第七章 恒定电流
(时间50分钟,满分100分)
1.在基本逻辑电路中,当所有输入均为“0”时,输出是“1”的是 ( ) A .“与”门电路 B .“或”门电路 C .“非”门电路 D .都不可能
解析:本题考查“与”、“或”、“非”门电路.据“与”门电路和“或”门电路的真值表可知,C 正确,A 、B 不正确. 答案:C
2.(2010·南京模拟)利用图1所示电路可以测出电压表的内阻.已知电源的内阻可以忽略不计,R 为电阻箱.当R 取不同阻值时,电压表对应有不同读数U .多次改变电阻箱的阻值,所得到的1
U -R 图象应该是图2中的哪一个 ( )
图1
图2
解析:设电源电动势为E ,电压表内阻为R V ,电压表的读数为U ,则由闭合电路的欧姆
定律可得I =E R V +R ,则U =E -IR =E -ER R V +R
,由此可得R =ER V
U -R V ,由此判断A
正确. 答案:A
3.(2010·镇江模拟)如图3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,蓄电池内阻为0.05 Ω.电流表和电压表均为理想电表,只接通S 1时,电流表示数为10 A ,电压表示数为12 V ;再接通S 2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A ,则此时通过
启动电动机的电流是 ( ) 图3 A .2 A B .8 A C .50 A D .58 A
解析:只接通S 1时,由闭合电路欧姆定律得:E =U +Ir =12 V +10×0.05 V =12.5 V ,R 灯=U I =12
10 Ω=1.2 Ω,再接通S 2后,流过电动机的电流为:I 电动机=E -I ′R 灯r -I ′=
12.5-8×1.2
0.05 A -8 A =50 A ,故选项C 正确.
答案:C
4.在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心.如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯,其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来,供夜晚照明使用.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达20%,可产生24 V 电压,产生2.5 A 的电流,则每秒该路灯可转化的太阳能为 ( ) A .120 J B .300 J C .600 J D .1200 J 解析:每秒钟路灯消耗电能为 W =UIt =24×2.5×1 J =60 J
则每秒转化的太阳能为:W η=60
20% J =300 J
故选项B 正确. 答案:B
5. 为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的
存在.图4所示是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中R B 是磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a 、b 接报警器,
当传感器R B 所在处出现断针时,电流表的电流I 、ab 两端的电压U 将( ) 图4 A .I 变大,U 变大 B .I 变小,U 变小 C .I 变大,U 变小 D .I 变小,U 变大
解析:由题意知R B 的电阻随断针的出现而减小,即外电路的电阻减小,由闭合电路欧 姆定律有I 总=E /(R +r )可知I 总必增大,再由U 外=E -I 总r 可知,外电压U 减小.而由
U1=I总R1可知,U1增大,U3必减小,由电流表的电流I=I总-I3可知,电流表的电流必变大.故选项C正确.
答案:C
6.(2008·重庆高考)某同学设计了一个转向灯电路(图5),其中L为指示
灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源.当
S置于位置1时,以下判断正确的是()
A.L的功率小于额定功率
B.L1亮,其功率等于额定功率
C.L2亮,其功率等于额定功率图5
D.含L支路的总功率较另一支路的大
解析:S置于位置1时,因电源有内阻,各灯均不能达到额定功率,B、C错.含L支路的电阻大于另一支路电阻,其电压与另一支路相同,其功率小于另一支路功率,D错.L 功率小于额定功率,A正确.
答案:A
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.每小题至少有一个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7.把标有“220 V,100 W”的A灯和“220 V,200 W”的B灯串联起来,接入220 V的电路中,不计导线电阻,则下列判断中正确的是() A.两灯的电阻之比R A∶R B=2∶1
B.两灯的实际电压之比U A∶U B=2∶1
C.两灯实际消耗的功率之比P A∶P B=1∶2
D.在相同时间内,两灯实际发热之比Q A∶Q B=1∶2
解析:R A=U2
P=
2202
100Ω
R B=U2
P=
2202
200
Ω,则R A∶R B=2∶1
因为A与B串联
所以U A∶U B=R A∶R B=2∶1,P A∶P B=R A∶R B=2∶1.
相同时间内,Q A∶Q B=R A∶R B=2∶1.
答案:AB
8.在如图6所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容
器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L能正常
发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是()
A.灯泡L将变暗
B.灯泡L将变亮图6
C.电容器C的电荷量将减小
D.电容器C的电荷量将增大
解析:当滑动变阻器的滑片向右滑动时,变阻器R接入电路部分电阻增大,灯泡L中电流减小,灯泡L将变暗,选项B错、A正确;电阻R接入电路部分电阻增大,电源路端电压增大,电容器两端电压增大,电容器C的电荷量增大,选项C错、D正确.答案:AD
9.如图7所示的电路中,由于某一电阻发生断路或短路,使A灯变
暗,B灯变亮,则故障可能是()
A.R1短路B.R2断路
C.R3断路D.R4短路图7
解析:假设R1短路,发生故障后总电阻减小,干路电流增大,与R1并联支路电流减小,与R1串联电路电流增大,故A、B两灯都将变亮,与题设现象不同,所以A选项错误;
假设R2断路,则电路中总电阻增大,总电流减小,A灯变暗,同时B灯两端电压增大,B灯变亮,表现与题设现象相同,所以选项B正确;假设R3断路,同理推知A灯变暗,B灯变亮,选项C正确;假设R4短路,可推知A、B灯都变亮,选项D不正确.
答案:BC
10.如图8所示,电阻R1=20 Ω,电动机内阻的阻值R2=10 Ω.当开关打开时,电流表的示
数是I0=0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,
电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W 图8
解析:由题意可知,电路两端的电压U=R1I0=10 V,闭合开关后,当电压全部加在电动机的内阻上时,它的电流为1 A,但只有一部分电压加在电动机内阻上,所以I<1.5 A,B对;同理电动机所消耗的功率也小于10 W,则电路消耗的电功率P<15 W,D正确.答案:BD
三、简答题(本题共2小题,共20分.请将解答填写在相应的位置)
11.(12分)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4 V,电阻R V约为4.0 kΩ)
B.电流表A1(量程100 mA,电阻R A1约为5 Ω)
C.电流表A2(量程2 mA,电阻R A2约为50 Ω)
D .滑动变阻器R 1(0~20 Ω,额定电流1 A)
E .电阻箱R 2(0~999.9 Ω,最小分度值0.1 Ω)
F .开关S 一只、导线若干
图9
(1) 为了测定电阻R 0的阻值,小组的一位成员设计了如图9所示的电路原理图并选取了 (2) 相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该
怎样调整?
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)在实验操作过程中,发现滑动变阻器R 1、电流表A 1已损坏,请用余下的器材测量锂 电池的电动势E 和内阻r .
①请在下面的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号).
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间 的函数关系式________________________. 解解析:(1)流过R 0的最大电流约为I max =
E R 0=3.72000
A =1.85×10-
3 A =1.85 mA ?100 mA.因此使用电流表A 1时,电流表示数太小,误差太大,故应调换为A 2. (2)①电路如图所示.
②根据闭合电路欧姆定律得: E =U +U R 2r ,整理得:1U =1E +r E ·1
R 2
答案:(1)用A 2替换A 1
(2)①电路图见解析 ②1U =1E +r E ·1
R 2
12.(8分)(2008·江苏高考)某同学想要了解导线在质量相同时, 电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷
导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图10所示.读得直
径d=__________ mm.
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l=________
m(结果保留两位有效数字).
解析:(1)螺旋测微器读数应先读可动刻度左边露出的主刻度L,如本题为1 mm,再看固定刻度水平线对应的可动刻度n,如本题为20.0,记数为L+n×0.01=1 mm+
20.0×0.01 mm=1.200 mm.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,可判断结果为“不满足”;并同时可简单计算
50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54≈50,两者接近相等,即R与d的四次方成反比,得出R与S2成反比.计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753).
(3)根据R=ρl
S有:l=RS
ρ=
3.1×3.135×10-6
5.1×10-7
m≈19 m.
答案:(1)1.200(2)不满足R与S2成反比(或RS2=常量)(3)19
四、计算题(本题共4小题,共46分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)利用电动机通过如图11所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 Ω,电阻R=3 Ω,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为
5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,
电压表的示数为5.5 V,求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g
取10 m/s2).图11 解析:设电动机内阻为r′
当将重物固定时I=E-U
r=1 A
R+r′=U
I=5 Ω,r′=2 Ω
当重物不固定时I ′=
E -U
r
=0.5 A P 出=UI ′=2.75 W ,P R +P r ′=I ′2(R +r ′)=1.25 W 所以重物的功率P =P 出-P R -P r ′=mg v , 解得v =1.5 m/s 答案:1.5 m/s
14.(10分)如图12所示,将一电动势为E =6 V 、内阻r =0.5 Ω的电源,与一粗细均匀的电阻丝AB 相连,电阻丝的长度为L =0.30 m ,阻值为R =4 Ω,电容器的电容为C =3 μF.闭合开关S 使其达到稳定状态后,将滑动触头P 向右以速度v =0.6 m/s 匀速滑动的过程中,电流计的读数为多少?流过电流计的电流方向如何?
图 12
解析:设在Δt 时间内,触头P 移动的距离为ΔL ,则ΔL =v Δt ,由于电阻丝单位长度上 电压值为 U AB L =E R +r ·R
L
因此在Δt 时间内PB 间电压改变 ΔU =U AB
L ΔL =v ΔtER (R +r )L
而I =
ΔQ Δt =C ΔU Δt
则I =CRE (R +r )L ·v =3×10-
6×4×6(4+0.5)×0.30 ×0.6 A =32 μA
电流方向从右向左. 答案:32 μA 从右向左
15.(13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13所示.
(1)求该电池的电动势E 和内阻r ; 图13 (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I 1、I 2,即对应两个不同的 外电阻(纯电阻)R 1、R 2,试确定r 、R 1、R 2三者间的关系. 解析:(1)I 1=2 A 时,P m =E 2
4r
I 2=4 A 时,输出功率为零,此时电源被短路,即:I 2=E
r .解得:E =2 V ,r =0.5 Ω.
(2)R =r =0.5 Ω
(3)由题知:(E R 1+r )2R 1=(E R 2+r )2
R 2,
整理得r 2=R 1R 2.
答案:(1)2 V 0.5 Ω (2)0.5 Ω (3)r 2=R 1R 2
16.(15分)如图14(a)所示为某电阻R 随摄氏温度t 变化的关系图象,图中R 0表示0℃时的电阻值,k 表示图线的斜率.若用该电阻与电池(电动势为E ,内阻为r )、电流表(满偏电流为I g 、内阻为R g )、滑动变阻器R ′串联起来,连接成如图(b)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是就得到了一个简单的“电阻温度计”.
图14
(1)使用“电阻温度计”前,先要把电流表的刻度改为相应的温度值,若温度t 1<t 2其对应的电流分别为I 1、I 2,则I 1、I 2谁大?
(2)若该“电阻温度计”的最低适用温度为0℃,即当温度为0℃时,电流表恰好达到满 偏电流I g ,则变阻器R ′的阻值为多大?
(3)若保持(2)中电阻R ′的值不变,则电流表刻度为I 时所对应的温度t 为多大? (4)将电流表刻度盘换为温度刻度盘,刻度均匀吗?
解析:(1)由图(a)可知温度越高,电阻R 越大,对应电路中的电流越小,故I 1>I 2 (2)由闭合电路欧姆定律得:I g =E
r +R ′+R g +R 0
得:R ′=E
I g -R 0-R g -r
(3)由图(a)得R =R 0+kt 再由闭合电路欧姆定律得: I =
E
r +R ′+R g +R
解之得:t =E k (1I -1
I g
)
(4)由t =E k (1I -1
I g
)可知t 与I 不是一次线性关系,故刻度不均匀.
答案:(1)I1大(2)E
I g-R0-R g-r
(3)t=E
k(
1
I-
1
I g)(4)不均匀
电流和电路单元检测(提高,Word版含解析) 一、初三物理电流和电路易错压轴题(难) 1.现有两只小灯泡L1、L2,它们的额定电压分别为2.5V和3.8V. (1)如图甲是小明测定灯泡L1额定功率的实物电路图(不完整). ①请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整_____. ②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到__端(选填“A”或“B”).闭合开关后发现:小灯泡不亮,电流表示数为零,而电压表示数接近电源电压。经检查,电流表是完好的,仅滑动变阻器或小灯泡存在故障,则电路中的故障是__.排除故障后,闭合开关,仍发现小灯泡不亮,电流表指针偏转很小,要使该小灯泡发光只需__。 ③当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则灯泡L1的额定功率为__W. (2)小华利用图丙所示的电路测出了灯泡L2的额定功率.图中R为阻值已知的定值电阻,还缺两个开关和一只电表(电流表或电压表),请在虚线框内补上这三个元件的符号,使电路完整,实验操作简单______. 【答案】A灯泡断路移动滑动变阻器0.8 【解析】 (1)①根据图中电表的正、负接线柱,从电源正极连接开关,滑动变阻器的接线柱要求一上一下的串联在电路中,所以将C或D连到电源负极即可,如下图所示:
②电压表有示数,说明电压表与电源连通;电流表示数几乎为零,灯泡不发光,说明电路断路或电路的总电阻很大,导致这一现象的原因可能是小灯泡断路而导致电压表串联在电路中; ③为了保护电路,闭合开关前,滑片P应处在使电路中电阻最大位置A端; 由乙图,电流表使用0-0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,所以灯泡L1的额定功率:; (2)由上面的分析知,右上边的是电压表;左边两虚线框内是开关,如图所示: ①只闭合S和中间的开关,移动滑片使电压表示数为3.8V; ②保持滑片位置不动,断开中间开关,闭合左上边开关,测出灯与R的总电压,根据串联电路的电压特点计算出R两端电压U R; ③由计算出R的电流,即灯泡此时的电流,由P=U额I额计算灯泡L2电功率即可.故答案为:(1). (2). A (3). 灯泡断路 (4). 移动滑动变阻器(5). 0.8 (6). 【点睛】本题是测灯泡额定功率的实验,考查了电路连接、变阻器的使用、电表读数和功率计算以及特殊方法测功率的电路设计.特殊方法测功率时,只给电流表通常会使用并联电路,只给电压表时通常使用并联电路,利用已知阻值的电阻与电表的组合间接测电压或电流达到实验目的。 2.在探究电路的实验中,用铜导线按如图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图。
第十章交变电流传感器章末质量检测 一、单项选择题(此题共7小题,每题5分,共35分) 1.如图1所示,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为S额定功率均为P,变 压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,那么变压器的匝数比//I : 和电源电压5分不为 th KJ I
A. 1 :2 2U B. 1 :2 4U C. 2 :1 4U D. 2 :1 2U 解析:设灯泡正常发光时,额定电流为儿.由题图可知,原线圈中电流1^ = 10,副线 圈中两灯并联,副线圈中电流I副二2I0 .U Wi = U.依照理想变压器的差不多规律:I原 Ih二/ BJ/22得血:"2二2 :1 ; U 副二山加2得u原二2U ,因此s二4U.C顷正确?答案:C 2.(2018-江苏离冷)2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰 他们发觉 ''巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在以下有关其他电阻应用的讲法中,错误的选项 是 () A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中要紧起到通过直流、阻碍交流的作用 解析:热敏电阻对温度专门敏锐,光敏电阻对光照专门敏锐,电阻丝可用于电加热, 这专门常见,因此A、B、C三个讲法均正确:交流电、直流电均可通过电阴,电阴对它们均可产生阴碍作用,因此D错误. 答案:D 3.如图2所示,乩为定值电阻,&为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻 值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度降低时 () A.乩两端的电压増大 图2 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱
第二章检测卷 一、选择题(每小题3分,共30分) 1.下列式子中,是单项式的是() A.x+y 2 B.- 1 2x 3yz2 C. 5 x D.x-y 2.在下列单项式中,与2xy是同类项的是() A.2x2y2 B.3y C.xy D.4x 3.多项式4xy2-3xy3+12的次数为() A.3 B.4 C.6 D.7 4.下面计算正确的是() A.6a-5a=1 B.a+2a2=3a2 C.-(a-b)=-a+b D.2(a+b)=2a+b 5.如图所示,三角尺的面积为() A.ab-r2 B.1 2ab-r 2 C.1 2ab-πr 2 D.ab 6.已知一个三角形的周长是3m-n,其中两边长的和为m+n-4,则这个三角形的第三边的长为() A.2m-4 B.2m-2n-4 C.2m-2n+4 D.4m-2n+4 7.已知P=-2a-1,Q=a+1且2P-Q=0,则a的值为() A.2 B.1 C.-0.6 D.-1 8.甲、乙、丙三家超市为了促销一种定价相同的商品,甲超市先降价20%,后又降价10%;乙超市连续两次降价15%;丙超市一次性降价30%.则顾客到