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1、第七章 恒定電流綜合檢測
一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的或不答的得0分)
1.如圖所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關系圖線,若將這兩個電阻分別接到該電源上,則( )
A.R1接在電源上時,電源的效率高
B.R2接在電源上時,電源的效率高
C.r1接在電源上時,電源的輸出功率大
D.電源的輸出功率一樣大
答案 A
2.電動自行車因輕便、價格相對低廉、污染和噪音小而受到市民
2、喜愛.某國產品牌電動自行車的銘牌如下,則此車所配電機的內阻為( )
規(guī)格
后輪驅動直流永磁電機
車型:20″電動自行車
電機輸出功率:175W
電源輸出電壓:≥36V
額定工作電壓/電流:36V/5 A
整車質量:40kg
額定轉速:240r/min
A. 7.2Ω B.0.2Ω
C.7.0Ω D.7.4Ω
解析 根據“額定工作電壓/電流:36V/5 A”可以求出電動機消耗的總功率,然后,減掉“電動機輸出功率:175W”即為產生的熱功率,利用焦耳定律,就可以求出電動機內阻.
答案 B
3.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之
3、比.在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應狀態(tài)下電源的效率ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為( )
A.、 B.、
C.、 D.、
解析 電源的效率η=×100%=×100%.a點對應的路端電壓U為4個格,而電動勢E為6個格.因此ηa=;b點對應的路端電壓為2個格,因此ηb=.故D項正確.
答案 D
4.兩位同學在實驗室利用如圖①所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內電阻r,調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一個同學記錄了電流表A和電壓表V1的測量數據,另一同學記錄的是電流
4、表A和電壓表V2的測量數據.并根據數據描繪了如圖②所示的兩條U-I圖線.則圖像中兩圖線的交點表示的物理意義是( )
A.滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端
B.電源的輸出功率最大
C.定值電阻R0上消耗的功率為0.5W
D.電源的效率達到最大值
解析 由圖像可得,電源的電動勢E=1.5V,r=1Ω,交點位置R+R0==2Ω,R0==2Ω,R=0,滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端,A項錯誤;當電路中外電阻等于內電阻時,電源輸出功率最大,但本題R0>r,改變滑動變阻器無法達到電路中內、外電阻相等,此時當外電阻越接近內電阻時,電源輸出功率越大,B項正確;P=IU2=0.5W,C項正
5、確;電源的效率η=,電流越小效率越大,可見滑動變阻器的滑動觸頭P并沒有滑到最右端時效率最大,D項錯誤.
答案 BC
5.如圖所示,電鍵K閉合,電流表、電壓表均為理想電表,若電阻R1斷路,則下列說法中正確的是( )
A.電流表示數變小
B.電壓表示數變大
C.電源內電路消耗的功率變大
D.r3消耗的功率變大
解析 電阻R1斷路,回路總電阻增大,干路電流減小,U內減小,UR2+R3增大,UR2增大,電壓表示數變大,電流表示數也變大,故A錯,B對;同理UR3也增大,故選項D正確;由P=EI干,得C錯誤.
答案 BD
6.如圖所示,是一氧化碳報警器的一部分電路示意圖.其中R2為
6、氧化錫傳感器,其技術資料中給出的是電導(即電阻的倒數)——濃度曲線如圖所示,電流表A為值班室的顯示器,a、b之間接報警器.當傳感器R2所在處的一氧化碳濃度增大時,顯示器A的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況( )
A.I變大,U變大 B.I變小,U變小
C.I變小,U變大 D.I變大,U變小
解析 本題考查感應器的應用,屬容易題.如題圖:當傳感器R2所在處的一氧化碳濃度增大時,R2減小,則回路中電流增大,路端電壓減小,R2和R3兩端電壓減小,則電流表A示數變小,B對.
答案 B
7.在如圖所示的電路中,電容器C的上極板帶正電,為了使該極板仍帶正電且電荷量增大,下列辦法
7、中可以采用的是( )
A.增大R1,其他電阻不變
B.增大R2,其他電阻不變
C.增大R3,其他電阻不變
D.增大R4,其他電阻不變
解析 此題主要考查電壓的分配變化對電容器兩極板電勢高低的影響.由電路結構可知,R2和R4上電壓分配越多,電容器上、下極板的電勢就越低.要想讓上極板是正極且電荷量增大,則R2上的電壓降應減小,可采用的方法是電阻R2變小或電阻R1變大;也可以讓R4上的電壓降變大,采用的方法是讓R4的電阻變大或R3的電阻變?。梢陨戏治隹芍?,應選A、D.
答案 AD
8.在如下圖圖像中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖像,直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線.
8、用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路.由圖像可知( )
A.電源電動勢為3V,內阻為0.5Ω
B.電阻R的阻值為1Ω
C.電源的輸出功率為2W
D.電源的效率為66.7%
解析 圖像Ⅰ與縱軸交點表示電源電動勢,為3V,圖像Ⅰ斜率的絕對值表示電源內阻為0.5Ω,選項A正確;圖像Ⅱ的斜率表示電阻R的阻值為1Ω,選項B正確;電源輸出電壓為U=2V,電流為2 A,電源輸出功率為4W,選項C錯誤;電源效率η===×100%=66.7%,選項D正確.
答案 ABD
9.一個T型電路如圖所示,電路中的電阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一測試電源,電動勢為100V,內阻忽
9、略不計,則( )
A.當cd端短路時,ab之間的等效電阻是40Ω
B.當ab端短路時,cd之間的等效電阻是40Ω
C.當ab兩端接通測試電源時,cd兩端的電壓為80V
D.當cd兩端接通測試電源時,ab兩端的電壓為80V
解析 本題考查對電路基本規(guī)律的理解.
根據電路串、并聯特點,cd端短路時,ab間等效電阻是40Ω,A正確;ab端短路時,cd間等效電阻是128Ω,B錯誤;ab接電源時,cd端電壓為E=80V,C正確;cd端接電源時,ab端電壓為=25V,D錯誤.
答案 AC
10.如圖所示是某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置,R1為光敏電阻、R2為定值電阻,A
10、、B接監(jiān)控裝置.則( )
A.當有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電壓升高
B.當有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電壓降低
C.當僅增大R2的阻值時,可增大A、B之間的電壓
D.當僅減小R2的阻值時,可增大A、B之間的電壓
解析 當有人通過而遮蔽光線時,R1變大,則R2兩端電壓減小,故A錯,而B對;當R2阻值增大時,A、B之間的電壓增大,故C對,而D錯.
答案 BC
二、本題共6小題,共60分.按題目要求作答.解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位.
11.(5分)在如圖所示的電路中,電阻R1
11、=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω.當電鍵K斷開時,電流表示數為0.25A,當K閉合時,電流表示數為0.36A,則電源的電動勢為________;內電阻為________.
解析 當電鍵斷開時,R外==6Ω,I1=·;當電鍵閉合時,R′外==4.8Ω,I2=·,代入數據得E=3.6V,r=1.2Ω.
答案 3.6V 1.2Ω
12.(8分)在測量電源的電動勢和內阻的實驗中,由于所用電壓表(視為理想電壓表)的量程較小,某同學設計了如圖所示的實物電路.
(1)實驗時,應先將電阻箱的電阻調到________.(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改變電阻箱的阻值R,分別測
12、出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U.下列兩組R的取值方案中,比較合理的方案是______.(選填“1”或“2”).
方案編號
電阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根據實驗數據描點,繪出的-R圖像是一條直線.若直線的斜率為k,在坐標軸上的截距為b,則該電源的電動勢E=________,內阻r=________.(用k、b和R0表示)
解析 (1)電阻箱接入回路中的電阻越大,回路電流越小,起保護電源,防止燒壞電壓表的作用.
(2)方案1中電阻箱接入電路
13、的電阻太大,電壓表示數太小,誤差太大.因此采用方案2.
(3)由閉合電路歐姆定律可知=,=R+,所以=k,=b,解之得E=,r=-R0.
答案 (1)最大值
(2)2
(3)?。璕0
13.(10分)用對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內,其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學將RT和兩個適當的固定電阻R1、R2連成圖①虛線框內所示的電路,以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍.為了驗證這個設計,他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值,測量電路如圖①所示,圖中的電壓表內阻很大.RL的測量結果如下表所示.
①
14、
溫度t(℃)
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
RL阻值(Ω)
54.3
51.5
48.3
44.7
41.4
37.9
34.7
回答下列問題:
(1)根據圖①所示的電路,在圖②所示的實物圖上連線.
(2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關系,在坐標紙上作出RL-t關系圖線.
(3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數如圖③、④所示.電流表的讀數為________,電壓表的讀數為________.此時等效電阻RL的阻值為________;熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為______.
解析 (3)讀出
15、電壓U=5.00V,I=115mA.RL==43.5Ω,再由RL-t關系曲線找出RL=43.5Ω對應的溫度t=64.0 ℃左右,也可由表中數據來求出,具體方法是:由圖像我們可以看出RL隨溫度均勻變化,當RL=43.5Ω時溫度t=60℃+×(44.7-43.5)℃=64.0℃.
答案 (1)連線如圖所示
(2)RL-t關系曲線如圖所示
(3)115mA 5.00V 43.5Ω 64.0℃(62~66℃)
14.(12分)如圖所示,M為一線圈電阻r=0.4Ω的電動機,電阻R=24Ω,電池電動勢E=40V.當電鍵S斷開時,理想電流表的示數I1=1.6A;當電鍵S閉合時,電流表的示數I
16、2=4.0A.求電鍵S閉合時電動機發(fā)熱消耗的功率和轉化為機械能的功率.
解析 設電源內阻為r′,當S斷開時,I1=,
即1.6=,得r′=1Ω.
當S閉合時,I2=4 A,則U內=I2·r′=4V
U外=E-U內=40V-4V=36V,
即電動機兩端電壓為36V
P熱=I2r=2r=2×0.4W=2.5W
P機=P總-P熱=×U外-2.5W=87.5W.
答案 2.5W 87.5W
15.(12分)如圖所示電路中,已知電阻R1=2Ω,R2=5Ω,燈泡L標有“3V 1.5W”字樣,電源內阻r=1Ω,滑動變阻器的最大阻值為Rx.當滑片P滑至a端時,電流表的示數為1 A,此時燈
17、泡L恰好正常發(fā)光.求:
(1)當滑片P滑至b端時,電流表的示數;
(2)當滑動變阻器Pb段的電阻為0.5rx時,變阻器上消耗的功率.
某同學的部分解答如下.
燈L的電阻RL==Ω=6Ω,
滑片P滑至b端時,燈L和(Rx+R2)并聯,并聯電阻為R并=,
由RL·IA=(Rx+R2)·I2(IA、I2分別為通過電流表和R2的電流)得
I2=,流過電源的電流為I=IA+I2.
上述解法是否正確?若正確,請求出最后結果;若不正確,請指出錯在何處,糾正后求出最后結果.
解析 燈L的電阻RL=6Ω正確,錯在沒有看出RPa和R2串聯部分已被短路
E=I(R1+r)+U0=1×(2+1
18、)V+3V=6V
I0==0.5A
Ix=I-I0=0.5A
Rx==6Ω
(1)當P滑至b端時,電流表示數為
I′==2A.
(2)當RPb=3Ω時,R并=2Ω
電流表示數為I″==1.2A
U并=E-I″(R1+r)=2.4V
PRPb==1.92W.
答案 (1)2A
(2)不正確,沒有看出RPa和R2串聯部分已短路
1.92W
16.(13分)如圖所示,定值電阻R0=2Ω,A和V均為理想電表,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端時,發(fā)現電壓表變化范圍為0~3V,電流表的變化范圍為0.75A~1.0A.求:
(1)電源的E和r;
(2)滑片P移
19、到什么位置時,電源的輸出功率最大,其最大值為多少?
解析 (1)設滑動變阻器接入電路部分電阻為Rx
則當Rx=0時,UV=0,對應電流IA=1.0A
由閉合電路歐姆定律得E=IA(R0+r)
當Rx最大時,U′V=3V,對應電流I′A=0.75A
則變阻器最大值Rmax==Ω=4Ω
由閉合電路歐姆定律有E=I′A(R0+r)+U′V
由以上幾式解得E=12V r=10Ω.
(2)電源的輸出功率為
P輸出=2(Rx+R0)
當Rx+R0=r時,電源輸出功率最大,
但Rx+R0恒小于r,故只有當Rx取最大值時,電源的輸出功率最大
即P輸出=2(Rmax+R0)
=2×(4+2)W=W.
答案 (1)12V 10Ω
(2)滑片滑到a端時,電源的輸出功率最大W