2018人教版高中物理选修(3-1)第二章《恒定电流》单元评估
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试卷教案 《恒定电流》单元评估 限时:90分钟 总分:100分 一、选择题(每小题4分,共40分) 1. 通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以下数据,下列判断正确的是( ) A.闪电电流的瞬时值可达到1×105A B.整个闪电过程的平均功率约为1×1014W C.闪电前云地间的电场强度约为1×106V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
解析:根据电流公式I=qt=1×105 A,A正确;整个闪电过程电流做功W=qU=6×109J,因此整个闪电过程向外释放的能量约为6×109J,D错;根据功率公式P=Wt,一次闪电过程历时约0.2~0.3 s,可知功率约为2×1010~3×1010W,B错;电场强度公式E=Ud,则闪电前电场强度约为1×106V/m,C正确. 答案:AC 试卷教案 图1 2.如图1所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线.若在两电阻两端加相同的电压,关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是( ) A.电阻R1的阻值较大 B.电阻R2的阻值较大 C.电阻R1的发热功率较大 D.电阻R2的发热功率较大 解析:从图线可知,I-U图线中图线斜率表示电阻的倒数,故电阻R2的阻值大,又P=UI,且电压相同时,通过R1的电流大,故R1的发热功率较大. 答案:BC 试卷教案 图2 3.如图2所示,当滑动变阻器的滑动触头向左移时,灯泡L1、L2、L3的亮度将( ) A.都变亮 B.都变暗 C.L1、L2变亮,L3变暗 D.L1、L3变亮,L2变暗 解析:触头左移,总电阻减小,总电流增大,故L1变亮,且并联电路电压减小,故L3变暗,通过L2的电流变大,L2变亮. 答案:C 4.如图3所示,因线路故障,接通S时,灯泡L1和L2均不亮,用电压表测得Uab=0,Ubc=0,Ucd=4 V.因此可知开路处为( )
图3 试卷教案 A.灯泡L1 B.灯泡L2 C.变阻器 D.不能确定 解析:Uab=0说明ab之外有位置断开,同样Ubc=0说明bc之外有位置断开,而Ucd=4 V,说明cd之外均连通,故是变阻器开路. 答案:C 5.一个直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下述说法中错误的是( ) A.电动机的输出功率为U2R B.电动机的发热功率为I2R C.电动机的输出功率为IU-I2R
D.电动机的功率可写作IU=I2R=U2R 解析:电动机输入功率为P=UI,输出功率P出=UI-I2R,故A错误,C正确;发热功率即线圈发热功率为I2R,B正确;又电动机并非纯电阻元件,故IU≠I2R≠U2R,D错误. 答案:AD 试卷教案 图4 6.图4的电路中,电源的电动势为E内阻为r,电路中的C点接地.若在A、C之间再并接一个电阻R,则A、B两点电势的变化情况是( ) A.A、B两点的电势都升高 B.A、B两点的电势都降低 C.A点的电势升高,B点的电势降低 D.A点的电势降低,B点的电势升高 解析:A、C之间再并接一个电阻R,则电路总电阻减小,总电流增大,所以UBC=I·R增大,即φB增大,又UBA减小,UBC增大,所以UCA减小,故φA增大,应选A. 答案:A 试卷教案 图5 7. 电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图5所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为( )
A.34、14 B.13、23 C.12、12 D.23、13 解析:由电源效率的定义可知η=IUIE=UE,则ηa=UaE=46=23,ηb
=UbE=26=13,故正确选项为D. 答案:D 8.图6(a)、(b)两电路的元件完全相同,则四个电表示数的大小关系正确的是( )
图6 A.I1>I2,U1>U2 B.I1<I2,U1<U2 C.I1<I2,U1>U2 D.I1>I2,U1<U2 解析:在(a)图中二极管处于导通状态,因此,电流较大而电压试卷教案 较小;在(b)图中二极管反接不导通,则电流接近零,电压表示数接近电源电动势,所以I1>I2,U1<U2,故D正确. 答案:D 9.两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装而成,它们的量程分别为5 V、15 V,为了测量15~20 V的电压,把甲、乙串联起来使用,则两表的( ) A.读数相同 B.指针偏转角度相同 C.读数正比于表的内阻 D.指针偏转角度正比于表的内阻 解析:电流表改装成电压表以后,表头的内阻rg并没有变化,其量程也没有发生变化,变化的只是等效表的内阻(包括串联电阻与rg
在内的总电阻).两电压表中因电流相同,故两表指针偏转角度相同;
而读数是整个电表内阻分压所决定,表盘是改装后的刻度值,故读数正比于表的内阻(表头内阻rg与分压电阻之和). 答案:BC
图7 10.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时,误将电流表和电压表接成如图7所示的电路.接通电源后,可能出现的情况是( ) 试卷教案 A.电流表烧坏 B.电压表烧坏 C.小灯泡烧坏 D.小灯泡不亮 解析:本题主要考查的是电路的基本知识.在用伏安法测小灯泡的电阻时,误将电压表和电流表的位置错接,此时,电流表和小灯泡先并联再和电压表串联,由于电压表的内阻很大,电路中的电流很小因此小灯泡、电流表和电压表均不会被烧坏,而此时由于电流表的内阻很小,小灯泡被电流表短路,所以小灯泡不发光.则本题的正确答案为D. 答案:D 二、填空题(每小题5分,共20分) 11.为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如下图8所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
图8 (1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I. 试卷教案 (2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数. (3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值. 解析:根据闭合电路欧姆定律可知,只要保持单刀双掷开关打在1上和打在2上时,电路中的电流保持不变,则电路中的总电阻就应该不变.而电源内阻、滑动变阻器阻值、标准电流表阻值均未发生变化,所以后来接入的电阻箱的阻值读数就是待测电流表的内阻值. 答案:(1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值 12.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(R0=5Ω)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图9(a). 试卷教案 图9 ①在图9(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接. ②请完成下列主要实验步骤: A. 检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图9(c)所示,读得电阻值是________; B. 将开关S1闭合,开关S2断开,电压表的示数是1.49V; C. 将开关S2__________,电压表的示数是1.16V;断开开关S1. ③使用测得的数据,计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字). ④由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”). 解析:①由电路原理图将实物连接如图所示. 试卷教案 ②A.根据电阻箱面板所示,读得电阻值是20 Ω. C.将开关S2闭合与电阻箱构成闭合电路. ③由闭合电路欧姆定律,得U1=U2+U2R(R0+r),代入数据解得r=0.69 Ω. ④由于电压表不是理想电表,所测得的电源电动势U1比实际值E偏小. 答案:①如图10 ②A.20 Ω C.闭合 ③0.69 Ω ④小
图10 13.在物理学中,常用“面积”来描述所求的物理量,如用F-s图包围的面积来描述功的大小,用v-t图包围的面积来描述位移的大小,利用这种情况,试求下面一题的结果. 试卷教案 图11 如图11是用高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容.该实验的操作步骤如下:①按图接好实验电路.②闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度,记下这时电压表的读数U0=6.2 V和微安表的读数I0=490 μA.③断开开关S并同时计时,每隔5 s或10 s读一次微安表的示数I,将示数记录在预先设计的表格中.④根据表格中的几组数据,以t为横坐标,I为纵坐标,在坐标纸上描点.根据以上实验结果和图象,如图12,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为__________C,从而算出该电容器的电容约为__________F.
图12 解析:此题给出了电容器放电过程中电流随时间变化的数据,在坐标纸上由标出的点可连出一条曲线,由纵、横轴物理量及q=It可