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- 2021-05-24 发布
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单元综合测试七(恒定电流)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为 100 分.考试时间为 90 分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共 40 分)
一、选择题(本题共 10 小题,每题 4 分,共 40 分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项
正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
图 1
1.(2011·镇江模拟)如图 1 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=U2
R
C.P=IU D.P=W
t
解析:电路消耗的电功率的计算公式 P=UI,P=W
t
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,所以选项 A、B 错误,正确选项为 CD.
答案:CD
2.(2011·山东枣庄)截面直径为 d、长为 L 的导线,两端电压为 U,当这三个量中的一个改变时,对自
由电子定向移动平均速率的影响,下列说法正确的是( )
A.电压 U 加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
B.导线长度 L 加倍时,自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C.导线截面直径 d 加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
D.导线截面直径 d 加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
解析:根据电流 I 的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得:I=neSv=U
R
= U
ρLS,所以 nev= U
ρL.
由此可知电压 U 加倍时,自由电子定向移动的平均速率 v 加倍,A 错误;导线长度 L 加倍时,自由电子定
向移动的平均速率减半,B 正确;导线截面直径 d 加倍时,自由电子定向移动的平均速率 v 不变,C 正确.
答案:BC
3.
图 2
(2011·威海模拟)如图 2 所示,电源电动势 E=3.2 V,电阻 R=30 Ω,小灯泡 L 的额定电压 UL=3.0 V,
额定功率 PL=4.5 W.当开关 S 接 1 时,电压表的读数为 3 V,则当开关 S 接 2 时,灯泡发光的情况是( )
A.很暗,甚至不亮
B.正常发光
C.比正常发光略亮
D.有可能被烧坏
解析:设电源的内电阻为 r,S 接 1 时,由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为:I1= E
R+r
,电压表
的示数等于电阻 R 两端的电压,即:U1=I1R,代入数据联立解得:r=2 Ω.灯泡的电阻为:RL=UL2
PL
=2 Ω,
S 接 2 时,电路中的电流为:I2= E
RL+r
= 3.2
2+2
A=0.8 A,灯泡两端的电压为:U′L=I2RL=0.8×2 V=1.6
V ,比灯泡的额定电压小得多,灯泡很暗,甚至不亮,正确选项为 A.
答案:A
图 3
4.如图 3 所示,调整电路的可变电阻 R 的阻值,使电压表 V 的示数增大ΔU,在这个过程中( )
A.通过 R1 的电流增加,增加量一定等于ΔU
R1
B.R2 两端的电压减小,减少量一定等于ΔU
C.通过 R 的电流增加,增加量一定等于ΔU
R
D.通过 R2 的电流减小,但减少量一定小于ΔU
R2
解析:电压表的示数增加,说明可变电阻的阻值增大,路端电压增加,电路中的电流减小,R2 两端的
电压减小;由欧姆定律得流过电阻 R1 的电流增加量为:ΔI1=ΔU
R1
,R2 两端的电压减少量等于 R1 两端的电压
增加量减去路端电压的增加量,即ΔU2=ΔU-ΔU 路<ΔU,通过 R2 的电流的减少量为:ΔI2=ΔU2
R2
<ΔU
R2
;通
过电阻 R 的电流为:IR=I2-I1,I2 减小,而 I1 增大,因此 IR 减小.正确选项为 AD.
答案:AD
图 4
5.(2011·济宁模拟)如图 4 所示的电路中,灯泡 A 和灯泡 B 原来都是正常发光的,现在突然灯泡 A 比
原来变暗了些,灯泡 B 比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R3 断路
B.R1 短路
C.R2 断路
D.R1、R2 同时短路
解析:灯泡 A 变暗,灯泡 B 变亮,说明流过灯泡 A 的电流减小,流过灯泡 B 的电流增大.若 R3 断路,
电源的路端电压增大,流过灯泡 A、B 的电流均增大;若 R1 短路,电源的路端电压减小,流过 R3 的电流
减小,流过灯泡 A、B 的电流增大;若 R2 断路,电源的路端电压减小,灯泡 A 和电阻 R1 两端的电压增大,
电路中的总电流减小,流过 R3 的电流增大,流过灯泡 A 的电流减小,灯泡 B 两端的电压增大,流过灯泡 B
的电流增大;电阻 R1、R2 同时短路,灯泡 B 不亮.正确选项为 C.
答案:C
6.在如图 5 所示的逻辑电路中,当 A 端输入电信号“1”、B 端输入电信号“0”时,则在 C 和 D 端
输出的电信号分别为( )
图 5
A.1 和 0 B.0 和 1
C.1 和 1 D.0 和 0
解析:B 端输入“0”,经过“非”门输出“1”,则 D 端输出“1”;同时输出的“1”与 A 端输入的
“1”一起输入“与”门,在 C 端输出“1” .所以应选 C.
答案:C
图 6
7.图 6 所示为伏安法测电阻的一种常用电路,以下分析正确的是( )
A.此接法的测量值大于真实值
B.此接法的测量值小于真实值
C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D.开始实验时滑动变阻器滑动头 P 应处在最左端
解析:由 R 测=U
I
=R 真+RA,故 A 正确,B 错误;电流表Ⓐ内接法,要求 R≫RA,故 C 错误;开始实
验时滑动变阻器滑动头应在最右端,使电压表读数由小变大调节,故 D 错误.
答案:A
8.可用理想电压表 、理想电流表 、变阻器 R 以及电键 K 和导线等器材来测量某一电源 E 的电
动势和内阻如图所示.下面给出了四个电路图,图中“+”、“-”代表电源的正负极和电表的正负接线
柱.正确的电路图是( )
解析:电流表和电压表的正接线柱应和电源的正极相连,而 C 选项的电压表的接线柱接错,所以 C 选
项错.A 选项中电流表将电路短路,电流表可能会被烧坏,电压表无读数,A 选项错.D 选项安培表和电
压表串联,安培表读数几乎为零,电压表读数为电源电动势,D 选项错.电源的内电阻很小,电压表分流
作用小,将电流表和滑动变阻器相接,误差小,B 选项正确.
答案:B
图 7
9.(2011·湖南湘潭二模)如图 7 是一火警报警电路的示意图.其中 R3 为用某种材料制成的传感器,这
种材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当
传感器 R3 所在处出现火情时,显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是( )
A.I 变大,U 变小 B.I 变小,U 变大
C.I 变大,U 变大 D.I 变小,U 变小
解析:当传感器 R3 所在处出现火情时,由题意可知,R3 增大,回路总电阻增大,干路电流减小,路
端电压 U 变大,而 UR2=E-I 总(r+R1),则 R2 两端电压增大,流过 R2 的电流变大,选项 C 正确.
答案:C
图 8
10.如图 8 所示,电源电动势为 E,内阻为 r,平行板电容器两金属板水平放置,开关 S 是闭合的,
两板间一质量为 m、电荷量为 q 的油滴恰好处于静止状态,G 为灵敏电流计.则以下说法正确的是( )
A.在将滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G 中有从 b 到 a 的电流
B.在将滑动变阻器滑片 P 向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G 中有从 b 到 a 的电流
C.在将滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中,油滴仍然静止,G 中有从 a 到 b 的电流
D.在将 S 断开后,油滴仍保持静止状态,G 中无电流通过
解析:滑片 P 向上移动,接入电路的电阻增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流
减小,因 U=E-I(r+R1),可知电容器极板电压变大,油滴受到的电场力增大,油滴向上运动,极板电压
变大,说明电容器充电,G 中电流方向从 b 到 a,A 正确,B、C 错误;将 S 断开后,电容器放电,G 中有
电流,电压减小,电场力减小,油滴向下运动,D 错误.
答案:A
第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分)
二、实验题(本题共 4 小题,每题 10 分,共 40 分)
11.(2009·浙江高考)(1)如图 9 甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成
部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
图 9
(2)某同学从标称为“220V 25W”、“220V 300W”、“220V 500W”的 3 只灯泡中任选一只,正确使
用多用电表测量灯泡阻值如图 9 乙所示.该灯泡的阻值是________ Ω,标称的额定功率为________ W.
解析:(1)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以选用外接法,需要测量多组数据和描绘图象,需
要电压从 0 开始调节,所以为分压电流表外接法.
(2)多用电表测量的为没有接入电路时的电阻,该电阻要比接入电路中的电阻小些,所以为 25 W 的小
灯泡.
答案:(1)连接如图 10
图 10
(2)160 25
12.(2009·全国卷Ⅰ)如图 11 所示的电路中,1、2、3、4、5、6 为连接点的标号.在开关闭合后,发
现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3 根导线以及电路中
的各连接点.
图 11
(1)为了检测小灯泡以及 3 根导线,在连接点 1、2 已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在
连接点 1、2 同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合情况下,若测得 5、6 两点间的电压接近电源的电动势,则表明__________可能有故障.
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.
________________________________________________________________________
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解析:本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点,意在考查考生应用闭合电路欧姆
定律分析电路故障,加强对理论联系实际的能力的考查.
用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开,在点 1 和点 2 已接好的情况下,应选用多用电表
的电压挡测量各器材两端的电压;点 1 和点 2 同时断开时,可以用欧姆挡进行测量.在开关闭合时,若测
得 5、6 两点间电压接近电源电动势,可知开关或连接点 5、6 出现故障.把小灯泡拆离电路后,检验小灯
泡是否断路可用多用电表的欧姆挡,调零后进行测量,如果电阻无穷大,说明灯泡是断路的.
答案:(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点 5、6
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡;
②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;
③测量小灯泡的电阻.如电阻为无穷大,表明小灯泡有故障.
图 12
13.图 12 为用伏安法测量电阻的原理图.图中, 为电压表,内阻为 4000 Ω; 为电流表,内阻为
50 Ω;E 为电源,R 为电阻箱,Rx 为待测电阻,S 为开关.
(1)当开关闭合后电压表读数 U=1.6 V,电流表读数 I=2.0 mA.若将 Rx=U
I
作为测量值,所得结果的百
分误差是________.
(2)若将电流表改为内接,开关闭合后,重新测得电压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表
读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是________.
(百分误差=|实际值-测量值|
实际值
×100%)
解析:(1)通过电压表的电流 Iv=U
Rv
=0.4 mA
通过 Rx 的电流 IRx=(2.0-0.4) mA=1.6 mA
Rx 的实际阻值 Rx 实=U
IRx
=1000 Ω
Rx 的测量值 Rx 测=U
I
=800 Ω
结果百分误差=|1000-800|
1000
×100%=20%.
(2)同理可得电流表改为内接时,结果百分误差=|1000-1050|
1000
×100%=5%.
答案:(1)20% (2)5%
14.(2009·重庆高考)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图 13 所示电路探究硅光
电池的路端电压 U 与总电流 I 的关系,图中 R0 为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
图 13 图 14
(1)请根据图 13,用笔画线代替导线将图 14 中的实验器材连接成实验电路.
(2)若电压表 V2 的读数为 U0,则 I=________.
(3)实验一:用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的 U—I 曲线 a,
见图 15,由此可知电池内阻 ________(填“是”或“不是”)常数,短路电流为________mA,电动势为
________V.
(4)实验二:减小实验一中光的强度,重复实验,测得 U—I 曲线 b,见图 15.
图 15
当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为 1.5 V,则实验二中外电路消耗的电功率为
________mW(计算结果保留两位有效数字).
解析:本题考查了闭合电路的欧姆定律和电阻的伏安特性曲线等,意在考查考生数据处理的能力、创
造性作图的能力等.
(2)由部分电路的欧姆定律有 I=U0
R0
(3)由 U=E-Ir 知,若电池内阻不变,则图线应该是直线.
(4)因为两次实验中外电路的总电阻没有改变,因此可以作出外电路总电阻的伏安特性曲线,它和 b 曲
线的交点就是外电路中总电阻的工作状态.先找出外电阻在实验一中的工作状态,再将点(210,1.5)和原点
相连,和曲线 b 相交于(93,0.7).
答案:(1)如图 16 所示 (2)U0
R0
(3)不是 0.295(0.293~0.297) 2.67(2.64~2.70) (4)0.065(0.060~
0.070)
图 16
三、计算题(本题共 2 小题,每题 10 分,共 20 分,计算时必须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 17
15.(2011·浙江宁波期末)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图 17 所示.一个劲度系
数 k=120 N/m、自然长度 L0=1 m 的弹簧一端固定在墙上的 M 点,另一端 N 与导电的迎风板相连,弹簧
穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积 S=0.5 m2,工作时
总是正对着风吹来的方向,电路的一端与迎风板相连,另一端在 M 点与金属杆相连,迎风板可在金属杆上
滑动,且与金属杆接触良好.定值电阻 R=1.0 Ω,电源的电动势 E=12 V,内阻 r=0.5 Ω.闭合开关,没有
风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数 U1=9.0 V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为 U2=6.0 V.(电
压表可看做理想表)求:
(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力.
解析:设无风时金属杆接入电路的电阻为 R1,风吹时接入电路的电阻为 R2,由题意得
(1)无风时:U1= E
R1+R+r
R1
得 R1=4.5 Ω
所以金属杆单位长度的电阻 r=R1
L0
=4.5
1 Ω/m=4.5 Ω/m.
(2)有风时:U2= E
R2+R+r
R2
得 R2=1.5 Ω
此时,弹簧长度 L=R2
r
=1
3 m
压缩量 x=L0-L=(1-1
3) m=2
3 m
由二力平衡得此时风力:F=kx=120×2
3 N=80 N.
答案:(1)4.5 Ω/m (2)80 N
图 18
16.如图 18 所示电路,已知 R3=4 Ω,闭合电键,安培表读数为 0.75 A,伏特表读数为 2 V,经过一
段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为 0.8 A,伏特表读数变为 3.2 V,问:
(1)哪个电阻发生断路故障?
(2)R1 的阻值是多少?
(3)能否求出电源电动势 E 和内阻 r?如果能,求出结果;如果不能,说明理由.
解析:(1)伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是 R2 被断路了.
(2)R1=U1′
I1′
=3.2
0.8 Ω=4 Ω.
(3)UR3=I1R1-UR2=0.75×4 V-2 V=1 V
I3=UR3
R3
=1
4
=0.25 A
E=3.2 V+0.8 A×(R4+r)
E=3 V+(0.25 A+0.75 A)(R4+r)
R4+r=1 Ω
E=4 V
故只能求出电源电动势 E 而不能求出内阻 r.
答案:(1)R2 (2)4 Ω (3)4 V 不能求出内阻 理由见解析