人教版高考物理一轮总复习课后习题 第九章 电路 单元质检九 电路 (2)

单元质检九电路
(时间:75分钟满分:100分)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.一节干电池的电动势为1.5 V,表示该电池( )
A.一定有1.5 J的化学能转化为电能
B.在工作状态下两极间的电压恒定为1.5 V
C.比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D.将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中,非静电力做了
1.5 J的功
答案:D
解析:电源电动势的大小表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功,即一节干电池的电动势为1.5V,表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.5J的功,故D正确,A错误;工作状态时两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势,故B 错误;电动势大的说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大,但电动势大的存储的电能不一定多,故C错误。

2.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示,则下列结论正确的是( )
A.P甲=P乙
B.P乙=3P甲
C.P甲=3P乙
D.P乙>3P甲
答案:C
解析:设灯泡正常发光时的电流为I,对于甲图,电路的总的电流为3I,此时甲的总功率的大小为P甲=U·3I,对于乙图,电流的总电流的大小就为I,此时乙的总功率的大小为P乙=UI,所以P甲=3P乙,故C正确。

3.如图所示,为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有( )
A.只减小电容器C两板间的距离
B.只增大电容器C 两板间的距离
C.只增大电阻R 1的阻值
D.只增大电阻R 2的阻值 答案:D
解析:只减小电容器C 两板间的距离或者增大电容器C 两板间的距离,对电路中稳定时的电流无影响,故A 、B 错误;只增大电阻R 1的阻值,则电路总电阻变大,总电流减小,则L 与R 2并联的支路的电压变小,则灯泡变暗,故C 错误;只增大电阻R 2的阻值,则电路总电阻变大,总电流减小,R 1以及电源内阻上的电压减小,则L 与R 2并联的支路的电压变大,则灯泡变亮,故D 正确。

4.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )
A.电动机消耗的总功率为UI
B.电动机消耗的热功率为U 2
R
C.电源的输出功率为EI
D.电动机输出的机械功率为UI-I 2r 答案:A
解析:根据题意可知电动机的额定电压为U,额定电流为I,则电动机消耗的总功率为P=IU,故A 正确;电动机消耗的热功率应该用P=I 2R 来计算,不能为U 2
R ,故B 错误;电源的输出功率等于电动机的输入功率,得P 入=UI,故C
错误;电动机的总功率为IU,发热的功率为I 2R,所以电动机输出的机械功率为P 出=UI-I 2R,故D 错误。

二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。

每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

5.关于材料的电阻率,下列说法正确的是( )
A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小
D.金属丝拉长为原来的两倍,电阻率变为原来的2倍 答案:BC
解析:合金的电阻率比纯金属的电阻率大,电阻率大表明材料的导电性能差,不能表明对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻除跟电阻率有关外,还跟导体的长度、横截面积有
关,故A错误,C正确;金属材料的电阻率随温度升高而增大,故B正确;电
阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,故D错误。

6.(重庆巴蜀中学期末)如图所示,电源电动势E及内阻r恒定不变,R、R1
为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V及电流表A1、A2均为理想电表,则
下列说法正确的是( )
A.若S闭合,当R2的滑片下滑时,两电流表A1、A2的示数变化量ΔI1<ΔI2
B.若S闭合,当R2的滑片下滑时,电压表V和电流表A1的示数变化量之比
ΔU
=r不变
ΔI1
C.若S闭合,当R2的滑片下滑时,电压表V和电流表A1的示数变化量之比
ΔU
=R+r不变
ΔI1
D.R2的滑片保持某一不为零的值不动,将开关S由断开转为闭合,则电流表A1的示数变大,电压表V、电流表A2的示数均变小
答案:ACD
解析:根据串反并同规律可知,电流表A1测量的总电流I1增大,电流表A2
测量的电流I2增大,电阻R1的电流I减小,又因为I1=I+I2,所以两电流表
A1、A2的示数变化量ΔI1<ΔI2,故A正确;R1和R2并联后作为一个电阻,该
电路就变成了测量电源电动势和内阻的电路,根据闭合电路欧姆定律E=U+I(r+R),可知
ΔU ΔI 1
=R+r,保持不变,故B 错误,C 正确;闭合开关S,外部总
电阻减小,根据闭合电路欧姆定律I=E R 总+r
可知电流表A 1测量的总电流I 1
增大,把电阻R 看成内阻,闭合开关S 后,则外电路电阻减小,所以外电路电压U 减小,所以电压表示数减小,又因为滑动变阻器与R 1并联,所以电流表A 2示数减小,所以D 正确。

7.(湖南株洲高三二模)用某型号的充电器给一款锂电池充电,在电池电量从零直至充满的过程中,充电电压和充电电流随时间变化的曲线简化后如图所示。

据图可知( )
A.充电时通过锂电池的电流是直流电
B.实线是电流曲线,虚线是电压曲线
C.锂电池的充电功率先增大后减小
D.在前40 min,锂电池的平均充电功率约为6.4 W 答案:ACD
解析:根据图像可知,电流方向未发生改变,故充电时通过锂电池的电流是直流电,故A正确;开始充电后,电压逐渐增大,达到电动势后,充电电流逐渐减小,故实线是电压曲线,虚线是电流曲线,故B错误;根据P=IU可知,锂电池的充电功率先增大后减小,故C正确;由题图可知,在前40min,锂电池的平均充电功率P=I U=1.7×3.3+4.2
W=6.4W,故D正确。

2
8. (安徽省定远中学高三模拟)如图所示,电源的电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=1 Ω,R2=3 Ω,R3=10 Ω,R4=4 Ω,R5为电阻箱,调节范围为0~10 Ω,电容器C=10 μF,电容器的下极板接地,两极板正中间有一点P(未标出),初始时刻开关S断开,R5=0,则下列说法正确的是( )
A.若将电容器的下极板稍向下移动,则P点的电势增大
B.闭合开关S后,流过R3的电荷量Q=1.5×10-5 C
C.将电阻箱调到9 Ω后再闭合开关S,稳定后电容器上的电量为0
D.闭合开关S后,将电阻箱从0开始逐渐调到最大值,电源的输出功率先增大后减小
答案:AB
解析:当开关S断开时,R3、R4和R5断路,电容器的电压等于R2所分的电压;
当开关S闭合时,R3断路,R1、R2串联,R4、R5串联后再并联,电容器的电压等于R1和R4所分的电压差。

开关S断开时,电容器的电压U不变,R3接地其电势为零,设电容器间距离为d,P点与上极板的距离为x,则P点的电势
为φ=U-U
d
x,可知将电容器的下极板稍向下移动,d增大,x、U不变,故P点
电势增大,故A正确;开关S断开时,电容器电压U1=E
R1+R2+r
R2=6V,此时电容器的电荷量为Q1=CU1=6×10-5C,上极板为正,下极板为负,开关S闭合时,由于R5=0,此时电容器电压依然为R2电压,根据电路知识求得U2=4.5V,此时电容器电荷量为Q2=CU2=4.5×10-5C,上极板为正,下极板为负,故流过R3的电荷量Q=Q1-Q2=1.5×10-5C,故B正确;将电阻箱调到9Ω后再闭合开关S
时,由于R1
R2≠R4
R5
,故电容器两端的电压不为零,故所带的电荷量不为零,故C
错误;闭合开关S时,外阻R=R4(R1+R2)
R4+R1+R2
=2Ω=r,此时电源的输出功率最大,在电阻箱从0开始逐渐调到最大值过程,外阻R一直增大,故电源的输出功率一直减小,故D错误。

三、非选择题:本题共7小题,共60分。

9.(2分)将一个满偏电流为10 mA,内阻为120 Ω的电流计改装为量程为0.06 A和15 V的电流表和电压表两用表,如图所示为该表的内部结构,则电阻R2的阻值为Ω。

答案:230
解析:把电流表改装成大量程电流表要并联电阻分流,所以R 1=
I g R g I -I g
=
0.01×1200.06-0.01
Ω=24Ω,改装后电流表内阻为R 并=
0.01×1200.06
Ω=20Ω,改装成电压
表需要串联分压电阻,串联电阻阻值为R 2=
15
0.06
Ω-R 并=250Ω-20Ω=230Ω。

10.(6分)如图所示为一简易欧姆表电路图,有“×1”和“×10”两个倍率挡。

使用时,红表笔应插入 (选填“A”或“B”)孔,如果选用“×10”挡,选择开关应拨向 (选填“a”或“b”),R 1、R 2的定量关系为 。

答案:A b R 2=9R 1
解析:当多用电表红表笔与电源的负极相连,黑表笔与电源的正极相连,故红表笔应插入A 孔。

如果选用“×1”挡,此时多用电表内阻为R 内,此时干路电流较大,开关接a,欧姆调零时,
E R 内
=I g +
I g (R g +R 2)
R 1
;如果选用“×10”挡,
此时多用电表内阻变为10R内,此时干路电流较小,开关接b,欧姆调零
时,E
10R
内=I g+I g R g
R1+R2。

二式联立可得R2=9R1。

11.(6分)(陕西咸阳高三月考)光伏电池(太阳能电池)是一种清洁、“绿色”能源。

光伏发电的原理主要是半导体的光伏效应,即一些半导体材料受到光照时,直接将光能转化为电能。

在一定光照条件下,光伏电池有一定的电动势,但其内阻不是确定的值,内阻大小随输出电流的变化而变化。

为了研究光伏电池内阻的变化特性,实验小组借助测电源电动势和内阻的方法设计出实验电路如图甲所示,改变电阻箱R的阻值,实验测得电流表示数I和电压表示数U如下表:
(1)根据表中数据,选用适当的标度在图乙中作出光伏电池的I-U图像。

(2)根据所作图像可以判断,该光伏电池的电动势约为 V,其内阻随输出电流的增大而(选填“增大”“不变”或“减小”)。

答案:(1)见解析(2)2.80 增大
解析:(1)如图所示。

(2)当电路的电流为零时,外电压为零,此时电压表的读数为电源电动
势,由(1)图像可知,电源电动势约为2.80V;光伏电池的内阻满足r=E-U
I 由表中数据计算可知,光伏电池的内阻随输出电流的增大而增大。

12.(8分)(广西柳州高三三模)某同学有一块满偏电流I g=250 μA的小量程电流表G。

需要将它改装为4 mA量程的电流表。

(1)他采用如图所示电路测量电流表G的内阻R。

断开S1闭合S2时电流表G读数为I g,若再闭合S1后干路电流仍保持为I g,则当电流表G读数为时,电流表G内阻R g与电阻箱R'的阻值相等。

(2)据此原理,该同学测出电流G内阻。

下面是打乱的操作,正确的步骤排序为。

A.读出R'的阻值为90.0 Ω,断开开关
B.闭合开关S2,调节R的阻值使电流表G指针偏转到满刻度
C.闭合开关S1保持R的阻值不变,调节R'的阻值使电流表G指针偏转到满刻度的一半
D.将R的阻值调至最大
(3)改装为4 mA量程的电流表,需要将电阻箱R'并联在电流表G两端,调其阻值为Ω。

(2)DBCA (3)6.0
答案:(1)I g
2
解析:(1)闭合S1后,并联部分电路起到分流的作用,干路电流仍保持为I g,则当电流表G读数为I g
时,两支路电流相等,故电流表G内阻R g与电阻箱R'
2
的阻值相等。

(2)正确步骤排序为DBCA。

(3)分流电阻满足I g R g=(I-I g)R',代入数据,可得R'=6.0Ω。

13.(10分)现要测量一个未知电阻R x的阻值,除R x外可用的器材有:多用电表(仅可使用欧姆挡),电池组(电动势为3 V,内阻为1 Ω),电流表(内阻约0.1 Ω),电压表(内阻约3 kΩ),滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A),开关,导线若干。

(1)先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,下列判断和做法正确的是(填字母代号)。

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆
B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量
D.如需进一步测量可换“×1 k”挡,调零后测量
(2)某小组同学用伏安法测该电阻R x。

利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上数据可知,他们测量R x是采用下图中的(选填“甲”或“乙”)图。

(3)图丙是测量R x的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。

请根据(2)中所选电路图,补充完成图丙中实物间的连线,并使用闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

丙
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图丁所示,图中已标出了测量数据对应的7个坐标点。

请在图中描绘出U-I图线。

由图线得到金属丝的阻值R x= Ω(保留两位有效数字)。

丁
答案:(1)AC
(2)甲
(3)见解析
(4)4.5(4.3~4.7均可)
解析:(1)第一次测量时指针偏转大,电阻较小,说明所选量程过大,故应选择小量程,A、C正确,B、D错误。

(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻R x约几欧姆,属于小
电阻,用外接法测量误差小,由表格数据知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法,故选甲图。

(3)如图(a)所示。

(a)
(b)
(4)描绘出点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作
出U-I图线,如图(b)所示;其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I
图线上,有R x=1.00
Ω=4.5Ω。

0.220
14.(12分)(湖北高三三模)现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,此传感器的电阻R x随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。

目前国际公认的酒驾标准是“0.2 mg/mL≤酒精气体浓度<0.8 mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”。

提供的器材有:
二氧化锡半导体型酒精传感器R x;
直流电源(电动势为4 V,内阻不计);
一只电压表(量程为3 V,内阻非常大,作为浓度表使用);
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω);
定值电阻R(阻值为50 Ω);
定值电阻(阻值为10 Ω);
单刀双掷开关一个,导线若干。

(1)在图乙中完成待调节的酒精测试仪电路图的连线。

甲
乙
(2)电路中R应选用定值电阻(选填“R1”或“R2”)。

(3)为便于识别,按照下列步骤调节此测试仪:
电路接通前,先将电阻箱调为Ω,然后开关向(选填“c”或“d”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2 mg/mL;
逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大。

按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”。

此浓度表刻度线上对应的浓度值是(选填“均匀”或“非均匀”)变化的;
将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。

(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,其测量结果(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。

答案:(1)见解析(2)R2(3)30.0 c 非均匀(4)偏小
解析:(1)如图所示。

(2)由于电压表量程为3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧
姆定律可得,定值电阻两端的电压U R=ER
R x+R
由题图甲可知,10Ω≤R a≤3V
代入数据可得R≤30Ω,故选R2。

(3)由题图甲知酒精气体浓度为0.2mg/mL时R x=30Ω,本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻R x,故应先将电阻箱调到30.0Ω;结合(1)中电路,开关应向c端闭合;
由题图甲知,传感器的电阻R x随酒精气体浓度是非均匀变化,故此浓度表刻度线上对应的浓度值是非均匀变化的。

(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,电路中电流将减小,电压表示数将偏小,故其测量结果将偏小。

15.(16分)(湖北汉阳一中高三模拟预测)某同学要测定某一蓄电池的电动势和内阻,实验室备有下列器材:
蓄电池E(电动势约为6 V、内阻约为几欧);
电压表V(满偏电压为2.0 V、内阻R V=1 000 Ω);
电流表A(量程为0~0.30 A、内阻R A约为几欧);
滑动变阻器R1(最大阻值为50 Ω、允许通过的最大电流为1 A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100 Ω、允许通过的最大电流为0.1 A); 定值电阻R3=15 Ω;
定值电阻R4=5 Ω;
电阻箱R5(0~999.99 Ω);
电阻箱R6(0~9 999.9 Ω);
开关S、导线若干。

(1)为了调节方便且能较精确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是(选填“R1”或“R2”),由于蓄电池内阻阻值较小,应把蓄电池和
(选填“R3”或“R4”)串联接入电路中。

(2)实验室电压表量程不够,要把电压表改装成量程为6 V的电压表,应把电压表V与电阻箱(选填“R5”或“R6”)串联,并将电阻箱的阻值调到Ω。

(3)在图示虚线框内画出实验电路图。

(4)根据电压表和电流表的读数画出U-I图像如图所示,可知待测蓄电池的电动势E= V,内阻r= Ω。

(结果保留两位有效数字)
答案:(1)R1R3(2)R6 2 000 (3)见解析(4)5.7 4.0
解析:(1)由于电源内阻较小,为了获取多个实验数据,滑动变阻器应选择R1;依题意可得蓄电池应和R3串联。

(2)要把电压表改装成量程为6V的电压表,电压表V应串联阻值较大
的电阻箱,即R6;改装后的量程U V'=U V
R V
(R V+R6),解得R6=Ω。

(3)改装表的电表接入电路,如图所示。

(4)由题意可得3U=E-I(r+R3),即U=E
3−(r+R3)
3
I
根据图像可以读出该蓄电池的电动势E
3
=1.9V,得E=5.7V
由(r+R3)
3=1.9
0.30
Ω,所以测得蓄电池的内阻为r=4.0Ω。

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