江苏专版2019版高考物理一轮复习精选提分综合练单元检测七恒定电流_35

单元检测七恒定电流
考生注意：
1．本试卷共4页．
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．
3．本次考试时间90分钟，满分100分．
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共计24分．每小题只有一个选项符合题意) 1．用电器到发电站的距离为l，线路上的电流为I，已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U，那么，输电线横截面积的最小值为( )
A.ρl
R
B.
2ρlI
U
C.
U
ρlI
D.
2Ul
Iρ
2．(2018·锦屏中学模拟)如图1，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )
图1
A.的读数变大，的读数变小
B.的读数变大，的读数变大
C.的读数变小，的读数变小
D.的读数变小，的读数变大
3.如图2所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )
图2
A．R3断路
B．R2断路
C．R1短路
D．R1、R2同时短路
4．(2018·无锡市调研)如图3所示电路中，其中R为一热敏电阻(温度升高时，阻值减小)，C 为电容器，R1、R2为两个电阻箱．闭合开关，当环境温度升高时，以下说法正确的是( )
图3
A．电容器的带电荷量减小
B．适当减小电阻箱R1的阻值，可使电容器的带电荷量保持不变
C．适当减小电阻箱R2的阻值，可使电容器的带电荷量保持不变
D．适当增加电阻箱R2的阻值，可使电容器的带电荷量保持不变
5．(2018·海安中学段考)如图4所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图象，直线C为一电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么( )
图4
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高
6．某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的( )
7．(2017·南通市、如皋市第二次质检)如图5所示的电路中，电流表和电压表均可视为理想电表，现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法中正确的是( )
图5
A ．电流表
的示数变小，电压表
的示数变大
B ．电阻R 2消耗的功率变大
C ．电容器C 上电荷量减小
D ．电源的总功率变大
8．(2017·淮阴中学模拟)在如图6所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示，下列比值错误的是( )
图6
A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI 不变
B.U 2I 变大，ΔU 2
ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI
不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI
不变 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)
9．(2018·黄桥中学第三次段考)一个直流电动机所加电压为U ，电流为I ，线圈内阻为R ，当它正常工作时，下述说法中正确的是( ) A ．电动机的输出功率为IU －I 2
R
B ．电动机的输出功率为U 2
R
C ．电动机的发热功率为I 2
R
D ．电动机的功率可写成IU ＝I 2
R ＝U 2
R
10．(2018·铜山中学模拟)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图7所示，充电器电源的输出电压为U ，输出电流为
I ，手机电池的内阻为r ，下列说法正确的是( )
图7
A ．电能转化为化学能的功率为UI －I 2
r B ．充电器输出的电功率为UI ＋I 2
r C ．电池产生的热功率为I 2
r D ．充电器的充电效率为Ir U
×100%
11．(2018·阜宁中学调研)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在同一坐标系中，如图8中的a 、b 、c 所示．则下列说法中正确的是( )
图8
A ．图线b 表示输出功率P R 随电流I 变化的关系
B ．图中a 线最高点对应的功率为最大输出功率
C ．在图线上A 、B 、C 三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C
D ．两个图线交点M 与N 的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4
12．(2017·徐州市、宿迁市、连云港市质检)如图9甲所示，电源的电动势E ＝9 V ，它和灵敏电流表G 的内阻均不可忽略，电压表V 为理想电表，热敏电阻R 的阻值随温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S ，当R 的温度等于20 °C 时，电流表示数I 1＝2 mA ，根据以上信息判断，下列说法正确的是( )
图9
A ．电流表内阻与电源内阻之和为0.5 k Ω
B ．电流表示数I 2＝3.6 mA 时热敏电阻的温度是100 °
C C ．温度升高时电压表示数U 与电流表示数I 的比值变大
D ．温度升高时电压表示数变化量ΔU 与电流表示数变化量ΔI 的比值不变 三、非选择题(本题共6小题，共计60分)
13．(10分)(2017·南京外国语学校等四模)测量一未知电阻的阻值：
(1)某同学首先用多用电表粗测电阻的大小，将多用电表选择开关置于×10 Ω挡，调零后，将红、黑表笔分别接电阻两端，发现指针读数如图10所示，则所测阻值为__________ Ω.
图10 图11
(2)接着该同学计划用伏安法比较准确地测量电阻的阻值，提供的实验器材有：8 V直流电源；电压表(0～10 V、内阻约20 kΩ)；电流表(0～50 mA、内阻约10 Ω)；滑动变阻器(0～20 Ω、1 A)；开关和导线．
请根据实验要求和提供的器材，用笔画线代替导线完成图11未完全连接好的实物电路．
(3)在上述(2)的实验中，连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，该同学用多用电表检查电路故障．他的操作如下：选用多用电表的直流电压挡，将红、黑表笔分别接在电源正、负极间、变阻器电阻丝的两端、电流表“－”极和电压表“＋”之间，结果多用电表的指针均发生偏转，则可能是连接______________之间的导线发生了断路．
(4)实验中移动变阻器滑动触头，记下多组电流表、电压表读数(I、U)，然后在坐标纸上作出U －I图线，图线的________大小表示待测电阻的阻值，在这个实验中，测量值________真实值(选填“＞”“＝”或“＜”)．
14．(8分)(2017·丹阳中学模拟)某课外兴趣小组用铜片和锌片插入苹果中，组成了一个苹果电池，并用“测定电动势和内电阻”的实验方法测定该苹果电池的电动势和内电阻．
图12
(1)实验前，甲同学利用调好的多用电表欧姆“×100”挡来粗测该苹果电池的内阻．测量结果如图12甲所示．他这样做是否正确？若正确，请读出其内阻值；若不正确，请说明理由．________________________________________________________________________
(2)乙同学设计好测量电路，选择合适的器材，得到苹果电池两端的电压U和流过它的电流I的几组数据，如下表所示.
数据序号12345 6
U/V0.850.810.750.680.620.54
I/mA0.140.180.240.320.360.48
①请根据第2组和第5组数据计算得到该苹果电池的电动势E＝______V；内电阻r＝______kΩ.(结果保留两位小数)．
②除苹果电池、电压表、电流表、电键、导线若干外，可供选择的实验器材有：滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω)；电阻箱R2(阻值0～9 999.9 Ω)，该电路中可变电阻应选择________(选填“R1”或“R2”)
③请选择合适器材用笔画线代替导线将图乙中实物连接完整．
15．(10分)(2017·泰州中学下学期初考)一实验小组用某种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z，并通过实验探究该元件中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
(1)该小组连成的实物电路如图13所示，其中有两处错误，请在错误的连线上打“×”，并在原图上用笔画出正确的连线．
图13 图14
(2)在实验中应选用的滑动变阻器是________．
A．滑动变阻器R1(0～5 Ω，额定电流5 A)
B．滑动变阻器R2(0～200 Ω，额定电流2 A)
C．滑动变阻器R3(0～1000 Ω，额定电流0.5 A)
(3)实验测得元件中的电压与电流的关系如下表所示，试在图14方格纸中画出电压与电流的关系图线.
U(V)00.400.500.600.700.80 1.00 1.20
I(A)00.200.300.400.550.75 1.25 1.80
(4)把元件Z接入如图15所示的电路中，当电阻R阻值为2 Ω时，电流表的读数为1.25 A；当电阻R阻值为3.6 Ω时，电流表的读数为0.80 A．结合图线，求出电池的电动势为__________ V，内阻为________Ω.(不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字)
图15
16．(12分)(2017·泰州中学第二次调研)某种半导体元件(二极管)，电路符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，从负极流入时电阻比较大．
(1)某实验兴趣小组要测绘该种半导体元件的伏安特性曲线．因该半导体元件外壳所印的标识模糊，为判断正负极，用多用电表电阻挡测定其正反向电阻．将选择开关旋至合适处，调整欧姆零点后，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小；再将红、黑表笔位置对调时指针偏角比较大，由此判断______端为该半导体元件的正极．(选填“左”、“右”)
图16
(2)如图16是厂家提供的伏安特性曲线，该小组只对加正向电压时的伏安特性曲线进行测绘，以验证与厂家提供的数据是否吻合，可选用的器材有：
A．直流电源，电动势3 V；内阻忽略不计；
B．0～20 Ω的滑动变阻器一只；
C．量程5 V、内阻约50 kΩ的电压表一只；
D．量程3 V、内阻约20 kΩ的电压表一只；
E．量程0.6 A、内阻约0.5 Ω的电流表一只；
F．量程50 mA、内阻约5 Ω的电流表一只；
G．待测二极管一只；
H．导线、电键等．
为了提高测量结果的精确度，电压表应选用______，电流表应选用______．(填序号字母) (3)为了达到测量的目的，请在虚线框内画出该实验的实验电路原理图．
(4)该小组通过实验采集数据后描绘出了该半导体元件的伏安特性曲线，通过对比，与厂家提供的曲线基本吻合．如果将该半导体元件与一阻值R＝50 Ω的电阻串联，再接至电动势E＝1.5 V、
内阻不计的电源上，该半导体元件处于正向导通状态，则此时该半导体元件的电功率为____________W.
17．(10分)(2018·盐城市模拟)如图17所示，E＝10 V，C1＝C2＝30 μF，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电池内阻可忽略．试求：
图17
(1)闭合开关S，待电路稳定后，电路中的电流为多少？
(2)将S断开，则断开S后流过电阻R1的电荷量为多少？
18．(10分)(2018·南通市如东县质量检测)如图18所示电路，电源电动势为E＝3 V，两个定值电阻阻值R1＝R2＝2 Ω，电源内阻r＝1 Ω，电容器的电容值C＝20 μF.开关全部闭合时，一带电油滴恰能在极板间静止．重力加速度g取10 m/s2，求：
图18
(1)极板带电荷量的大小；
(2)电源的效率；
(3)断开开关S2时(认为电容器充放电过程极快完成)油滴的加速度的大小和方向．
答案精析
1．B [用电器与发电站之间的输电线总长为2l ，R ＝ρ·2l S ≤U I ，则S ≥2ρlI
U
，故B 正确．]
2．B 3.B 4.C
5．C [由题图知，电阻R 接在电源a 上时电路中电流为0.5I 0，短路电流为I 0，根据闭合电路欧姆定律I ＝
E
R ＋r
得R ＝r ，a 电源的效率η＝UI
EI ×100%＝U E
×100%＝
R
R ＋r
×100%＝50%；同理，电阻
R 接在电源b 上时电源b 的效率η>50%，选项A 错误；电源的图线与电阻R 的U －I 图线的交点
表示电阻R 接在该电源上的工作状态，由题图知，电阻R 接在电源a 上时电压和电流都较大，故电源a 的输出功率较大，选项B 错误；由以上分析可知，R 接在a 电源上，电源的输出功率较大，电源效率较低，选项C 正确；R 接在b 电源上，电阻R 两端电压和电流较低，故电阻R 的发热功率较低，选项D 错误．] 6．C
7．A [闭合开关S 后，将滑动变阻器滑片P 向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，电路中总电流I 减小，电流表的示数变小．电压表的示数U ＝E －I (R L ＋r ＋R 2)，I 减小，其他量不变，则U 增大，电压表
的示数变大，故A 正确；将灯泡电阻和电源
内阻等效为电源内阻r ′，则P R 2＝(E
r ′＋R 2)2
R 2＝E 2
(r ′－R 2)
2
R 2
＋4r ′，因不知道R 2与r ′的大小关系，故电阻R 2消耗的功率无法判断，故B 错误；电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U 增大，由Q ＝CU ，知电容器C 上的电荷量增大，故C 错误；电源的总功率P ＝
EI ，I 减小，则电源的总功率变小，故D 错误．]
8．B [滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2接入电路的阻值变大．根据欧姆定律得知：U 1I
＝ΔU 1ΔI ＝R 1，故A 正确；U 2I ＝R 2，变大；根据闭合电路欧姆定律得：U 2＝E －I (R 1＋r )，则有ΔU 2
ΔI ＝R 1
＋r ，不变，故B 错误，C 正确；U 3I
＝R 1＋R 2，变大；根据闭合电路欧姆定律得：U 3＝E －Ir ，则有ΔU 3
ΔI
＝r ，不变，故D 正确．] 9．AC [电动机的总功率为P ＝UI ，根据焦耳定律得电动机的发热功率P 热＝I 2
R ，故电动机的输出功率P 出＝P －P 热＝UI －I 2
R ，故A 、C 正确，B 错误．因为P >P 热，即UI >I 2
R ，U >IR ，欧姆定律
不适用，故UI ≠I 2
R ≠U 2
R
，故D 错误．]
10．AC
11．CD [电源的总功率与电流的关系为P E ＝EI ∝I ，曲线a 表示电源的总功率随电流变化的图线；设电源的内阻为r ，电源内部的发热功率与电流的关系为P r ＝I 2
r ，由数学知识可知，电源内部的
发热功率P r 随电流I 变化的图线为开口向上的抛物线，曲线b 表示电源内部的发热功率随电流变化的图线；根据闭合电路中的能量转化关系得，电源的输出功率为P R ＝EI －I 2
r ，由数学知识可知，电源的输出功率P R 随电流I 变化的图线为开口向下的抛物线，曲线c 表示电源的输出功率随电流变化的图线，故A 、B 项错误；根据能量守恒定律得P E ＝P r ＋P R ，故C 项正确；M 点所表示的物理意义是电源内部的发热功率等于电源的输出功率，此时外电阻等于内阻，电路中的电流
为I 1＝E 2r ，电源的发热功率P r 1＝E 2I 1＝E 2
4r ，N 点表示的物理意义是电源的总功率等于发热功率，
此时只有电源的内阻，电路中的电流为I 2＝E r ，电源的总功率P E 2＝EI 2＝E 2
r
，D 项正确．]
12．ABD [当温度为20 °C 时，由题图得R 1＝4 k Ω，由闭合电路的欧姆定律得E
I 1
＝R 1＋R G ＋r ，联立解得R G ＋r ＝0.5 k Ω，A 正确；同理，当I 2＝3.6 mA 时，解得R 2＝2 k Ω，结合题图乙知B
正确；由U I ＝R ＋R G 得温度越高，比值越小，C 错误；U ＝E －Ir ，则ΔU
ΔI
＝r ，知D 正确．]
13．(1)200 (2)如图所示
(3)电流表和电压表 (4)斜率 ＜
14．(1)不正确，苹果电池为电源，欧姆表不能测电源的内阻 (2)①1.00 1.06 ②R 2 ③见解析图
解析 (1)因为欧姆表内部本身有电源，而苹果电池也有电动势，故二者相互影响，无法正确测出电源内阻；
(2)①由闭合电路欧姆定律可知E ＝U ＋Ir ，结合题表中第2组和第5组数据：E ＝0.81＋0.18×10
－3
r ；E ＝0.62＋0.36×10－3r
联立解得：E ≈1.00 V；r ≈1.06 k Ω
②由于苹果电池的内阻较大，故应选择电阻箱R 2才能起到有效的调节作用．
③本实验中采用基本的伏安法即可以测量，由于苹果电池内阻较大，故可以采用电流表相对于电源的内接法，故实物图如图所示．
15．(1)见解析图 (2)A (3)见解析图 (4)4.1 0.44
解析 (1)因Z 的电阻较小，故应采用电流表外接法；由于要求电压从零开始变化，故滑动变阻
器选用分压接法，接法如图．
(2)分压接法中，为了便于调节，滑动变阻器应选用总阻值小，且额定电流较大的，故选A；
(3)根据描点法得出对应的伏安特性曲线如图所示
(4)当电流为1.25 A时，Z元件两端的电压为1.00 V；当电流为0.80 A时，电压为0.82 V；由闭合电路欧姆定律可知：
E＝1.25(r＋2)＋1＝1.25r＋3.5
E＝0.80(r＋3.6)＋0.82＝0.80r＋3.7
联立解得：E＝4.1 V；r＝0.44 Ω
16．(1)右(2)D F (3)如图
(4) 8.8×10－3(在(8.0～9.5)×10－3内均可)
解析(1)二极管具有单向导电性，欧姆表中指针偏转较大说明电阻较小，即为正向电流；而欧姆表内部的电源正极与黑表笔相连，故由题意可知，二极管右端为正极；
(2)由题意可知，采用的电源电压为3 V，故为了提高测量结果的精确度，电压表应选取D；由题图可知，最大电流约为30 mA，故电流表应选F；
(3)由题意可知，本实验要求作出伏安特性曲线，故要求多测数据，故应采用分压接法；同时，因二极管正向电阻较小，故应采用电流表外接法；
(4)设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得：U＝1.5－50I (V)，可知该I－U图线为直线，如图，该直线与二极管伏安特性曲线相交，读出交点的纵坐标值为I＝8 mA，交点的横坐标值为U＝1.1 V．则此时该半导体元件的电功率为P＝UI＝8.8×10－3 W.
17．(1)1 A (2)4.2×10－4
C
解析 (1)闭合开关S ，电容器C 1相当于断路，C 2被短路，所以有I ＝
E
R 1＋R 2
＝1 A
(2)将S 断开，两个电容器两端的电压都等于电源的电动势，流过电阻R 1的电荷量等于两个电容器的电荷量增加之和．所以有
Q 1＝C 1U 2＝30×10－6×6 C＝1.8×10－4 C Q 2＝0
Q 1′＝C 1E ＝30×10－6×10 C＝3.0×10－4 C Q 2′＝Q 1′＝3.0×10－4 C
ΔQ ＝Q 1′＋Q 2′－Q 1＝4.2×10－4
C
18．(1)4×10－5
C (2)66.7% (3)5 m/s 2
，方向竖直向上 解析 (1)回路电流I ＝
E
R 1＋r
＝1 A
电容器两极板间电压U ＝IR 1＝2 V ， 电容器带电荷量Q ＝CU ＝4×10－5
C. (2)电源输出功率P ＝IU ＝2 W ， 电源总功率P 总＝IE ＝3 W ， 电源效率η＝
P
P 总
×100%≈66.7%. (3)设油滴带电荷量为q ，极板间距离为d ，由题意可知油滴带负电，开始时，q U d
＝mg ， S 2断开后，
q E
d
－mg ＝ma ， 解得a ＝5 m/s 2
，方向竖直向上．。