2018年高中物理(鲁科版)选修3-1随堂演练巩固提升：第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 章末过关检测(四)

章末过关检测(四)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系正确的是()A.若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B.若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C.若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也随内电压减小D.若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量解析：选D.不管内、外电压如何变化，电源的电动势不变，且E＝U内＋U外，U外增大，U内必然减小，故选D.2.如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是()解析：选A.首先，要求内部电阻可调，所以B、D错误；其次，内部电源的负极要和正插孔相连，所以选A.3.如图为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路，图中S为声控开关(有声音时开关闭合，无声音时开关断开)，R t为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻，A为某种门电路，L为灯泡.当晚上有人发声时，能够自动打开楼道灯，白天即使有人发声，楼道灯也不会亮.则()A.图中A是一个“与”门电路B.图中A是一个“或”门电路C.图中A是一个“非”门电路D.晚上无光照时L一定亮解析：选A.因为无光照时，有声音，灯泡才亮，否则不亮，无光照和有声音时输入都为“1”，输出为“1”，只要有一个输入为“0”，则输出为“0”，可知该门电路满足“有零为零，全一为一”的要求，即为“与”门电路.4.如图所示，当可变电阻R 由2 Ω改为6 Ω时，电流减为原来的一半，则电源的内电阻为( )A.1 Ω B ．2 Ω C.3 ΩD ．4 Ω解析：选B.由闭合电路欧姆定律I ＝Er ＋R 得：Er ＋2＝I ① E r ＋6＝I 2② 由①②得：r ＝2 Ω，选B.5.(2018·河北唐山一中高二月考)如图所示，直线a 为某电源的路端电压随电流的变化图线，曲线b 为小灯泡R 两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该小灯泡R 组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是( )A.0.6 W ，5 Ω B ．0.6 W ，203 ΩC.0.8 W ，5 ΩD ．0.8 W ，203Ω解析：选A.电源的U －I 图象表达式为：U ＝E －Ir ，则图象斜率的绝对值表示内阻，根据图象可知，电动势E ＝4 V ，内电阻为r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪4－10－0.6 Ω＝5 Ω，两个图线的交点坐标表示路端电压和对应的电流，即路端电压为3 V ，电流为0.2 A ，故电源的输出功率为：P 出＝UI ＝3×0.2 W ＝0.6 W ，故选A.6.(2018·黑龙江大庆第一中学月考)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，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( )A.35.8 W B ．76.8 W C.43.2 WD ．48.2 W解析：选C.电动机不启动时，车灯的电压为电源路端电压，设为U L ，电动机启动后车灯电压仍为路端电压，设为U ′L ，由欧姆定律得I ＝E R ＋r 求得R ＝1.2 Ω，车灯消耗功率为P L＝EI －I 2r ＝120 W ，电动机启动后，路端电压U ′L ＝E －I ′r ＝9.6 V ，车灯消耗电功率为P ′L ＝U ′2LR＝9.621.2W ＝76.8 W ，所以车灯功率降低了ΔP ＝120 W －76.8 W ＝43.2 W ，故选项C 正确. 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.(2018·福州高二期中)电阻R 1、R 2的I －U 关系图象如图甲所示，现把它们串联成如图乙所示的电路，则( )A.由图甲可知R 1<R 2B.若电源电动势保持不变，要使R 1的功率增大，变阻器R 0的滑片应向右滑动C.两电阻消耗的电功率P 1>P 2D.调节R 0，可以使R 1、R 2电压相等解析：选BC.由图甲知，R 1>R 2， A 错.由闭合电路欧姆定律知，滑片向右移，总电阻减小，电流增大，R 1消耗的功率增大，B 对.由于R 1>R 2且串联，所以P 1>P 2，C 对.由串联电路的电压分配关系知，R 1、R 2两端电压永远不可能相等，D 错.8.如图电路中，电源电动势为E 、内阻为r ，R 0为定值电阻，电容器的电容为C .闭合开关S ，增大可变电阻R 的阻值，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI ，则( )A.电压表示数U 和电流表示数I 的比值不变B.变化过程中ΔU 和ΔI 的比值保持不变C.电阻R 0两端电压减小，减小量为ΔUD.电容器的带电量增大，增大量为C ΔU解析：选BD.由题图可知，R ＝UI ，R 增大，则电压表的示数U 和电流表的示数I 的比值变大，故A 错误.根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －I (R 0＋r )，由数学知识得知，ΔUΔI ＝R 0＋r ，保持不变，故B 正确.闭合开关S ，增大可变电阻R 的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R 0两端的电压减小，R 两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R 0两端的电压减小量小于ΔU ，故C 错误.电容器两极板间的电压等于R 两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为C ΔU ，D 正确.9.如图所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率P 随电流I 变化的图线，曲线OBC 为同一直流电源内部发热功率P r 随电流I 变化的图线，若A 、B 对应的横坐标为2 A ，则下列说法正确的是( )A.电源电动势为3 V ，内阻为3 ΩB.线段AB 表示的功率为2 WC.电流为2 A 时，外电路的电阻为0.5 ΩD.电流为3 A 时，外电路的电阻为2 Ω解析：选BC.由题图可知，当电流I ＝3 A 时，电源总功率P ＝IE ＝9 W ，由此可知电源的电动势E ＝3 V.直线与曲线的交点表示内部发热功率等于电源的总功率，即P r ＝I 2r ＝IE ，得r ＝1 Ω，故 A 错误；P rB ＝I ′2r ＝22×1 W ＝4 W ，P A ＝I ′E ＝2×3 W ＝6 W ，则P AB ＝(6－4)W ＝2 W ，故B 正确；当电流I ′＝2 A 时，由I ＝E R ＋r 得外电阻R ＝EI －r ＝0.5 Ω，当电流I ＝3A 时，得R ＝0，故C 正确、D 错误.10.如图所示，电灯L 标有“4 V ，1 W ”的字样，滑动变阻器R 总电阻为50 Ω，当滑片P 滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A ，由于外电路某处发生故障，电灯L 突然熄灭，此时电流表示数为0.5 A ，电压表示数为10 V.若导线完好，电路中各处接触良好，电表均为理想电表，则下列判断正确的是( )A.发生的故障是断路B.发生的故障是短路C.电源的电动势为12.5 V 、内阻为0.5 ΩD.发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω解析：选AD.电灯熄灭之后电流表示数增大，说明路端电压增大，则外电阻增大，发生的故障是断路，A 对、B 错；电流表示数为0.5 A ，电压表示数为10 V ，则R 2＝UI ＝20 Ω，电灯正常发光I ＝PU L ＝0.25 A ，滑动变阻器接入电路的阻值R ＝U －U L I ＝0.45×20－40.25 Ω＝20Ω，根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir ，可得E ＝10＋0.5r ，E ＝9＋(0.45＋0.25)r ，计算可得E ＝12.5 V 、r ＝5 Ω，C 错，D 对.三、非选择题(本题共3小题，共40分.解答时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)11.(12分)用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA 的电流表，电阻箱，导线若干.实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值.完成下列填空：甲乙(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作，则表笔a 为________(选填“红”或“黑”)色.(2)若适当调节电阻箱后，图乙中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________ Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________ Ω.(3)计算得到多用电表内电池的电动势为________ V.(保留3位有效数字)解析：(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进，黑表笔(负接线柱)流出，串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出，所以可以判断电流是从a 表笔流出的，为黑表笔.(2)多用电表用×1 Ω挡，由图示(a)可知，其示数为14.0×1 Ω＝14.0 Ω；电流表的量程是60 mA，由图示(b)可知，其分度值为1 mA，示数为53.0 mA；电阻箱的读数为：0×100 Ω＋0×10 Ω＋4×1 Ω＋6×0.1 Ω＝4.6 Ω.(3)当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流I g＝Er＋R＋r g，将R g取为r＋r g＋R为多用电表的内阻，当待测电阻等于R g时，这时表头半偏，表针指在欧姆表盘的中值上，所以R g又称为中值电阻.当选择×1 Ω挡测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15 Ω，在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0 Ω，干路电流是53.0 mA，则电源电动势是E＝I(R内＋R外)＝0.053×(15＋14) V＝1.537 V≈1.54 V.答案：(1)黑(2)14.053.0 4.6(3)1.5412.(14分)(2018·淄博第六中学检测)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＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，理想电压表的示数为5 V，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5.5 V，(不计摩擦，g取10 m/s2).求：(1)串联入电路的电动机内阻为多大？ (2)重物匀速上升时的速度大小.解析：(1)由题，电源电动势E ＝6 V ，电源内阻r ＝1 Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5 V ，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为I ＝E －Ur ＝1 A电动机的电阻R M ＝U －IRI＝2 Ω.(2)当重物匀速上升时，电压表的示数为U ′＝5.5 V ，电路中电流为I ′＝E －U ′r ＝0.5 A电动机两端的电压为U M ＝E －I ′(R ＋r )＝6－0.5×(3＋1) V ＝4 V 故电动机的输入功率P ＝U M I ′＝4×0.5 W ＝2 W 根据能量转化和守恒定律得U M I ′＝mg v ＋I ′2R M 代入解得，v ＝1.5 m/s. 答案：(1)2 Ω (2)1.5 m/s13.(14分)(2018·济南高二区县联考)如图所示，变阻器R 2的最大电阻是10 Ω，R 3＝5 Ω，电源的内电阻r ＝1 Ω，当电键S 闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W ，电源的输出功率为12 W.此时电灯R 1正常发光，求：(1)电灯阻值R 1是多少？(设R 1阻值恒定不变)(2)当电键S 断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变为多少？ 解析：(1)当电键S 闭合时，由P 总－P 出＝I 2r 得： I ＝P 总－P 出r＝16－121A ＝2 A 由P 总＝EI ，得：E ＝P 总I ＝162 V ＝8 V路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －2×1 V ＝6 V通过R 3的电流为I 3＝U R 3＝65 A ＝1.2 A ，通过电灯的电流为I 2＝I －I 3＝(2－1.2) A ＝0.8 A电灯R 1的阻值R 1＝U －I 2R 2I 2＝6－0.8×50.8`Ω＝2.5 Ω.(2)由部分电路欧姆定律得：U ＝I 3R 3 I ＝I 3＋I 1I 1＝I －I 3＝(2－1.2) A ＝0.8 A 又可知电灯额定电流I 额＝0.8 A由闭合电路欧姆定律得：E ＝I 额(r ＋R 1＋R 2) 由上式并代入数据得：R 2＝6.5 Ω. 答案：(1)2.5 Ω (2)6.5 Ω。