高中物理 第二章 电路单元测试 粤教版选修3-1

第二章电路单元测试（粤教版选修3-1）
(时间：90分钟满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)
1．有一额定电压为6 V、额定功率约为1 W的小灯泡，某同学为了测出其正常工作时的电阻，先用欧姆表直接测小灯泡的电阻，通过正常操作，他观察到的应该是图中的( )
2．手机已是我们生活中普遍的通信工具，如图1所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是( )
图1
A．4.2 V 14.58 mA B．4.2 V 700 mA
C．3.7 V 14.58 mA D．3.7 V 700 mA
3．图2所
图2
示为灯泡L1“220 V 100 W”和L2“220 V 60 W”的伏安特性曲线(I－U图线)，根据该图线可以确定L1、L2两灯串联接在220 V的电源上时，两灯泡的实际功率之比大约为( ) A．1∶2 B．3∶5
C．5∶3 D．1∶3
4．甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A．把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是( )
A．6.0 A B．7.5 A
C．10.0 A D．8.0 A
5.
图3
利用如图3所示的电路可测出电压表的内阻，电源的内阻可以忽略，R为电阻箱．当R取不
同阻值时，电压表均对应有不同读数U .多次改变电阻箱的阻值，所得到的1
U
－R 图象为下图
中的( )
6.
图4
如图4所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O 点固定，P 为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S ，在滑动头P 缓慢地由m 点经n 点移到q 点的过程中，电容器C 所带的电荷量将( )
A ．由小变大
B ．由大变小
C ．先变小后变大
D ．先变大后变小 二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分) 7．有关电压与电动势的说法中正确的是( )
A ．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B ．电动势就是电源两极间的电压
C ．电动势公式E ＝W q 中的W 与电压U ＝W q
中的W 是不一样的，后者是静电力所做的功 D ．电动势是反映电源把其他形式的转化为电能本领的物理量
8．在电灯正常发光时，并联一只电炉，结果灯变暗了，这是因为( ) A ．电路的总电阻变小，总电流变大 B ．电炉的分压作用，使电灯电压变小 C ．电灯中原来电流一部分流进电炉 D ．输电线电压损失变大，电灯电压变小 9.
图5
如图5所示，电源的内阻不可忽略，已知R 1为半导体热敏电阻，R 2为锰铜合金制成的可变电阻．当发现灯泡L 的亮度逐渐变暗时，可能的原因是( ) A ．R 1的温度逐渐降低 B ．R 1受到可见光的照射 C ．R 2的阻值逐渐增大 D ．R 2的阻值逐渐减小 10.
图6
如图6所示，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R 1＝10 Ω，R 2＝8 Ω.当开关S 接位置1
时，电流表的示数为0.20 A．那么当开关S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值( )
A．0.23 A B．0.25 A
题号12345678910 答案
11．(4分)一多用电表的欧姆档有三个倍率，分别是×1Ω
、×10Ω、×100Ω.用×10Ω档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________档．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，
若补上该步骤后测量，表盘的示数如图7所示，则该电阻的阻值是________ Ω.
图7
图8
12．(4分)把一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里，盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图8所示，今用多用电表的欧姆档进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值有阻值
阻值同
AC测量
值
很大很小很大
接近AC
间电阻
13．(6分)在用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω，图9为实验原理图及所需器件图．
(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实物电路．
图9
(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图10中画出U－I图象，根据图象
I(A)0.120.200.310.320.500.57
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
图10
四、计算题(本题共4小题，共38分)
图11
14．(8分)如图11所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内阻．
15．(8分)
图12
如图12所示，电源的电动势是6 V，内阻是0.5 Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5 Ω，限流电阻R0为3 Ω，若理想电压表的示数为3 V，试求：
(1)电源的功率和电源的输出功率；
(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．
图13
16．(10分)如图13所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(g取10 m/s2)
图14
17．(12分)如图14所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外．一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2h处的P3点，不计粒子重力．求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向；
(3)磁感应强度的大小．
参考答案
1．D [由P ＝U 2
R 得，正常工作时小灯泡的电阻R ＝U 2P ＝62
1
Ω＝36 Ω，直接用欧姆表测量时，
由于电压较低，灯丝温度较低，测得的电阻值比正常工作时的电阻值要小，故选项D 正确．] 2．C [由铭牌可读出电池的电动势是3.7 V ，又电池的总容量为700 mAh ，待机时间为48小时．由q ＝It 可求得I ＝14.58 mA.]
3．D [设两灯串联接在220 V 的电源上时的电流和电压分别为I 1、I 2和U 1、U 2，则根据串联电路的特点得：I 1＝I 2，U 1＋U 2＝220 V ．由图并结合I 1＝I 2和U 1＋U 2＝220 V ，可查得当I 1
＝I 2≈0.245 A 时，U 1≈55 V 、U 2≈165 V ，所以两灯泡的实际功率之比大约为P 1P 2＝U 1I 1U 2I 2＝U 1U 2≈
55
165
＝1
3
，所以本题正确答案为D.] 4．B [因甲、乙两保险丝等长，
由R ＝ρl S ＝ρl π
d 2
2，知R 1
R 2
＝4.
当R 1、R 2并联时，令I 1＝2.0 A ，则由I 1R 1＝I 2R 2得I 2＝8.0 A ＞6.0 A ，故I 1不能取2.0 A ；令I 2＝6.0 A ，则由I 1R 1＝I 2R 2得I 1＝1.5 A ＜2.0 A ，故两者并联时，整个电路允许通过的最大电流为I ＝I 1＋I 2＝(1.5＋6.0) A ＝7.5 A ．故选项B 正确．]
5．A [设电压表的内阻为R V ，则电压表的读数应为U ＝IR V ＝ER V R V ＋R ，可得1U ＝1E ＋R
ER V
，因E 、
R V 为定值，故图象应为A.]
6．C [P 缓慢由m 点经n 点移动到q 点的过程中，电路总电阻先变大后变小，总电流先变小后变大，R 两端电压即电容器两端电压先变小后变大，电容器所带电荷量将先变小后变大，故选C.] 7．CD
8．AD [并联电路后，电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，电路的总电流变大，输电线电压损失变大．] 9．AD
10．AC [开关接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19 A ．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2 V ，所以开关接2后路端电压低于2 V ，因此电流一定小于0.25 A ．所以只能选A 、C.]
11．×100 Ω 调零 2.2×103
解析 用×10 Ω档测电阻时，表头指针偏转角度很小，说明待测电阻阻值很大，应换到×100
Ω档，换当后应先调零，由表盘可知，其测量电阻的阻值为R ＝22×100 Ω＝2.2×103
Ω. 12．见解析
解析 由于A 、C 间与C 、A 间电阻相同，所以A 、C 间只有电阻，没有二极管．C 、B 与B 、C 间电阻一个很大，另一个很小，说明C 、B 间只有二极管，且正极与C 连接．A 、B 间电阻很大，B 、A 间电阻接近A 、C 间电阻，说明A 、B 间是电阻与二极管串联．电路结构如图所示． 13．(1)、(2)见解析图 1.45 0.69
解析 (1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示．
(2)根据U 、I 数据，在方格纸U ­I 坐标系上找点描迹．如图乙所示，然后将直线延长，交U 轴于U 1≈1.45 V ，此即为电源电动势；交I 轴于I ≈0.65 A ，注意此时U 2＝1.00 V ，由闭合
电路欧姆定律得I ＝E －U 2r ，则r ＝E －U 2I ＝1.45－1.00
0.65
Ω≈0.69 Ω.
甲
乙
14．2.0 V 1 Ω
解析 S 闭合时，E ＝U 1＋I 1r ，即E ＝1.6＋0.4r ；S 断开时，E ＝U 2＋I 2r ，即E ＝1.7＋0.3r ；得E ＝2.0 V ，r ＝1 Ω.
15．(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W
解析 (1)I ＝I R 0＝
U R 0R 0
＝1 A ；电源的功率P E ＝IE ＝6 W ；内电路消耗的功率P r ＝I 2
r ＝0.5 W ；电源的输出功率P 出＝P E －P r ＝5.5 W.
(2)电动机分压U M ＝E －Ir －U R 0＝2.5 V ；电动机消耗的功率P M ＝IU M ＝2.5 W ；热功率P 热＝I 2
r M ＝0.5 W ；电动机输出的机械功率P 机＝P M －P 热＝2 W.
16．8 Ω 23 W
解析 (1)小球进入板间后，受重力和静电力作用，且到A 板时速度为零，设两板间电压为U AB .
由动能定理得：－mgd －qU AB ＝0－12
mv 2
0，解得U AB ＝8 V
所以滑动变阻器两端电压U 滑＝U AB ＝8 V ，
设通过滑动变阻器的电流为I ，由闭合电路欧姆定律得：I ＝E －U 滑
R ＋r ＝1 A ，
滑动变阻器接入电路的电阻R 滑＝
U 滑
I
＝8 Ω. (2)电源的输出功率P 出＝I 2
(R ＋R 滑)＝23 W.
17．(1)mv 20
2qh (2) 2 v 0 方向与x 轴正向成45°角(第四象限内) (3)mv 0qh
解析 粒子运动的轨迹如图所示．
(1)设粒子从P 1运动到P 2的时间为t ，电场强度的大小为E ，粒子在电场中的加速度为a ，由牛顿第二定律及运动学公式有： qE ＝ma ① v 0t ＝2h ② 12
at 2
＝h ③
由式①②③解得 E ＝mv 20
2qh
④
(2)粒子到达P 2时速度沿x 方向的分量仍为v 0，以v 1表示速度沿y 方向分量的大小，v 表示速度大小，θ表示速度和x 轴的夹角，则有 v 21＝2ah ⑤
v ＝ v 21＋v 2
0⑥
tan θ＝v 1
v 0
⑦
由式②③⑤解得v 1＝v 0⑧ 由式⑥⑦⑧解得v ＝ 2v 0⑨
θ＝45°⑩
(3)设磁场的磁感应强度为B ，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动，设r 为圆周运动的半径，由牛顿第二定律得
qvB ＝m v 2
r
.⑪
此圆周与x 轴和y 轴的交点分别为P 2、P 3，因为OP 2＝OP 3＝2h ，θ＝45°，由几何关系可知，连线P 2P 3为圆轨道的直径，由此可求得 r ＝ 2h .⑫
由式⑨⑩⑪⑫解得B ＝mv 0
qh
.。