高中物理人教版1第二章恒定電流 市獲獎

第二章恒定電流檢測題(時間：60分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題7分，共21分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。)1．(2023·四川瀘州校級三模)如圖1所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q。將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，與P移動前相比()圖1A．U變小 B．I變小C．Q不變 D．Q減小解析當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動時，其接入電路的電阻值增大，外電路總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律可知，干路的電流I減小；變阻器兩端的電壓U＝E－I(R2＋r)，由I減小，可知U增大，即電容器C兩端的電壓增大，由Q＝CU可知，電容器的電荷量Q增大，故B正確，A、C、D錯誤。答案B2．如圖2所示，兩平行金屬板間帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則()圖2A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動D．R3上消耗的功率逐漸增大解析當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，R4接入電路部分的電阻減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，電源內(nèi)阻分擔(dān)的電壓增大，則路端電壓減小，R1分擔(dān)的電壓增大，則平行金屬板兩極板間電壓減小，帶電質(zhì)點(diǎn)P所受電場力減小，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；R3兩端電壓減小，R3中電流減小，通過電流表的電流增大，故電流表讀數(shù)增大，選項(xiàng)B錯誤；R3上消耗的功率逐漸減小，選項(xiàng)D錯誤；由于R2中電流增大，R2兩端電壓增大，R4兩端電壓減小，故電壓表讀數(shù)減小，選項(xiàng)A正確。答案A3．在如圖3所示的電路中，R1＝11Ω，r＝1Ω，R2＝R3＝6Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時，電容器C的帶電荷量為Q1；當(dāng)開關(guān)S斷開且電路穩(wěn)定時，電容器C的帶電荷量為Q2，則()圖3A．Q1∶Q2＝1∶3 B．Q1∶Q2＝3∶1C．Q1∶Q2＝1∶5 D．Q1∶Q2＝5∶1解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓，U2＝eq\f(ER2,R1＋R2＋r)＝eq\f(E,3)，Q1＝eq\f(E,3)C；當(dāng)開關(guān)S斷開時，電容器兩端電壓等于電源電動勢，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，選項(xiàng)A正確。答案A二、多項(xiàng)選擇題(本題共2小題，每小題7分，共計(jì)14分。每小題有多個選項(xiàng)符合題意。全部選對的得7分，選對但不全的得4分，錯選或不選的得0分。)4．如圖4所示電路中，L1、L2、L3、L4是四只相同的電燈，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，下列說法正確的是()圖4A．L1變亮 B．L2變亮C．L3變亮 D．L4變亮解析滑動變阻器的滑片向下滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，路端電壓U＝E－Ir減小，L1變暗，I1減小，I2增大，L2變亮，U2增大，U3＝U－U2減小，L3變暗，I3減小，I4＝I2－I3增大，L4變亮，B、D正確。答案BD5．如圖5所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說法正確的是()圖5A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7B．電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2解析根據(jù)電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻可知，電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7，選項(xiàng)A正確；根據(jù)電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線在縱軸的截距表示電源電動勢可知，電源1與電源2的電動勢之比是1∶1，選項(xiàng)B正確；根據(jù)曲線交點(diǎn)表示工作點(diǎn)，交點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源輸出功率，在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2，選項(xiàng)C正確；根據(jù)曲線交點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)的比值表示小燈泡電阻，在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是18∶25，選項(xiàng)D錯誤。答案ABC三、非選擇題(共4小題，共65分。按要求做答。)6．(12分)LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約為500Ω，電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有A．電流表A1(量程為50mA，內(nèi)阻RA1約為3Ω)B．電流表A2(量程為3mA，內(nèi)阻RA2＝15Ω)C．定值電阻R1＝697ΩD．定值電阻R2＝1985ΩE．滑動變阻器R(0～20Ω)F．電壓表V(量程0～12V，內(nèi)阻RV＝1kΩ)G．蓄電池E(電動勢為12V，內(nèi)阻很小)H．開關(guān)S(1)部分電路原理圖如圖6所示，請選擇合適的器材，電表1為，電表2為，定值電阻為。(填寫器材前的字母編號)圖6(2)將電路圖補(bǔ)充完整。(3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達(dá)式Rx＝(用已知量和測量量表示)，當(dāng)表達(dá)式中的(填字母)達(dá)到，記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式，其結(jié)果為LED燈正常工作時的電阻。解析(1)電表2與定值電阻串聯(lián)，應(yīng)是電流表，根據(jù)電流表示數(shù)可得LED兩端的電壓，由于電流表A1阻值未知，所以電表2選用A2，定值電阻R1阻值太小，因此定值電阻應(yīng)選用R2；電流表A1量程太大，電壓表內(nèi)阻已知，可以當(dāng)電流表使用，所以電表1選用電壓表。(3)電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I2，eq\f(U,RV)＝I2＋eq\f(I2R2＋RA2,Rx)，可得Rx＝eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)；當(dāng)I2(R2＋RA2)＝3V，即I2＝mA時LED燈正常工作，Rx的值為LED燈正常工作時的電阻。答案(1)FBD(2)如圖所示(3)eq\f(I2R2＋RA2,\f(U,RV)－I2)I2mA7．(15分)(2023·山東濟(jì)寧一模)老師要求同學(xué)們測出一待測電源的電動勢及內(nèi)阻，所給的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源E，定值電阻R1(阻值未知)，電壓表V(量程為V，內(nèi)阻很大)，電阻箱R(0～Ω)，單刀單擲開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2，導(dǎo)線若干。某同學(xué)連接了一個如圖7所示的電路，他接下來的操作是：將S2撥到a，撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖8所示的位置后，閉合S1，記錄此時電壓表示數(shù)為V，然后斷開S1；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，閉合S1，記錄此時電壓表的讀數(shù)(電壓表的示數(shù)如圖9所示)，然后斷開S1。圖7圖8(1)請你解答下列問題：圖8所示電阻箱的讀數(shù)為Ω，圖9所示的電壓表讀數(shù)為V。由此可算出定值電阻R1的阻值為Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖9圖10(2)在完成上述操作后，該同學(xué)繼續(xù)以下的操作：將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，閉合S1，讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)繪出了如圖10所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖像。由此可求得該電池組的電動勢E及內(nèi)阻r，其中E＝V，電源內(nèi)阻r＝Ω。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析(1)電阻箱的讀數(shù)為Ω。題圖電壓表的示數(shù)為V，根據(jù)歐姆定律得eq\f,R)＝eq\f,R＋R1)，解得，R1＝Ω。調(diào)節(jié)電阻箱時，需切斷電源。(2)將定值電阻等效到電源的內(nèi)部的電阻，根據(jù)E＝U＋eq\f(U,R)r′得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(1,R)·eq\f(r′,E)，知縱軸截距的倒數(shù)為電動勢，所以E＝eq\f(1,V≈V。eq\f(r′,E)＝eq\f－,＝2，r′＝Ω，r＝r′－R1＝Ω。答案(1)(2)8．(18分)在測定某金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中。(1)甲同學(xué)進(jìn)行了如下操作：①利用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d如圖11所示，則d＝mm。②測量金屬絲電阻Rx的電路圖如圖12所示，閉合電鍵S，先后將電壓表右側(cè)接線端P接a、b點(diǎn)時，電壓表和電流表的示數(shù)如下表所示。圖11圖12U/VI/A接線端P接a接線端P接b該同學(xué)認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)，在兩次測量中，電流表的讀數(shù)幾乎不變，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是，比較合理且較準(zhǔn)確的金屬絲電阻Rx測＝Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，從系統(tǒng)誤差的角度分析，Rx的測量值Rx測與其真實(shí)值Rx真相比較，有Rx測Rx真(選填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)乙同學(xué)找來一恒壓電源，按照如圖13所示的電路先后將接線端P接到a處和b處，測得的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示，該同學(xué)可利用該數(shù)據(jù)算出Rx的真實(shí)值為Rx＝Ω。圖13U/VI/A接線端P接a接線端P接b解析(1)①由螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可得金屬絲的直徑為mm＋×mm＝mm～mm之間均正確)。②當(dāng)P接在a點(diǎn)或b點(diǎn)時，電流幾乎不變，則表明電壓表內(nèi)阻很大，分流作用很小。被測金屬絲為小電阻，當(dāng)采用電流表外接法，即P接在a點(diǎn)時測量較為精確，由甲同學(xué)表中的數(shù)據(jù)可得電阻測量值為Rx測＝eq\f,Ω＝12Ω；當(dāng)采用電流表外接法時，電壓測量值為準(zhǔn)確值，但電流測量值偏大，所以金屬絲電阻的測量值偏小，即Rx測＜Rx真。(2)由乙同學(xué)的表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)接線端P接在b點(diǎn)時，電壓表的示數(shù)為V，此時電流表的示數(shù)為A，所以可得Rx＋RA＝eq\f,Ω＝15Ω，當(dāng)接線端P接在a點(diǎn)時，由表格數(shù)據(jù)可知，此時電壓表的示數(shù)為V，所以電流表兩端的電壓為U＝V－V＝V，因此可得電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f,Ω＝2Ω，因此金屬絲電阻的真實(shí)值為Rx＝15Ω－2Ω＝13Ω。答案(1)①～均對)②電壓表內(nèi)阻比金屬絲電阻大得多，電路的總電阻幾乎未變12＜(2)139．(20分)(2023·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，23)圖14(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。圖14(1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為1mA；R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱，電表量程為3mA；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù)，可以求出R1＝Ω，R2＝Ω。(2)現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為150Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝電表的3mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時需選取的刻度為、、、、、mA。電池的電動勢為V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；定值電阻R0有兩種規(guī)格，阻值分別為300Ω和1000Ω；滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為750Ω和3000Ω。則R0應(yīng)選用阻值為Ω的電阻，R應(yīng)選用最大阻值為Ω的滑動變阻器。(3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R′為保護(hù)電阻，虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱(填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是：_______________________________________。解析(1)定值電阻和毫安表表頭是并聯(lián)關(guān)系，電壓相等，電流和電阻成反比。若使用a和b兩個接線柱，量程為3mA，則通過R1、R2的電流為2mA，則通過毫安表表頭和R1、R2的電流比為1∶2，所以電阻比為2∶1，可得R1＋R2＝eq\f(1,2)Rg＝50Ω；若使用a和c兩個接線柱，電表量程為10mA，通過R1的電流為9mA，電流比為1∶9，可得電阻比eq\f(Rg＋R2,R1)＝eq\f(9,1)，即R1＝eq\f(1,9)(Rg＋R2)，整理可得R1＝15Ω，R2＝35