2019版物理人教版选修3-1训练：第二章 恒定电流 检测（A） .docx

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1、第二章检测(A)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一个选项正确,第710题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得 0分)1对电流的正确理解是()A.通过导体的横截面的电荷量越多,电流越大B.导体的横截面越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,电流越大D.导体中的自由电荷越多,电流越大解析:根据电流的定义I=qt可以判断只有C选项正确。答案:C2下列关于电源的说法,正确的是()A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B.电动势就是电源两端的电压C.电源的电动势与外电

2、路有关,外电路电阻越大,电动势就越大D.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电势能的本领越大 解析:电源向外提供的电能除与电动势有关之外,还与输出的电流、通电时间有关,故选项A错误;只有当外电路断路时,电动势才等于电源两端的电压,故选项B错误;电源的电动势由电源自身的性质决定,与有无外电路无关,故选项C错误;电动势是反映电源把其他形式能转化为电势能本领的物理量,故选项D正确。答案:D3为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动。如果规定:车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时

3、,汽车不能启动。能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门电路是()A.与门B.或门C.非门D.与非门解析:当两扇车门均关紧,即输入信号均为“1”时,输出信号才为“1”,所以该控制装置工作原理的逻辑门电路是与门。答案:A4一根长为l、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,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.mv22elB.mv2SneC.nevD.evSl解析:金属棒的电阻R=lS,金属棒中的电流I=neSv,故棒两端电压U=IR=nevl,电场强度大小E=Ul=nev,选

4、项C正确。答案:C5某同学设计了一个转向灯电路,如图所示。其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源。当S置于位置1时,以下判断正确的是()A.L的功率小于额定功率B.L1亮,其功率等于额定功率C.L2亮,其功率等于额定功率D.含L支路的总功率较另一支路的大解析:由电路结构可知,当S置于1位置时,L与L2串联后再与L1并联,由灯泡的额定电压和额定功率可知,L1和L2的电阻相等。L与L2串联后的总电阻大于L1的电阻,由于电源电动势为6 V,本身有电阻,所以L1两端电压和L与L2的总电压相等,且都小于6 V,所以三只灯都没有正常发光,三只灯的实际功率都小于额定功率。含

5、L的支路的总电阻大于L1支路的电阻,由于两条支路的电压相等,所以含L的支路的总功率小于另一支路的功率。答案:A6如图所示,闭合开关,当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时,电路中电压表和电流表示数的变化情况是()A.V、A示数都变大B.V、A示数都变小C.V示数变大,A示数变小D.V示数变小,A示数变大解析:电路中电阻R2与滑动变阻器R并联,然后再与R1串联构成外电路。当P向下滑动时,R减小,R总减小,E不变。I=ER总+r,所以I增大。因为R1是定值,I增大,所以R1两端的电压U1增大,电压表V示数增大,又r不变,内电路电压U=Ir将增大,又U=E-Ir,路端电压U减小,由于U=U1+U2,R2两

6、端电压U2必定减小,流过R2的电流I2减小,所以通过滑动变阻器R的电流IR增大,故正确选项为A。答案:A7两只电压表V1和V2是由两只完全相同的电流表改装而成的,V2的量程为5 V,V1的量程为15 V,为了测量1520 V 的电压,把V1、V2串联起来使用,在这种情况下()A.V1和V2读数相等B.V1和V2两表指针偏转角相等C.V1和V2的读数之比等于电压表的内阻之比D.V1和V2的指针偏转角度之比等于两个电压表的内阻之比解析:通过两个表头的电流相等,故指针的偏角相同,B项正确,排除A、D;根据串联分压原理可知,两表的示数即加在两表两端的电压,跟电阻成正比,所以C项正确。答案:BC8有一种

7、测量体重的电子秤,如图所示。它由三部分构成:踏板、压力传感器R(阻值随所受压力大小发生变化的电阻)、显示体重大小的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略,已知电流表的量程为3 A,电源电动势为12 V,内阻为2 ,电阻随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和),下列判断正确的是()A.该秤测量的最大体重是1 400 NB.该秤测量的最大体重是1 300 NC.该秤的零刻线应在电流表刻度盘0.375 A处D.该秤的零刻线应在电流表刻度盘0.400 A处解析:当电流表的读数为满量程3 A时,电子秤测量体重最大,根据闭合电路的欧姆定律得I=ER+r=3 A,可得R=2

8、 ,再代入R=30-0.02F,可得F=1 400 N,A正确,B错误;踏板空载时,F=0,此时R=30 ,根据闭合电路的欧姆定律得I=ER+r=0.375 A,C正确,D错误。答案:AC9如图所示,两图中的电源电动势均为E=12 V,电源内阻均为r=3 ,R0=1 ,直流电动机内阻R0=1 。当调节滑动变阻器使R1=2 时,图甲电路输出功率最大。调节R2使图乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定功率为 6 W),则此时R2的阻值和电动机的焦耳热功率P为()A.R2=2 B.R2=1.5 C.P=6 WD.P=4 W解析:由题图甲可知,当电流I=2 A时,电源的输出功率最大;两图中

9、电源相同,它们的最大输出功率相同,最大值为P出=EI-I2r=12 W,其中6 W是电动机消耗的功率,剩下的6 W是R2的热功率,即I2R2=6 W,可得R2=1.5 ,选项A错而B对;电动机的焦耳热功率P=I2R0=4 W,选项C错而D对。答案:BD10某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图中的a、b、c所示,根据图线可知()A.反映Pr变化的图线是cB.电源电动势为8 VC.电源内阻为2 D.当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 解析:因PE=EI,故反映PE变化的图线是a,且8=2E,故电源电动势为4 V,B错;而P

10、r=I2r,故反映Pr变化的图线是c,A正确;反映PR变化的图线是b,当电流为1 A时,输出功率最大,此时R=r,据I=ER+r得r=2 ,C正确;当电流为0.5 A时,总电阻为8 ,外电路的电阻为6 ,D正确。答案:ACD二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)11(8分)某同学设计的可调电源电路如图甲所示。R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合开关S。甲乙(1)用电压表测量A、B两端的电压:将电压表调零,选择03 V挡,示数如图乙所示,电压值为 V。(2)在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于端。(3)要使输出电压U变大,滑片P应向端滑动。(4)若电源

11、电路中不接入R0,则在使用过程中,存在(选填“断路”或“短路”)的危险。解析:(1)电压表示数为1.30 V;(2)接通电路之前,为使接入电路的电阻最大,滑片P应置于A端;(3)当滑片P向右滑动时,AP间电阻变大,电压变大,故应向B端滑动;(4)若不接入R0,当滑片置于B端时,则有可能出现电源被短路的危险。答案:(1)1.30(2)A(3)B(4)短路12(8分)(2018全国卷)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在2580 范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 时的阻值)为900.0 ;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程1

12、50 mV);定值电阻R0(阻值20.0 ),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 );电阻箱R2(阻值范围0999.9 );单刀开关S1,单刀双掷开关S2。实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数,逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ,实验得到的R2-t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.068

13、0.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题:(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到(选填“a”或“b”)端;(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;甲乙丙(3)由图乙可得到RT在2580 范围内的温度特性,当t=44.0 时,可得RT=;(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为,则手心温度为。解析:(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)描点后注意与已有曲线连接成一个完整的圆滑曲线。(3)从R2-t曲线中可读出,t=44.0 时,R2=450.0 ,所以RT=R2=450.0 。(4)从R

14、2-t曲线中找到纵坐标为620.0 的点,其横坐标为33.0 。答案:(1)b(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线(3)450.0(4)620.033.0三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)如图所示电路中,甲、乙两个毫安表的内阻均为6 ,R3=R4=12 ;S断开时,AB之间的电阻为 3 ;S闭合时,甲、乙两个毫安表的示数之比为12,则R1、R2的阻值各为多少?解析:S断开时,A、B间的电阻为3 ,于是R1RAR1+RA+R2

15、=3 S闭合时,设流过甲表的电流为I,则流过乙表的电流为2I,于是I(RA+R4)=2IRA+2I+2IRAR1R2由此可解得R1=3 ,R2=1 。答案:3 1 14(10分)如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,已知电炉阻值R=19 ,电源内阻r=1 ,电解槽内阻r=0.5 。当S1闭合、S2断开时,电炉消耗的功率为684 W;S1、S2都闭合时,电炉消耗的功率为475 W。试求:(1)电源的电动势E;(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小、电解槽内阻消耗的功率及电解槽将电能转化为化学能的功率。解析:(1)S1闭合,S2断开,电炉的消耗功率为P1,电炉中的电流I1=P1R=6

16、 A,E=I1(R+r)=120 V。(2)S1、S2均合上,电炉的消耗功率为P2,电炉中的电流IR=P2R=47519 A=5 A,外电压U=IRR=95 V,总电流I=E-Ur=25 A,IA=I-IR=20 A。电解槽内阻消耗的功率P内=IA2r=200 W。电解槽消耗的总功率为P=UIA=9520 W=1 900 W,则其将电能转化为化学能的功率P化=P-P内=(1 900-200) W=1 700 W。答案:(1)120 V(2)20 A200 W1 700 W15(12分)如图所示,在A、B两点间接一电动势为4 V、内阻为 1 的直流电源,电阻R1、R2、R3的阻值均为4 ,电容器

17、的电容为 30 F,电流表的内阻不计,当开关S闭合时,求:(1)电流表的读数;(2)电容器所带的电荷量;(3)断开开关S后,通过R2的电荷量。解析:(1)由于电阻R1、R2被电流表所短路,所以,电流表的读数为I=ER3+r=44+1 A=0.8 A。(2)电容器带的电荷量为Q=CUC=CUR3=CIR3=30 F0.8 A4 =9.610-5 C。(3)当开关断开时,电容器相当于电源,外电路是电阻R1、R2并联后串联R3。由于各电阻阻值相同,所以通过R2的电荷量为Q=12Q=4.810-5 C。答案:(1)0.8 A(2)9.610-5 C(3)4.810-5 C16(12分)一台电风扇,内阻

18、是20 ,接上220 V的电压后,消耗的功率是66 W,求:(1)电风扇正常工作时通过电风扇电动机的电流;(2)电风扇工作时,转化为机械能和内能的功率,电动机的效率;(3)若接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,此时通过电动机的电流为多大?电动机消耗的电功率和发热功率各是多大?解析:(1)正常工作时通过电动机的电流I=PU=66220 A=0.3 A。(2)转化为内能的功率P热=I2r=0.3220 W=1.8 W转化为机械能的功率P机=P-P热=(66-1.8) W=64.2 W电动机的效率=P机P=64.266100%=97.3%。(3)当电风扇不转动时,电能全部转化为内能,电动机相当于纯电阻用电器。I=Ur=22020 A=11 A电动机消耗的电功率P等于其发热功率P热,所以P=P热=U2r=220220 W=2 420 W此时电动机会被烧毁。答案:(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%(3)11 A2 420 W2 420 W