人教版高中物理选修3-1：第2章《恒定电流》单元评估试卷(含答案).pdf

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1、恒定电流单元评估 限时： 90 分钟总分： 100 分 一、选择题 (每小题 4 分，共 40 分) 1 通常一次闪电过程历时约0.20.3 s ，它由若干个相继发生的 闪击构成每个闪击持续时间仅4080 s，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1.010 9V，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 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的 根据以下 数据，下列判断正确的是() A闪电电流的瞬时值可达到1105A B整个闪电过程的平均功率约为11014W C闪电前云地间的电场强度约为110 6V/m D

2、整个闪电过程向外释放的能量约为610 6J 解析：根据电流公式Iq t 110 5 A，A 正确；整个闪电过程电 流做功WqU6109J，因此整个闪电过程向外释放的能量约为 6109J，D 错；根据功率公式 PW t ，一次闪电过程历时约0.20.3 s ， 可知功率约为210 1031010W，B 错；电场强度公式 E U d，则闪 电前电场强度约为110 6V/m，C 正确 答案： AC 图 1 2如图 1 所示为两电阻 R1和 R2的伏安特性曲线若在两电阻两 端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是() A电阻 R1的阻值较大 B电阻 R2的阻值较大 C电阻 R1的发热功率

3、较大 D电阻 R2的发热功率较大 解析：从图线可知， IU 图线中图线斜率表示电阻的倒数，故电 阻 R2的阻值大，又PUI，且电压相同时，通过R1的电流大，故R1 的发热功率较大 答案： BC 图 2 3如图 2 所示，当滑动变阻器的滑动触头向左移时，灯泡L1、 L2、L3的亮度将 () A都变亮 B都变暗 CL1、L2变亮， L3变暗 DL1、L3变亮， L2变暗 解析：触头左移，总电阻减小，总电流增大，故L1变亮，且并联 电路电压减小，故L3变暗，通过 L2的电流变大， L2变亮 答案： C 4如图 3 所示，因线路故障，接通S时，灯泡 L1和 L2均不亮， 用电压表测得 Uab0，Ubc

4、0，Ucd4 V因此可知开路处为 () 图 3 A灯泡 L1 B灯泡 L2 C变阻器 D不能确定 解析：Uab0 说明 ab 之外有位置断开，同样Ubc0 说明 bc之外 有位置断开，而Ucd4 V，说明 cd之外均连通，故是变阻器开路 答案： C 5一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为R，当 它工作时，下述说法中错误的是() A电动机的输出功率为 U 2 R B电动机的发热功率为I 2R C电动机的输出功率为IUI 2R D电动机的功率可写作IUI 2RU 2 R 解析：电动机输入功率为PUI，输出功率 P 出UII 2R，故 A 错误，C 正确；发热功率即线圈发热功率为I 2

5、R，B 正确；又电动机并 非纯电阻元件，故IUI 2RU 2 R ，D 错误 答案： AD 图 4 6图 4 的电路中，电源的电动势为E 内阻为 r，电路中的 C 点接 地若在 A、C 之间再并接一个电阻R，则 A、B 两点电势的变化情况 是() AA、B 两点的电势都升高 BA、B 两点的电势都降低 CA 点的电势升高， B 点的电势降低 DA 点的电势降低， B 点的电势升高 解析：A、C 之间再并接一个电阻R，则电路总电阻减小，总电流 增大，所以 UBCI R 增大，即 B增大，又 UBA减小，UBC增大，所以 UCA减小，故 A增大，应选 A. 答案： A 图 5 7 电源的效率 定义

6、为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率 之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图5 所示， 图中 U 为路端电压， I 为干路电流， a、b为图线上的两点，相应状态 下电源的效率分别为 a、b.由图可知 a、b的值分别为 ( ) A.3 4、 1 4 B.1 3、 2 3 C.1 2、 1 2 D.2 3、 1 3 解析： 由电源效率的定义可知 IU IE U E ，则 aU a E 4 6 2 3， b U b E 2 6 1 3 ，故正确选项为D. 答案： D 8图 6(a)、(b)两电路的元件完全相同，则四个电表示数的大小关 系正确的是 () 图 6 AI1I2，U1U2BI1

7、I2，U1U2 CI1I2，U1U2DI1I2，U1U2 解析： 在(a)图中二极管处于导通状态，因此，电流较大而电压较 小；在 (b)图中二极管反接不导通，则电流接近零，电压表示数接近电 源电动势，所以I1I2，U1U2，故 D 正确 答案： D 9两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装而成，它们的量 程分别为 5 V、15 V，为了测量 1520 V 的电压，把甲、乙串联起来 使用，则两表的 () A读数相同 B指针偏转角度相同 C读数正比于表的内阻 D指针偏转角度正比于表的内阻 解析：电流表改装成电压表以后，表头的内阻rg并没有变化，其 量程也没有发生变化， 变化的只是等效表的内阻(包

8、括串联电阻与rg在 内的总电阻 )两电压表中因电流相同，故两表指针偏转角度相同；而 读数是整个电表内阻分压所决定，表盘是改装后的刻度值，故读数正 比于表的内阻 (表头内阻 rg与分压电阻之和 ) 答案： BC 图 7 10某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接 成如图 7 所示的电路接通电源后，可能出现的情况是() A电流表烧坏B电压表烧坏 C小灯泡烧坏D小灯泡不亮 解析： 本题主要考查的是电路的基本知识在用伏安法测小灯泡 的电阻时，误将电压表和电流表的位置错接，此时，电流表和小灯泡 先并联再和电压表串联，由于电压表的内阻很大，电路中的电流很小 因此小灯泡、电流表和电压表均不会被

9、烧坏，而此时由于电流表的内 阻很小，小灯泡被电流表短路，所以小灯泡不发光则本题的正确答 案为 D. 答案： D 二、填空题 (每小题 5 分，共 20 分) 11为了测量一微安表头A 的内阻，某同学设计了如下图8 所示 的电路图中， A0是标准电流表， R0和 RN分别是滑动变阻器和电阻 箱，S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E 是电池完成下 列实验步骤中的填空： 图 8 (1)将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节_，使待测表头指针偏 转到适当位置，记下此时_的读数 I. (2)然后将 S 拨向接点 2，调节_，使_，记下此时 RN的读数 (3)多次重复上述过程， 计算 RN读数

10、的_，此即为待测微安 表头内阻的测量值 解析：根据闭合电路欧姆定律可知， 只要保持单刀双掷开关打在1 上和打在 2 上时，电路中的电流保持不变，则电路中的总电阻就应该 不变而电源内阻、滑动变阻器阻值、标准电流表阻值均未发生变化， 所以后来接入的电阻箱的阻值读数就是待测电流表的内阻值 答案：(1)R0标准电流表 (或 A0)(2)RN标准电流表 (或 A0)的读 数仍为 I(3)平均值 12.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用 的器材还包括定值电阻(R05) 一个，开关两个，导线若干，实验原 理图如图 9(a) 图 9 在图 9(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余

11、下电 路的连接 请完成下列主要实验步骤： A. 检查并调节电压表指针指零； 调节电阻箱，示数如图 9(c)所示， 读得电阻值是 _； B. 将开关 S1闭合，开关 S2断开，电压表的示数是1.49V； C. 将开关 S2_，电压表的示数是1.16V；断开开关 S1. 使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_(计算结果保 留二位有效数字 ) 由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值 偏_(填“大”或“小” ) 解析：由电路原理图将实物连接如图所示 A.根据电阻箱面板所示，读得电阻值是20 . C将开关 S2闭合与电阻箱构成闭合电路 由闭合电路欧姆定律，得U1U2U 2 R (R0r)

12、，代入数据解得r 0.69 . 由于电压表不是理想电表，所测得的电源电动势U1比实际值 E 偏小 答案：如图 10A.20 C闭合 0.69 小 图 10 13在物理学中，常用“面积”来描述所求的物理量，如用Fs 图包围的面积来描述功的大小，用vt 图包围的面积来描述位移的大 小，利用这种情况，试求下面一题的结果 图 11 如图 11是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电 容器在充电电压为U 时所带的电荷量Q，从而求出其电容该实验的 操作步骤如下：按图接好实验电路闭合开关S，调节电阻箱R 的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时电压表的读数U06.2 V 和微安表的读数I0490

13、 A. 断开开关 S 并同时计时，每隔5 s或 10 s读一次微安表的示数I，将示数记录在预先设计的表格中根据 表格中的几组数据，以t 为横坐标， I 为纵坐标，在坐标纸上描点根 据以上实验结果和图象， 如图 12，可以估算出当电容器两端电压为U0 时该电容器所带的电荷量Q0约为_C，从而算出该电容器的 电容约为 _F. 图 12 解析： 此题给出了电容器放电过程中电流随时间变化的数据，在 坐标纸上由标出的点可连出一条曲线，由纵、横轴物理量及 qIt 可知 该曲线与坐标轴所夹 “面积”为所放电量 此曲线并非为一规则的直线或曲线，“面积”如何求出，又是一 关键，我们可借助 “油膜法测分子大小 ”

14、的实验中测面积方法 画出 I t 图象，数得有 28 个格子，故电量Q285010 65 C710 3 C，由 CQ U，得 C 710 3 6.2 1.110 3 F. 答案： 710 3；1.1103 14(2011 全国卷 )使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电 路可以等效为一个直流电源(一般为电池 )、一个电阻和一表头相串联， 两个表笔分别位于此串联电路的两端现需要测量多用电表内电池的 电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA 的电流表，电 阻箱，导线若干实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点；电 阻箱置于适当数值完成下列填空： (1)仪器连线如下图13 所示(a 和

15、b 是多用电表的两个表笔 )若两 电表均正常工作，则表笔a 为_(填“红”和“黑” )色 图 13 (2)若适当调节电阻箱后， 图 13中多用电表、 电流表与电阻箱的示 数分别如下图 14(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为_， 电流表的读数为 _mA，电阻箱的读数为 _. (3)将图 13 中多用电表的两表笔短接， 此时流过多用电表的电流为 _mA.(保留 3 位有效数字 ) (4)计算得到多用电表内电池的电动势为_V(保留 3 位有 效数字 ) 图 14 答案： (1)黑(2)14.053.04.6 (3)102(4)1.54 三、论述计算题 (共 40 分) 15(10 分)材

16、料的电阻率 随温度变化的规律为 0(1t)，其 中 称为电阻温度系数， 0是材料在 t0 时的电阻率在一定的温 度范围内 是与温度无关的常量金属的电阻一般随温度的增加而增 加， 具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反， 具有负温度系数利 用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度 范围内不随温度变化的电阻已知：在0 时，铜的电阻率为1.710 8 m，碳的电阻率为 3.510 5 m；在 0 附近，铜的电阻温度系 数为 3.910 31，碳的电阻温度系数为 5.010 41.将横截面积 相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m 的导体，要求其电阻在0 附近不 随温度变化，求所需碳

17、棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变 化) 解：设所需碳棒的长度为L1，电阻率为 1，电阻温度系数为 1； 铜棒的长度为 L2， 电阻率为 2， 电阻温度系数为 2.根据题意有 110(1 1t) 220(12t) 式中 10，20分别为碳和铜在 0 时的电阻率设碳棒的电阻为 R1，铜棒的电阻为R2，有 R1 L1 S R2 L2 S 式中 S 为碳棒与铜棒的横截面积 碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为 RR1R2 L0L1L2 式中 L01.0 m. 联立以上各式得 R 10L 1 S 20L 2 S 101L1202L2 S t 要使 R 不随 t 变化，式中 t的系数必须为

18、零，即 101L1202L20 联立式得 L1 202 202101L 0 代入数据得 L13.810 3 m. 16(10 分)在如图 15 所示电路中，若 R14 ，R36 ，电池内 阻 r0.6 ，则电源产生的总功率为40 W，而输出功率 37.6 W，求电 源电动势和电阻R2. 图 15 解：R13 R1R3 R1R32.4 ， 由闭合电路欧姆定律可得 I E rR2R13. 又 P总EI，P出EII 2r， 解得 I2 A，E20 V，R27 . 17(10 分)如图 16 所示，电容器 C16 F，C23 F，电阻 R1 6 ，R23 ，U18 V，则： 图 16 (1)开关 S断

19、开时， A、B 两点间的电压 UAB为多大？ (2)开关 S闭合时，电容器C1的电量改变了多少？ 解：(1)S 断开时，电路断开， A、B 两端电压即外加电压，所以 UAB18 V. (2)S 断开时， C1带电量 Q1CUAB1.0810 4C， S闭合时， C1带电量 Q1CU7.210 5C， 所以 QQ1Q13.610 5C，负号表示带电量减小 18(10 分)如图 17 所示的电路中，电源电动势E9 V，内阻 r 1 ，电阻 R22 ，灯泡 L1标有“6 V ,6 W” ，L2标有“4V,4 W” 滑动变 阻器的调节范围是020 ，求： 图 17 (1)接入电路中的滑动变阻器R1的阻

20、值为多大时，灯 L2正常发光？ (2)此时灯 L1的实际功率是多大？ (设灯泡的电阻不随温度变化) 解：(1)首先计算 L1、L2两灯泡的电阻 L1灯：RL1 U2 1 P1 62 6 6 ，L2灯：RL2U 2 2 P2 42 4 4 . L2与 R2串联，跟 L1并联，最后与 R1串联组成外电路 L2正常发光，则 L2两端电压为额定电压4 V，通过 L2的电流为额 定电流： I 2 P2 U2 4 4A1.0 A. 则 R2与 L2串联支路两端电压为： U2I2(R2RL2)1.0(24)V6.0 V. L1两端电压： U1U26.0 V， 通过 L1的电流为： I1U 1 RL1 6 6A1.0 A. 闭合电路总电流为： II1I 21.0 A1.0 A2.0 A. 闭合电路总电阻： Rr E I 9 24.5 . 外电路总电阻： R4.5 r4.5 1 3.5 ， 并联部分电阻为： R并 RL1R2RL2 RL1 R2RL2 6 24 6243 ， 则滑动变阻器的阻值为： R1RR并3.5 3 0.5 . (2)此时灯 L1的实际电压 U16.0 V，实际功率为： P1 U1 2 RL1 62 6 W6 W.