【物理】2019届一轮复习人教版恒定电流 学案 11页

第十章　恒定电流 时间:60分钟　分值:100分 一、选择题(每小题6分,共48分)‎ ‎1.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时(　　)‎ A.RM变大,且R越大,U增大越明显 B.RM变大,且R越小,U增大越明显 C.RM变小,且R越大,U增大越明显 D.RM变小,且R越小,U增大越明显 答案　C　当传感器接触药液时,其阻值发生变化,导致S两端电压U增大,则M两端电压减小,可知RM应变小;R与RM构成并联电路,其并联总电阻为R并==,可知当R越大,RM减小相同值时,R并减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。‎ ‎2.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近(　　)‎ A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h 答案　B　假设每户每天只亮灯5个小时,每户每年节电E=2×(60-10)×10-3×5×365 kW·h=182.5 kW·h。假设每户有3口人,全国有4亿户左右。节电总值为E总=4×108×182.5 kW·h=7.3×1010 kW·h,故B正确。‎ ‎3.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是(　　)‎ A.把R2的滑片向左移动 B.把R2的滑片向右移动 C.把R1的滑片向左移动 D.把开关S断开 答案　A　尘埃P处于静止状态,则重力与电场力平衡。若尘埃向下加速运动,则电场力减小,电容器两极板间的电压减小,故向左移动R2的滑片可以实现这种变化,A正确、B错。由于稳定时R1支路无电流,故无论如何移动R1的滑片,电容器两极板间的电压都不会改变,故尘埃仍平衡,C错误。断开开关S,电容器两极板间电压增大,极板间场强增大,尘埃所受电场力增大,其向上加速运动,故D错。‎ ‎4.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为‎0.3 C,消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使‎0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　)‎ A.3 V　1.8 J B.3 V　3.6 J C.6 V　1.8 J D.6 V　3.6 J 答案　D　设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t。由公式W1=U1q1和W1=t可得:U1=3 V,=0.1。再由W2=U2q2和W2=t可求出:U2=6 V,W2=3.6 J,故选项D正确。‎ ‎5.一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为(　　)‎ A.　　　　　B.　　　　　C.ρnev　　　　　D.‎ 答案　C　金属棒的电阻R=,自由电子定向移动形成的电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E===nevρ,选项C正确。‎ ‎6.如图所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L上标有“6 V　12 W”字样,电动机的线圈电阻RM=0.50 Ω。若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12 V,此时(　　)‎ A.整个电路消耗的电功率为24 W B.电动机的热功率为12 W C.电动机的输出功率为12 W D.电动机的输入功率为12 W 答案　D　小灯泡正常发光,由I==‎2 A,得电路中电流为‎2 A,电动机的热功率Q=I2·RM=2 W,B错误。电源的输出功率P出=UI=12×2 W=24 W,因电源内阻不可忽略,A错误。电动机的输入功率P入=(U-UL)I=(12-6)×2 W=12 W,D正确,C错误。‎ ‎7.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(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.、 B.、 C.、 D.、‎ 答案　D　电源的效率η==。a点对应的路端电压U为4个格所对应的值,而电动势E为6个格所对应的值。因此ηa=;b点对应的路端电压为2个格所对应的值,因此ηb=。故D项正确。‎ ‎8.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的接法是(　　)‎ A.将R1单独接到电源两端 B.将R2单独接到电源两端 C.将R1、R2串联后接到电源两端 D.将R1、R2并联后接到电源两端 答案　A　由题意知电源的电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω,R1=0.5 Ω,R2=1 Ω,由电源的输出功率特点可知A对。‎ 二、非选择题(共52分)‎ ‎9.(12分)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5 V,最大电流不超过‎0.55 A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:‎ A.电压表(量程是0~3 V,内阻是6 kΩ)‎ B.电压表(量程是0~15 V,内阻是30 kΩ)‎ C.电流表(量程是0~‎0.6 A,内阻是0.5 Ω)‎ D.电流表(量程是0~‎3 A,内阻是0.1 Ω)‎ E.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω),额定电流为‎0.6 A F.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω),额定电流为‎0.6 A 直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)‎ 开关、导线若干。‎ 该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。‎ I/A ‎0‎ ‎0.12‎ ‎0.21‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ U/V ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ ‎　　①为提高实验结果的准确程度,电流表选　　　　;电压表选　　　　;滑动变阻器选　　　　。(以上均填写器材代号) ‎ ‎②请在下面的方框中画出实验电路图;‎ ‎③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;‎ 图(a)‎ ‎④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:　 ; ‎ ‎⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,‎ 图(b)‎ ‎　　若电源电动势E=2.0 V,内阻不计,定值电阻R=5 Ω,则此时该电学元件的功率是　　　　W。 ‎ 答案　①C　A　E ‎②如图1所示 ‎③如图2所示 ‎④元件电阻随温度升高而增大 ‎⑤0.165(0.140~0.180均可)‎ 解析　①由实验数据知电压最大为2.00 V,电流最大为‎0.50 A,采用分压电路测量,滑动变阻器用阻值范围小的,所以选用C、A、E。‎ ‎②见答案。‎ ‎③见答案。‎ ‎④元件电阻随温度升高而增大(由图可看出)。‎ ‎⑤画出R的伏安特性曲线,R与待测元件串联。电流相同,见答图2,I=‎0.28 A,U=0.59 V,P=0.165 W。‎ ‎10.(12分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=‎0.6 A,内阻rg=0.1 Ω)和若干导线。‎ ‎①请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图甲中器件的连接方式,画线把它们连接起来。‎ ‎　　②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如图乙所示。处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数 ;再制作R- 坐标图,如图丙所示,图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上。‎ ‎　　③在图丙上把描绘出的坐标点连成图线。‎ ‎④根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=　　　　V,内电阻r=　　Ω。 ‎ 答案　①见图甲 图甲 ‎②见图乙 ‎③见图乙 ‎④1.5(1.46~1.54)　0.3(0.25~0.35)‎ 解析　①②③见答案　④由欧姆定律I= 得R=-(r+rg),由图像斜率和截距可得答案。‎ ‎11.(14分)如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图,直流发电机的电动势为250 V,内阻为0.50 Ω,输电线电阻R1=R2=1.0 Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为1 000 W,其他电阻不计,也不考虑电热器电阻随温度的变化。求:‎ ‎(1)为使电热器能正常工作,应接入多少个电热器;‎ ‎(2)在电热器正常工作状态下,直流发电机对保温室供热的效率;‎ ‎(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。‎ 答案　(1)4　(2)80%　(3)6 250 W 解析　(1)设接通n个电热器时,实际使用的电热器都能正常工作,此时干路的电流为I,有 I== A=‎‎20 A 电热器的额定电流 I额== A=‎‎5.0 A n===4‎ ‎(2)设正常工作时干路电流为I,直流发电机对保温室供热的效率为η:‎ η==×100%=80%‎ ‎(3)设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1:‎ P热总=R热总 I1=‎ P热总=‎ 当R热总=r+R1+R2时,电热器消耗的总电功率有最大值 Pm==6 250 W ‎12.(14分)在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,当开关K接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关K接b时,电压表示数为4.5 V,试求:‎ ‎(1)开关K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;‎ ‎(2)开关K接b时,电源的电动势和内电阻;‎ ‎(3)开关K接c时,通过R2的电流。‎ 答案　(1)‎1 A　4 V　(2)6 V　2 Ω　(3)‎‎0.5 A 解析　(1)K接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式可得P=R2‎ 通过电源的电流I1==‎‎1 A 电源两端的电压U1=I1R2=4 V ‎(2)K接a时,有E=U1+I1r=4+r①‎ K接b时,R1和R2串联,R外'=R1+R2=6 Ω 通过电源的电流I2==‎‎0.75 A 这时有:E=U2+I2r=4.5+0.75r②‎ 联立①②式得:E=6 V,r=2 Ω ‎(3)K接c时,R总=R1+r+R23=6 Ω 总电流I3==‎‎1 A 通过R2的电流I'=I3=‎‎0.5 A