于 3V,内阻不计)E.多用电表F.开关 K1、K 2,导线若干有一同学

16、利用上面所给器材,进行如下实验操作: 导学号 42722639(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“100”倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是_。- 8 -(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是_。其理由是 _。(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好。(4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤: _;用上述所测量的符号表示电压表的内阻 RV=_。【解析】(1)选用“100”倍率,所以读数为 30100=3000。(2)较为合理的是丙图,因为待测电压表的内阻较大,乙图中电流表的示数太小,误

17、差太大,丙图中 R 的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小。(3)实物图如图所示(4)需要直接测量的物理量是:当 K2闭合、断开时,电压表读数 U1和 U2。K 2闭合时,示数 U1相当于电动势;断开时,两者串联电流相等,即 = ,所以 RV= R。U12 U2 U212答案:(1)3000 (2)丙 乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中 R 的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小(3)实物图连接见解析(4)闭合 K1,再闭合 K2,读得电压表示数 U1;再断开 K2,读得电压表示数 U2- 9 - RU212三、计算题(本题共 2 小题,共 37 分。需写出规范的解题步骤)11.(18 分)

18、如图所示,电阻 R1=10,R 2=3,R 3=6,R 4=4,电压 U=24V。问:导学号 42722640(1)若在 a、b 间接入一个内阻很大的电压表,它的读数是多少?(2)若在 a、b 间接入一个内阻很小的电流表,它的读数是多少?【解析】(1)a、b 间接入电压表后相当于断路,等效电路如图所示, (2 分)并联电路的总电阻 R134= =5。 (2 分)R1(3+4)1+3+4由串联电路分压原理得U2U 134=R2R 134=35解得 U2=9V,U134=15V(2 分)R3与 R4所在的支路中,U3U 4=R3R 4=64解得 U3=9V (2 分)所以 Ua b=U2+U3=1

19、8V。 (1 分)(2)a、b 间接入电流表后相当于短路,等效电路如图所示。 (2 分)- 10 -I4= = A=6A(2 分)U4244并联电路的总电阻R123=R1+ =12(2 分)R232+3并联电路的总电流 I123= =2AU123R3中的电流 I3= I123=0.67A (2 分)R22+3所以电流表的读数Iab=I3+I4=6.67A。 (1 分)答案:(1)18V (2)6.67A12.(19 分)如图所示,电源的电动势 E=110V,电阻 R1=21,电动机绕组的电阻 R0=0.5,电键 S1始终闭合。当电键 S2断开时,电阻 R1的电功率是 525W;当电键 S2闭合时,电阻 R1的电功率是 336W,求:导学号 42722641(1)电源的内电阻。(2)当电键 S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。【解析】(1)S 2断开时P1= R1I21得 I1=5A(2 分)由闭合电路的欧姆定律得 E=I1(r+R1) (2 分)解得 r=1(2 分)(2)当 S2闭合时,P 2=U221