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1、第七章 恒定電流
(時間90分鐘,滿分100分)
命 題 設(shè) 計
難度
題號
目標
較易
中等
稍難
電路動態(tài)分析,串、并聯(lián)電路
1、4、7
8
14
歐姆定律、閉合電路歐姆定律
2、5
10
16
電功、電熱、電功率及其計算
3、6
9、13
15
實驗
11
12
一、選擇題(本大題共10個小題,共50分,每小題至少有一個選項正確,全部選對的
得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
1.如圖1所示是一個由電池、電阻R與平行板電容器組成的串
聯(lián)電路.在增大電容器兩極板距離的過程中
2、 ( )
A.電阻R中沒有電流
B.電容器的電容變小
C.電阻R中有從a流向b的電流
D.電阻R中有從b流向a的電流
解析:增大電容器兩極板距離時,電容器電容變小,電容器放電,A極板上的正電
荷通過電阻向電池充電,電阻R中有從a流向b的電流.故選B、C正確.
答案:BC
2.(2020·煙臺模擬)利用圖2所示電路可以測出電壓表的內(nèi)阻.已知電源的內(nèi)阻可以忽
略不計,R為電阻箱.當R取不同阻值時,電壓表對應有不同讀數(shù)U.多次改變電阻
箱的阻值,所得到的-R圖象應該是圖3中的哪一個 ( )
圖2
圖3
解析:設(shè)電源電動勢為E,電壓表內(nèi)阻為RV,
3、電壓表的讀數(shù)為U,則由閉合電路的
歐姆定律可得I=,則U=E-IR=E-,由此可得R=-RV,由此
判斷A正確.
答案:A
3.把標有“220 V,100 W”的A燈和“220 V,200 W”的B燈串聯(lián)起來,接入220 V的
電路中,不計導線電阻,則下列判斷中正確的是 ( )
A.兩燈的電阻之比RA∶RB=2∶1
B.兩燈的實際電壓之比UA∶UB=2∶1
C.兩燈實際消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D.在相同時間內(nèi),兩燈實際發(fā)熱之比QA∶QB=1∶2
解析:RA== Ω
RB==Ω,則RA∶RB=2∶1
因為A與B串聯(lián)
所以UA∶UB=RA∶RB=2∶
4、1,PA∶PB=RA∶RB=2∶1.
相同時間內(nèi),QA∶QB=RA∶RB=2∶1.
答案:AB
4.在如圖4所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,C為
電容器,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.開關(guān)閉合后,燈泡
L能正常發(fā)光.當滑動變阻器的滑片向右移動時,下列判斷正
確的是 ( )
A.燈泡L將變暗
B.燈泡L將變亮
C.電容器C的電荷量將減小
D.電容器C的電荷量將增大
解析:當滑動變阻器的滑片向右滑動時,變阻器R接入電路部分電阻增大,燈泡L
中電流減小,燈泡L將變暗,選項B錯、A正確;電阻R接入電路部分電阻增大,
電源路端電壓增大,電容器
5、兩端電壓增大,電容器C的電荷量增大,選項C錯、D
正確.
答案:AD
5.(2020·鎮(zhèn)江模擬)如圖5所示為汽車蓄電池與車燈(電阻
不變)、啟動電動機組成的電路,蓄電池內(nèi)阻為0.05 Ω.
電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表示數(shù)為10 A,電壓表示數(shù)為12
V;再接通S2,啟動電動機工作時,電流表示數(shù)變?yōu)? A,則此時通過啟動電動機的
電流是 ( )
A.2 A B.8 A
C.50 A D.58 A
解析:只接通S1時,由閉合電路歐姆定律得:E=U+Ir=12 V+10×0.05 V=12.5 V,
6、
R燈== Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流過電動機的電流為:I電動機=-I′
= A-8 A=50 A,故選項C正確.
答案:C
6.在第二十九屆奧運會上“綠色、科技、人文”的理念深入人心.如在奧運村及奧運
場館內(nèi)大量使用太陽能路燈,其光電轉(zhuǎn)換裝置在陽光照射下把太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲
存起來,供夜晚照明使用.在正常照射下,太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達20%,
可產(chǎn)生24 V電壓,產(chǎn)生2.5 A的電流,則每秒該路燈可轉(zhuǎn)化的太陽能為 ( )
A.120 J B.300 J
C.600 J D.1200 J
解析:每秒鐘路燈消耗電能為
W=UIt=24
7、×2.5×1 J=60 J
則每秒轉(zhuǎn)化的太陽能為:= J=300 J
故選項B正確.
答案:B
7.如圖6所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生斷路或短路,
使A燈變暗,B燈變亮,則故障可能是 ( )
A.R1短路 B.R2斷路
C.R3斷路 D.R4短路
解析:假設(shè)R1短路,發(fā)生故障后總電阻減小,干路電流增
大,與R1并聯(lián)支路電流減小,與R1串聯(lián)電路電流增大,故A、B兩燈都將變亮,與
題設(shè)現(xiàn)象不同,所以A選項錯誤;假設(shè)R2斷路,則電路中總電阻增大,總電流減小,
A燈變暗,同時B燈兩端電壓增大,B燈變亮,表現(xiàn)與題設(shè)現(xiàn)象相同,所以選項B
正確;假設(shè)R3斷路
8、,同理推知A燈變暗,B燈變亮,選項C正確;假設(shè)R4短路,
可推知A、B燈都變亮,選項D不正確.
答案:BC
8. 為了兒童安全,布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針,
可以先將玩具放置強磁場中,若其中有斷針,則斷針被磁化,用磁報警裝置可以檢
測到斷針的存在.圖7所示是磁報警裝置中的一部分電路示意圖,其中RB是磁敏傳
感器,它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小,a、b接報警器,當傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針
時,電流表的電流I、ab兩端的電壓U將 ( )
A.I變大,U變大 B.I變小,U變小
C.I變大,U變小 D.I變小,U變大
解析:由題意知RB的電
9、阻隨斷針的出現(xiàn)而減小,即外電路的電阻減小,由閉合電路
歐姆定律有I總=E/(R+r)可知I總必增大,再由U外=E-I總r可知,外電壓U減?。?
由U1=I總R1可知,U1增大,U3必減小,由電流表的電流I=I總-I3可知,電流表的
電流必變大.故選項C正確.
答案:C
9.如圖8所示,電阻R1=20 Ω,電動機內(nèi)阻的阻值R2=10 Ω.
當開關(guān)打開時,電流表的示數(shù)是I0=0.5 A,當開關(guān)合上后,
電動機轉(zhuǎn)動起來,電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)I和
電路消耗的電功率P應是 ( )
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D
10、.P<15 W
解析:由題意可知,電路兩端的電壓U=R1I0=10 V,閉合開關(guān)后,當電壓全部加在
電動機的內(nèi)阻上時,它的電流為1 A,但只有一部分電壓加在電動機內(nèi)阻上,所以I
<1.5 A,B對;同理電動機所消耗的功率也小于10 W,則電路消耗的電功率P<15
W,D正確.
答案:BD
10.(2020·重慶高考)某同學設(shè)計了一個轉(zhuǎn)向燈電路(圖9),
其中L為指示燈,L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈,S為
單刀雙擲開關(guān),E為電源.當S置于位置1時,以下
判斷正確的是 ( )
A.L的功率小于額定功率
B.L1亮,其功率等于額定功率
C.L2亮,其功率等于額
11、定功率
D.含L支路的總功率較另一支路的大
解析:S置于位置1時,因電源有內(nèi)阻,各燈均不能達到額定功率,B、C錯.含L
支路的電阻大于另一支路電阻,其電壓與另一支路相同,其功率小于另一支路功率,
D錯.L功率小于額定功率,A正確.
答案:A
二、實驗題(本大題共2個小題,共14分)
11.(8分)某課題研究小組,收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池,及從
廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈.現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件,
一是電阻R0(約為2 kΩ),二是手機中常用的鋰電池(電動勢E標稱值為3.7 V,允許
最大放電電流為100 mA).在操作臺上還準備了如下
12、實驗器材:
A.電壓表V(量程4 V,電阻RV約為4.0 kΩ)
B.電流表A1(量程100 mA,電阻RA1約為5 Ω)
C.電流表A2(量程2 mA,電阻RA2約為50 Ω)
D.滑動變阻器R1(0~20 Ω,額定電流1 A)
E.電阻箱R2(0~999.9 Ω,最小分度值0.1 Ω)
F.開關(guān)S一只、導線若干
(1)為了測定電阻R0的阻值,小組的一位成員設(shè)計了如
圖10所示的電路原理圖并選取了相應的器材(電源用待測
的鋰電池),其設(shè)計或器材選取中有不妥之處,你認為應
該怎樣調(diào)整?
___________________________________________
13、_____________________________
________________________________________________________________________.
(2)在實驗操作過程中,發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R1、電流表A1已損壞,請用余下的器材測量
鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r.
①請在下面的方框中畫出實驗電路圖(標注所用器材符號).
②為了便于分析,一般采用線性圖象處理數(shù)據(jù),請寫出與線性圖象對應的相關(guān)物理
量間的函數(shù)關(guān)系式________________________.
解析:(1)流過R0的最大電流約為Imax== A=1.85×
14、10-3 A=1.85 mA?100
mA.因此使用電流表A1時,電流表示數(shù)太小,誤差太大,故應調(diào)換為A2.
(2)①電路如圖所示.
②根據(jù)閉合電路歐姆定律得:
E=U+r,整理得:=+·
答案:(1)用A2替換A1
(2)①電路圖見解析 ②=+·
12.(6分)(2020·江蘇高考)某同學想要了解導線在質(zhì)
量相同時,電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、
質(zhì)量相等的5卷導線,進行了如下實驗:
(1)用螺旋測微器測量某一導線的直徑如圖11所
示.讀得直徑d=____________________ mm.
(2)該同學經(jīng)實驗測量及相關(guān)計算得到如下數(shù)據(jù):
電阻R(
15、Ω)
121.0
50.0
23.9
10.0
3.1
導線直徑d(mm)
0.801
0.999
1.201
1.494
1.998
導線截面積S(mm2)
0.504
0.784
1.133
1.753
3.135
請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系?
若滿足反比關(guān)系,請說明理由;若不滿足,請寫出R與S應滿足的關(guān)系.
(3)若導線的電阻率ρ=5.1×10-7 Ω·m,則表中阻值為3.1 Ω的導線長度l=________
m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
解析:(1)螺旋測微器讀數(shù)應先讀可動刻度左邊露出的主刻度L,如本
16、題為1 mm,再
看固定刻度水平線對應的可動刻度n,如本題為20.0,記數(shù)為L+n×0.01=1 mm+
20.0×0.01 mm=1.200 mm.
(2)直接用兩組R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明顯不相
等,可判斷結(jié)果為“不滿足”;并同時可簡單計算50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944
≈10×1.54≈50,兩者接近相等,即R與d的四次方成反比,得出R與S2成反比.計
算時選擇合適的數(shù)據(jù)可使自己計算簡單方便,如本題中的(50.0,0.999,0.784)和
(10.0,1.494,1.753).
(3)
17、根據(jù)R=ρ有:l== m≈19 m.
答案:(1)1.200 (2)不滿足 R與S2成反比(或RS2=常量) (3)19
三、計算題(本大題共4小題,共36分,解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算
步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
13.(6分)利用電動機通過如圖12所示的電路提升重物,
已知電源電動勢E=6 V,電源內(nèi)阻r=1 Ω,電阻R=3
Ω,重物質(zhì)量m=0.10 kg,當將重物固定時,電壓表的示數(shù)為5 V,當重物不固定,
且電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時,電壓表的示數(shù)為5.5 V,求重物勻速上
升時的速度大小(不計摩擦,g取10 m/s2).
解析:設(shè)電動機內(nèi)
18、阻為r′
當將重物固定時I==1 A
R+r′==5 Ω,r′=2 Ω
當重物不固定時I′==0.5 A
P出=UI′=2.75 W,PR+Pr′=I′2(R+r′)=1.25 W
所以重物的功率P=P出-PR-Pr′=mgv,
解得v=1.5 m/s
答案:1.5 m/s
14.(8分)如圖13所示,將一電動勢為E=6 V、內(nèi)阻r=0.5 Ω的電源,與一粗細均勻
的電阻絲AB相連,電阻絲的長度為L=0.30 m,阻值為R=4 Ω,電容器的電容為C
=3 μF.閉合開關(guān)S使其達到穩(wěn)定狀態(tài)后,將滑動觸頭P向右以速度v=0.6 m/s勻
速滑動的過程中,電流計的讀數(shù)為多少?
19、流過電流計的電流方向如何?
圖 13
解析:設(shè)在Δt時間內(nèi),觸頭P移動的距離為ΔL,則ΔL=vΔt,由于電阻絲單位長
度上電壓值為
=·
因此在Δt時間內(nèi)PB間電壓改變
ΔU=ΔL=
而I==C
則I=·v= ×0.6 A=32 μA
電流方向從右向左.
答案:32 μA 從右向左
15.(10分)受動畫片《四驅(qū)兄弟》的影響,越來越多
的小朋友喜歡上了玩具賽車.某玩具賽車充電電池的輸出功率P隨電流I變化的圖
象如圖14所示.
(1)求該電池的電動勢E和內(nèi)阻r;
(2)求該電池的輸出功率最大時對應的外電阻R(純電阻);
(3)由圖象可以看出,同一輸出功率P可對
20、應兩個不同的電流I1、I2,即對應兩個不
同的外電阻(純電阻)R1、R2,試確定r、R1、R2三者間的關(guān)系.
解析:(1)I1=2 A時,Pm=
I2=4 A時,輸出功率為零,此時電源被短路,即:I2=.解得:E=2 V,r=0.5 Ω.
(2)R=r=0.5 Ω
(3)由題知:()2R1=()2R2,
整理得r2=R1R2.
答案:(1)2 V 0.5 Ω (2)0.5 Ω (3)r2=R1R2
16.(12分)如圖15(a)所示為某電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系圖象,圖中R0表示0℃
時的電阻值,k表示圖線的斜率.若用該電阻與電池(電動勢為E,內(nèi)阻為r)、電流
表(滿偏電
21、流為Ig、內(nèi)阻為Rg)、滑動變阻器R′串聯(lián)起來,連接成如圖(b)所示的電
路,用該電阻做測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度,于是就得到
了一個簡單的“電阻溫度計”.
圖15
(1)使用“電阻溫度計”前,先要把電流表的刻度改為相應的溫度值,若溫度t1<t2
其對應的電流分別為I1、I2,則I1、I2誰大?
(2)若該“電阻溫度計”的最低適用溫度為0℃,即當溫度為0℃時,電流表恰好達到
滿偏電流Ig,則變阻器R′的阻值為多大?
(3)若保持(2)中電阻R′的值不變,則電流表刻度為I時所對應的溫度t為多大?
(4)將電流表刻度盤換為溫度刻度盤,刻度均勻嗎?
解析:(1)由圖(a)可知溫度越高,電阻R越大,對應電路中的電流越小,故I1>I2
(2)由閉合電路歐姆定律得:Ig=
得:R′=-R0-Rg-r
(3)由圖(a)得R=R0+kt
再由閉合電路歐姆定律得:
I=
解之得:t=(-)
(4)由t=(-)可知t與I不是一次線性關(guān)系,故刻度不均勻.
答案:(1)I1大 (2)-R0-Rg-r
(3)t=(-) (4)不均勻