高中物理 综合评估检测卷(二)恒定电流 新人教版选修31

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综合评估检测卷(二) 恒定电流一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.每小题至少一个答案正确) 1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .W =UI 适用于任何电路,而W =I 2Rt =U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C .在不是纯电阻的电路中,UI >I 2R D .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路解析: 本题考查的是电功、电功率和焦耳定律,关键是正确区分电功和电功率.电功率公式P =W t ,功率越大,表示电流做功越快.对于一段电路,有P =IU ,I =P U,焦耳热Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2Rt ,可见Q 与P 、U 、t 都有关.所以,P 越大,Q 不一定越大,A 不对.W =UIt 是电功的定义式,适用于任何电路,而I =UR只适用于纯电阻的电路,B 对.在不是纯电阻的电路中,电流所做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W >Q ,即UI >I 2R ,C 正确.Q =I 2Rt 是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D 正确.答案: BCD2.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内( )A .电炉放热与电动机放热相等B .电炉两端电压小于电动机两端电压C .电炉两端电压等于电动机两端电压D .电动机消耗的功率大于电炉的功率解析: 电炉属于纯电阻,电动机属于非纯电阻,对于电炉有:U =IR ,放热Q =I 2Rt ,消耗功率P =I 2R ;对于电动机有:U >IR ,放热Q =I 2Rt ,消耗功率P =UI >I 2R .答案: ABD3.图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点a 、b 之间电阻是R ,在a 、b 之间加上电压U ,测得流过电路的电流为I ,则未知电路的电功率一定是( )A .I 2R B .U 2/R C .UID .UI -I 2R解析:选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路,D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率,虚线框中不知道是哪种元件,功率P=UI总是适用的,C选项正确.答案: C4.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图所示),下列说法正确的是( )A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B.开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C.开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D.开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变解析:开关接通时,灯泡被短路,灯泡熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率P=U2变大,电烙铁的功率变大,A正确,B、C、D错误.R答案: A5.在利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图中,开关闭合前滑动变阻器的接法最合理且路端电压最大的是( )解析:A选项中滑动变阻器连入电路的电阻为零,D选项中连入电路的电阻总是全值电阻,不能改变电路的电流.C选项中闭合开关前,滑片靠近下接线柱,接入电路的电阻最小,电路中电流最大,不安全.答案: B6.R1=10 Ω,R2=20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V.若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是( )A.45 V B.5 VC.25 V D.15 V解析:本题中R1、R2串联,R1允许通过的最大电流为1.5 A,经计算,R2允许通过的最大电流仅为0.5 A,则通过串联电路的最大电流以最小的为准,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,因而选D.答案: D 7.如图所示,电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联,已知R 0=r ,滑动变阻器的最大阻值是2r .当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时,下列说法正确的是( )A .电路中的电流变大B .电源的输出功率先变大后变小C .滑动变阻器消耗的功率变小D .定值电阻R 0上消耗的功率先变大后变小解析: 当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时,外电路电阻减小,电路中的电流变大,当滑片位于b 端时,r =R 外,电源的输出功率最大,选项A 对,B 错;当把定值电阻R 0看作电源内阻时,当滑动变阻器的滑片P 位于a 端时,滑动变阻器消耗的功率最大,由a端向b 端滑动时,滑动变阻器消耗的功率变小,选项C 对;由P =I 2R 0知,定值电阻R 0上消耗的功率变大,选项D 错.答案: AC 8.右图是某电源的路端电压随电流变化的特性曲线,则下列结论正确的是( ) A .电源的电动势为6.0 V B .电源的内阻为12 Ω C .电流为0.5 A 时的外电阻是0 D .电源的短路电流为0.5 A解析: 由U -I 图线可知电源的电动势E =6.0 V ,内阻r =6.0-5.20.5 Ω=1.6 Ω,故A 正确,B 错误;由图象可知电源的短路电流一定大于0.5 A ,电流为0.5 A 时外电阻不是零,而是R =U I =5.20.5Ω=10.4 Ω,故C 、D 错误.答案: A9.如图所示,A、B间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐向上端移动的过程中,灯泡上的电压数值( )A.一直为U B.一直为0C.逐渐增大到U D.逐渐减小到0解析:滑动变阻器为分压式接法,灯泡两端的电压从0~U变化,选项C正确.答案: C10.闭合电路的电源电动势为E,内阻为r,如图所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端时,下列说法中正确的是( )A.小灯泡L1、L3变亮,L2变暗B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.电压表V1示数变化量较小D.电压表V2示数变化量较小解析:当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时,并联电路总电阻减小(局部),总电流I增大,路端电压U减小(整体),干路电流增大,则L2变亮;与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大,变亮;与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3=U-U2,U减小,U2增大,则U3减小,L3变暗;U1减小,U2增大,而路端电压U=U1+U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量,故A、C错误,B、D正确.答案:BD二、非选择题(本题共5小题,共50分)11.(8分)在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测金属丝:R x(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ)电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω);电源:E1(电动势3 V,内阻不计);E2(电动势12 V ,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________________________________________________________________________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.解析:(1)螺旋测微器的读数为(1.5 mm+27.3×0.01 mm)=1.773 mm.(2)在用伏安法测电阻的实验,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待测电阻丝的额定电流为0.5 A,所以电流表选A1,电源选E1即可.电路原理如图所示.答案:(1)1.773(1.771~1.775均正确)(2)A1E1电路图见解析.12.(10分)某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:多用电表;电压表:量程5 V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5 kΩ;导线若干.回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡,再将红表笔和黑表笔________,调零点.(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示.多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.解析:(1)使用多用电表测电阻前,应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零.(2)多用电表电流为“红进黑出”,图甲中外电路电流由2到1,所以红表笔应连1端.(3)多用电表挡位为“×1 k”Ω,指针指15,则R=15×1 k=15 kΩ,由图丙知电压表读数为3.60 V.答案:(1)短接(2)1 (3)15 3.6013.(10分)有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的U-I图线.有下列器材供选用:A.电压表(0~5 V,内阻10 kΩ)B.电压表(0~10 V,内阻20 kΩ)C.电流表(0~3 A,电阻1 Ω)D.电流表(0~0.6 A,内阻0.4 Ω)E.滑动变阻器(5 Ω,1 A)F .滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)G .电源、开关一个、导线若干(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用________(用序号字母表示).(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图.解析: (1)因小灯泡的额定电压为4 V ,所以电压表应选用A ,小灯泡的额定电流I =P U =0.5 A ,所以电流表应选用D ;小灯泡正常工作时的电阻为R =U 2P =8 Ω,因为R V R A >R x ,R x 为小电阻,电流表应采用外接法,要求电压表从零开始变化,故滑动变阻器采用分压接法,为便于调节,滑动变阻器应选用E.(2)满足实验要求的电路如图所示.接成相应的实物电路如图所示.答案: (1)A D E (2)见解析. 14.(10分)小明要测量一电源的电动势E 和内阻r ,实验器材有:一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I 表示),一只电阻箱(阻值用R 表示),一只开关和导线若干.该同学设计了如图所示的电路进行实验和采集数据.(1)小明设计该实验的原理表达式是________(用E 、r 、I 、R 表示);(2)小明在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至如图所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.(3)小明根据实验采集到的数据作出如图所示的1I-R 图象,则由图象求得,该电源的电动势E =________ V ,内阻r =________Ω(结果均保留两位有效数字).解析: (1)在闭合电路中,E 、I 、R 、r 几个量之间的关系是E =I (R +r ).(2)为了整个电路的安全,所以开始电流要小,即电阻箱电阻调到最大值;题图中电阻箱读数为25 Ω.(3)根据E =I (R +r ),推出1I =R E +r E ,再结合1I -R 图象可知,图线的斜率为1E ,截距为rE,解得E =6.0 V(5.8~6.2均可),r =2.4 Ω(2.3~2.5均可).答案: (1)E =I (R +r ) (2)最大值 25 (3)6.0(5.8~6.2均可) 2.4(2.3~2.5均可) 15.(12分)图中电源电动势E =12 V ,内电阻r =0.5 Ω.将一盏额定电压为8 V 、额定功率为16 W 的灯泡与一只线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100 min.(1)电源提供的能量是多少?(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少? (3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少?解析: (1)灯泡两端电压等于电源两端电压,且U =E -Ir 得总电流I =E -Ur=8 A 电源提供的能量E 电=IEt =8×12×100×60 J=5.76×105 J(2)通过灯泡的电流I 1=P U=2 A电流对灯泡所做的功W 1=Pt =16×100×60 J=9.6×104J 通过电动机的电流I 2=I -I 1=6 A 电流对电动机所做的功W 2=I 2U 2t =6×8×100×60 J=2.88×105 J(3)灯丝产生的热量Q 1=W 1=9.6×104J 电动机线圈产生的热量Q 2=I 22rt =36×0.5×6 000 J=1.08×105J答案: (1)5.76×105 J (2)9.6×104 J 2.88×105J (3)9.6×104J 1.08×105J。