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1、單元質檢八　恒定電流 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得7分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.下圖是一種臺燈亮度調節(jié)器的電路圖,圓環(huán)為電阻絲,P為可調節(jié)滑片。下列說法正確的是(　　) A.P在b點,燈最亮 B.P在c點,燈最亮 C.P從a點滑向b點過程中,電流逐漸增大 D.P從a點滑向b點過程中,電流逐漸減小 答案:D 解析:臺燈的功率P=I2R,式中R為臺燈的電阻,在電源電壓不變時,電路中的電流隨接入電路中的電阻

2、絲的長度而改變,當P滑到c點時電阻絲接入電路的電阻最大,電流最小,臺燈最暗,故只有選項D正確。 2.(2019·云南高三一模)如圖甲所示,在材質均勻的圓形薄電阻片上,挖出一個偏心小圓孔。在彼此垂直的直徑AB和CD兩端引出四個電極A、B、C、D。先后分別將A、B和C、D接在電壓恒為U的電路上,如圖乙和圖丙所示。比較兩種接法中電阻片的熱功率大小,應有(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.接在AB兩端電阻片熱功率大 B.接在CD兩端電阻片熱功率大 C.兩種接法電阻片電阻圖丙的大 D.兩種接法電阻片電阻一樣大 答案:B 解析:對題圖乙和丙,可看成兩電阻并聯(lián)。某一確定的電阻

3、,若分成兩部分的電阻越接近,則并聯(lián)情況下總電阻就越大,所以接在AB兩端的并聯(lián)總電阻較大,根據P=U2R可知接在CD兩端電阻片熱功率大,故B正確,A、C、D錯誤。 3.如圖所示,E為內阻不能忽略的電池,R1、R2、R3均為定值電阻,V與A均為理想電表;開始時開關S閉合,V與A均有讀數,某時刻V和A的讀數均變大,則電路中可能出現的故障是(　　) A.R1斷路 B.R2斷路 C.R1短路 D.R3短路 答案:B 解析:當R1斷路時,電流表示數變?yōu)?,A錯誤;當R2斷路時,外電路的總電阻變大,故路端電壓變大,即電壓表讀數變大,電路的總電流減小,故R1上的電壓減小,R3兩端電壓變大

4、,故電流表讀數變大,與題目所給的現象吻合,故電路是R2斷路,B正確;當R1短路或R3短路時,外電路電阻變小,路端電壓變小,即電壓表示數變小,C、D錯誤。 4.某電池對純電阻供電的輸出功率P隨電流I變化的圖像如圖所示。則下列說法正確的是(　　) A.該電源的電動勢E=2 V B.該電源的內阻r=1 Ω C.若I=2 A時,則外電阻R=1 Ω D.同一輸出功率P可對應兩個不同的電流I1、I2,即對應兩個不同的外電阻R1、R2,且r=R1·R2 答案:A 解析:對于電源,輸出功率P=EI-I2r=-rI-E2r2+E24r,則當I=E2r時,輸出功率最大,為P=E24r,結合圖像有

5、E2r=2A,E24r=2W,聯(lián)立解得E=2V,r=0.5Ω,故A正確,B錯誤;若I=2A,根據閉合電路歐姆定律,有I=ER+r,2A=2VR+0.5Ω,解得R=0.5Ω,故C錯誤;結合圖像,同一輸出功率P可對應兩個不同的電流I1、I2,即對應兩個不同的外電阻R1、R2,有Er+R12R1=Er+R22R2,解得r2=R1·R2,故D錯誤。 5.如圖所示,電源電動勢為E、內阻r,R1、R2為定值電阻,調節(jié)電阻箱R的阻值,使電壓表V的示數增大ΔU,在此過程中(　　) A.路端電壓增加,增加量一定等于ΔU B.電阻R2兩端的電壓減小,減少量一定等于ΔU C.通過電阻R1的電流增加,增加

6、量一定等于ΔUR1 D.通過電阻R2的電流減小,但減少量一定大于ΔUR2 答案:C 解析:電壓表V的示數增大ΔU,由E=U+IR2+Ir可知R2兩端的電壓及電源內電壓減小ΔU,所以干路電流減小,則R2兩端的電壓減少,所以路端電壓的增加量一定小于ΔU,故A錯誤;由于電源的內電壓也減小,所以R2兩端的電壓減少量一定小于電壓表V的示數增大量ΔU,故B錯誤;電壓表V的示數增大,則通過R1的電流增加,由于R1是定值電阻,所以其電流增加量一定等于ΔUR1,故C正確;由于R2兩端的電壓減小量小于ΔU,R2是定值電阻,所以電流減少量一定小于ΔUR2,故D錯誤。 6.如圖所示,曲線C1、C2分別是直流電

7、路中內、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線,由該圖可知,下列說法正確的是(　　) A.電源的電動勢為4 V B.電源的內阻為1 Ω C.電源的輸出功率最大為8 W D.電源被短路時,電源消耗的功率為16 W 答案:ABD 解析:由題圖可知,當電流為2A時,內電路消耗功率為4W,由I2r=4W可得電源的內阻為r=1Ω,選項B正確;當電流為2A時,外電路消耗功率也為4W,外電路路端電壓U=2V,由E=U+Ir可得電源的電動勢為E=4V,選項A正確;由U=IR可得外電路電阻R=1Ω時,電源輸出功率最大,最大值為4W,選項C錯誤;電源被短路時,短路電流為Er=4A,電源消耗的功率為I2

8、r=16W,選項D正確。 7.如圖所示電路中,電源電動勢為E、內阻為r、R0為定值電阻,電容器的電容為C。閉合開關S,增大可變電阻R的阻值,電壓表示數的變化量為ΔU,電流表示數的變化量為ΔI,則(　　) A.變化過程中ΔU和ΔI的比值保持不變 B.電壓表示數U和電流表示數I的比值不變 C.電阻R0兩端電壓減小,減小量為ΔU D.電容器所帶的電荷量增大,增加量為CΔU 答案:AD 解析:閉合開關S,增大可變電阻R的阻值,電流表示數減小,電壓表示數增大,變化過程中ΔU和ΔI的比值等于定值電阻R0與電源內阻r之和,保持不變;電壓表示數U和電流表示數I的比值等于可變電阻R的阻值,逐漸

9、增大,選項A正確,B錯誤;電阻R0兩端電壓減小,減小量小于ΔU,選項C錯誤;電容器所帶的電荷量增大,增加量為CΔU,選項D正確。 8.在如圖甲所示電路中,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向上滑動的過程中,四個理想電表的示數都發(fā)生變化。圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數隨電流表示數變化的情況,下列說法正確的是(　　) A.圖線a表示的是電壓表V3的示數隨電流表示數變化的情況 B.圖線c表示的是電壓表V2的示數隨電流表示數變化的情況 C.此過程中電壓表V1示數的變化量ΔU1和電流表示數變化量ΔI的比值的絕對值變大 D.此過程中電壓表V2示數的變化量ΔU2和電流表示數變化量ΔI的比

10、值的絕對值不變 答案:ABD 解析:滑片P向上滑動,R2減小,總電阻減小,總電流增大,電源內電壓增大,路端電壓減小,R1兩端電壓增大,R2兩端電壓減小,根據這些變化關系可知,圖線a是電壓表V3的示數隨電流表示數變化的圖線,圖線b是電壓表V1的示數隨電流表示數變化的圖線,圖線c是電壓表V2的示數隨電流表示數變化的圖線,選項A、B正確;ΔU1ΔI=r,而ΔU2ΔI=R1,選項C錯誤,D正確。 二、實驗題(44分) 9.(10分)(2018·全國卷Ⅲ)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 Ω);V可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2

11、為單刀雙擲開關;E為電源;R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗: (1)按照實驗原理線路圖甲,將圖乙中實物連線。 (2)將滑動變阻器滑片置于適當的位置,閉合S1。 (3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器滑片的位置,記下此時電壓表V的示數U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表V的示數U2。 (4)待測電阻阻值的表達式Rx=　　　　　　　　　(用R0、U1、U2表示)。? (5)重復步驟(3),得到如下數據: 項目 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36

12、1.49 U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測量所得U2U1的平均值,求得Rx=　　　　Ω。(保留1位小數)? 答案:(1)實物連線如圖 (4)U2U1-1R0 (6)48.2 解析:(4)開關S2置于1端時,電壓表測量的是R0兩端的電壓,此時電路中的電流為I=U1R0;開關S2置于2端時,電壓表的讀數為R0和Rx串聯(lián)后的總電壓,因此待測電阻兩端的電壓為Ux=U2-U1;通過R0和Rx的電流相等,所以待測電阻的阻值為Rx=U2-U1I=U2U1-1R0。 (6)Rx=U2U1-1R0,由表格中5次U2U1的數據可得,U2U

13、1的平均值為3.41,代入上式得Rx=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω。 10.(11分)(2019·廈門高三檢測)一根均勻的細長空心金屬管線,其橫截面如圖甲所示,長度為l,電阻R約為5 Ω,這種金屬的電阻率為ρ。因管線內徑太小無法直接測量,某同學設計下列實驗方案盡可能精確地測定它的內徑d。 (1)用螺旋測微器測量金屬管線外徑D,圖乙為螺旋測微器校零時的示數,用該螺旋測微器測量的管線外徑讀數為5.200 mm,則所測金屬管線外徑D=　　　　 mm。? (2)為測量金屬管線的電阻R,取兩節(jié)新的干電池(內阻不計)、開關和導線若干及下列器材: A.電流表0~0.6 A,內阻約0.

14、05 Ω B.電流表0~3 A,內阻約0.01 Ω C.電壓表0~3 V,內阻約10 kΩ D.電壓表0~15 V,內阻約50 kΩ E.滑動變阻器,0~10 Ω(額定電流為0.6 A) F.滑動變阻器,0~100 Ω(額定電流為0.3 A) 為準確測出金屬管線阻值,電流表應選　　　　;電壓表應選　　　　;滑動變阻器應選 　　　　(填序號)。? (3)如圖丙所示,請按實驗要求用筆畫線將實物圖中的連線補充完整。 丙 (4)根據已知的物理量(長度l、電阻率ρ)和實驗中測量的物理量(電壓表讀數U、電流表讀數I、金屬管線外徑D),可得金屬管線內徑表達式d=　。? 答案:(1)

15、5.167　(2)A　C　E　(3)見解析圖　(4)D2-4ρIlπU 解析:(1)螺旋測微器校零時的示數為3.3×0.01mm=0.033mm;螺旋測微器測量的管線外徑讀數為5.200mm,則所測金屬管線外徑D=(5.200-0.033)mm=5.167mm。 (2)兩節(jié)新的干電池電動勢為3V,因此電壓表選擇3V的量程,即為C;因為電路中最大電流大約為Im=ER=35A=0.6A,為了測量的準確性,電流表應選擇A;滑動變阻器采用限流接法,因為待測電阻較小,所以滑動變阻器選擇E。 (3)由于待測電阻較小,所以電流表采用外接法,實物連接如圖所示。 (4)根據歐姆定律得R=UI,又R=

16、ρlS,則S=ρlIU,因為S=πD22-πd22,解得d=D2-4ρIlπU。 11.(11分)某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E、內阻r和電阻R1的阻值。實驗器材有:待測電源(電動勢為E,內阻為r);待測電阻R1;電壓表V(量程0~1.5 V,內阻很大);電阻箱R(0~99.99 Ω);開關S1;單刀雙擲開關S2;導線若干。 (1)先測量電阻R1的阻值,請將該同學的操作補充完整。 ①閉合S1,將S2切換到a,調節(jié)電阻箱,讀出其示數R0和對應的電壓表示數U1; ②保持電阻箱示數不變,將S2切換到b,讀出電壓表的示數U2; ③則電阻R1表達式為R1=　　　　　　　　　

17、　。? (2)該同學已經測得電阻R1=4.95 Ω,繼續(xù)測量電源電動勢E和內阻r的做法是閉合S1,將S2切換到a,多次調節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U,由測得的數據,繪出了如圖乙所示的1U?1R圖線,則電源電動勢E=　　　?V,內阻r=　　　?Ω。(保留三位有效數字)? 答案:(1)U2-U1U1R0　(2)1.43　1.05 解析:(1)根據歐姆定律,通過電阻箱的電流I=U1R0,R1的電壓為U2-U1,所以可得R1=U2-U1I=U2-U1U1R0; (2)根據閉合電路的歐姆定律得E=U+UR(R1+r),即1U=R1+rE·1R+1E,所以圖像與縱軸的截距1U

18、=1E,可得電動勢E=1.43V,斜率k=R1+rE,可求內阻r=1.05Ω。 12.(12分)(1)圖甲是多用電表的簡化電路圖,作為電壓表使用時,選擇開關應接　　　　;作為歐姆表使用時,選擇開關應接　　　　(均選填“1”“2”或“3”)。使用多用電表時,電流一定從　　　　(選填“A”或“B”)端流入多用電表。? 甲 (2)利用多用電表和電阻箱測量一電源的電動勢和內阻的電路如圖乙。調節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數R和多用電表示數I,作出R- 1I的圖線如圖丙所示。由圖丙可求得電動勢E=　　　　V,內阻r=　　　　Ω。(結果均保留兩位有效數字)? 如果忽略偶然誤差,本實驗測得的E測、r

19、測與真實值比較:E測　　　　E真,r測　　　　r真。(均選填“<”“=”或“>”)? 乙 丙 答案:(1)3　2　A (2)2.9(2.8~3.0)　1.2(1.1~1.3)　=　> 解析:(1)由題圖甲可知,作為電壓表使用時,選擇開關應接位置3;作為歐姆表使用時,選擇開關應接2,內部電源被接通,可測量電阻;使用時,電流一定從紅表筆流入,即從A端流入。 (2)根據閉合電路歐姆定律,E=IR+Ir,則R=1IE-r,可知圖線斜率表示電動勢,在縱軸上截距的絕對值表示內阻,則E=(6+1.2)Ω2.5A-1=2.9V,r=1.2Ω。將多用電表的內阻等效到電源的內部,則測量的內阻等于電源的實際內阻與多用電表的內阻之和,所以內阻測量值偏大。當電阻箱阻值無窮大時,電流表分壓可以忽略,故本實驗中電動勢的測量準確。