2024高中物理第二章恒定電流綜合評估含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE10《恒定電流》綜合評估限時：90分鐘總分：100分一、選擇題(1～7為單選題，每小題4分，8～10為多選題，每小題5分，共43分)1．通過甲、乙兩導線橫截面的電荷量之比為3∶5，甲、乙兩導線通電時間之比為3∶2，則通過甲、乙兩導體的電流強度之比為(B)A．1∶5 B．2∶5C．5∶2 D．5∶1解析：由電流的計算式I＝eq\f(q,t)得：eq\f(I1,I2)＝eq\f(q1,t1)×eq\f(t2,q2)＝eq\f(q1,q2)×eq\f(t2,t1)＝eq\f(3,5)×eq\f(2,3)＝eq\f(2,5)，B正確．2．夜間，居民樓的樓道里只是間或有人經過，“長明燈”會造成奢侈．科研人員利用“光敏”材料制成“光控開關”——天黑時自動閉合，天亮時自動斷開；利用“聲敏”材料制成“聲控開關”——當有人走動發(fā)出聲音時自動閉合，無人走動時自動斷開．若將這兩種開關協(xié)作運用，就可以使樓道里的燈變得“聰慧”．這種“聰慧”的電路是圖中的(D)解析：在白天時，一般不須要燈照明的；天黑以后，特殊是夜深人靜時，一般也不須要燈照明的，也就是說天黑且人在樓道里走動時須要．對于選項A，“聲控開關”閉合時，發(fā)生短路；對于選項B，不管是“光控開關”，還是“聲控開關”各自都能讓燈發(fā)光，節(jié)能目的達不到；對于選項C，“光控開關”閉合時，發(fā)生短路；對于選項D，“光控開關”與“聲控開關”同時閉合時，燈才亮，所以達到節(jié)能的目的．3．歐姆不僅發(fā)覺了歐姆定律，還探討了電阻定律，有一個長方體金屬電阻，材料分布勻稱，邊長分別為a、b、c，且a＞b＞c，電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是(A)解析：由電阻的確定式可知，A中電阻RA＝ρeq\f(c,ab)；B中電阻RB＝ρeq\f(b,ac)；C中電阻RC＝ρeq\f(a,bc)；D中電阻RD＝ρeq\f(a,bc)，故電阻最小的為A.4．如圖是一種臺燈亮度調整器電路圖，圓環(huán)為電阻絲，P為可調整滑片，下列說法中正確的有(D)A．P在b點，燈最亮 B．P在c點，燈最亮C．P從a點滑向b點過程中，電流漸漸增大 D．P從a點滑向b點過程中，電流漸漸減小解析：P在a點，變阻器接入電路的電阻最小，電路中電流最大，則燈消耗的功率最大，燈最亮；b點時電阻不是最小，燈不是最亮，故A、B錯誤；P從a點滑向b點過程中，變阻器接入電路的電阻增大，依據歐姆定律得知電流漸漸減小，故C錯誤、D正確．4題圖5題圖6題圖5．如圖所示的電路，是用一個靈敏電流計G和一個變阻器R改裝的量程更大的電表，下列推斷正確的是(A)A．改裝成了電流表，R減小時量程增大 B．改裝成了電流表，R增大時量程增大C．改裝成了電壓表，R減小時量程增大 D．改裝成了電壓表，R增大時量程增大解析：改裝成了電流表，R減小電流表量程增大，R增大時電流表量程減小，故A正確、B錯誤；把電流計改裝成電壓表應給電流計串聯(lián)一個分壓電阻，串聯(lián)電阻越大，電壓表量程越大，由圖示電路圖可知，電流計與電阻R并聯(lián)，故C、D錯誤．6．如圖所示的電路，閉合開關S，當滑動變阻器滑片P向右移動時，下列說法正確的是(C)A．電流表讀數變小，電壓表讀數變大 B．小燈泡L變暗C．電容器C上電荷量減小 D．電源的總功率變小解析：當滑動變阻器滑片P向右移動時，接入電路中的阻值變小，回路的總阻值R總減小，干路電流(I干)增大，電流表讀數變大，小燈泡L變亮，而內電壓(I干·r)增大，故路端電壓減小，選項A、B錯誤；由P＝EI干得，選項D錯誤；由UC＝E－I干(r＋R燈)及q＝C·UC知，選項C正確．7.如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是(C)A．R3斷路 B．R1短路C．R2斷路 D．R1、R2同時短路解析：燈泡A變暗，燈泡B變亮，說明流過燈泡A的電流減小，流過燈泡B的電流增大，若R3斷路，電源的路端電壓增大，流過燈泡A、B的電流均增大；若R1短路，電源的路端電壓減小，流過R3的電流減小，流過燈泡A、B的電流增大；若R2斷路，電源的路端電壓增大，燈泡A和電阻R1兩端的電壓減小，電路中的總電流減小，流過R3的電流增大，流過燈泡A的電流減小，燈泡B兩端的電壓增大，流過燈泡B的電流增大；電阻R1、R2同時短路，燈泡B不亮．正確選項為C.8.如圖所示是某型號電吹風的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構成，已知電吹風的額定電壓為220V，吹冷風時的功率為120W，吹熱風時的功率為1000W，關于該電吹風，下列說法正確的是(BD)A．若S1、S2閉合，則電吹風吹冷風B．電熱絲的電阻為55ΩC．電動機工作時輸出的機械功率為880WD．當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J解析：若S1、S2閉合，電熱絲接入，則此時電熱絲發(fā)熱，電吹風吹出的是熱風，故A錯誤；電動機和電熱絲并聯(lián)，當吹熱風時，電熱絲消耗的功率為P＝P熱－P冷＝1000W－120W＝880W，由P＝eq\f(U2,R)，可知R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，故B正確；電動機工作時輸出的功率為吹冷風時的功率，故只有120W，故C錯誤；當吹熱風時，電動機消耗的電功率仍為120W，故每秒鐘消耗的電能為120J，故D正確．9.兩根材料相同的勻稱導線A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中時，其電勢的改變如圖所示，下列說法正確的是(AD)A．A和B導線兩端的電壓之比為3∶2 B．A和B導線兩端的電壓之比為1∶2C．A和B導線的橫截面積之比為2∶3 D．A和B導線的橫截面積之比為1∶3解析：A、B兩端的電勢差分別為6V,4V，電流相等，依據歐姆定律得，eq\f(RA,RB)＝eq\f(3,2)，串聯(lián)時電流相等，則由U＝IR可知，電壓之比為3∶2，故A正確，B錯誤；依據電阻定律得，R＝ρeq\f(l,S)，則S＝eq\f(ρl,R)，則橫截面積之比eq\f(SA,SB)＝eq\f(\f(1,2),\f(3,2))＝eq\f(1,3)，故D正確，C錯誤．10．下表列出了某品牌電動自行車(如圖)及所用電動機的主要技術參數，不計其自身機械損耗．若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則(AD)自重40(kg)額定電壓48(V)載重75(kg)額定電流12(A)最大行駛速度20(km/h)額定輸出功率350(W)A．電動機的輸入功率為576W B．電動機的內電阻為4ΩC．該車獲得的牽引力為104N D．該車受到的阻力為63N二、試驗題(共24分)11．(6分)(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx，以下給出的是可能的操作步驟，其中S為選擇開關，P為歐姆擋調零旋鈕．①把你認為正確的步驟前的字母按合理的依次填寫在橫線上：cabe.a．將兩表筆短接，調整P使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，斷開兩表筆b．將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出Rx的阻值后，斷開兩表筆c．旋轉S使其尖端對準歐姆擋×1kd．旋轉S使其尖端對準歐姆擋×100e．旋轉S使其尖端對準溝通500V擋，并拔出兩表筆②依據下圖所示指針位置，此被測電阻的阻值約為30000Ω.(2)(多選)下述關于用多用表歐姆擋測電阻的說法中正確的是(AC)A．測量電阻時，假如指針偏轉過大，應將選擇開關S撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量B．測量電阻時，假如紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則會影響測量結果C．測量電路中的某個電阻，應當把該電阻與電路斷開D．測量阻值不同的電阻時，都必需重新調零解析：(1)測量幾十千歐的電阻Rx，應選擇×1k擋位，運用前應先進行調零，再進行測量，運用完畢應將選擇開關置于OFF位置或者溝通電壓最大擋，拔出表筆．歐姆表的示數乘以相應擋位的倍率即為待測電阻的阻值30kΩ.(2)歐姆擋更換規(guī)律“大小，小大”，即當指針偏角較大時，表明待測電阻較小，應換較小的擋位；反之應換較大的擋位．電流總是從多用電表的紅表筆流入、從黑表筆流出，每次換擋肯定要進行歐姆調零，測量電阻肯定要斷電作業(yè)．所以A、C正確．12．(6分)在“測定電源的電動勢和內阻”的試驗中，已連接好部分試驗電路．(1)按如圖甲所示的試驗電路，把圖乙中剩余的電路連接起來．答案：如圖(2)在圖乙的電路中，為避開燒壞電表，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于A端(填“A”或“B”)．(3)圖丙是依據試驗數據作出的U－I圖象，由圖可知，電源的電動勢E＝1.5V，內阻r＝1.0Ω.解析：(1)電路連接如圖．(2)閉合開關前，滑動變阻器接入電路中的阻值應當最大，故滑片應置于A端．(3)由圖象可知，電源電動勢為1.5V，內阻r＝eq\f(1.5－1.0,0.5)Ω＝1.0Ω.13．(6分)在測量金屬絲電阻率的試驗中，可供選用的器材如下待測金屬絲：Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表：V(量程3V，內阻約3kΩ)；電流表：A1(量程0.6A，內阻約0.2Ω)；A2(量程3A，內阻約0.05Ω)；電源：E1(電動勢3V，內阻不計)；E2(電動勢12V，內阻不計)；滑動變阻器：R(最大阻值約20Ω)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關S；導線．(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數如圖所示，讀數為1.773[1.771～1.775間均正確]mm.(2)若滑動變阻器采納限流接法，為使測量盡量精確，電流表應選A1、電源應選E1(均填器材代號)，在虛線框內完成電路原理圖．答案：電路如圖所示解析：本題考查螺旋測微器的讀數方法和測定金屬絲電阻率的試驗方法，解題關鍵明確試驗原理．(1)由圖示知，金屬絲的直徑d為1.773mm.(2)待測金屬絲的額定電流約為0.5A，因此電流表選擇A1；待測金屬絲的額定電壓U＝IR＝0.5×4V＝2V，所以電源選擇E1可滿意要求．試驗電路如答案圖所示．14．(6分)現(xiàn)有一特殊電池，它的電動勢E約為9V，內阻r約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA.為了測定這個電池的電動勢和內阻，某同學利用如圖甲所示的電路進行試驗，圖中電流表的內阻RA已經測出，阻值為5Ω，R為電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω，R0為定值電阻，對電路起愛護作用．(1)試驗室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：A．10Ω B．50ΩC．150Ω D．500Ω本試驗選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好？答：C.(2)該同學接入符合要求的R0后，閉合開關S，調整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數，記錄多組數據，作出了圖乙所示的圖線，則依據該同學作出的圖線可求得該電池的電動勢E＝10V，內阻r＝45Ω.解析：(1)使電阻箱的阻值調為零則電路中的電流最大，Im＝eq\f(E,RA＋R0＋r)代入數據得R0＝135Ω對比備選選項，故C符合要求．(2)依據閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R0＋R＋RA＋r)得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)(R0＋R＋RA＋r)＝eq\f(1,E)(R0＋R＋5＋r)在圖線上取兩個點，讀出兩組eq\f(1,I)、(R＋R0)值代入方程解得E＝10V，r＝45Ω.三、計算題(共33分)15．(11分)如圖所示，電源電動勢E＝6V，電源內阻不計．定值電阻R1＝2.4kΩ、R2＝4.8kΩ.(1)若在a、b之間接一個C＝100μF的電容器，閉合開關S，電路穩(wěn)定后，求電容器上所帶的電荷量；(2)若在a、b之間接一個內阻RV＝4.8kΩ的電壓表，求電壓表的示數．答案：(1)4×10－4C(2)3V解析：(1)設電容器上的電壓為UC，UC＝eq\f(R2,R1＋R2)E電容器的帶電荷量Q＝CUC解得：Q＝4×10－4C.(2)設電壓表與R2并聯(lián)后電阻為R，R＝eq\f(R2RV,R2＋RV)，則電壓表上的電壓為：UV＝eq\f(R,R1＋R)E解得：UV＝3V.16．(11分)如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝9V，內阻r＝1Ω；電阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝40Ω；電容器的電容C＝100μF，電容器原來不帶電，求：(1)開關S未接通時電源的電流I；(2)接通開關S后流過R4的總電量Q.答案：(1)1A(2)6×10－4C解析：(1)由圖可知，R2與R3串聯(lián)后與R1并聯(lián)，則總電阻R＝eq\f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＝8Ω；則由閉合電路歐姆定律可知：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(9,1＋8)A＝1A.(2)開關接通后，電路結構不變，電容器與R3并聯(lián)，路端電壓U＝E－Ir＝(9－1)V＝8V；R3兩端的電壓U3＝eq\f(R3,R2＋R3)U＝6V；則Q＝U3C＝6×100×10－6C＝6×10－4C.17.(11分)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長l＝80cm，兩板間的距離d＝40cm，電源電動勢E＝40V，內電阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω，閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負