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1、第七章 恒定电流第一节 描述电路的基本概念部分电路随堂演练巩固1.(2011全国理综,17)通常一次闪电过程历时约0.2-0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40-80 ,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1. V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 .假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是 ( ) A.闪电电流的瞬时值可达到 A B.整个闪电过程的平均功率约为 W C.闪电前云地间的电场强度约为 V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为 J 【解析】
2、由电流的定义I=Q/t知 A A,选项A正确; 整个过程的平均功率 W W(t代0.2或0.3),选项B错误; 有 V/m V/m,选项C正确; 整个过程向外释放的能量为电场力做的功W=qU= J,选项D错误. 【答案】AC 2.一根粗细均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,则此时 ( ) A.通过金属导线的电流为 B.通过金属导线的电流为 C.自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为 【解析】 金属导线均匀拉长2倍,则导线的横截面
3、积变为原来的由电阻定律可得,导线的电阻变为原来的4倍,由欧姆定律可得,通过金属导线的电流变为原来的即为A错误,B正确;由电流的微观表达式I=nqSv,可以解得金属导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的即为D错误,C正确. 【答案】BC 3.如图,已知两只灯泡、分别标有”110 V 60 W”和”110 V 100 W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220 V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,则应使用下面哪个电路( ) 【解析】 A、C两图中灯泡不能正常发光.B、D中两灯泡都能正常发光,它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同,因此消耗的电功率一定相等
4、.可以直接看出:B图总功率为200 W,D图总功率为320 W,所以选B. 【答案】 B 4.一只电炉的电阻和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过的电流相同,时间相同,电动机正常工作,则( ) A.电动机和电炉发热相同 B.电动机消耗的功率和电炉一样大 C.电动机两端电压大于电炉两端电压 D.电动机和电炉两端电压相同 【解析】 由焦耳定律知,电炉与电动机发热相同,A对;对电动机UIR,消耗的功率而电炉是纯电阻所以电动机消耗的功率比电炉的大,B错;电动机两端电压大于电炉两端电压,C对,D错. 【答案】 AC 5.如图所示,电源电动势E=6 V,当开关S闭合后,小灯泡和L都不亮.现用一电压表检测
5、故障,已测得 V那么以下判断正确的是( ) A.含1的ab段电路断路,其他部分无问题 B.含L的bc段电路断路,其他部分无问题 C.含R的cd段电路断路,其他部分无问题 D.ab段和bc段电路可能都是断路的 【解析】 由题设知故障为开路,又由测量结果 V,可知电源部分，开关部分，变阻器部分都是完好的，C错；L和的这部分电路发生了开路. 如只是L断开,此时就等于电源的开路电压,即 V,而实测故不可能只是L断开,可知A是错误的. 如只是L断开,此时L无电流通过,为一等势体,故成立,可知B正确. 同样,L、L都断开时也成立,故可知D正确. 【答案】 BD 6.节日挂在树上或商店门口的小彩灯通电后发出
6、绚丽的色彩,众多小彩灯是先和电阻R并联后再串联接到220 V的电源上,其简化的电路如图所示.下面对此电路正确的认识是( ) A.当某小彩灯灯丝断时,由于R的导电作用仍保持整个电路通路,其他灯仍能发光 B.R的作用是分流,使小彩灯的电流不至太大 C.R的作用是分压,使得小彩灯不被烧坏 D.为了节能,R的阻值要大于小彩灯的灯丝电阻 【解析】 R的阻值大于灯丝的电阻,所以其分流作用很小. 【答案】AD 7.( 选做题)如图所示的电路中,三个电阻的阻值之比为 =123,电流表、和的内电阻均可忽略,它们的读数分别为 、和则= .如果把图中的电流表和换成内阻非常大的电压表和,则它们的示数和及总电压U的比值
7、U= . 【解析】 解答本题的关键是正确分析电路的结构.我们把原图中各结点分别标上字母,如图(1)所示.由于三个电流表的内阻都可以忽略,可以认为各电流表的两端的电势是相等的,即图中A点与C点电势相等,B点与D点电势相等,为此我们确定三个电阻是并联的,不画电流表的等效电路图如图(2)所示,画出电流表的等效电路图如图(3)所示. 从图(2)可以看出,三电阻是并联在电路中的,因此通过三电阻的电流之比32. 从图(3)可以看出,电流表测量的是通过和的电流,电流表测量的是通过和的电流,而测量的是通过干路的总电流,因此 =5911. 如果把原图中的电流表和换成内阻非常大的电压表和则三个电阻是串联在电路中的
8、,电压表测量的是电阻和两端的电压,而电压表测量的是电阻和两端的电压,因此U=356. 【答案】5 9 11 3 5 6 课后作业夯基(时间:45分钟 必做题满分:100分 选做题:10分) 一、不定项选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分.选对但不全的得5分) 1.元件A、B、C的伏安曲线如图所示,三个元件在相同的电压作用下,相同时间内发出的热量、之间的关系是( ) A. B. C. D.因A、C是非线性元件,故无法判断 【解析】 根据题图可知,电压相同时,电流因Q=UIt,所以. 【答案】 B 2.在神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质髓质
9、累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100 V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为( ) A.0.31 B.0.62 C.0.15 D.0.43 【解析】 由电阻定律,圆柱体的电阻为由欧姆定律代入数值得I=0.31 ,A正确. 【答案】 A 3.家用电器即使没有使用,只要插头插在电源上处于待机状态,就会消耗电能.根据下表提供的数据,估算这些电器待机1天耗电约为( ) A.0.3度B. 0.6度C.0.9度D. 1.2度 【解析】 题中所述用电器一天耗电W=Pt=(4 6
10、00 J=9. J,耗电度数为度=0.3度,选项A正确. 【答案】A 4.如图所示,因线路故障,接通开关K时,灯和L均不亮,用电压表测得4 V由此可知开路处为A灯 B. L C .变阻器 D.不能确定解析：=4v说明c-a-b-d通路，排除掉A，B选项；=0说明b-a-c-d某处断路，综上只能是变阻器开路，C正确。5 如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流强度为1 A,若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为 ( ) A.4 AB.2 AC.AD. A 【解析】 设金属薄片厚度为h,当将A与B接入电压为U的电路中时将C与D接
11、入电压为U的电路中二式相除得: =4 A,选A. 【答案】 A 6.投影仪的光源是强光灯泡,发光时必须用风扇给予降温.现设计投影仪的简易电路,要求:带动风扇的电动机先启动后,灯泡才可以发光;电动机未启动时,灯泡不可以发光.电动机的电路元件符号是,则下图中符合设计要求的是 ( ) 【解析】 (1)电动机和灯要能各自独立工作,互不影响,两者必须是并联. (2)要能保证电动机先启动.设计A是串联;设计B是电动机和灯泡同时工作;设计C中若先合上灯不亮,电动机也不启动,若先合上S电动机先启动,再合上灯泡才工作,符合设计要求;设计D中若合上S后,先合上灯泡就开始工作,而电动机还没启动,不符合要求. 【答案
12、】 C 7.(2011江苏镇江模拟)如图所示,电阻 =20 ,电动机绕线电阻 . 当电键S断开时,电流表的示数是I=0.5 A,当电键S合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足( ) A.I=1.5 AB.I1.5 A C.P=15 WD.P15 W 【解析 】 S断开时,电路两端的电压U=I V.S合上后,流过电动机的电流I A,则电流表的示数I=I+I1.5 A,电路消耗的电功率P=IU15 W,选项BD正确. 【答案】 BD 8.如图所示电路,电流表和A为两个相同的毫安表,当电路两端接某一恒定电压的电源时,A的示数为3 mA,A的示数为2
13、mA.现将A改接在所在支路上,如图中虚线所示,再接入原来的恒定电压电源,那么,关于与A的示数情况,以下说法正确的是( ) A.示数增大示数增大 B.示数增大示数减小 C.示数增大示数不一定减小 D.示数不一定增大,A示数也不一定增大 【解析】 由电流表示数知将A改接在所在支路上,两支路电阻差别更大,并联部分阻值一定减小,则A示数增大所在支路原来的电流为1 mA,现在这个支路电阻更大,所以这个支路电流就更小了,所以A示数减小,选B. 【答案】 B 二、论述计算题(本题共2小题,共36分) 9.(18分)如图为摩托车转向灯光电路,S为转向开关,它是三掷开关.D为转向指示灯(装在仪表内).、为前后两
14、个右转向灯、为前后两个左转向灯.已知电源电压为6 V,内阻不计,四只转向灯用”6 V 15 W”的灯泡,D用”6 V 1 W”的小灯泡. 试判断:当转向开关S与1连通时电路中各灯的发光情况?要求通过计算说明. 【解析】 转向开关S与1连通时电路中各灯的发光情况:前后右转向灯、正常发光,指示灯D正常发光,左指示灯不发光. (3分) 转向灯电阻/ =2.4 . (3分) 指示灯电阻/ =36 . (3分) 每只右转向灯均获得6 V电压,正常发光; (3分) 每只左转向灯获得电压.2 V远小于正常发光电压6 V,所以不能发光. (3分) 指示灯获得电压.8 V接近正常发光电压6 V,基本上正常发光.
15、 (3分) 【答案】 前后右转向灯、正常发光,指示灯D正常发光,左指示灯不发光. 10.(18分)电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.图为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝、和自动开关S. (1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态? (2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为400 W,保温时用电器的电功率为40 W,则和分别为多大? (3)若将图中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图所示,其他条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能. 【解析】 (1)S闭合,处于加热状态;S断开,
16、处于保温状态. (3分) (2)由电功率公式得 加热时: (3分) 保温时: (3分) 联立二式得 089. (3分) (3)理想的晶体二极管具有单向导电的特点,当二极管正向导电时,用电器处于加热状态,电流反向时,二极管没有电流通过,用电器处于保温状态 .22 (或7. J). (6分) 【答案】 (1)加热 保温 (2)121 1 089 (3)0.22 (或 7. J) 三、选做题(10分) 11.A、B两地间铺有通信电缆,长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆.在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间
17、接了一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置: (1)令B端的双线断开,在A处测出双线两端间的电阻; (2)令A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻; (3)在A端的双线间加一已知电压在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压. 试由以上测量结果确定损坏处的位置. 【解析】 设双线电缆每单位长度的电阻为r,漏电处的电阻为R,漏电处距A为x,题设测量过程可用如图所示的电路表示, 则A、A间的电阻 (2分) B、B间的电阻R (2分) 当A、A间加电压时,在B、B间用内阻很大的电压表测出的电压等于R两端电压(电缆上近似看做无电流、电势降落),根据欧姆定律有 (4分) 联立解得. (2分) 【答案】 漏电处距 13