第2章恒定电流精品测试

第二章章末过关检测
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．(2010年南京模拟)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图2－9所示的图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则
()
图2－9
A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
解析：选CD.金属导体的电阻随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故选项C、D正确．
2.如图2－10所示，当滑动变阻器滑动触头向左移时，灯泡L1、L2、L3的亮度将()
图2－10
A．都变亮
B．都变暗
C．L1、L2变亮，L3变暗
D．L1、L3变亮，L2变暗
答案：C
3．如图2－11所示，电源电动势E＝5 V，内阻不计，定值电阻R1＝R2＝3 Ω，可变电阻R3的最大阻值为6 Ω.当滑动变阻器的滑片在R3上滑动时，R2上的电压取值范围为
()
图2－11
A ．0～2 V
B ．0～3 V
C ．0～3.6 V
D ．0～4 V
答案：A
4．小灯泡通电后，其电流I 随所加电压U 变化的图线如图2－12所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则下列说法不．
正确的是 ( )
图2－12
A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1
I 2
C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1
I 2－I 1
D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积
解析：选C.在I －U 图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大；对应P 点，小灯泡的电压为U 1，电流为I 2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R ＝U 1
I 2；其工作功率为P ＝U 1I 2，即为图中矩形PQOM 所围的面积，因此本题应选择
C 项．
5.经过精确校准的电压表V 1和V 2，当分别用来测量某线路中电阻R 两端a 、b 间的电压时，如图2－13所示，读数依次为12.7 V 和12.3 V ，则
( )
图2－13
A．a、b间的实际电压略大于12.7 V
B．a、b间的实际电压略小于12.7 V
C．电压表V1的内阻大于V2的内阻
D．电压表V1的内阻小于V2的内阻
解析：选AC.并联电压表使电路电阻减小，电流增大，R′两端电压增大，使ab两端电压比实际电压要小．且电压表的内阻越大，测量值越大，越接近实际电压．
6.某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图2－14所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表读数为U，当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的读数为零，则出现此种情况的原因可能是(R1、R2的阻值相差不大)
()
图2－14
A．AB段断路B．BC段断路
C．AB段短路D．BC段短路
解析：选AD.电压表并联在AC端和AB端时示数都为U.有两种可能情况：一是AB段断路，电压表示数U为电源电动势；二是AB段没有断路但BC段短路，AB与BC段电压相同．7．(2010年淮安高二检测)如图2－15所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是
()
图2－15
A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率
B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率
C．当R2＝0时，R1上获得最大功率
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
答案：AC
8．在如图2－16所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动？
( )
图2－16
A ．S 1
B ．S 2
C ．S 3
D ．S 4
答案：C
9．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图2－17所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A ，电动机启动时电流表读数为58 A ，若电源电动势为12.5 V ，内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了
( )
图2－17
A ．35.8 W
B ．43.2 W
C ．48.2 W
D ．76.8 W
解析：选B.电动机未启动时，
U 灯＝E －I 1r ＝(12.5－10×0.05) V ＝12 V ， 电灯功率P 灯＝U 灯I ＝120 W. 电动机启动时，
U 灯′＝E －I 2r ＝(12.5－58×0.05) V ＝9.6 V ， 设电灯阻值不变，由P ＝U 2
R
，
可得P ′＝(U 灯′U 灯)2×P 灯＝(9.6
12)2×120 W ＝76.8 W ，
电功率的减少量ΔP ＝P －P ′＝(120－76.8) W ＝43.2 W.
10．(2010年山东临沂高二检测)如图2－18所示，直线A 为电源的U －I 图线，直线B 和C 分别为电阻R 1和R 2的U －I 图线，用该电源分别与R 1、R 2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P 1、P 2，电源的效率分别为η1、η2，则
( )
图2－18
A ．P 1>P 2
B ．P 1>P 2
C ．η1>η2
D ．η1<η2
解析：选C.A 与B (或C )的交点所示电压、电流即为电阻与电源连接时的电压和电流，故P 1＝2×4 W ＝P 2＝4×2 W ，而η1＝46，η2＝2
6
，所以η1>η2.
二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中指定位置)
11．(2009年高考安徽卷)用如图2－19所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R 0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
图2－19
a ．电流表(量程0.6 A 、3 A)；
b ．电压表(量程3 V 、15 V)；
c ．定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；
d ．定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；
e ．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
f ．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V ，电流表的量程应选择________ A ；R 0应选择________Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．
(2)引起该实验系统误差的主要原因是________． 答案：(1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流
12．(2010年杭州七校联考)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化．一学习小组通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表(0～3 V ,3 kΩ)、电流表(0～0.6 A,0.1 Ω)、电池、
开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压以上．
(1)他们应选用图2－20中的________图所示电路进行实验．
图2－20
(2)根据实验数据描绘出如图2－21所示的U－I图象，由图可知，小灯泡电阻随温度T变化的规律是________．
图2－21
(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5 V字样．请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5 V 电压下的实际功率是______W.
解析：小灯泡电阻和电流表的电阻相差不多，所以电流表选择外接法，小灯泡电压从0逐渐增大，所以变阻器选择分压式接法即选择A图，由U－I图线弯曲方向可知灯泡电阻随温度升高而增大，从U－I图线知U＝1.5 V时，I＝0.46 A，功率P＝UI＝0.69 W.
答案：(1)A(2)电阻随温度升高而增大(3)0.69
三、计算题(本题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13．(10分)一辆电瓶车，质量为500 kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力是车重的0.02 倍(g取10 m/s2)．求此电动机的内阻．
解析：电瓶车内的蓄电池向直流电动机供电时，电动机为非纯电阻电路，根据能量守恒得：UI＝F f·v＋I2r，又F f＝0.02mg，代入数据得：24×5 W＝0.02×500×10×0.8 W＋(5 A)2r，解得r＝1.6 Ω.
答案：1.6 Ω
14．(10分)(2010年广安高二检测)如图2－22所示的电路中，电源电动势E＝6.0 V，内阻
r ＝0.6 Ω，电阻R 2＝0.5 Ω，当开关S 断开时；电流表的示数为1.5 A ，电压表的示数为3.0 V ，试求：
图2－22
(1)电阻R 1和R 3的阻值；
(2)当S 闭合后，电压表的示数、以及R 2上消耗的电功率． 解析：(1)R 3＝U 3I 3＝3.0
1.5 Ω＝
2.0 Ω
由于E ＝I 3(R 1＋R 3＋r )
代入数据有6.0＝1.5(R 1＋2.0＋0.6) 解得：R 1＝1.4 Ω. (2)S 闭合后，
R 总＝R 1＋r ＋R 2·R 3
R 2＋R 3＝2.4 Ω
电压表的示数
U ＝E R 总×R 2·R 3R 2＋R 3＝62.4×0.4 V ＝1.0 V
R 2上消耗的功率 P 2＝U 2R 2＝12
0.5
W ＝2.0 W.
答案：(1)1.4 Ω 2.0 Ω (2)1.0 V 2.0 W
15．(12分)一个允许通过最大电流为2 A 的电源和滑动变阻器连接成图2－23甲所示电路，滑动变阻器的最大阻值R 0＝22 Ω.电源路端电压U 随外电阻R 的变化规律如图乙所示，试求：
图2－23
(1)电源的电动势E 和内阻r ；
(2)A 、B 两端(不接负载)输出电压的范围； (3)A 、B 两端所接负载的最小电阻值．
解析：(1)由图象可知当R →∞时，E ＝U ＝12 V ，当R ＝r 时，U ＝E /2＝6 V ，由图象可知
r ＝R ＝2 Ω.
(2)当A 在R 0的左端时，U AB ＝0，
当A 在R 0的右端时，U AB ＝ER 0/(R 0＋r )＝11 V ， 所以A 、B 两端输出电压的范围为0～11 V.
(3)电源允许通过的最大电流为2 A ，也就是外电路的最小路端电压为U min ＝E －I max r ＝8 V ，外电路的最小电阻为R ′min ＝U min /I max ＝4 Ω.
设AB 端所接最小电阻为R ，
当变阻器滑动片在R 0的右端时外电路电阻最小． 此时，R 外＝RR 0
R ＋R 0
＝R ′min ，
代入数据有：R ×22
R ＋22＝4，故R ≈4.9 Ω.
答案：(1)12 V 2 Ω (2)0～11 V (3)4.9 Ω
16．(12分)如图2－24所示电路中，电源电动势E ＝10 V ，内电阻不计，电阻R 1＝14 Ω，R 2＝6.0 Ω，R 3＝2.0 Ω，R 4＝8.0 Ω，R 5＝10 Ω，电容器的电容C ＝2.0 μF.求：
图2－24
(1)电容器所带的电量？说明电容器哪个极板带正电？ (2)若R 1突然断路，将有多少电荷通过R 5?
解析：(1)设U d ＝0，电容器两板间的电压即为a 、b 两点间的电势差．则a 点电势为U a
＝U d ＋ER 2R 1＋R 2＝0＋10×614＋6 V ＝3 V ．电流由b 点经R 4流到d 点，则b 点电势为U b ＝U d ＋
ER 4
R 3＋R 4＝0＋10×8
2＋8 V ＝8 V ，由U b >U a 可知，电容器下板带正电．b 、a 两点间的电势差U ba ＝U b －U a
＝5.0 V ，电容器所带的电量为Q ＝CU ba ＝1.0×10－
5C.
(2)R 1断路，当再度达到稳定后，电容器电压等于R 4两端的电压，
此时电容器所带电量Q ′＝CU 4＝C ×ER 4R 3＋R 4＝2×10－6×10×82＋8 C ＝1.6×10－
5 C.
由U b >U d 可知，电容器下板仍带正电．由Q ′>Q 知，R 1断路后电容器经历了一次再充电过程，电容器极板上增加的电量为
q ＝Q ′－Q ＝(1.6×10－
5－1.0×10－
5) C ＝6.0×10－
6 C.
答案：见解析。