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2012走向高考系列物理一轮复习配套练习--恒定电流 综合测试题17


2012 走向高考系列物理一轮复习配套练习 恒定电流 综合测试题
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分 100 分,考试时间 90 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只 有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分, 选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.下列说法正确的是 ( )

U A.由 R= 知,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比 I U U B.比值 反映了导体阻碍电流的性质,即电阻 R= I I C.导体中电流越大,导体电阻越小 U D.由 I= 知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 R [答案] BD U [解析] 导体的电阻决于导体自身,与 U、I 无关,故 A、C 错误;比值 反映了导体对电流 I 的阻碍作用,是电阻的定义式,即选项 B 正确;由欧姆定律可知,D 项正确. 2.如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流 I 的关系图线,下列说 法中正确的是 A.路端电压都为 U0 时,它们的外电阻相等 B.电流都是 I0 时,两电源的内电压相等 C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 [答案] AC U [解析] 外电阻 R= ,甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),说明两电源的外电阻相等, I 故 A 对;由题图图线可知,甲的电动势大于乙的电动势,甲的内阻大于乙的内阻,故 C 对 D 错;电源的内电压 U 内=Ir,因甲的内阻比乙的内阻大,所以当电流都为 I0 时, 甲的内电压较大,故 B 错. 3.(2009·镇江模拟)如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路, ( )

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蓄电池内阻为 0.05Ω .电流表和电压表均为理想电表, 只接通 S1 时, 电流表示数为 10A, 电压表示数为 12V,再接通 S2,启动电动机工作时,电流表示数变为 8A,则此时通过 启动电动机的电流是 ( )

A.2A C.50A [答案] C

B.8A D.58A

[解析] 只接通 S1 时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R 灯 U 12 E-I′R灯 = = Ω =1.2Ω ,再接通 S2 后,流过电动机的电流为:I 电动机= -I′ I 10 r = 12.5-8×1.2 A-8A=50A,故选项 C 正确. 0.05

4.如下图所示,电源电动势为 4V,当接通 K 时, L1 和 L2 均不亮, 灯 用电压表测得 Uab=0, Ubc=0,Ucd=Uad=4V.由此可知断路处是 ( )

A.灯 L1 C.灯 L1 和 L2 [答案] D

B.灯 L2 D.变阻器 R

[解析] Ucd=4V,说明 a、c 之间的电路没有断路,因为若此处断路,则电压表不可能有读 数;同理,Uad=4V,说明 a、d 之间的电路没有断路,又 Uab=0,Ubc=0,所以断路 只可能是滑动变阻器. 5.(2009·武汉模拟)两个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表 A1、A2.已知电 流表 A1 量程大于 A2 的量程,改装好后把它们按图接入电路,则( )

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A.电流表 A1 的读数大于电流表 A2 的读数 B.电流表 A1 的读数等于电流表 A2 的读数 C.电流表 A1 的偏转角等于电流表 A2 的偏转角 D.电流表 A1 的偏转角小于电流表 A2 的偏转角 [答案] AC [解析] A1 与 A2 并联,电压相同,由于 A1 量程大于 A2,说明 A1 的内阻小于 A2 的内阻, 故通过 A1 的电流大于 A2,所以 A 对 B 错.将小量程电流表表头改装成较大量程的电流 表,都是并联小电阻,因此两表头仍为并联关系,通过表头的电流相等,所以表头指针 偏转相同,故正确答案选 A、C. 6.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗.如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时 电流表读数为 10A,电动机启动时电流表读数为 58A.若电源电动势为 12.5V,内阻为 0.05Ω ,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了( )

A.35.8W C.48.2W [答案] B

B.43.2W D.76.8W

E 12.5 [解析] 车灯电阻为 R= -r= Ω -0.05Ω =1.2Ω ,电动机未启动时车灯的电功率 P1 I 10 =I2R=102×1.2W=120W.电动机启动后,电源内阻消耗的电压 Ur=Ir=58×0.05V= 2.9V,车灯与电动机的并联电压为 U=E-Ur=(12.5-2.9)V=9.6V,车灯的电功率为 U2 9.62 P2= = W=76.8W,车灯电功率降低了 Δ P=P1-P2=43.2W. R 1.2 7.有四盏灯,接入如图电路中,L1 和 L2 都标有“220V,100W”字样,L3 和 L4 都标有 “220V,40W”字样,把电路接通后,最暗的灯将是 ( )

A.L1 C.L3
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B.L2 D.L4
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[答案] C [解析] 由它们铭牌上所标的额定电压、额定功率可判出电阻之间的关系是:R1=R2<R3= R4,即 R4>R1>R23 并,此时把 L2、L3 的并联当成一个电阻,因此可以知道:P4>P1>(P2 +P3),原因是串联电路 P 与 R 成正比.对于 L2 和 L3 来讲,它们的电压相同,P3<P2, 原因是并联电路 P 与 R 成反比.可得 L3 灯最暗(功率最小). 8. 硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、 灯塔和无人气象站等, 高速公路上安装的“电 子眼”通常也采用硅光电池供电.硅光电池的原理如图所示,a、b 是硅光电池的两个 电极,P、N 是两块硅半导体,E 区是两块半导体自发形成的匀强电场区,P 的上表面镀 有一层增透膜.光照射到半导体 P 上,使 P 内受原子束缚的电子成为自由电子,自由电 子经 E 区电场加速到达半导体 N,从而产生电动势,形成电流.以下说法中正确的是 ( )

A.E 区匀强电场的方向由 P 指向 N B.电源内部的电流方向由 P 指向 N C.a 电极为电池的正极 D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置 [答案] C [解析] 由于自由电子经 E 区电场加速到半导体 N,所以 E 区匀强电场的方向由 N 指向 P, 选项 A 错,因正电荷定向移动的方向为电流方向,与电子移动方向相反,所以选项 B 错;由电流方向知,选项 C 正确;由题意知硅光电池是一种把光能转化为电能的装置, 选项 D 错. 9.(2010·韶关模考)在如图所示的电路中,R1、R2、R3 均为可变电阻.当开关 S 闭合后, 两平行金属板 MN 中有一带电液滴正好处于静止状态.为使带电液滴向上加速运动,可 采取的措施是 ( )

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A.增大 R1 C.减小 R3 [答案] B

B.减小 R2 D.增大 MN 间距

[解析] 由题意知带电液滴带负电,带电液滴原来处于静止状态,则电场力与重力平衡.为 了让带电液滴向上加速运动,只要增大电场力即可,减小 R2 或增大 R3,都可使电场力 增大,B 项正确;若增加两板间距,电场强度减小,带电液滴将向下加速运动,不符合 题意. 10.如图所示,电路中的电阻均为 1Ω ,电源电动势为 3V,内阻为 0.5Ω ,电流表、电压表 均为理想电表,则此时电流表、电压表的读数分别是 ( )

A.3A、3V C.3A、1.5V [答案] B

B.1.5A、1.5V D.1.5A、3V

E 3V [解析] 此题的等效电路如图, 由闭合电路的欧姆定律有: I= = =3A, R总+r 0.5Ω +0.5Ω 1 I′=I3= I=1.5A,U3=I3R3=1.5V,故应选 B. 2

第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、填空题(共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分.把答案直接填在横线上) 11.(6 分)(2009·天津)如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流 Ig=
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300μ A,内阻 Rg=100Ω ,可变电阻 R 的最大阻值为 10kΩ ,电池的电动势 E=1.5V, 内阻 r=0.5Ω ,图中与接线柱 A 相连的表笔颜色应是________色,按正确使用方法测 量电阻 Rx 的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则 Rx=________kΩ .若该欧姆表使用 一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述 Rx,其测量结果与原结果相比较________(填“变大”“变小”或“不变”).

[答案] 红 5 变大 [解析] 欧姆表是电流表改装的, 必须满足电流的方向“+”进“-”出, 即回路中电流从 标有“+”标志的红表笔进去,所以与 A 相连的表笔颜色是红色;当两表笔短接(即 Rx E =0)时,电流表应调至满偏电流 Ig,设此时欧姆表的内阻为 R 内,此时有关系 Ig= R内 E Ig E 得 R 内= =5kΩ ;当指针指在刻度盘的正中央时 I=Ig/2,有 = ,代入数 Ig 2 R内+Rx 据可得 Rx=R 内=5kΩ ;当电池电动势变小、内阻变大时,欧姆表得重新调零,由于满 偏电流 Ig 不变,由公式 I= E IgR内 Ig = = ,可知当 R 内变小时,I 变小, R内+Rx R内+Rx Rx 1+ R内

指针跟原来的位置相比偏左了,欧姆表的示数变大了. 12.(6 分)(2009·安徽)用下图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻 较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻 R0 起保护作 用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

(a)电流表(量程 0.6A、3A); (b)电压表(量程 3V、15V) (c)定值电阻(阻值 1Ω 、额定功率 5W) (d)定值电阻(阻值 10Ω 、额定功率 10W)
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(e)滑动变阻器(阻值范围 0~10Ω 、额定电流 2A) (f)滑动变阻器(阻值范围 0~100Ω 、额定电流 1A) 那么 (1)要正确完成实验,电压表的量程应选择________V,电流表的量程应选择________A;R0 应选择________Ω 的定值电阻,R 应选择阻值范围是________Ω 的滑动变阻器. (2)引起该实验系统误差的主要原因是______________________________. [答案] (1)3 0.6 1 0~10 (2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实

际输出电流小 [解析] 由于电源是一节干电池(1.5V),所以选量程为 3V 的电压表;估算电流时,考虑到 干电池的内阻一般几欧左右, 加上保护电阻, 最大电流在 0.5A 左右, 所以选量程为 0.6A 的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取 值范围小, 造成的误差大; 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了, 0~ 取 10Ω 能很好地控制电路中的电流和电压,若取 0~100Ω 会出现开始几乎不变,最后突 然变化的现象. 关于系统误差一般由测量工具和所选测量方法造成的, 一般具有倾向性, 总是偏大或偏小.本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比实际值小. 13. 分)如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变, (6 且对温度很敏感)的 I-U 关系曲线图.

(1)为了通过测量得到如图所示的 I-U 关系曲线, 在图(甲)、 图(乙)两个电路中应选择的是 图______,简要说明理由:________.(电源电动势为 6V,内阻不计,滑动变阻器的阻 值为 0~100Ω )

(2)在图(丙)电路中,电源电压恒为 6V,电流表读数为 50mA,定值电阻 R1=250Ω .由热敏 电阻的 I-U 关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为________V;电阻 R2 的阻值为

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________Ω . [答案] (1)(甲) 理由见解析 (2)4.6 53.8 [解析] (1)题图图象中的电压从零开始逐渐增加,测量时为多获取实验数据,因此电路应 采用分压式,因此电路选题图(甲)所示的电路. (2)由题图电路可知通过 R1 的电流为 U 6 I1= = A=24mA. R1 250 则通过热敏电阻的电流为 I2=I-I1=50mA-24mA=26mA. 从题图 I-U 图线可知当热敏电阻通过的电流为 26mA 时, 它两端的电压为 U1=4.6V,则 U-U1 6-4.6 R2= = Ω =53.8Ω . I2 26

三、论述计算题(共 4 小题,共 42 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(10 分)(2009·上海模拟)在如图所示的电路中,R1 是由某金属氧化物制成的导体棒, 实验证明通过它的电流 I 和它两端电压 U 遵循 I=kU3 的规律(式中 k=0.02A/V3),R2 是普通电阻,阻值为 24Ω ,遵循欧姆定律,电源电动势 E=6V,闭合开关 S 后,电流表 的示数为 0.16A.求: (1)R1 两端的电压; (2)电源的内电阻 r; (3)R1、R2 和 r 消耗的电功率 P1、P2 和 Pr. [答案] (1)2V (2)1Ω [解析] (1)由 I=kU3 得 3 I 3 0.16 = V=2V k 0.02 (3)0.32W 0.61W 0.026W

U=

(2)根据闭合电路的欧姆定律有 E=U+IR2+Ir E-U-IR2 E-U 6-2 r= = -R2= Ω -24Ω =1Ω I I 0.16 (3)P1=IU=0.16×2W=0.32W
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P2=I2R2=0.162×24W=0.61W Pr=I2r=0.162×1W=0.026W 15.(10 分)如下图所示,直流电动机 M 串联在直流电路中,其轴与圆盘中心 O 相连,圆盘 半径为 5.0cm,一皮带绕过圆盘边缘,两端通过弹簧秤拉紧.开关 S 断开时,电压表的 读数为 12.6V;开关 S 接通后,使两弹簧秤的读数差保持为 2.0N,这时电流表的读数为 2.00A,电压表的读数为 12.0V,测速计测得圆盘的角速度为 180rad/s.求:

(1)电动机的输出功率、效率各为多少? (2)拉紧皮带使电动机停转片刻,此时电压表、电流表的读数各为多少?电动机的输入功率 为多大? [答案] (1)18W 75% (2)10.5V 7A 73.5W [解析] (1)圆盘边缘的线速度:v=ω R=9.0m/s 电动机的输入功率:P 入=U2I2=24W 电动机的输出功率:P 出=Δ Fv=18W P出 电动机的效率:η = ×100%=75% P入 (2)电源电动势:E=U1=12.6V, E-U2 电源的内阻:r= =0.3Ω I2 设电动机线圈的电阻为 R0,则:P 入-P 出=I2R0, 2 得:R0=1.5Ω 当电动机卡住时,电动机为纯电阻电路 总电流即为电流表的读数:I3= E =7A R0+r

电压表的读数为:U3=I3R0=10.5V 电动机的输入功率为:P3=U3I3=73.5W. 16.(11 分)受动画片《四驱兄弟》的影响,越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车,某玩具 赛车充电电池的输出功率 P 随电流 I 变化的图象如图所示.

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(1)求该电池的电动势 E 和内阻 r; (2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻 R(纯电阻); (3)由图象可以看出,同一输出功率 P 可对应两个不同的电流 I1、I2,即对应两个不同的外 电阻(纯电阻)R1、R2,试确定 r、R1、R2 三者间的关系. [答案] (1)2V 0.5Ω (2)0.5Ω (3)r2=R1R2

E2 [解析] (1)I1=2A 时,Pm= ① 4r E I2=4A 时,输出功率为零,此时电源被短路,即:I2= .② r 解得:E=2V,r=0.5Ω . (2)R=r=0.5Ω (3)由题知:?

? E ?2R1=? E ?2R2,整理得 r2=R1R2. ? ?R2+r? ?R1+r? ? ?

17.(11 分)现有两个电阻元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而 增大,而另一个是由某种半导体材料制成的,其电阻随温度的升高而减小.现对其中一 个元件 R0 进行测试,测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示: I/A U/V 0.20 0.40 0.45 0.60 0.80 0.80 1.25 1.00 1.80 1.20 2.81 1.50 3.20 1.60

(1)根据表中数据,判断元件 R0 可能是由上述哪类材料制成的,并简要说明理由. (2)把元件 R0 接入如图所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为 1.80A.已知电路中电源 的电动势为 3V,内阻不计.此时定值电阻 R 的电功率为多大?

(3) 请根 据表 中 数据 在 (a)

图中作出 I-U 图线. 为了求出通过该元件

R0 的电流 I 与电压 U 间的具体关系式,请你适当选取坐标轴,将表中有关数据进行适 当计算,在(b)图中作出线性图线,并求出 I 和 U 之间的具体关系式.

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[答案] (1)半导体 (2)3.24W (3)I=1.25U2 [解析] (1)该元件 R0 是由半导体材料制成的 对数据计算分析后发现,随着电流增大,即元件 R0 的发热功率越大,对应电压与电流 的比值越小,即电阻值越小 (2)由表中数据可知,当电流为 1.8A 时,U0=1.2V 定值电阻两端的电压 UR=U-U0=1.8V 定值电阻消耗的功率 P=URI=3.24W (3)I-U 图如图(a) 根据 I-U 图的形状可以猜想 I 与 U2 成线性关系,如图(b)

从图(b)可得直线的斜率为 1.25,所以 I=1.25U2

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