《恒定电流》 单元综合练习试卷1(新课标选修3-1).doc

第2章单元综合练习试卷11．将电源与一负载、滑动变阻器连成串联电路,当电源输出的电功率最大时( )A.一定是电源输出电流最大时B.一定是电源输出电压最大时C.一定是电源内耗功率最小时D.以上说法均不正确答案：D图2-12．根据图2-1中电压表和电流表的读数,可近似算得( )A.电池的电动势及内电阻B.电池的电动势及电压表内电阻C.电压表及电流表的内电阻D.电压表及电池内电阻答案：B3.一个内有电路的黑盒上有两个接线柱,若用电阻很大的电压表测两接线柱间电压为3 V,若用内阻很小的电流表接两接线柱间测得电流为3 A,则图2-2所示的电路哪个是可能的( )图2-2答案：AD4.一个内阻可忽略的电池,向一个装满水银的U形玻璃管A中的水银供电,电流为0.1 A.若把全部水银倒在另一个内径大一倍的U形管B中,那么该电池对B内水银供电时,电流大小为( )A.0.4 AB.0.8 AC.1.6 AD.3.2 A答案：C图2-35.实验中常用两个可变电阻器串联后调节电路中的电流,一个作粗调(调节时电路中电流改变较大),一个作细调(调节时电路中电流改变较小).在图2-3所示电路中,R1=500 Ω,R2=20 Ω,R=50 Ω,则( )A.R1可作粗调B.R2可作粗调C.R1和R2均可作粗调D.R1和R2均可作细调答案：A图2-46.如图2-4所示电路,其中L 为“4 V 8 W ”的用电器,电源电动势E=6 V ,内阻r=1 Ω,R 为滑动变阻器,则( )A.要使用电器正常工作,电源额定功率不得小于12 WB.要使变阻器安全工作,其额定电流不得小于2 AC.变阻器滑片在左端时,L 恰好正常工作D.变阻器滑片在右端时,L 恰好正常工作 答案：ABC7.额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W 、P B =40 W 的A 、B 两只灯,接在220 V 的电路中,既使电灯都正常发光,又使电路消耗的电功率最小的连接方式是图2-5中的( )图2-5答案：C图2-68.如图2-6所示,直线OAC 为某一直流电源的总功率P 总随电流I 变化的图线,抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P t 随电流I 变化的图线.若A 、B 对应的横坐标为2 A,那么线段AB 表示的功率及I=2 A 对应的外电阻是( )A.2 W,0.5 ΩB.4 W,2 ΩC.2 W,1 ΩD.6 W,2 Ω 答案：A9.如图2-7所示,直线A 为电源的U-I 图线,直线B 为电阻R 的伏安图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的效率是_________.图2-7 图2-8答案：66.7%10.如图2-8所示的电路中,R 2=4 Ω,开关S 闭合后,电路中总电流变为原来的2倍,通过R 1的电流变为原来的21,则R 1的阻值为_________ Ω. 答案：1211.有一多用电表,它的欧姆挡刻度线中心刻度值是15,当用R ×10挡去测量某待测电阻(阻值约为1 000 Ω)时,指针偏转角度较小.为了减小测量误差,应该重新测量,其实验步骤的顺序是_________(填写字母).A.将多用电表的选择开关扳至交流高压挡B.将待测电阻两端分别与两表笔连接,并读出数据C.将选择开关扳至R×1挡D.将选择开关扳至R×100挡E.调节调零电阻,使表头指针满偏F.将欧姆表两表笔短接答案：DFEBA12. “黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电学元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡对任意两接线柱正、反向测量，指针幸免不发生偏转；第二步：用电阻×100 Ω挡对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图2-9所示.图2-9（1）第一步测量结果表明盒内______________________________________________.（2）图2-10示出了图2-9[1]和图2-9[2]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是______ Ω；图2-11示出了图2-9[3]中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_______Ω.图2-10- 图211（3）请在图2-12的接线柱间用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.图2-12 图2-13（4）一个小灯泡与3 V电池组的连接情况如图2-13所示.如果把图2-13中e、f两端用导线直接相连，小灯泡可正常发光.欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光.那么，e 端应连接到_________接线柱，f 端应连接到_________接线柱. 解析：（1）因为电压表无示数，所以盒内无电源.（2）由图得：12.0×100 Ω=1 200 Ω，5.0×100 Ω=500 Ω.（3）b 、c 间电阻不变，所以 b 、c 间为一固定电阻；a 、c 间电阻在一较小值和无穷大之间变化，所以a 、c 间为二极管；a 、b 间电阻在一较大值和无穷大之间变化，所以a 、b 间为一电阻和二极管串联，所以盒内的原件及连接情况如下图.（4）由二极管单向导电性可得e 接c 端，f 接a 端. 答案：（1）不存在电源 （2）1 200 500 （3）见解析 （4）c a图2-1413.如图2-14所示，R 为电阻箱，○V 为理想电压表．当电阻箱读数为R 1=2 Ω时，电压表读数为U 1=4 V ；当电阻箱读数为R 2=5 Ω时，电压表读数为U 2=5 V ．求： (1)电源的电动势E 和内阻r ； 解析：由闭合电路欧姆定律 E=U 1+r R U 11E=U 2+22R U r 联立上式并代入数据解得 E=6 V r=1 Ω.答案：E=6 V r=1 Ω(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值P m 为多少? 解析：由电功率表达式P=R r R E 22)( 将上式变形为P=r Rr R E 4)(22+- 由上式可知R=r=1 Ω时，P 有最大值P m =rE 42=9 W.答案：当R=r=1 Ω时，P m =9 W14.两个定值电阻,把它们串联起来,等效电阻是4 Ω,把它们并联起来,等效电阻是1 Ω. (1)这两个电阻的阻值各为多大?解析：由串联电阻R 1+R 2=4 Ω和并联电阻2121R R R R ++=1 Ω解得R 1=2 Ω,R 2=2 Ω. 答案：(1)R 1=2 Ω,R 2=2 Ω(2)如果把这两个电阻串联后接入一个电动势为E 、内电阻为r 的电源两极间,两电阻消耗的总功率等于P 1;如果把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间,两电阻消耗的总功率等于P 2.若要求P 1=9 W,且P 2≥P 1,求满足这一要求的E 和r 的所有值.解析：由题意P 1=221212)()(r R R R R E +++=9 W将前式代入解得E=6+1.5r 由题中的条件P 2≥P 1得22)1(r E +≥22)4(4r E + 解得0≤r ≤2 Ω. 答案：0≤r ≤2 Ω图2-1515.图2-15是导轨式电磁炮实验装置示意图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）.滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源.滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kl ，比例常量k=2.5×10-6 T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5 cm ，滑块的质量m=30 g ，滑块沿导轨滑行5 cm 后获得的发射速度v=3.0 km/s （此过程视为匀加速运动）.（1）求发射过程中电源提供的电流大小； 解析：由匀加速运动公式a=sv 22=9×105 m/s 2由安培力公式和牛顿第二定律，有 F=IBl=kI 2l,kI 2l=ma 因此I=klma=8.5×105 A. 答案：I=8.5×105 A（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?解析：滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即 P Δt ×4%=21mv 2 发射过程中电源供电时间 Δt=a v =31×10-2 s 所需电源输出功率为P=%4212⨯∆t mv =1.0×109 W 由功率P=IU ，解得输出电压 U=IP=1.2×103 V. 答案：P=1.0×109 W U=1.2×103 V（3）若此滑块射出后随即以速度v 沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s ′.设砂箱质量为M ，滑块质量为m ，不计砂箱与水平面之间的摩擦.求滑块对砂箱平均冲击力的表达式.解析：分别对砂箱和滑块用动能定理，有M s f =21MV 2 m s f =21mV 2-21mv 2由牛顿定律f=-f 和相对运动s m =s M +s ′ 由动量守恒mv=(m+M)V 联立得s f '=M m M +·21mv 2故平均冲击力f =)(2M m Mm+·s v '2.答案：f =)(2M m Mm+·s v '2。