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选修3-1第二章恒定电流综合测试题


第二章恒定电流综合测试题
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分 100 分,时间 90 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项符合题目要求, 有些小题有多个选项符合题目要求, 全部选对的得 4 分, 选不全的得 2 分, 有选错或不答的得 0 分) 1.如今家用电器越来越多,它们在待机状态下也会耗电.为了节约电能和用电安全,你将选 择 ( ) ①切断长期不使用的空调机的电源 ②电视机在不使用时, 可以不断开电源 ③合理使用节能 灯具 ④尽量避免同时使用大功率家用电器 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 2.(2009· 武鸣高二检测)电源电动势和内电阻都保持一定,在外电路的电阻逐渐减小的过程中, 下列说法正确的是 ( ) A.电源的路端电压一定逐渐减小 B.电源的路端电压一定逐渐增大 C.电路中的电流一定逐渐减小 D.电路中的电流可能逐渐减小 3.(2009· 潍坊)夜间,居民楼的楼道里只是偶尔有人经过,“长明灯”会造成浪费.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.若将这两种开关配合 使用,就可以使楼道里的灯变的“聪明”.这种 “聪明”的电路是图中的 ( )

(

)

A.R1 断路 B.R4 短路 C.R3 断路 D.R2 短路 7.如图所示的电路中,电池的电动势为 E,内电阻为 r,R1 和 R2 是两 阻值固定的电阻.当可变电阻 R 的滑片向 a 端移动时,通过 R1 的电流 I1 和 通过 R2 的电流 I2 将发生的变化是 ( ) A.I1 变大,I2 变小 B.I1 变大,I2 变大 C.I1 变小,I2 变大 D.I1 变小,I2 变小 8.把 6 个相同电灯接成如图(甲)、(乙)所示两电路,调节变阻器, 两组电灯均能正常发光.设(甲)、(乙)两电路消耗的电功率分别为 P1、P2,则 ( ) A.P1<3P2 B.P1=3P2 C.P1>3P2 D.3P1=P2 9.(2009· 鲁讯中学高二检测)有一只电熨斗,内部电路如图甲所示,其中 M 为旋钮的内部接线端子,旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡,每个 挡内部接线有如图乙中所示的四种方式,下列判断中正确的是 ( ) A.a 方式为“高”档 B.b 方式为 “低”档 C.c 方式为“关”档 D .d 方式 为 “中”档 10.如下图所示,直线 b 为电源的 U-I 图像,直线 a 为电阻 R 的 U-I 图像,用该电源和该电 阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别是 ( ) A.电源的输出功率为 4W B.电源的输出功率为 2W C.电源的效率为 33.3% D.电源的效率为 67% 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 4 小题,共 21 分.把答案直接填在横线上) 11.(4 分)如下图所示,当 S1、S2 断开时,能亮的灯是____________,它们是________联的.当 S1、S2 闭合时,能亮的灯是________,它们是________联的.当 S1 闭合、S2 断开时,能亮的灯是 ________.

4.如图所示的电路中,电源的电动势恒定, 要想使灯变暗,可以 ( ) A.增大 R1 B.减小 R1 C.增大 R2 D.减小 R2 5.在如图所示的静电实验中,已知电容器的电容 C1=C2=C,电源的电动 势为 E,内阻为 r,伏特表的内阻为 10kΩ,当电路达到稳定状态后,则 ( ) A.伏特表和静电计上的电势差相等,都是 E/2 B.伏特表上电势差比静电计上的电势差大 C.静电计上电势差为零 D.伏特表上电势差为零 6.如图所示的电路中,由于电路出现故障,灯 L1 变暗,灯 L2 变亮,故障原因是
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12.(5 分)在用电压表和电流表测电阻实验中,我们要用伏安法测一只电阻的阻值.如果这个 电阻是阻值约 20 欧的小灯泡.实验提供的实验器材及连线如右图所示,请你在方框图中画出该实 验电路图,根据下图所示的电流表和电压表的示数,那么小灯泡的电阻是______Ω.

据. 1 电阻 R/Ω 电压 U/V 60.5 2.58 2 35.2 2.43 3 20.0 2.22 4 13.7 2.00 5 9.9 1.78 6 5.8 1.40 7 4.3 1.18 8 3.5 1.05 9 2.9 0.93 10 2.5 0.85

1 1 根据实验数据绘出如图 3 所示的 - 图线.由图象得出电池组的电动势 E=______V,内电阻 U R r=____Ω.

U 4.0V 电流表的示数为 0.20A,电压表的示数为 4.0V,小灯泡 L 的电阻为 R= = =20Ω. I 0.20A 13.(6 分)某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组 U 和 I 的数据: 1 2 3 4 5 6 7 8 编号 U(V) 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I(A) 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 灯泡发 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光 光情况 (1)在下图上画出 I-U 图像. (2)从图像上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是:________. (3)这表明导体的电阻随温度升高而________. 14.(2009· 西城区一模)(6 分)某同学用如图所示的电路测量两 节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内电阻 r, 为电阻箱. R 干 电池的工作电流不宜超过 0.5A.实验室提供的器材如下: 电压表(量 程 0~3V,内阻约 3kΩ),电阻箱(限值范围 0~999.9Ω);开关、导 线若干.

③关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是________. A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B.同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C.本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差 D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差 三、论述· 计算题(共 5 小题,共 39 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 15.(7 分)如图所示,灯泡 L 标有“12V 36W”字样,R=6Ω,通电 10s 且正常发 光,根据这些已知条件,可以求出哪些物理量,请一一计算出来.(至少要计算五个物 理量即可得满分) 16.(8 分)如图所示,R 为电阻箱,V 为理想电压表,当电阻箱读数为 R1=2Ω 时, 电压表读数为 U1=4V;当电阻箱读数为 R2=5Ω 时,电压表读数为 U2=5V.求: (1)电源的电动势 E 和内阻 r; (2)当电阻箱 R 读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值 Pm 为多少? 17.(8 分)(2009· 广安高二检测)如图所示的电路中,电源电动势 E=6.0V,内阻 r=0.6Ω,电阻 R2=0.5Ω,当开关 S 断开时;电流表的示数为 1.5A,电压表的示数为 3.0V,试求:

①请根据图 1 的电路图,在图 2 中画出连线,将器材连接成实验电路. ②实验时,改变电阻箱 R 的值,记录下电压表的示数 U,得到如下表所示的若干组 R、U 的数
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第二章恒定电流综合测试题答案及详解
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分 100 分,时间 90 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) (1)电阻 R1 和 R3 的阻值; (2)当 S 闭合后,电压表的示数、以及 R2 上消耗的电功率. 18.(8 分)如图所示,是一种测定风作用力的仪器原理图,P 为金属球,悬挂在一细长金属丝 下面, 是悬点,R0 是保护电阻,CD 是水平放置的光滑电阻丝,与细金属丝始终保持良好接触. O 无 风时,金属丝与电阻丝在 C 点接触,此时 A 示数为 I0;有风时金属丝将偏转一角度,角 θ 与风力 大小有关,设风力方向水平向左,OC=h,CD=L,金属球质量为 m,电阻丝单位长度的阻值为 k, 电源内电阻和金属丝电阻不计,金属丝偏角为 θ 时,A 的示数为 I′,此时风力为 F,试写出: 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有 一个选项符合题目要求, 有些小题有多个选项符合题目要求, 全部选对的得 4 分, 选不全的得 2 分, 有选错或不答的得 0 分) 1.答案:C 解析:电视机在不使用时,应切断电源以保证安全,所以可排除②,故选 C. 2.答案:A 3. 答案:D 解析:在白天时,一般不需要灯照明的;天黑以后,特别是夜深人静时,一般也不需要灯照明 的,也就是说天黑且人在楼道里走动时需要.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. 4.答案:AD 解析:R1 增大→R 增大→I 减小→UR 减小,R2 减小→R 减小→I 增大→U 减小→UR1 增大→UR 减小,∴A、D 正确. 5.答案:D 解析:整个回路为断路,稳定后电流强度为零,故伏特表示数为零,D 正确,静电计上电势差 不为零为 E,其它选项错误. 6.答案:A 解析:由题给条件知 L1 中电流变小,L2 中电流变大,只有 R1 断路才会出现这种结果. 7.答案:C 解析:可变电阻的滑片向 a 移动,使支路的电阻减小,从而引起整个电路的外电阻 R 外减小, E 据闭合电路欧姆定律可知,电路的总电流 I 总= 增大,电路的外电压 U 外=E-I 总 r 减小,即 R外+r R1 两端的电压 U1=U 外减小,通过 R1 的电流 I1 减小.又因 I 总增大,I1 减小,通过 R2 的电流 I2=I 总 -I1 增大. 8.答案:B 解析:本题答案为 B.设每个灯泡正常发光时,其电流为 I,则图(甲)中总电流为 3I,图(乙)总电 流为 I,所以,P1=3IU,P2=IU,P1=3P2,故选 B. 9.答案:B 解析:a 中回路未闭合,故 a 方式为“关挡”,b 中总电阻 Rb=R1+R2,c 中总电阻为 Rc=R1, R1R2 U2 d 中总电阻为 Rd= , 由公式 P= , d 方式为“高”档, 方式为“中”档, 方式为“低” 故 c b R R1+R2 档,所以 B 对,A、C、D 错. 10. 答案:AD U 2 E 3 解析:由直线 a 可知 R= = Ω=1Ω,由直线 b 可知 E=3V,r= = Ω=0.5Ω.电源的输出功 I 2 I短 6

(1)F 与 θ 的关系式. (2)F 与 I′的关系式. 19.(8 分)(1)下表为一个洗衣机所用电动机的工作参数. 名称 额定电压 (V) 频率 (Hz) 工作电流 (A) 电阻 (Ω) 转速 (r/min)

洗涤电 220 50 0.5 20 1370 动机 脱水电 220 50 0.8 18 1370 动机 从上表可想到哪些物理知识? (2)下图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序,若洗涤衣服的时间为 15min,脱水的时间 为 2min, 则洗涤一次衣服大约用电多少?当洗涤和脱水同时操作时, 流过电源插座的电流是多少? 为什么?

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率: E 2 3 2 P 出=I2R=( )· R=( ) ×1W=4W, R+r 1+0.5 ∴选项 A 对,选项 B 错. I2R 1 电源的效率 η= 2 ×100%= ×100%≈67%, I (R+r) 1+0.5 所以选项 C 错,D 对. 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 4 小题,共 21 分.把答案直接填在横线上) 11. 答案:L1,L3;串;L2,L3;并;L3 12. 答案:电路图如图所示.

15. 答案:本题看起来虽然简单,但实际上是一道开放型试题,它可以几乎计算出所有电学中的基 本物理量,能够涉及到所有的电学概念和定律. 题中隐含的条件:额定电压下,灯泡的额定功率,且灯泡正常发光.可求出的物理量有: (1)灯泡两端的实际电压:U 实=U 额=12V (2)灯泡的额定功率 P 实=P 额=36W (3)通过灯泡的电流 I 实=I 额=P/U=3A (4)灯泡原电阻 RL=U2 /P=4Ω. 通电 10s (5)通过灯泡的电荷量 Q=It=30C (6)灯泡消耗的电能 WL=Pt=360J (7)灯泡、电阻两端的电压 U 总= UR=UL=12V (8)通过电阻的电流 IR=U/R=12V/6Ω=2A (9)电阻消耗的电能 WR=UIRt=12V×2 A×10s=240J (10)电阻的功率 PR=UIR=12V×2A=24W (11) 电阻上的电热 QR=(IR)2Rt=(2A)2×6Ω×10s=240J 16.(8 分) 答案:(1)E=6V;r=1Ω (2)当 R=r=1Ω 时,Pm=9W U1 解析:(1)由闭合电路欧姆定律 E=U1+ r① R1 U2 E=U2+ r② R2 联立①②并代入数据解得 E=6V,r=1Ω E2 (2)由电功率表达式 P= R③ (R+r)2 2 E 将③式变形为 P= ④ (R-r)2 +4r R E2 由④式知,当 R=r=1Ω 时 P 有最大值 Pm= =9W. 4r 17. 答案:(1)R1=1.4Ω R3=2.0Ω (2)U=1.0V P2=2.0W U3 3.0 解析:(1)R3= = Ω=2.0Ω I3 1.5 由 E=I3(R1+R3+r) 代入数据有 6.0=1.5(R1+2.0+0.6) 解得:R1=1.4Ω (2)S 闭合后, R2· 3 R R 总=R1+r+ =2.4Ω R2+R3 电压表的示数

U 4.0V 电流表的示数为 0.20A,电压表的示数为 4.0V,小灯泡 L 的电阻为 R= = =20Ω. I 0.20A 13. (2)也逐渐增大 (3)增大 1 解析:在图像中,斜率 k= ,从斜率随电压的逐渐增大而逐渐减小可知,灯泡的电阻在逐渐 R 增大,这是由于电压越大,灯泡的电功率大,则其温度就越高,根据金属的电阻率随温度的升高而 增大,故灯泡的钨丝电阻越来越大. 14. 答案:(1)略

答案:①如下图所示

②2.86,5.70~6.(两位有效数字均给分) ③CD(含有错误答案不给分) 三、论述· 计算题(共 5 小题,共 39 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
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E R2· 3 R 6 U= × = ×0.4V=1V R总 R2+R3 2.4 R2 上消耗的功率 U2 12 P2= = W=2.0W R2 0.5 18. mg 答案:(1)F=mgtanθ (2)F= (R +kL)· (I′-I0) I′kh 0 解析:(1)有风力时,对金属球 P, 受力如图所示

独使用时工作电流之和,故 I=I 洗+I 脱=(0.5+ 0.8)A=1.3A.

F=F1· sinθ mg=F1· cosθ 所以 F=mgtanθ (2)无风时,电路中 U=I0(R0+kL) 有风力时,电路中 U=I′(R0+kL′) L′=L-h· tanθ mg 由以上三式解出 F= (R +kL)· (I′-I0) I′kh 0 19. 答案:(1)见解析 (2)0.03kW· 1.3A 原因见解析 h 解析: (1)从表中可想到工作电压是我们国家的民用交流电压; 洗涤电动机的工作功率为 110W , 脱水电动 U 机的工作功率为 176W;用欧姆定律 I= 求出的电流和工作电流是不同的,原因是欧姆定律 R 适合纯电阻电路,而电动机主要是用来输出机械能的,不是用来发热的,不是纯电阻电路. (2)从洗衣机洗涤为正、反转和停的时间程序图可知,停和转的时间分别为 125s 和 775s,由洗 涤做功 - W 洗=P 洗· t=UIt=220×0.5×10 3×0.215kW· h ≈0.0237kW· h - 220×0.8×10 3×2 W 脱=P 脱· t=UIt= kW· h=0.0059kW· h 60 则 W=W 洗+W 脱=0.0237kW· h+0.0059kW· h ≈0.03kW· h 当洗涤和脱水同时操作时, 就相当于两个用电器并联,则流过插座的电流应为两个用电器单
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