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1、恒定电流恒定电流 (45 分钟 100 分) 一、 选择题(本题共 8 小题， 每小题 8 分， 共 64 分.15 题为单选题， 68 题为多选题) 1.某电路如图所示，已知电池组的总内阻r1 ，外电路电阻R5 ，理想电压表的 示数U3.0 V，则电池组的电动势E等于( ) A3.0 V B3.6 V C4.0 V D4.2 V 解析 ： B 由欧姆定律得I A0.6 A，又由闭合电路的欧姆定律得EI(Rr) U R 3 5 0.6(51) V3.6 V故选 B. 2.在电喷汽车的进气管道中， 广泛地使用着一种叫 “电热丝式空气流量传感器” 的部件， 其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电
2、热丝， 如图所示， 当进气管道中的冷空气流速 越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低，这样，管道内空气的流 量就转变成了可以测量的电压信号， 便于汽车内的电脑系统实现自动控制， 如果将这种电热 丝从汽车的进气管道中取出，放在实验中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是 ( ) 解析：D 设电热丝的电阻为R丝，则U0R，结合题意可知，U0越大，说明R E rRR丝 丝越小，可见，电热丝温度越低，电阻值越小，故对应的伏安特性曲线为 D. 3.如图所示，当开关 S 断开时，电压表示数为 3 V，当开关 S 闭合时，电压表示数为 1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为( )
3、 A53 B35 C23 D32 解析 ： D S 断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即 ：E3 V，S 闭合时，U外 1.8 V， 所以U内EU外1.2 V 因U外IR，U内Ir， 所以RrU外U内1.8 V 1. 2 V32. 4.(2018日照模拟)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，V 与 A 均为理想电表；开始时开关 S 闭合，V 与 A 均有读数，某时刻 V 和 A 的读数均变大，则 电路中可能出现的故障是( ) AR1断路 BR2断路 CR1短路 DR3短路 解析 ： B 当R1断路时，电流表示数变为 0，A 错误 ； 当R2断路时，外电路的总电阻
4、变大， 故路端电压变大，即电压表读数变大，电路的总电流减小，故R1上的电压减小，R3两端电 压变大，故电流表读数变大，与题目所给的现象吻合，B 正确；当R1短路或R3短路时，外 电路电阻变小，路端电压变小，即电压表示数变小，C、D 错误 5(2018长治模拟)用标有“6 V 3 W”的灯泡 L1、“6 V 6 W”的灯泡 L2与理想电压 表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路， 其中电源电动势E9 V 图乙是通过两个灯 泡的电流随两端电压变化的曲线当其中一个灯泡正常发光时( ) A电流表的示数为 1 A B电压表的示数约为 6 V C电源输出功率为 4 W D电源内阻为 0.5 解析：C 因
5、为两灯泡串联，则电流相等，根据I 可知两灯泡的额定电流分别为：0.5 P U A、1 A，当一个灯泡正常发光时，只能是 L1灯泡，此时电路中的电流为 0.5 A，即电流表的 示数为 0.5 A，选项 A 错误；从图乙中看出另一个灯泡 L2的实际电压为 2 V，即电压表的示 数约为 2 V，选项 B 错误 ； 此时电源的输出功率为P出P1P23 W0.52 W4 W，选项 C 正确；外电路的电压为 8 V， 则电源内阻上的电压为 1 V，内阻为：r 2 ，选 U I 1 0.5 项 D 错误 6.如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为 0，反 向电阻为)连接，电源负
6、极接地开始时电容器不带电，闭合开关 S，稳定后，一带电油 滴恰能静止在电容器中的P点在开关 S 保持接通的状态下，下列说法正确的是( ) A当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动 B当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动 C当电容器的下极板向下移动时，P点的电势不变 D当电容器的下极板向左移动时，P点的电势会升高 解析 ： AD 带电油滴恰好静止， 其合力为零， 受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力， 即mgqE.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，其电阻值变大，电容器两端的电压U变大，对 电容器进行充电， 两极板间电场强度E变大， 带电油滴受到的电场力大于重力， 会向上运动， 选
7、项 A 正确；当电容器的上极板向上移动时，极板间距d变大，根据C ，电容器 rS 4kd Q U 的电荷量Q应减小，但由于二极管的单向导电性，电容器只能进行充电，不能进行放电，故 此时，电容器的电荷量Q不变，电场强度E 不变，带电油滴仍静止不动，选项 B U d 4kQ rS 错误；同理，当电容器的下极板向下移动时，d变大，电场强度E不变，而P点到下极板的 距离变大且下极板的电势不变，故P点电势升高，选项 C 错误 ； 当电容器的下极板向左移动 时，S变小， 根据C 和二极管的单向导电性， 电容器的电荷量Q不变， 电场强度E rS 4kd Q U 变大，而P点到下极板的距离不变，故P点电势升高
8、，选项 D 正确 4kQ rS 7.一额定功率为 9 W、额定电压为 9 V的小灯泡 L和一直流电动机并联，与定值电阻R4 串联后接在电路中的AB两点间，电流表 A 为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不 变当AB间接电压 0.49 V 时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为 0.1 A；当AB间接电 压 15 V 时，电动机转动起来、灯泡正常发光则下列说法正确的是( ) A电动机线圈电阻为 1 B灯泡正常发光时电流表示数 0.5 A C灯泡正常发光时电流表示数 1 A D电动机输出的机械功率 4.25 W 解析 ： AD 根据P可知灯泡电阻RL9 ，当AB间接电压U0.49 V 时，电动 U
9、2 R U2 P 机不转，为纯电阻电路，电流表示数I0.1 A，根据欧姆定律可知R两端电压URIR 0.4 V， 灯泡两端电压U1UUR0.09 V， 通过灯泡的电流I10.01 A， 通过电动机的电 U1 RL 流I2II10.09 A，根据并联电路特点可知电动机线圈电阻r1 ，A 正确当AB U1 I2 间接电压 15 V 时，灯泡正常发光，灯泡两端电压UL9 V，通过灯泡的电流IL1 A，则 电动机两端电压UM9 V，R两端电压UR6 V，干路电流I1.5 A，电流表示 UR R 数为 1.5 A，通过电动机的电流IMIIL0.5 A，则此时电动机输出的机械功率P UMIMIM2r4.2
10、5 W，B、C 错误，D 正确 8.工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电 子秤的结构图， 其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器 拉力传感器的内部电路如图丙 所示，R1、R2、R3是定值电阻，R120 k，R210 k，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其 电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重 1103 N，没装料时Uba0，g取 10 m/s2.下列说法中正确的是( ) AR3的阻值为 40 k B装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小 C拉力越大应变片电阻阻值也变大，Uba传感器的示数也变大 D应变片的作用是把物体形变这个力学量转换为电压这
11、个电学量 解析 ： AC 电路中，当没装料时Uba0，此时拉力等于料斗重，为 1103 N，故应变片 电阻为R020 k，根据串、并联电路电压关系，有，解得R340 k，A 正确装 R1 R2 R3 R0 料时，R0的阻值逐渐变大，b点电势升高，故Uba的值逐渐增加，B 错误，C 正确应变片的 作用是把拉力这个力学量转换为电阻这个电学量，D 错误 二、实验题(本题共 3 小题，共 36 分第 9、10 题各 10 分，第 11 题 16 分) 9(1)如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为 9 mm 长 10 等分、 19 mm 长 20 等分、 49 mm 长 50 等分， 它
12、们的读数依次为_mm、 _mm、 _mm. (2)旋钮式电阻箱如图丁所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为 _.今欲将接入电路的电阻改为 2 087 ，最简单的操作方法是_ _. 若用两个这样的电阻箱，则可得到的电阻值范围为_ 解析：(1)题图甲游标卡尺读数：17 mm70.1 mm17.7 mm；题图乙读数：23 mm 170.05 mm23.85 mm；题图丙读数：10 mm230.02 mm10.46 mm. (2)电阻箱读数为 1 987 .将电阻改为 2 087 ，最简单的操作方法是先将“1 k” 旋 钮调到 2，再将“100”旋钮调到 0.每个电阻箱的最大阻值是 9
13、 999 ，用这样的两个电 阻箱串联可得到的最大电阻是 29 999 19 998 ，故用两个这样的电阻箱，可得到的 电阻值范围为 019 998 . 答案 ： (1)17.7 23.85 10.46(每空 1 分) (2)1 987(2 分) 将“1 k”旋钮调到 2， 再将“100”旋钮调到 0(3 分) 019 998 (2 分) 10小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为 ： 电 池组(电动势约 6 V，内阻r约 3 )、电流表(量程 2.0 A，内阻rA0.8 )、电阻箱R1(099.9 )、滑动变阻器R2(0R1)、开关三个及导线若干他们认为该电路可以
14、用来测电源的电动 势、内阻和R2接入电路的阻值 (1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值他的主要操作步骤是：先将滑 动变阻器滑片调到某位置，接着闭合 S2、S，断开 S1，读出电流表的示数I；再闭合 S、S1， 断开 S2，调节电阻箱的电阻值为 3.6 时，电流表的示数也为I.此时滑动变阻器接入电路 的阻值为_. (2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻 他的实验步骤为： a在闭合开关前，调节电阻R1或R2至_(选填“最大值”或“最小值”)，之后 闭合开关 S，再闭合_(选填“S1”或“S2”)； b调节电阻_(选填“R1”或“R2”)，得到一系列电阻值R和电流I的数据；
15、c断开开关，整理实验仪器 图乙是他根据实验数据绘出的 R图像，图像纵轴截距与电源电动势的乘积代表 1 I _， 电源电动势E_V，内阻r_.(计算结果保留 2 位有效数字) 解析：(1)由等值替代法可知，电阻箱的示数等于接入电路的阻值，为 3.6 . (2)要用电阻箱与电流表结合测量电源电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，a.在闭合 开关前，调节电阻R1或R2至最大值，之后闭合开关 S，再闭合 S1；b.调节电阻R1得到一系 列电阻值R和电流I的数据 (3)由闭合电路欧姆定律可得EI(RrAr)，即 ； 由上式可知，图像纵轴 1 I R E rAr E 截距与电源电动势的乘积代表rA与r之和；图
16、线的斜率k ，可得E6 V；图线在纵轴 1 E 1 6 上的截距b0.60，可得r2.8 . rAr E 答案 ： (1)3.6(1分) (2)最大值(1分) S1(1分) R1(1分) rA与r之和(2分) 6(2 分) 2.8(2 分) 11某同学在“测定金属的电阻率”的实验中，主要步骤如下： 用多用电表粗略测量金属丝的电阻值； 用米尺测量金属丝的有效长度L； 用螺旋测微器测量金属丝直径d； 用伏安法测量该金属丝的电阻； 根据测得的数据，计算金属丝电阻率的表达式 根据题目要求完成下列问题： (1)步骤中测量金属丝直径如图甲所示，则d_mm. (2)步骤中为了尽可能准确地测量， 要使金属丝两
17、端电压从零开始变化， 电压表用03 V 量程，电流表用 00.6 A 量程(内阻约为 10 )，且采用电流表外接法，请在图乙实物图 上用笔画线代替导线把电路按要求连接好 (3)步骤中用测得的金属丝长度L、直径d、金属丝两端电压U、流过金属丝的电流I， 计算金属电阻率，其表达式_.(用L、d、U、I表示) (4)步骤中之所以采用所述方案，是因为该同学在步骤中已用多用电表粗略测量其 阻值，可供选择的操作步骤如下(机械调零已经完成)： A观察指针位置，读出电阻阻值 B将两表笔直接接触，进行调零 C把两表笔与电阻两端接触 D将选择开关扳到欧姆挡“100”处 E将选择开关旋到 OFF 挡 F将选择开关扳
18、到欧姆挡“1”处 请在上述操作中选择需要的步骤并写出合理的顺序：_. 解析：(1)螺旋测微器的固定刻度为 0.5 mm，可动刻度为 18.00.01 mm0.180 mm，所 以最终读数为 0.5 mm0.180 mm0.680 mm. (2)要使金属丝两端电压从零开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，电压表用 03 V 量程，电流表用 00.6 A 量程，且采用电流表外接法，连接实物图如图所示 (3)由R，金属丝横截面积S( )2，欧姆定律R ，解得 L S d 2 U I Ud2 4IL (4)多用表中利用欧姆表测电阻的步骤 ： 用选择开关选择倍率、欧姆表调零、开始测量、 读出电阻值、 最后将欧姆表选择开关旋至 OFF 挡或交流电压最高挡 由于步骤采用电流表 外接法，说明金属丝电阻较小，选用欧姆表“1”倍率即可，故实验的合理顺序是 FBCAE. 答案：(1)0.680(4 分) (2)图见解析(4 分) (3)(4 分) Ud2 4IL (4)FBCAE(4 分)