2011年高考物理 第十章《恒定电流》综合检测 新人教版

2011年物理高考复习第十章恒定电流综合检测一、选择题(本题共12小题，共48分，在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．某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量`铜片和锌片间电压为0.30V.然后又将同样的10个西红柿电池串联成电池组(n 个相同电池串联时，总电动势为nE ，总电阻为nr )，与一个额定电压为1.5V 、额定功率为1W 的小灯泡相连接，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.2V .对此现象以下解释正确的是 ( )A ．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已经烧毁B ．西红柿电池组不可能提供电能C ．西红柿电池组提供的电功率太小D ．西红柿电池组的内阻远大于小灯泡的电阻【解析】 西红柿电池组的内阻过大，导致电路中电流太小，灯泡两端的电压过小，小灯泡不能发光．【答案】 CD2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R 3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a 、b 之间接报警器．当传感器R 3所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是 ( )A ．I 变大，U 变大B ．I 变大，U 变小C ．I 变小，U 变小D ．I 变小，U 变大【解析】 发生火灾时，温度升高，R 3的电阻减小，电路中的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，即U 变小；R 1的电压增大，则R 2两端的电压减小，通过R 2的电流减小．故选项C 对． 【答案】 C3．一个电池组的电动势为E ，内阻为r ，用它给一电阻为R 的直流电动机供电，当电动机正常工作时，通过电动机的电流为I ，电动机两端的电压为U ，经时间t ( )A ．电源在内外电路做的功为(I 2r ＋IU )t B ．电池消耗的化学能为IEtC ．电动机输出的机械能为IEt －I 2(R ＋r )tD ．电池组的效率为U －IrE【解析】 由闭合电路欧姆定律和能量守恒知，电池消耗的化学能提供了电源在内外电路所做的功W ，W ＝IEt ＝I (U ＋Ir )t ＝(IU ＋I 2r )t .电动机的机械能E 机＝UIt －I 2Rt ＝(E －Ir )It －I 2Rt ＝EIt －I 2(R ＋r )t . 电池组的效率η＝UI EI ×100%＝UE ×100%.【答案】 ABC 4．把标有“220V ,100W ”的A 灯和“220V ,200W ”的B 灯串联起来，接入220V 的电路中，不计导线电阻，则下列判断中正确的是 ( )A ．两灯的电阻之比R A ∶RB ＝2∶1B ．两灯的实际电压之比U A ∶U B ＝2∶1C ．两灯实际消耗的功率之比P A ∶P B ＝1∶2D ．在相同时间内，两灯实际发热之比为Q A ∶Q B ＝1∶2【解析】 R A ＝U 2P ＝2202100ΩR B ＝U 2P ＝2202200Ω，则R A ∶R B ＝2∶1因为A 与B 串联，所以U A ∶U B ＝R A ∶R B ＝2∶1，P A ∶P B ＝R A ∶R B ＝2∶1.相同时间内，Q A ∶Q B ＝R A ∶R B ＝2∶1. 【答案】 AB5．如图所示，电阻R 1＝20Ω，电动机内阻的阻值R 2＝10Ω.当开关打开时，电流表的示数是I 0＝0.5A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是 ( )A ．I ＝0.5AB ．I <1.5AC ．P ＝15WD ．P <15W【解析】 由题意可知，电路两端的电压U ＝R 1I 0＝10V ，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1A ，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I <1.5A ，B 对；同理电动机所消耗的功率也小于10W ，则电路消耗的电功率P <15W ，D 正确．【答案】 BD6．在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电压表和电流表的读数都增大，如果两只电表都可看作理想电表，则一定是 ( )A ．R 1断路B ．R 1短路C ．R 2短路D ．R 3短路【解析】 只有R 3短路时，电压表和电流表的读数都增大． 【答案】 D7．在如图所示的电路中，电源电动势为E 、内电阻为r ，C 为电容器，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L 能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是 ( )A．灯泡L将变暗B．灯泡L将变亮C．电容器C的电荷量减小D．电容器C的电荷量增大【解析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器R接入电路部分电阻增大，灯泡L 中电流减小，灯泡L将变暗，选项B错A正确；电阻R接入电路部分电阻增大，电源路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错D正确．【答案】AD8．在商店选购一个10μF的电容器，在只有一台多用电表的情况下，为了挑选一个优质产品，应选用哪个量程：①直流电压挡②直流电流挡③欧姆挡④交流电压挡选好量程以后，再将多用电表两根测试表笔接待检电容器，如果电容器是优质的，电表指针应该是：⑤不偏转⑥偏转至最右边⑦偏转至中值⑧偏转一下又返回最左边正确的选项是() A．①⑤B．①⑥C．③⑤D．③⑧【解析】应选用多用电表的欧姆挡，测电容器的电阻，优质电容器，电阻无穷大．当把多用电表两根测试表笔接在电容器两极板上时，会先对电容器充电，所以指针会偏转一下，充电完毕后，指针会停在最左端电阻无穷大处．【答案】 D9．(2008·海南海口一模)如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机线圈电阻R2＝10Ω.当开关S 断开时，电流表的示数为0.5A；当开关S闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流I或电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5A B．I>1.5AC．P＝15W D．P<15W【解析】开关S断开时，电流表示数为0.5A，则U＝I1R1＝10V；合上S后，电动机接入电路，因电动机为非纯电阻用电器，故I2<U＝1A，电路总功率P＝UI＝U(I1＋I2)<10×(1R2＋0.5)W＝15W.则A、B、C均错．D项对．【答案】 D10．(2008·北京东城期末)在如图所示的U—I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知()A ．电源的电动势为3V ，内阻为0.5ΩB ．电阻R 的阻值为1ΩC ．电源的输出功率为2WD ．电源的效率为66.7%【解析】 由图象可知，该电源的电动势E ＝3V ，内阻r ＝0.5Ω，电阻R 的阻值R ＝1Ω.仍由图象可知，用该电源直接与R 相连组成闭合电路时，路端电压U ＝2V ，电流I ＝2A ，则电源的输出功率P ＝UI ＝2×2W ＝4W ，电源的效率η＝UI EI ×100%＝23×100%＝66.7%，故A 、B 、D 正确，C 错．【答案】 ABD 11．(2009·重庆中学月考)下面列出的是某种电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的一些参数：根据铭牌上提供的信息，下列说法正确的是( )A ．四种电器都正常工作时电风扇中通过的电流最小B ．四种电器都正常工作时空调机消耗的电功率最大C ．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多D ．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少【解析】 根据铭牌上的额定功率参数，可以很容易地判断出四种电器都正常工作时空调机消耗的电功率最大；再根据I ＝PU ，可以判断出四种电器都正常工作时电风扇中通过的电流最小；在24小时内正常使用的电冰箱的耗电量是0.8kW·h ，不能应用W ＝Pt (t ＝24h)计算，因为电冰箱每工作一段时间要“休息”一段时间．【答案】 ABD 12．(2009·四川绵阳模拟)如图所示，R 0为热敏电阻(温度降低电阻增大)，D 为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，C 为平行电板电容器，C 中央有一带电液滴刚好静止，M 点接地．下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是 ( )A ．滑动变阻器R 的滑动触头P 向上移动B ．将热敏电阻R 0加热C ．开关K 断开D ．电容器C 的上极板向上移动【解析】 本题考查电容器和带电体的运动规律．由电路图可知，滑动变阻器滑动触头P 向上移动，则滑动变阻器R 的阻值减小，其两端电压减小，但由于二极管的作用电容器两极板间电压将不变，带电液滴将不移动，A 错误；给热敏电阻加热，则其电阻值减小，则滑动变阻器分得的电压增大，带电液滴将向上移动，B 正确；开关K 断开后电容器两极板间电压增大到等于电源电动势，所以液滴将向上移动，C 正确；由E ＝Ud 可知：电容器上极板向上移动会使极板间电场强度减小，液滴向下移动，所以D 错误．【答案】 BC二、实验题(本题共2小题，共18分) 13．(2009·宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E 约为9V ，内阻r 在35Ω～55Ω范围，最大允许电流为50mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R 为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω，R 0是定值电阻．(1)实验室备有的保护电阻R 0有以下几种规格，本实验应选用__________． A ．10Ω，2.5W B ．50Ω，1.0W C ．150Ω，1.0W D ．1500Ω，5.0W(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U 再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示__________．(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为__________V ，内电阻r 为__________Ω.【解析】 (1)当R ＝0时，应该有R 0＋r ≥95×10－2，即R 0≥145Ω可保证电路中电流小于最大允许电流，R 0应该选择C ，并且选C 后R 0消耗的最大功率小于1W.(2)1R 0＋R /1U＝I ，即回路中的电流． (3)根据U ＝E －Ir ①，I ＝U R 0＋R②，联立①②得：1U ＝r E 1R 0＋R ＋1E ，即：1E ＝0.1；rE ＝0.600.12.得E ＝10V ；r ＝50Ω. 【答案】 (1)C (2)回路中的电流 (3)10 5014．(2010·宜昌调研)为了精确测量某待测电阻R x 的阻值(约为30Ω)．有以下一些器材可供选择．电流表：A 1(量程0～50mA ，内阻约12Ω) A 2(量程0～3A ，内阻约0.12Ω) 电压表：V 1(量程0～3V ，内阻很大) V 2(量程0～15V ，内阻很大)电源：E (电动势约为3V ，内阻约为0.2Ω) 定值电阻：R (30Ω，允许最大电流1.0A)滑动变阻器：R 1(0～10Ω，允许最大电流2.0A) 滑动变阻器：R 2(0～1kΩ，允许最大电流0.5A) 单刀单掷开关S 一个，导线若干(1)电流表应选__________，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________．(填字母代号)(2)请在方框中画出测量电阻R x 的实验电路图(要求测量值的范围尽可能大一些，所用器材用对应的符号标出)(3)某次测量中，电压表示数为U 时，电流表示数为I ，则计算待测电阻阻值的表达式为R x ＝__________.【解析】 (1)A 1 V 1 R 1 利用伏安法测电阻，因电源电压约为3V ，电压表应选用V 1，最大电流约为100mA ，若选择A 2则量程过大，误差增大，所以选择A 1，为了使电压值在更大范围内变化，电路应采用分压式接法，滑动变阻器选择R 1.(2)实验电路图如图所示 因R x 较小，故用R 为保护电阻，又因R x 远远小于电压表内阻，测量电路应用电流表外接法，滑动变阻器接为分压式．(3)U I －R 根据电路图有：U I ＝R x ＋R ，解之得R x ＝UI－R . 三、计算题(本题共包括4小题，共54分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E ＝6V ，电源内阻r ＝1Ω，电阻R ＝3Ω，重物质量m ＝0.10kg ，当将重物固定时，电压表的示数为5V ，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为 5.5V ，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g 取10m/s 2)．【解析】 设电动机内阻为r ′当将重物固定时I ＝E －Ur＝1AR ＋r ′＝UI ＝5Ω，r ′＝2Ω当重物不固定时I ′＝E －U ′r＝0.5AP 出＝U ′I ′＝2.75W ，P R ＋P r ′＝I ′2(R ＋r ′)＝1.25W所以对物体的功率P ＝P 出－P R －P r ′＝mg v ，解得v ＝1.5m/s 【答案】 1.5m/s16．如图所示的电路中，电阻R 1＝R 2＝R 3＝10Ω，电源内阻r ＝5Ω，电压表可视为理想电表．当开关S 1和S 2均闭合时，电压表的示数为10V .求：(1)电阻R 2中的电流为多大？ (2)路端电压为多大？ (3)电源的电动势为多大？(4)当开关S 1闭合而S 2断开时，电压表的示数变为多大？ 【解析】 (1)电阻R 2中的电流I ＝U 2/R 2 代入数据得I ＝1A(2)外电阻R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝15Ω路端电压U ＝IR ＝15V(3)根据闭合电路欧姆定律I ＝E /(R ＋r ) 代入数据解得E ＝20V(4)S 1闭合而S 2断开，电路中的总电流 I ′＝E /(R 1＋R 2＋r )电压表示数U ′＝I ′(R 1＋R 2)代入数据解得U ′＝16V .【答案】 (1)1A (2)15V (3)20V (4)16V17．如图所示为一种测定风力的仪器原理示意图，图中P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O 是悬点，R 0是保护电阻，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触．无风时细金属丝与电阻丝在C 点接触．此时电路中电流为I 0；有风时金属丝将偏转一角度，偏转角度θ的大小与风力大小有关．已知风力方向水平向左，CO ＝H ，CD ＝L ，球质量为m ，电阻丝单位长度的阻值为K ，电源内阻和金属丝电阻均不计．金属丝偏转θ角时，电流表的示数为I ′，此时风力大小为F ，试写出：(1)风力大小F 与θ的关系式．(2)风力大小F 与电流表示数I ′的关系式．【解析】 (1)设CE ＝x 则小球平衡时，如图所示．有 F ＝mg tan θ.(2)当无风时，由闭合电路欧姆定律可得 E ＝I 0(R 0＋R CD ) 又R CD ＝KL所以E ＝I 0R 0＋I 0KL ①当有风时，由闭合电路欧姆定律可得 E ＝I ′(R 0＋R DE ) 又R DE ＝K (L －x )且当有风时小球平衡后，由几何关系和平衡条件可得tan θ＝x H ＝F mg所以E ＝I ′(R 0＋KL －FHKmg )②联立①②式可得F ＝(I ′R 0＋I ′KL －I 0R 0－I 0KL )mgI ′KH.【答案】 见解析 18．(2010·河南省联考)用四个阻值均为R 的电阻连成如图所示的电路．开关S 闭合时，有一质量为m ，带电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，平行板电容器的下极板接地．现打开开关S ，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球的电荷量发生变化，碰后小球带有和该极板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d ，不计电源内阻，求：(1)小球开始带什么电？小球开始在中点的电势是多少？电源电动势E 为多大？ (2)小球与极板碰撞后的电荷量q ′为多少？【解析】 (1)当S 闭合时，小球静止于水平放置的平行板电容器的中点，上极板电势高于下极板，对带电小球进行受力分析，可知小球带负电荷，设电容器电压为U ，则有： qUd＝mgU ＝E 1.5R ·R ＝23E解得：U ＝mgd q ，E ＝3mgd 2q ，则小球开始在中点的电势φ0＝U 2＝mgd2q(2)设断开S 后，电容器的电压为U ′，则U ′＝E 2R ·R ＝E2因为碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球的电荷量发生变化，所以对带电小球运动的全过程根据动能定理得：q ′U ′－mg d2－q U ′2＝0解得：q ′＝76q。