人教版物理选修【3-1】章末检测卷：第二章《恒定电流》(含解析).doc

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章末检测卷(二)
(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)
1．两个小灯泡，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.
2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(　　)
A．0.24 J B．0.25 J
C．0.26 J D．0.28 J
答案　C
解析　根据W＝UIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q＝0.26 J.
3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定，车门关紧时输入信号为“1”，未关紧时输入信号为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是(　　)
A．“与”门 B．“或”门
C．“非”门 D．“与非”门
答案　A
解析　根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门．
4.在如图1所示的闭合电路中，当滑片P向左移动时，则(　　)

图1
A．电流表示数变大，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电流表示数变大，电压表示数变小
D．电流表示数变小，电压表示数变小
答案　C
解析　滑片P向左移动，电阻R接入电路的电阻变小，则总电阻R总也变小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知，回路中电流变大，则电流表的示数变大，电压表两端电压U＝E－I(R0＋r)变小，故选项C正确．
5．如图2所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　　)

图2

答案　B
6．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为(　　)

图3
A.、 B.、
C.、 D.、
答案　D
解析　电源的效率η＝×100%＝×100%.a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格．因此ηa＝；b点对应的路端电压为2个格，因此ηb＝.故D正确．
二、不定项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，至少有一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)
7.如图4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(　　)

图4
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电器，所以A、B错误，C、D正确．
8.如图5为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间，bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)

图5
A．ab间电路通，cd间电路不通
B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．bc间电路不通，cd间电路通
答案　CD
解析　由于用交流电压表测得b、d两点间电压为220 V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220 V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间、cd间电路通，即选项C、D正确．
9.如图6所示，已知电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻r′＝1 Ω，则(　　)

图6
A．电动机两端的电压1 V
B．电动机两端的电压6 V
C．电动机的输入功率10 W
D．电动机的输出功率9 W
答案　CD
解析　电动机两端的电压UM＝E－I(R＋RL＋r)＝16 V－1×(2＋3＋1)V＝10 V，故选项A、B错误；电动机的输入功率P＝UMI＝10×1 W＝10 W，P出＝P－I2r＝10 W－1 W＝9 W，故选项C、D正确．
10.如图7所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻阻值均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6F，则(　　)

图7
A．开关断开时两极板间的电压 V
B．开关断开时电容器的带电荷量4×10－6 C
C．开关接通时两极板间的电压 V
D．开关接通时电容器的带电量4×10－6 C
答案　CD
解析　电容器两极板间的电压等于R2两端电压，开关S断开时，电路中的总电流I＝＝A＝0.2 A，电容器的极板电压U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器的带电荷量Q＝CU＝3×10－6×1.6 C＝4.8×10－6C，故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝A＝A，电容器的极板电压U′＝I′R外＝×4 V＝V，此时电容器的带电荷量Q′＝CU′＝3×10－6×C＝4×10－6C，故选项C、D正确．
三、填空题(本题共2小题，共15分)
11．(6分)某直流电动机M转动时的U—I图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R1＝15 Ω，R2是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：

图8
(1)闭合开关S2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头在________端．(选填“左”或“右”)
(2)先闭合开关S1，开关S2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A，则恒压电源输出电压为________ V.
(3)再闭合开关S2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A，直流电动机M实际消耗的电功率为______W，滑动变阻器接入电路中的阻值为______Ω.(取两位有效数字)
答案　(1)左　(2)9　(3)3.8　4.8
解析　(1)闭合开关S2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端．
(2)恒压电源输出电压U＝I1R1＝0.6×15 V＝9 V
(3)通过直流电动机M电流I2＝I－I1＝1.8 A－0.6 A＝1.2 A，根据题图甲可知此时直流电动机M的电压为UM＝3.2 V，U2＝U－UM＝9 V－3.2 V＝5.8 V，则直流电动机M实际消耗的电功率为P＝UMI2＝3.2×1.2 W≈3.8 W，滑动变阻器接入电路中的阻值为R2＝＝ Ω≈4.8 Ω.
12．(9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)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选______________________，直流电压表应选______________________(填器材前的序号)．
(2)在方框内画出实验电路图，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9连线．

图9
答案　(1)C　D　(2)电路图见解析图
(3)实物图见解析图
解析　(1)由于直流电源的电动势为4 V，待测电阻Rx阻值约为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量程的，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，所以滑动变阻器采用分压式接法；
由于＝＝50>＝＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图所示：

(3)根据电路图，实物图连线如图所示：

四、计算题(本题共4小题，每小题4分，共41分)
13．(10分)如图10甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：

图10
(1)电源的电动势和内阻．
(2)定值电阻R2的阻值．
(3)滑动变阻器的最大阻值．
答案　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)由题图乙中AB线延长，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处可知电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω.
(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，
得R2＝＝5 Ω.
(3)当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A，所以R外＝＝80 Ω.
因为R外＝＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300 Ω.
14. (10分)如图11所示的电路中，电源的电动势E＝12 V，内阻未知，R1＝8 Ω，R2＝1.5 Ω，L为规格“3 V，3 W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求：

图11
(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；
(2)电源的内阻；
(3)开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率．
答案　(1)1 A　3 Ω　(2)1 Ω　(3)0.48 W
解析　(1)灯泡的额定电流I0＝＝ A＝1 A
灯丝电阻RL＝＝Ω＝3 Ω
(2)S断开时，灯L正常发光，即I1＝I0，根据闭合电路欧姆定律E＝I0(R1＋RL＋r)
得r＝－(R1＋RL)＝[－(8＋3)]Ω＝1 Ω
(3)闭合S时，设外电路总电阻为R外
R外＝＋R1＝9Ω
干路电流为I总＝＝1.2 A
灯两端的电压UL＝I总·＝1.2 V
灯的实际功率P＝＝0.48 W
15．(12分)在如图12甲所示的电路中，R1 和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa、Ob所示．电源的电动势E＝7.0 V，内阻忽略不计．

图12
(1)调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？
(2)调节滑动变阻器R3，使R3＝0，这时电阻R1和R2消耗的电功率各是多少？
答案　(1)1 000 Ω　1 000 Ω　800 Ω
(2)1.05×10－2 W　1.4×10－2 W
解析　(1)R1、R2和R3串联，电流相等，当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I＝2.5 mA.
这时加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5 V.
由欧姆定律得R1＝R2＝＝1 000 Ω
滑动变阻器R3两端电压为U3＝E－U1－U2＝2 V
由欧姆定律得R3＝＝800 Ω
(2)当R3＝0时
U1′＋U2′＝E＝7 V
又因通过电阻R1和R2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I′＝3.5 mA，且U1′＝3 V
U2′＝4 V
电阻R1消耗的电功率为P1＝I′U1′＝1.05×10－2 W
电阻R2消耗的电功率为P2＝I′U2′＝1.4×10－2 W
16．(13分)一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗的功率为66 W．求：
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度；
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？
答案　(1)0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%
(3)11 A　2 420 W　2 420 W
解析　(1)由P入＝IU得I＝＝ A＝0.3 A
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率
P内＝I2r＝0.32×20 W＝1.8 W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率
P机＝P入－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W
电风扇正常工作时电动机的效率
η＝×100%＝×100%≈97.3%
(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流
I′＝＝ A＝11 A
电动机消耗的电功率
P＝I′U＝11×220 W＝2 420 W
电动机发热功率
P热＝I′2r＝112×20 W＝2 420 W.