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.docx

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1

A．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240 m的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA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＝＝ 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64 Ω，则导线原来的电阻值为(　　)
A．128 Ω B．32 Ω C．4 Ω D．2 Ω
答案　C
解析　由导线的体积πl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＝ρ可知导线的电阻为原来的16倍，故导线原来的电阻值为4 Ω.选C.
5．两个小灯泡，分别标有“1 A　4 W”和“2 A　1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为 (　　)
A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16
答案　B
解析　由P＝I2R知：R＝，所以R1∶R2＝∶
＝16∶1
6．电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V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＝，可知RA＜RB.
对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110 V，B灯被烧毁，UA＜110 V，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＝110 V，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＝110 V，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)×110 V，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110 V，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2
7．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＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝
答案　CD
解析　电路消耗的电功率的计算公式P＝UI, P＝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3
8．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4
A．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—208 B/HC
格力电风扇KYTA—30 A
总有效容积：280 L
额定电压：220 V
冷冻室有效容积：97 L
工作频率：50 Hz
冷冻力量：5.25 kg/24 h
扇叶直径：300 mm
电源：220 V/50 Hz
输出风量：
额定输入功率：140 W
>50 m3/min
耗电荷量：
功率：50 W
1.00 kW·h/24 h
净重：4.1 kg
净重58 kg
毛重：5 kg
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1.00 kW·h，连续转动的电风扇一天内消耗的电能为E＝Pt＝50×10－3×24 kW·h＝1.2 kW·h，可知A正确，B错误．冰箱的额定电流I1＝＝ A＝0.64 A．而电风扇的额定电流为I2＝＝ A＝0.23 A．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100 Ω)
B．直流毫安表A1(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)
C．直流毫安表A2(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)
D．直流电压表V1(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)
E．直流电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)
F．直流电源(输出电压4 V，内阻不计)
G．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)
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)C　D　(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4 V，待测电阻Rx阻值约100 Ω，故通过Rx的最大电流约为40 mA，所以直流毫安表应选C；直流电压表若选15 V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＝＝50＞＝＝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(3 V，3 kΩ)、电流表(0～0.6 A，0.1 Ω)、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1.5 V字样，请你依据上述试验结果求出小灯泡在1.5 V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＝1.5 V时I1＝0.46 A，故PL＝UL·IL＝1.5×0.46 W＝0.69 W.
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7
13．(8分)如图7所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．
答案　210 W
解析　电动机正常工作时，电动机两端的电压U0＝50 V，此时通过电路中的电流：I＝＝＝5 A，电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210 W.

图8
14．(8分)如图8所示，电源电压恒为U＝14 V，小灯泡L标有“4 V，8 W”，电动机的线圈电阻rM＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω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＝＝2 A
电动机输入功率P入＝I(U－U1－IR)＝12 W
线圈电阻消耗功率P内＝I2rM＝4 W
所以电动机的机械效率η＝×100%＝×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15 V，内阻不计，已知电阻R＝3 Ω，且R在电路中1 s内产生的电热为27 J，灯泡L的额定功率为32 W(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)2 Ω　(2)8 V　(3)18 W
解析　(1)由公式Q＝t得到的电阻两端电压：
U1＝9 V
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＝15 V－9 V＝6 V
依据电压安排关系＝
得灯的电阻阻值R2＝R1＝×3 Ω＝2 Ω.
(2)依据P额＝得到U额＝8 V
即小灯泡额定电压为8 V.
(3)小灯泡的实际功率为P2＝＝ W＝18 W.

图9
16．(12分)如图9所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝9 Ω，R3＝6 Ω，电源电压U＝24 V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)见解析图　(2)RL＝3 Ω，UL＝4.8 V
解析　(1)S1、S2均断开时，R1、R2、L串联，其等效电路图如图甲所示；S1、S2均闭合时，L、R1并联再与R3串联这是一条支路，另一条支路是R2，其等效电路图如图乙所示．

(2)S1、S2均断开时，电流处处相等，则有：
＝①
S1、S2均闭合时，电路并联部分两端的电压相等，依据题意有：
＝②
联立①②并代入已知数据解得：RL＝3 Ω，UL＝4.8 V.