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2016-2017学年人教版选修3-1 第二章 恒定电流 单元测试

时间:2018-02-25


章末质量评估(二)
(时间:90 分钟 分值:100 分)

一、单项选择题(每题 3 分,共 10 个小题,共 30 分.每小题中 只有一个选项是正确的,选对得 3 分,错误、不选或多选均不得分) 1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体, 下列表述正确的是( )

A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 C.电压一定,电阻与通过导体的电流成反比 D.电流一定,电阻与导体两端的电压成正比 解析:对于同种材料的导体,电阻率可以认为是个定值,根据电 l 阻定律 R=ρ 可知横截面积一定, 电阻与导体的长度成正比, A 正确; S 长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,B 错误;由欧姆定律知 R U = , 此式是电阻的定义式, 电阻 R 与电压 U、 电流 I 无正反比关系, I 故 C、D 错误. 答案:A 2.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为 U 时,通过的电流是 I,若将此导线均匀拉长到原来的 2 倍时,电流仍为 I,导线两端所加 的电压变为( U A. 2 C.2U ) B.U D.4U

l 解析:由电阻定律 R=ρ ,可知当导线拉长到原来的 2 倍时,横 S
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1 U 截面积为原来的 ,则电阻为原来的 4 倍,由欧姆定律 I= ,可知 D R 2 选项正确. 答案:D 3.两个小灯泡,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 C.4∶1 B.16∶1 D.1∶16 )

4 1 P 解析:由 P=I2 R 知:R= 2,所以 R1∶R2= ∶ =16∶1. I 1 4 答案:B 4.如图所示为将不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变 的情况下所测得的 I-U 图线.试根据图线回答:若将这段金属导体 在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的电阻( )

A.等于 4.0 Ω C.小于 2.0 Ω

B.大于 2.0 Ω D.等于 2.0 Ω

解析:由图象知 R=2 Ω,若保持长度不变,增大横截面积,则 电阻要变小,故选项 C 正确. 答案:C 5.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 关紧时为“1”,未关紧时为“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
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装置工作原理的逻辑门是( A. “与”门 C. “非”门

) B. “或”门 D. “与非”门

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. 答案:A 6.如图所示,A 灯与 B 灯电阻相同,当滑动变阻器 R 的滑动片 向下滑动时,两灯的变化是( )

A.A 灯变亮,B 灯变亮 B.A 灯变暗,B 灯变亮 C.A 灯变暗,B 灯变暗 D.A 灯变亮,B 灯变暗 解析:当变阻器的滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,根据 串、 并联电路特点可知电路中总电阻减小, 由闭合电路欧姆定律可得 干路电流 I 增大, 内电压增大, 路端电压 U 减小, A 灯两端电压减小, 亮度变暗; 另一支路电流 I′=I-IA 增大, R1 两端电压 U1=I′ R1 增大, 故 R 与 B 灯的并联支路电压 UB=U-U1 减小,B 灯变暗,C 正确. 答案:C 7.如图所示,R4 是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的 升高而减小, 这就是一个火警报警器的电路, 电流表是安放在值班室 的显示器,电源两极之间接一个报警器,当 R4 所在处出现火情时, 显示器的电流 I 和报警器两端的电压 U 的变化情况是( )

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A.I 变大,U 变小 C.I 变小,U 变大

B.I 变大,U 变大 D.I 变小,U 变小

解析:当 R4 处出现火情时,R4 变小→R 总变小→I 总变大→U 外变 小→U 并变小→I3R3 变小→I 变大,故 A 项正确. 答案:A 8.如图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( )

解析:根据 U-I 图象可知 E=6 V,r=0.5 Ω,A 图 U 为改外= 4 V,B 图中 U 外=4.8 V,C 图中 U 外=5.7 V,D 图中 U 外=5.4 V. 答案:B 9.如图所示,一个电源在外电阻不断变化时,内、外电阻消耗的 电功率随电流变化的关系分别用抛物线 C1、 C2 表示.由该图可知 ( )

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A.电源的电动势为 8 V B.电源的内电阻为 2 Ω C.电源输出功率的最大值为 16 W D.电源消耗的最大功率为 16 W 解析:图中交点表示内、外电路消耗功率相等,此时的功率和电 流分别为 4 W 和 2 A,由 P 内=I2r,代入数据得 r=1 Ω,故 B 错误; 由 P 外=I2R 知 R=1 Ω,内电阻等于外电阻,电动势为 E=I(R+r) =4 V,A 错误,外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为 4 W,C 错误.电源消耗的功率为 P=EI,当 R=0 时电流最大为 4 A, Pmax=16 W,故 D 正确. 答案:D 10.如图所示电路中,R0 为定值电阻,当滑片 P 向右移动过程 中,下列判断正确的是( )

A.电压表 V1、电流表 A 的读数都增大 B.电压表 V1 与电流表 A 读数的比值保持不变 C.电压表 V2 与电流表 A 读数的比值变大 D.电压表 V1、电流表 A 读数变化量的比值保持不变 解析: 滑片 P 向右移动, R 接入电路中的电阻增大, 总电阻增大, 由闭合电路欧姆定律可知干路电流 I 减小,内电压 U 内=Ir 减小,外 电压 U 外=E-U 内增大,R0 的电压 V2 减小,R 的电压 V1 增大,故 选项 A 错误; R0 为定值电阻, 电压表 V2 与电流表 A 读数的比值保持 不变,R 接入电路中的电阻增大,电压表 V1 与电流表 A 读数变化量
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的比值增大,故选项 B 错误,C 错误;电压表 V1、电流表 A 读数变 化量的比值为内阻与 R0 之和,选项 D 正确. 答案:D 二、多项选择题(本题共 4 小题,每题 4 分,共 16 分,每小题有 多个选项是正确的,全选对得 4 分,少选得 2 分,选错、多选或不选 得 0 分) 11.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的热量一定越多 B.公式 W=UIt 适用于任何电路,Q=I2Rt 适用于任何电路 U2 C.热功率 P 热=I R= 适用于任何电路 R
2

)

D.焦耳定律 Q=I2Rt 适用于任何电路 解析: 电功率 P=UI 越大, 电流做功越快, 但热量 Q=I2Rt 由 I、 R、t 三者决定,选项 A 错误;电功 W=UIt 适用于任何电路,电热 Q U2 =I Rt 适用于任何电路,而 P 热= 只适用于纯电阻电路,选项 C 错 R
2

误,选项 B、D 正确. 答案:BD 12.在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使 A 灯变暗,B 灯变亮,则故障可能是( )

A.R1 短路 B.R2 断路 C.R3 断路
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D.R4 短路 解析:由于 A 串联于干路中,且故障发生后,A 灯变暗,故知 电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电 阻断路,排除选项 A、D.若假设 R2 断路,则其断路后,电路总电阻 变大,总电流变小,A 灯变暗,同时 R2 断路必引起与之并联的灯 B 中电流的变化,使 B 灯变亮,推理结果与现象相符,故选项 B 对.若 假设 R3 断路,则也引起总电阻变大,总电流变小,使 A 灯变暗,同 时 R3 断路后也必引起与之并联的电路(即 R1 所在支路)中电流增大, 灯 B 中分得电流也变大,B 灯变亮,故选项 C 正确. 答案:BC 13.如图所示,已知电源电动势 E=12 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=1 Ω ,则( )

A.电动机两端的电压为 1 V B.电动机两端的电压为 6 V C.电动机的输入功率为 6 W D.电动机的输出功率为 5 W 解析:电动机两端的电压 UM=E-I(R+RL+r)=12 V-1×(2+ 3+1) V=6 V,故选项 A 错误,选项 B 正确;电动机的输入功率 P =UMI=6×1 W=6 W,P 出=P-I2r=6 W-1 W=5 W,故选项 C、 D 正确. 答案:BCD 14.如图所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电
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流表的内阻相等且不可忽略不计.电流表 A1、A2、A3、A4 的示数分 别为 I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是( )

A.I1=I2 C.I2=2I1

B.I1<I4 D.I2<I3+I4

解析:左图中,通过下面电阻的电流大于 I1,所以 I2>2I1,选项 A、C 错误;左图电路的总电阻大于右图电路的总电阻,所以左图的 干路电流较小,即 I2<I3+I4,又由于 I3=I4,故 2I4>I2,因 I2>2I1, 故 I1<I4,选项 B、D 正确. 答案:BD 三、实验题(共 21 分) 15.[(1)每空 1 分,(2)每空 2 分,画图 2 分,共 9 分]某同学用伏 安法测一节干电池的电动势 E 和内阻 r,所给的器材有: A.电压表 V:0~3 V,0~15 V B.电流表 A:0~0.6 A,0~ 3A C. 滑动变阻器 R1: (20 Ω , 1 A) D. 滑动变阻器 R2: (1 000 Ω , 0.1 A) E.开关 S 和导线若干 (1)实验中电压表应选用的量程为__________(选填“0~3 V”或 “0~15 V”);电流表应选用的量程为______(选填“0~0.6 A”或 “0~3 A”);滑动变阻器应选用________. (2)实验测得的 6 组数据已在 U-I 图象中标出,如图所示.请你 根据数据点位置完成 U-I 图线,并由图线求出该电池的电动势 E= ________ V,内阻 r=________ Ω .

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解析:(1)由图象的数据可知电压在 1.5 V 以内,电流在 0.6 A 以 内,则实验中电压表应选用的量程为 0~3 V,电流表应选用的量程 为 0~0.6 A;滑动变阻器采用限流连接,应选用 R1. (2)连线如图,由 U-I 图线得该电池的电动势 E=1.5 V,内阻 r =0.5 Ω.

答案:(1)0~3 V 0~0.6 A R1 16.(每空 3 分,共 12 分)

(2)1.5 0.5

(1)一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长 度,得到结果如图所示,游标卡尺示数______ mm,螺旋测微器示数 ________ mm.

(2)现用伏安法研究某电子器件 R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线, 要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些),备有 下列器材: A.直流电(6 V,内阻不计); B.电流表 G(满偏电流 Ig=3 mA,内阻 Rg=10 Ω );
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C.电流表 A(0~0.6 A,内阻未知); D.滑动变阻器(0~20 Ω ,5 A); E.滑动变阻器(0~200 Ω ,1 A); F.定值电阻 R0(阻值 1 990 Ω ); G.开关与导线若干. ①根据题目提供的实验器材, 请你在方框中设计出测量电子器件 R1 伏安特性曲线的电路原理图(R1 可用“ ”表示).

②在实验中, 为了操作方便且能够准确地进行测量, 测动变阻器 应选用________(填写器材序号).

解析:(1)①游标卡尺的主尺读数为 14 mm,游标尺上第 10 个刻 度和主尺上某一刻度对齐, 所以游标读数为 10×0.05 mm=0.50 mm, 所以最终读数为:14 mm+0.50 mm=14.50 mm. ②螺旋测微器的固定刻度为 5.5 mm, 可动刻度为 16.3×0.01 mm =0.163 mm,所以最终读数为 5.5 mm+0.163 mm=5.663 mm. (2)①由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据, 故只能采用滑动变阻器分压接法; U2 62 灯泡的电阻约为 R= = =14.4 Ω,灯泡的电阻值比较小, P 2.5 属于小电阻,所以用电流表外接法,电路图如答案图所示. ②因要求电压从零开始变化, 变阻器用分压接法, 应选小阻值的 D.
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答案:(1)14.50 5.663 (2)①如图所示:

②D 三、计算题(共 33 分) 17. (10 分)如图所示电路中, 电源电动势 E=6 V, 内阻 r=1 Ω .D 为直流电动机,其电枢线圈电阻 R=2 Ω ,限流电阻 R′=3 Ω .当电 动机正常工作时,

电压表示数为 0.3 V.求: (1)通过电动机的电流大小; (2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率. 解析:(1)通过电动机的电流 I 与流过限流电阻 R′的电流相同, 由 I= 0.3 U 得:I= A=0.1 A. 3 R′

(2)由 E=Ir+U+UD 可得电动机两端电压 UD=E-Ir-U=6 V-0.1×1 V-0.3 V=5.6 V. 所以电动机输入的电功率 P 入=UDI=0.56 W. 电动机的发热功率 P 热=I2R=0.02 W. 电动机的输出功率 P 出=P 入-P 热=0.54 W. 18.(12 分)如图所示的电路中,电源电动势 E=6.0 V,内阻 r= 0.6 Ω ,电阻 R2=0.5 Ω ,当开关 S 断开时;电流表的示数为 1.5 A,
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电压表的示数为 3.0 V,试求:

(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. 解析:(1)R3= U3 3.0 = Ω=2.0 Ω. I3 1.5

由于 E=I3(R1+R3+r), 代入数据有 6.0=1.5 (R1+2.0+0.6), 解得:R1=1.4 Ω. (2)S 闭合后, R 总=R1+r+ R2·R3 =2.4 Ω. R2+R3

电压表的示数 U= E R2·R3 6 × = ×0.4 V=1.0 V. R总 R2+R3 2.4

R2 上消耗的功率 U2 12 P2= = W=2.0 W. R2 0.5 19.(11 分)如图所示,E=10 V,r=1 Ω ,R1=R3=5 Ω ,R2 =4 Ω ,C=100 μ F,当 S 断开时,电容器中带电粒子恰好处于静 止状态,

求:
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(1)S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向; (2)S 闭合后流过 R3 的总电荷量. 解析:(1)S 断开,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板 间距离为 d,有: UC= E R =4 V, R1+R2+r 2

UC q =mg. d S 闭合后,有:U′C= E R =8 V. R2+r 2

设带电粒子加速度为 a,则根据牛顿第二定律, U′C 有:q -mg=ma. d 解得:a=g,方向竖直向上. (2)S 闭合后,流过 R3 的总电荷量等于电容器上电荷的增加量, 所以ΔQ=C(U′C-UC), 即ΔQ=4×10-4C.

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