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1、單元質(zhì)檢八　恒定電流 (時(shí)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(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分) 1.下圖是一種臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)器的電路圖,圓環(huán)為電阻絲,P為可調(diào)節(jié)滑片。下列說(shuō)法正確的是(　　) A.P在b點(diǎn),燈最亮 B.P在c點(diǎn),燈最亮 C.P從a點(diǎn)滑向b點(diǎn)過(guò)程中,電流逐漸增大 D.P從a點(diǎn)滑向b點(diǎn)過(guò)程中,電流逐漸減小 答案:D 解析:臺(tái)燈的功率P=I2R,式中R為臺(tái)燈的電阻,在電源電壓不變時(shí),電路中的電流隨接入電路中的電阻

2、絲的長(zhǎng)度而改變,當(dāng)P滑到c點(diǎn)時(shí)電阻絲接入電路的電阻最大,電流最小,臺(tái)燈最暗,故只有選項(xiàng)D正確。 2.(2019·云南高三一模)如圖甲所示,在材質(zhì)均勻的圓形薄電阻片上,挖出一個(gè)偏心小圓孔。在彼此垂直的直徑AB和CD兩端引出四個(gè)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(yīng)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(duì)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(jù)P=U2R可知接在CD兩端電阻片熱功率大,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 3.如圖所示,E為內(nèi)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(shí)開關(guān)S閉合,V與A均有讀數(shù),某時(shí)刻V和A的讀數(shù)均變大,則電路中可能出現(xiàn)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(dāng)R1斷路時(shí),電流表示數(shù)變?yōu)?,A錯(cuò)誤;當(dāng)R2斷路時(shí),外電路的總電阻變大,故路端電壓變大,即電壓表讀數(shù)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(shù)變大,與題目所給的現(xiàn)象吻合,故電路是R2斷路,B正確;當(dāng)R1短路或R3短路時(shí),外電路電阻變小,路端電壓變小,即電壓表示數(shù)變小,C、D錯(cuò)誤。 4.某電池對(duì)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(shuō)法正確的是(　　) A.該電源的電動(dòng)勢(shì)E=2 V B.該電源的內(nèi)阻r=1 Ω C.若I=2 A時(shí),則外電阻R=1 Ω D.同一輸出功率P可對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的電流I1、I2,即對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R1、R2,且r=R1·R2 答案:A 解析:對(duì)于電源,輸出功率P=EI-I2r=-rI-E2r2+E24r,則當(dāng)I=E2r時(shí),輸出功率最大,為P=E24r,結(jié)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(cuò)誤;若I=2A,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有I=ER+r,2A=2VR+0.5Ω,解得R=0.5Ω,故C錯(cuò)誤;結(jié)合圖像,同一輸出功率P可對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的電流I1、I2,即對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻R1、R2,有Er+R12R1=Er+R22R2,解得r2=R1·R2,故D錯(cuò)誤。 5.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻r,R1、R2為定值電阻,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電壓表V的示數(shù)增大ΔU,在此過(guò)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(guò)電阻R1的電流增加,增加

6、量一定等于ΔUR1 D.通過(guò)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(shù)增大ΔU,由E=U+IR2+Ir可知R2兩端的電壓及電源內(nèi)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(cuò)誤;由于電源的內(nèi)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(shù)增大量ΔU,故B錯(cuò)誤;電壓表V的示數(shù)增大,則通過(guò)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(cuò)誤。 6.如圖所示,曲線C1、C2分別是直流電

7、路中內(nèi)、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(shuō)法正確的是(　　) A.電源的電動(dòng)勢(shì)為4 V B.電源的內(nèi)阻為1 Ω C.電源的輸出功率最大為8 W D.電源被短路時(shí),電源消耗的功率為16 W 答案:ABD 解析:由題圖可知,當(dāng)電流為2A時(shí),內(nèi)電路消耗功率為4W,由I2r=4W可得電源的內(nèi)阻為r=1Ω,選項(xiàng)B正確;當(dāng)電流為2A時(shí),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(dòng)勢(shì)為E=4V,選項(xiàng)A正確;由U=IR可得外電路電阻R=1Ω時(shí),電源輸出功率最大,最大值為4W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源被短路時(shí),短路電流為Er=4A,電源消耗的功率為I2

8、r=16W,選項(xiàng)D正確。 7.如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r、R0為定值電阻,電容器的電容為C。閉合開關(guān)S,增大可變電阻R的阻值,電壓表示數(shù)的變化量為ΔU,電流表示數(shù)的變化量為ΔI,則(　　) A.變化過(guò)程中ΔU和ΔI的比值保持不變 B.電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)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(guān)S,增大可變電阻R的阻值,電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)增大,變化過(guò)程中ΔU和ΔI的比值等于定值電阻R0與電源內(nèi)阻r之和,保持不變;電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值等于可變電阻R的阻值,逐漸

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

10、值的絕對(duì)值不變 答案:ABD 解析:滑片P向上滑動(dòng),R2減小,總電阻減小,總電流增大,電源內(nèi)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(jù)這些變化關(guān)系可知,圖線a是電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線,圖線b是電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線,圖線c是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線,選項(xiàng)A、B正確;ΔU1ΔI=r,而ΔU2ΔI=R1,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 二、實(shí)驗(yàn)題(44分) 9.(10分)(2018·全國(guó)卷Ⅲ)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0 Ω);V可視為理想電壓表;S1為單刀開關(guān),S2

11、為單刀雙擲開關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn): (1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖甲,將圖乙中實(shí)物連線。 (2)將滑動(dòng)變阻器滑片置于適當(dāng)?shù)奈恢?閉合S1。 (3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2。 (4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=　　　　　　　　　(用R0、U1、U2表示)。? (5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù): 項(xiàng)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(cè)量所得U2U1的平均值,求得Rx=　　　　Ω。(保留1位小數(shù))? 答案:(1)實(shí)物連線如圖 (4)U2U1-1R0 (6)48.2 解析:(4)開關(guān)S2置于1端時(shí),電壓表測(cè)量的是R0兩端的電壓,此時(shí)電路中的電流為I=U1R0;開關(guān)S2置于2端時(shí),電壓表的讀數(shù)為R0和Rx串聯(lián)后的總電壓,因此待測(cè)電阻兩端的電壓為Ux=U2-U1;通過(guò)R0和Rx的電流相等,所以待測(cè)電阻的阻值為Rx=U2-U1I=U2U1-1R0。 (6)Rx=U2U1-1R0,由表格中5次U2U1的數(shù)據(jù)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(cè))一根均勻的細(xì)長(zhǎng)空心金屬管線,其橫截面如圖甲所示,長(zhǎng)度為l,電阻R約為5 Ω,這種金屬的電阻率為ρ。因管線內(nèi)徑太小無(wú)法直接測(cè)量,某同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)方案盡可能精確地測(cè)定它的內(nèi)徑d。 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線外徑D,圖乙為螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù),用該螺旋測(cè)微器測(cè)量的管線外徑讀數(shù)為5.200 mm,則所測(cè)金屬管線外徑D=　　　　 mm。? (2)為測(cè)量金屬管線的電阻R,取兩節(jié)新的干電池(內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)和導(dǎo)線若干及下列器材: A.電流表0~0.6 A,內(nèi)阻約0.

14、05 Ω B.電流表0~3 A,內(nèi)阻約0.01 Ω C.電壓表0~3 V,內(nèi)阻約10 kΩ D.電壓表0~15 V,內(nèi)阻約50 kΩ E.滑動(dòng)變阻器,0~10 Ω(額定電流為0.6 A) F.滑動(dòng)變阻器,0~100 Ω(額定電流為0.3 A) 為準(zhǔn)確測(cè)出金屬管線阻值,電流表應(yīng)選　　　　;電壓表應(yīng)選　　　　;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 　　　　(填序號(hào))。? (3)如圖丙所示,請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求用筆畫線將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整。 丙 (4)根據(jù)已知的物理量(長(zhǎng)度l、電阻率ρ)和實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量(電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I、金屬管線外徑D),可得金屬管線內(nèi)徑表達(dá)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(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)為3.3×0.01mm=0.033mm;螺旋測(cè)微器測(cè)量的管線外徑讀數(shù)為5.200mm,則所測(cè)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(dòng)勢(shì)為3V,因此電壓表選擇3V的量程,即為C;因?yàn)殡娐分凶畲箅娏鞔蠹s為Im=ER=35A=0.6A,為了測(cè)量的準(zhǔn)確性,電流表應(yīng)選擇A;滑動(dòng)變阻器采用限流接法,因?yàn)榇郎y(cè)電阻較小,所以滑動(dòng)變阻器選擇E。 (3)由于待測(cè)電阻較小,所以電流表采用外接法,實(shí)物連接如圖所示。 (4)根據(jù)歐姆定律得R=UI,又R=

16、ρlS,則S=ρlIU,因?yàn)镾=πD22-πd22,解得d=D2-4ρIlπU。 11.(11分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和電阻R1的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r);待測(cè)電阻R1;電壓表V(量程0~1.5 V,內(nèi)阻很大);電阻箱R(0~99.99 Ω);開關(guān)S1;單刀雙擲開關(guān)S2;導(dǎo)線若干。 (1)先測(cè)量電阻R1的阻值,請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整。 ①閉合S1,將S2切換到a,調(diào)節(jié)電阻箱,讀出其示數(shù)R0和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U1; ②保持電阻箱示數(shù)不變,將S2切換到b,讀出電壓表的示數(shù)U2; ③則電阻R1表達(dá)式為R1=　　　　　　　　　

17、　。? (2)該同學(xué)已經(jīng)測(cè)得電阻R1=4.95 Ω,繼續(xù)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的做法是閉合S1,將S2切換到a,多次調(diào)節(jié)電阻箱,讀出多組電阻箱示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,由測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出了如圖乙所示的1U?1R圖線,則電源電動(dòng)勢(shì)E=　　　?V,內(nèi)阻r=　　　?Ω。(保留三位有效數(shù)字)? 答案:(1)U2-U1U1R0　(2)1.43　1.05 解析:(1)根據(jù)歐姆定律,通過(guò)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(jù)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(dòng)勢(shì)E=1.43V,斜率k=R1+rE,可求內(nèi)阻r=1.05Ω。 12.(12分)(1)圖甲是多用電表的簡(jiǎn)化電路圖,作為電壓表使用時(shí),選擇開關(guān)應(yīng)接　　　　;作為歐姆表使用時(shí),選擇開關(guān)應(yīng)接　　　　(均選填“1”“2”或“3”)。使用多用電表時(shí),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(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路如圖乙。調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數(shù)R和多用電表示數(shù)I,作出R- 1I的圖線如圖丙所示。由圖丙可求得電動(dòng)勢(shì)E=　　　　V,內(nèi)阻r=　　　　Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)? 如果忽略偶然誤差,本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的E測(cè)、r

19、測(cè)與真實(shí)值比較:E測(cè)　　　　E真,r測(cè)　　　　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(shí),選擇開關(guān)應(yīng)接位置3;作為歐姆表使用時(shí),選擇開關(guān)應(yīng)接2,內(nèi)部電源被接通,可測(cè)量電阻;使用時(shí),電流一定從紅表筆流入,即從A端流入。 (2)根據(jù)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(dòng)勢(shì),在縱軸上截距的絕對(duì)值表示內(nèi)阻,則E=(6+1.2)Ω2.5A-1=2.9V,r=1.2Ω。將多用電表的內(nèi)阻等效到電源的內(nèi)部,則測(cè)量的內(nèi)阻等于電源的實(shí)際內(nèi)阻與多用電表的內(nèi)阻之和,所以內(nèi)阻測(cè)量值偏大。當(dāng)電阻箱阻值無(wú)窮大時(shí),電流表分壓可以忽略,故本實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量準(zhǔn)確。