高中物理魯科版1第四章閉合電路歐姆定律和邏輯電路 2023版第4章章末綜合測評4

章末綜合測評(四)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．一個閉合電路，是由電池供電的，外電路是純電阻電路時，以下說法正確的是()A．當(dāng)外電阻增大時，路端電壓增大B．當(dāng)外電阻減小時，路端電壓增大C．當(dāng)外電阻減小時，電池的輸出功率一定增大D．當(dāng)外電阻減小時，電池的輸出功率一定減小【解析】由閉合電路歐姆定律得：U＝E－Ir＝E－eq\f(E,\f(R,r)＋1)，當(dāng)外電阻增大時，路端電壓增大，即A正確；由電源的輸出功率隨外電阻的變化關(guān)系圖象得，當(dāng)外電阻變化時，其輸出功率可能增加也可能減小，即C、D均錯誤．【答案】A2．下列說法中正確的是()A．歐姆表的每一擋的測量范圍都是0～∞B．用不同擋的歐姆表測量同一電阻的阻值時，誤差大小是一樣的C．用歐姆表測電阻，指針越接近刻度盤中央，誤差越大D．用歐姆表測電阻時，選不同擋位時，指針越靠近右邊誤差越小【解析】歐姆表的每一擋的測量范圍是0～∞，所以A對；用不同擋的歐姆表測量同一電阻的阻值時，誤差大小是不一樣的，所以B錯；用歐姆表測電阻，指針越接近刻度盤中央，誤差越小，所以C、D錯．【答案】A3．一塊太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻構(gòu)成一閉合電路，則它的路端電壓是()A．100mV B．200mVC．300mV D．400mV【解析】電源沒有接入外電路時，路端電壓值等于電動勢，所以電動勢E＝800mV，由閉合電路歐姆定律得短路電流I短＝eq\f(E,r)，所以電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω.該電源與20Ω的電阻連成閉合電路時，電路中電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(800,20＋20)mA＝20mA，所以路端電壓U＝IR＝400mV.故正確答案為D.【答案】D4．如圖1所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，若將這兩個電阻分別接到該電源上，則()圖1A．R1接在電源上時，電源的效率高B．R2接在電源上時，電源的效率高C．R1接在電源上時，電源的輸出功率大D．電源的輸出功率一樣大【解析】電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，由于UB＞UC，故R1接在電源上時，電源的效率高，A項正確，B項錯誤；電源的輸出功率P＝I2R，則P1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,4)))2R1＝eq\f(3I0U0,16)，P2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,2)))2R2＝eq\f(I0U0,4)，P1＜P2，故C、D錯誤．【答案】A5．某實驗小組用三只相同的小燈泡連接成如圖2所示的電路，研究串并聯(lián)電路的特點．實驗中觀察到的現(xiàn)象是()【導(dǎo)學(xué)號：34022146】圖2A．S2斷開，S1與a連接，三只燈泡都熄滅B．S2斷開，S1與b連接，三只燈泡亮度相同C．S2閉合，S1與a連接，三只燈泡都發(fā)光，L1、L2亮度相同D．S2閉合，S1與b連接，三只燈泡都發(fā)光，L3的亮度小于L2的亮度【解析】S2斷開，S1與a連接時，三只燈泡串聯(lián)，三只燈泡都發(fā)光，且亮度相同，A錯誤；S2斷開，S1與b連接時，L1、L2兩只燈泡串聯(lián)，L3被斷開沒有接入電路，B錯誤；S2閉合，S1與a連接時，只有L2亮，L1和L3被短路，C錯誤；S2閉合，S1與b連接時，L1和L3并聯(lián)，然后與L2串聯(lián)，此時三只燈泡都發(fā)光，L3的亮度與L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正確．【答案】D6．鋰電池因能量高、環(huán)保無污染而廣泛使用在手機等電子產(chǎn)品中．現(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電，等效電路如圖3所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機電池的內(nèi)阻為r，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：34022147】圖3A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2rC．電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為eq\f(Ir,U)×100%【解析】電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2r，充電器輸出的電功率為UI，選項A正確，選項B錯誤；電池產(chǎn)生的熱功率為I2r，選項C正確；充電器的充電效率為eq\f(U－Ir,U)×100%，選項D錯誤．【答案】AC7．一平行板電容器C，極板是水平放置的，它和三個電阻箱及電源連接成如圖4所示的電路．今有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩極板之間靜止不動，要使油滴上升，可采用的辦法是()【導(dǎo)學(xué)號：34022148】圖4A．增大R1 B．增大R2C．增大R3 D．減小R2【解析】帶電油滴受到向上的靜電力和向下的重力，若要使其上升，應(yīng)增加靜電力，也就是增加電容器兩端電壓，電容器兩端電壓與R3兩端電壓相等，R3與R2串聯(lián)，所以增大R3或減小R2都行．【答案】CD8．在如圖5所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是()圖5A．R1短路 B．R2斷路C．R3斷路 D．R4短路【解析】由于A串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此可排除選項A、D.假設(shè)R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時R2斷路必引起與之并聯(lián)的燈B中電流變大，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項B正確．假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時R3斷路后也必引起與之并聯(lián)的電路(即R1所在支路)的電壓和電流增大，燈B中分得的電流也變大，B燈變亮，故選項C正確．【答案】BC二、非選擇題(本題共4小題，共52分，按題目要求作答)9．(10分)用如圖6所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω)，保護電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．圖6實驗主要步驟：①將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；②逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線(U、I都用國際單位)；④求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a.回答下列問題：(1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________．A．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約15kΩ)B．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．電流表(0～200mA，內(nèi)阻約2Ω)D．電流表(0～30mA，內(nèi)阻約2Ω)(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是________．A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式，E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值.【導(dǎo)學(xué)號：34022149】【解析】(1)由于待測電源的電動勢為3V，故電壓表應(yīng)選0～3V量程，而該電路中電壓表分流越小，實驗誤差越小，故選大內(nèi)阻的電壓表，故電壓表選A.回路中電流的最大值Imax＝eq\f(E,R1＋R2＋r＋rA)≈158mA，故電流表選C.(2)當(dāng)電壓表示數(shù)變大時，說明外電路電阻變大，即滑片從左向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，對于A、B兩選項，在滑片移動的過程中回路電阻不變，選項C中滑片向右移動時回路電阻變大，選項D中，滑片向右移動時回路電阻變小，故選項C正確．(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝U＋I(xiàn)(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，橫截距為U＝0時，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak.【答案】(1)AC(2)C(3)akk－R210．(12分)在練習(xí)使用多用電表的實驗中：【導(dǎo)學(xué)號：34022150】(1)某同學(xué)連接的電路如圖7所示．圖7①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過________的電流；②若斷開電路中的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時測得的是________的電阻；③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合開關(guān)，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是________兩端的電壓．(2)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時()A．若雙手捏住兩表筆金屬桿，則測量值將偏大B．若測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必需減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量C．若選擇“×10”D．若歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，雖然完成調(diào)零，但測量值將略偏大【解析】(1)多用電表與R1串聯(lián)，則選擇直流電流擋時，測得的是通過R1的電流；若斷開電路中的開關(guān)，多用電表使用電阻擋，則R1和R2串聯(lián)接在多用電表兩端，此時測得的是R1和R2串聯(lián)的電阻；若多用電表選用直流電壓擋，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，則多用電表與R2并聯(lián)，所以此時測得的是R2(或電源)兩端的電壓．(2)雙手捏住兩表筆金屬桿，相當(dāng)于給待測電阻又并聯(lián)了一個電阻，測量值將偏小，選項A錯誤；測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，要看指針偏角情況，若偏角太大，說明待測電阻較小，應(yīng)減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，若偏角太小，說明待測電阻較大，應(yīng)增大倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測量，選項B錯誤；選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30正中間，則測量值小于250Ω，選項C錯誤；歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長，則電動勢E減小，完成調(diào)零過程則有Ig＝eq\f(E,R內(nèi))(式中Ig為滿偏電流，是一定值，R內(nèi)為歐姆表總內(nèi)阻即中值電阻，隨E變化)，測量電阻Rx時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx)＝eq\f(1,\f(1,Ig)＋\f(Rx,E))，由此可知當(dāng)E減小時，I減小，指針偏角減小，所以測量值將偏大，選項D正確．【答案】(1)①R1②R1和R2串聯(lián)③R2(或電源)(2)D11．(12分)如圖8所示的電路中，當(dāng)S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為V和0.4A．當(dāng)S斷開時，它們的示數(shù)各改變V和0.1A，求電源的電動勢和內(nèi)阻．圖8【解析】當(dāng)S閉合時，R1、R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I1r即E＝＋，①當(dāng)S斷開時，只有R1接入電路，則外電路電阻變大，電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，由閉合電路歐姆定律得：U2＝E－I2r即E＝＋＋－r，②由①②得：E＝2V，r＝1Ω.【答案】2V1Ω12．(18分)如圖9所示，一電荷量q＝3×10－5C帶正電的小球，用絕緣細(xì)線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點．開關(guān)S合上后，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線與豎直方向的夾角α＝37°.已知兩板相距d＝0.1m，電源電動勢E＝15V，內(nèi)阻r＝Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝R3＝R4＝8Ω.g取10m/s2，已知sin37°＝，cos37°＝【導(dǎo)學(xué)號：34022151】圖9(1)電源的輸出功率；(2)兩板間的電場強度大??；(3)帶電小球的質(zhì)量．【解析】(1)R2、R3并聯(lián)再與R1串