【紅對(duì)勾】2014-2015學(xué)年人教版高中物理選修3-1：第二章 恒定電流 單元評(píng)估

《【紅對(duì)勾】2014-2015學(xué)年人教版高中物理選修3-1：第二章 恒定電流 單元評(píng)估》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【紅對(duì)勾】2014-2015學(xué)年人教版高中物理選修3-1：第二章 恒定電流 單元評(píng)估（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、.................................................. 《恒定電流》單元評(píng)估 限時(shí)：90分鐘總分：100分 一、選擇題(每小題4分，共40分) 1．通常一次閃電過程歷時(shí)約0.2～0.3s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成．每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過程中．在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V，云地間距離約為1km；第一個(gè)閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs.假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的．根據(jù)以下數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是(　　) A．閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1×105A

2、 B．整個(gè)閃電過程的平均功率約為1×1014W C．閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/m D．整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6×106J 解析：根據(jù)電流公式I＝＝1×105A，A正確；整個(gè)閃電過程電流做功W＝qU＝6×109J，因此整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6×109J，D錯(cuò)；根據(jù)功率公式P＝，一次閃電過程歷時(shí)約0.2～0.3s，可知功率約為2×1010～3×1010W，B錯(cuò)；電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝，則閃電前電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/m，C正確． 答案：AC 圖1 2．如圖1所示為兩電阻R1和R2的伏安特性曲線．若在兩電阻兩端加相同的電壓，關(guān)于它們的電阻值及發(fā)熱功率比較正確的是(

3、　　) A．電阻R1的阻值較大 B．電阻R2的阻值較大 C．電阻R1的發(fā)熱功率較大 D．電阻R2的發(fā)熱功率較大 解析：從圖線可知，I－U圖線中圖線斜率表示電阻的倒數(shù)，故電阻R2的阻值大，又P＝UI，且電壓相同時(shí)，通過R1的電流大，故R1的發(fā)熱功率較大． 答案：BC 圖2 3．如圖2所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移時(shí)，燈泡L1、L2、L3的亮度將(　　) A．都變亮 B．都變暗 C．L1、L2變亮，L3變暗 D．L1、L3變亮，L2變暗 解析：觸頭左移，總電阻減小，總電流增大，故L1變亮，且并聯(lián)電路電壓減小，故L3變暗，通過L2的電流變大，L2變亮． 答案：C 4．

4、如圖3所示，因線路故障，接通S時(shí)，燈泡L1和L2均不亮，用電壓表測(cè)得Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4V．因此可知開路處為(　　) 圖3 A．燈泡L1 B．燈泡L2 C．變阻器 D．不能確定 解析：Uab＝0說明ab之外有位置斷開，同樣Ubc＝0說明bc之外有位置斷開，而Ucd＝4V，說明cd之外均連通，故是變阻器開路． 答案：C 5．一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU－I2R D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU＝I2R＝ 解析：電動(dòng)機(jī)輸入功

5、率為P＝UI，輸出功率P出＝UI－I2R，故A錯(cuò)誤，C正確；發(fā)熱功率即線圈發(fā)熱功率為I2R，B正確；又電動(dòng)機(jī)并非純電阻元件，故IU≠I2R≠，D錯(cuò)誤． 答案：AD 圖4 6．圖4的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E內(nèi)阻為r，電路中的C點(diǎn)接地．若在A、C之間再并接一個(gè)電阻R，則A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的變化情況是(　　) A．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)都升高 B．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)都降低 C．A點(diǎn)的電勢(shì)升高，B點(diǎn)的電勢(shì)降低 D．A點(diǎn)的電勢(shì)降低，B點(diǎn)的電勢(shì)升高 解析：A、C之間再并接一個(gè)電阻R，則電路總電阻減小，總電流增大，所以UBC＝I·R增大，即φB增大，又UBA減小，UBC增大，所以UCA減小，故φA增大，應(yīng)

6、選A. 答案：A 圖5 7．電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖5所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為(　　) A.、　　　　　　　 B.、 C.、 D.、 解析：由電源效率的定義可知η＝＝，則ηa＝＝＝，ηb＝＝＝，故正確選項(xiàng)為D. 答案：D 8．圖6(a)、(b)兩電路的元件完全相同，則四個(gè)電表示數(shù)的大小關(guān)系正確的是(　　) 圖6 A．I1＞I2，U1＞U2 B．I1＜I2，U1＜U2 C．I1＜I2，U1＞U2

7、D．I1＞I2，U1＜U2 解析：在(a)圖中二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，電流較大而電壓較小；在(b)圖中二極管反接不導(dǎo)通，則電流接近零，電壓表示數(shù)接近電源電動(dòng)勢(shì)，所以I1＞I2，U1＜U2，故D正確． 答案：D 9．兩個(gè)電壓表甲、乙是由完全相同的電流表改裝而成，它們的量程分別為5V、15V，為了測(cè)量15～20V的電壓，把甲、乙串聯(lián)起來使用，則兩表的(　　) A．讀數(shù)相同 B．指針偏轉(zhuǎn)角度相同 C．讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻 D．指針偏轉(zhuǎn)角度正比于表的內(nèi)阻 解析：電流表改裝成電壓表以后，表頭的內(nèi)阻rg并沒有變化，其量程也沒有發(fā)生變化，變化的只是等效表的內(nèi)阻(包括串聯(lián)電阻與rg在內(nèi)的總電阻

8、)．兩電壓表中因電流相同，故兩表指針偏轉(zhuǎn)角度相同；而讀數(shù)是整個(gè)電表內(nèi)阻分壓所決定，表盤是改裝后的刻度值，故讀數(shù)正比于表的內(nèi)阻(表頭內(nèi)阻rg與分壓電阻之和)． 答案：BC 圖7 10．某同學(xué)用伏安法測(cè)小燈泡的電阻時(shí)，誤將電流表和電壓表接成如圖7所示的電路．接通電源后，可能出現(xiàn)的情況是(　　) A．電流表燒壞 B．電壓表燒壞 C．小燈泡燒壞 D．小燈泡不亮 解析：本題主要考查的是電路的基本知識(shí)．在用伏安法測(cè)小燈泡的電阻時(shí)，誤將電壓表和電流表的位置錯(cuò)接，此時(shí)，電流表和小燈泡先并聯(lián)再和電壓表串聯(lián)，由于電壓表的內(nèi)阻很大，電路中的電流很小因此小燈泡、電流表和電壓表均不會(huì)被燒壞，而此時(shí)由于電流表的

9、內(nèi)阻很小，小燈泡被電流表短路，所以小燈泡不發(fā)光．則本題的正確答案為D. 答案：D 二、填空題(每小題5分，共20分) 11．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖8所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀單擲開關(guān)，E是電池．完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： 圖8 (1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)________的讀數(shù)I. (2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)． (3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的_____

10、___，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值． 解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，只要保持單刀雙擲開關(guān)打在1上和打在2上時(shí)，電路中的電流保持不變，則電路中的總電阻就應(yīng)該不變．而電源內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器阻值、標(biāo)準(zhǔn)電流表阻值均未發(fā)生變化，所以后來接入的電阻箱的阻值讀數(shù)就是待測(cè)電流表的內(nèi)阻值． 答案：(1)R0　標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)　(2)RN　標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I　(3)平均值 12.某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻(R0＝5Ω)一個(gè)，開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖9(a)． 圖9 ①在圖9(b)的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請(qǐng)完成余下電路

11、的連接． ②請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟： A.檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖9(c)所示，讀得電阻值是________； B.將開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V； C.將開關(guān)S2__________，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S1. ③使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是________(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)． ④由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)比實(shí)際值偏________(填“大”或“小”)． 解析：①由電路原理圖將實(shí)物連接如圖所示． ②A.根據(jù)電阻箱面板所示，讀得電阻值是20Ω. C．將開關(guān)S2閉合與電阻箱構(gòu)成閉合

12、電路． ③由閉合電路歐姆定律，得U1＝U2＋(R0＋r)，代入數(shù)據(jù)解得r＝0.69Ω. ④由于電壓表不是理想電表，所測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)U1比實(shí)際值E偏?。? 答案：①如圖10?、贏.20Ω　C．閉合 ③0.69Ω?、苄?圖10 13．在物理學(xué)中，常用“面積”來描述所求的物理量，如用F－s圖包圍的面積來描述功的大小，用v－t圖包圍的面積來描述位移的大小，利用這種情況，試求下面一題的結(jié)果． 圖11 如圖11是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容．該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：①按圖接好實(shí)驗(yàn)電路．②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表

13、的指針接近滿刻度，記下這時(shí)電壓表的讀數(shù)U0＝6.2V和微安表的讀數(shù)I0＝490μA.③斷開開關(guān)S并同時(shí)計(jì)時(shí)，每隔5s或10s讀一次微安表的示數(shù)I，將示數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中．④根據(jù)表格中的幾組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標(biāo)，I為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖象，如圖12，可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為U0時(shí)該電容器所帶的電荷量Q0約為__________C，從而算出該電容器的電容約為__________F. 圖12 解析：此題給出了電容器放電過程中電流隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上由標(biāo)出的點(diǎn)可連出一條曲線，由縱、橫軸物理量及q＝It可知該曲線與坐標(biāo)軸所夾“面積”為所放電量． 此曲線并非為一

14、規(guī)則的直線或曲線，“面積”如何求出，又是一關(guān)鍵，我們可借助“油膜法測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中測(cè)面積方法．畫出I－t圖象，數(shù)得有28個(gè)格子，故電量Q＝28×50×10－6×5C＝7×10－3C，由C＝，得C＝＝1.1×10－3F. 答案：7×10－3；1.1×10－3 14．(2011·全國(guó)卷)使用多用電表測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián)，兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端．現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)，給定的器材有：待測(cè)多用電表，量程為60mA的電流表，電阻箱，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將多用電表調(diào)至×1Ω擋，調(diào)好零點(diǎn)；電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值．完成

15、下列填空： (1)儀器連線如下圖13所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆)．若兩電表均正常工作，則表筆a為________(填“紅”和“黑”)色． 圖13 (2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后，圖13中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如下圖14(a)、(b)、(c)所示，則多用電表的讀數(shù)為________Ω，電流表的讀數(shù)為________mA，電阻箱的讀數(shù)為________Ω. (3)將圖13中多用電表的兩表筆短接，此時(shí)流過多用電表的電流為________mA.(保留3位有效數(shù)字) (4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為________V．(保留3位有效數(shù)字) 圖14 答案：(1)黑　(2)14.

16、0　53.0　4.6 (3)102　(4)1.54 三、論述計(jì)算題(共40分) 15．(10分)材料的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α稱為電阻溫度系數(shù)，ρ0是材料在t＝0℃時(shí)的電阻率．在一定的溫度范圍內(nèi)α是與溫度無關(guān)的常量．金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)．利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻．已知：在0℃時(shí)，銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，碳的電阻率為3.5×10－5Ω·m；在0℃附近，銅的電阻溫度系數(shù)為3.9×10－3℃－1，碳的電阻溫度系數(shù)為－5.0

17、×10－4℃－1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)1.0m的導(dǎo)體，要求其電阻在0℃附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長(zhǎng)度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化)． 解：設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，電阻率為ρ1，電阻溫度系數(shù)為α1；銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，電阻率為ρ2，電阻溫度系數(shù)為α2.根據(jù)題意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)?、? ρ2＝ρ20(1＋α2t)?、? 式中ρ10，ρ20分別為碳和銅在0℃時(shí)的電阻率．設(shè)碳棒的電阻為R1，銅棒的電阻為R2，有 R1＝ρ?、? R2＝ρ?、? 式中S為碳棒與銅棒的橫截面積． 碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為 R＝R1＋R2?、? L0＝L1＋L2?、?/p>

18、 式中L0＝1.0m. 聯(lián)立以上各式得 R＝ρ10＋ρ20＋t?、? 要使R不隨t變化，⑦式中t的系數(shù)必須為零，即 ρ10α1L1＋ρ20α2L2＝0?、? 聯(lián)立⑥⑧式得 L1＝L0 代入數(shù)據(jù)得 L1＝3.8×10－3m. 16．(10分)在如圖15所示電路中，若R1＝4Ω，R3＝6Ω，電池內(nèi)阻r＝0.6Ω，則電源產(chǎn)生的總功率為40W，而輸出功率37.6W，求電源電動(dòng)勢(shì)和電阻R2. 圖15 解：R13＝＝2.4Ω， 由閉合電路歐姆定律可得 I＝. 又P總＝EI，P出＝EI－I2r， 解得I＝2A，E＝20V，R2＝7Ω. 17．(10分)如圖16所示，電容器C1＝6

19、μF，C2＝3μF，電阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，U＝18V，則： 圖16 (1)開關(guān)S斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB為多大？ (2)開關(guān)S閉合時(shí)，電容器C1的電量改變了多少？ 解：(1)S斷開時(shí)，電路斷開，A、B兩端電壓即外加電壓，所以UAB＝18V. (2)S斷開時(shí)，C1帶電量Q1＝CUAB＝1.08×10－4C， S閉合時(shí)，C1帶電量Q1′＝CU′＝7.2×10－5C， 所以ΔQ＝Q1′－Q1＝－3.6×10－5C，負(fù)號(hào)表示帶電量減小． 18．(10分)如圖17所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R2＝2Ω，燈泡L1標(biāo)有“6V,6W”，L2標(biāo)有“4V,4W”

20、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍是0～20Ω，求： 圖17 (1)接入電路中的滑動(dòng)變阻器R1的阻值為多大時(shí)，燈L2正常發(fā)光？ (2)此時(shí)燈L1的實(shí)際功率是多大？(設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化) 解：(1)首先計(jì)算L1、L2兩燈泡的電阻 L1燈：RL1＝＝Ω＝6Ω，L2燈：RL2＝＝Ω＝4Ω. L2與R2串聯(lián)，跟L1并聯(lián)，最后與R1串聯(lián)組成外電路． L2正常發(fā)光，則L2兩端電壓為額定電壓4V，通過L2的電流為額定電流：I2＝＝A＝1.0A. 則R2與L2串聯(lián)支路兩端電壓為： U2′＝I2(R2＋RL2)＝1.0×(2＋4)V＝6.0V. L1兩端電壓：U1′＝U2′＝6.0V， 通過L1的電流為：I1＝＝A＝1.0A. 閉合電路總電流為：I＝I1＋I(xiàn)2＝1.0A＋1.0A＝2.0A. 閉合電路總電阻：R＋r＝＝Ω＝4.5Ω. 外電路總電阻：R＝4.5Ω－r＝4.5Ω－1Ω＝3.5Ω， 并聯(lián)部分電阻為： R并＝＝Ω＝3Ω， 則滑動(dòng)變阻器的阻值為： R1＝R－R并＝3.5Ω－3Ω＝0.5Ω. (2)此時(shí)燈L1的實(shí)際電壓U1′＝6.0V，實(shí)際功率為： P1＝＝W＝6W. .................................................18