云南省元江民中2017-2018学年高二物理暑假作业(二)恒

云南省元江民中2017-2018学年高二物理暑假作业
第二章恒定电流
一、单选题(共8小题,每小题4.0分,共32分)
1.在如图所示的电路中，电源电压U＝12 V，定值电阻R1＝R2＝R3＝10 Ω.则电压表的读数为
( )
A． 6 VB． 4 VC． 8 VD． 12 V
2.如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，
当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )
A．电压表读数减小B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大
3.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S断开且
电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与
Q2的比值为( )
A．B．C．D．
4.额定电压都是110 V、额定功率P A＝100 W、P B＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )
A．B．
C．D．
5.一根粗细均匀的电阻丝其电阻为2 Ω，在温度不变的情况下，将其均匀拉长后，其电阻变为32 Ω，则后来金属丝直径是原来金属丝直径的( )
A．B．C．D．
6.一根均匀电阻丝阻值为R，在以下哪些情况下，阻值仍为R( )
A．长度变为一半，横截面积增大一倍时
B．横截面积变为一半，长度变为二倍时
C．长度和横截面积都变为原来的2倍时
D．直径变为一半，长度变为原来的时
7.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，M为多种元件集成的电子元件，其阻值与两端所加的电压成正比(即R M＝kU，式中k为正常数)且遵循欧姆定律，L1和L2是规格相同的小灯泡(其电阻可视为不随温度变化而变化)，R为可变电阻，现闭合开关S，调节可变电阻R使其电阻值逐渐减小，下列说法中正确的是( )
A．灯泡L1变暗、L2变亮B．通过电阻R的电流增大
C．电子元件M两端的电压变小D．电源两端电压变小
8.下列说法中正确的是（）
A．电流的方向就是电荷移动的方向
B．电流都是由电子的移动形成的
C．在直流电源对外供电的过程中，外电路上电流的方向是从电源正极流向负极
D．电流是有方向的量，所以是矢量
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
9.(多选)下列关于电流的说法中，正确的是( )
A．金属导体中，电流的传播速率就是电场的传导速率
B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大
C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器
D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等
于光速
10.(多选)下列关于电流方向的说法中，正确的是( )
A．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
B．电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
C．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
D．在电解液中，电流的方向与负离子定向移动的方向相同
11.如图，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图
线，下列判断正确的是( )
A．阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率
B．阴影部分的面积表示电源的输出功率
C．当α＝β时，电源的输出功率最大
D．当α＝β时，电源的效率最高
12.（多选）用标有“6 V，3 W”的灯泡L1、“6 V，6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流
表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E=9 V。

图乙是通过两个灯泡的电流随两端
电压变化的曲线。

当其中一个灯泡正常发光时( )
A．电流表的示数为0.5 AB．电压表的示数为6 V
C．电路输出功率为4 WD．电源内阻为1 Ω
分卷II
三、计算题(共4小题,每小题12.0分,共48分)
13.如图所示，电流表示数I=0.75 A，电压表示数为U=2 V，某一电阻烧断后，电流表读数
变为I′=0.8 A，电压表示数为U′=3.2 V，已知R3=4 Ω，不计电压表和电流表对电路的影
响．问：
（1）发生故障的电阻是哪个？写出判断依据，它的阻值为多少？
（2）电源的电动势和内阻分别为多少？
14.如图所示，已知UAB＝6 V，当滑动变阻器触头P位于正中位置时，额定电压为3 V的灯泡正常发光，当触头滑至最左端时，电灯实际功率为2 W，求此灯泡额定功率和变阻器的总电阻．
15.如图所示电路中，R1=6 Ω，R2=12 Ω，R3=3 Ω，C=30 μF，当开关S断开，电路
稳定时，电源总功率为4 W，当开关S闭合，电路稳定时，电源总功率为8 W，求：
（1）电源的电动势E和内电阻r；
（2）在S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？
16.如图所示，电源电动势E=14 V，内电阻r=1 Ω，小灯泡标有“2 V 4 W”字样，
电动机M的内阻r=0.5 Ω，当滑动变阻器的阻值R调到1 Ω时，电灯和电动机均能正常工作．求：
（1）电动机两端的电压；
（2）电动机输出的机械功率；
（3）电路消耗的总功率．
答案解析
1.【答案】B
【解析】定值电阻R1＝R2＝R3＝10 Ω，电阻R1与电阻R3并联后的电阻为：
R13＝＝Ω＝5 Ω
并联后的电阻R13与电阻R2串联，根据串联电路的分压特点，有：＝
解得：U V＝4 V.
2.【答案】A
【解析】当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小．流过R3的电流减小，则流过电流表的电流增大，故电流表示数增大．因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确，B错误；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由公式P＝可知，R3上消耗的功率减小，故D错误．
3.【答案】C
【解析】由已知条件及电容定义式C＝可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C，则＝.
S断开时等效电路如图甲所示
甲
U1＝·E×＝E；
S闭合时等效电路如图乙所示，
乙
U2＝·E＝E，则＝＝，故C正确．
4.【答案】C
【解析】判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P＝UI＝，可知R A＜R B.
对于A电路，由于R A＜R B，所以U B＞U A，且有U B＞110 V，B灯被烧毁，U A＜110 V，A灯不能正常发光.
对于B电路，由于R B＞R A，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于R B，所以U B＞U并，B灯烧毁. 对于C电路，B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光.
对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光.
比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为(I A－I B)×110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(I A＋I B)×110 V，所以C电路消耗电功率最小.
5.【答案】D
【解析】由题意可知，，假设伸长了n倍，则截面积减小为原来的，则电阻
，联立可得n=4,则可知长度变为原来的4倍，截面积变为原来的，则由可知，直径变为原来的，故D正确，A、B、C错误.
6.【答案】C
【解析】根据电阻定律R＝可知，长度变为一半，横截面积增大一倍时，阻值变为，A错误；横截面积变为一半，长度变为二倍时，阻值变为4R，B错误；长度和横截面积都变为原来的2倍时，阻值仍为R，C正确；直径变为一半，长度变为原来的时，阻值变为2R，D错误．
7.【答案】B
【解析】由题意M电子元件的阻值与两端所加的电压成正比(即R M＝kU，式中k为正常数)且遵循欧姆定律，因此有I M＝＝k，即可变电阻R的电阻值逐渐减小时，流过M元件的电流保持不变，因此灯泡L2的亮度不变，故选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电源两端电压U＝E－Ir，也不变，故选项D错误；可变电阻变小，因此并联电路部分两端电压变小，因此流过灯泡L1的电流减小，通过电阻R的电流增大，电子元件M两端的电压变大，故选项B 正确，选项C错误．
8.【答案】C
【解析】正电荷的定向移动方向为电流的方向，负电荷的定向移动方向和电流的方向相反，A 错误；电流也可以由正离子的定向移动形成，B错误；在直流电路中，外电路上电流的方向是从电源正极流向负极，但电流在外电路只有这一个方向，不是矢量，C正确，D错误.
9.【答案】AD
【解析】金属导体中，电流的速率就是建立电场的速率，所以A正确；电场建立后，回路中的自由电子开始做定向移动，所以并非是从电源发出的电子，所以C项错误；温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，但是电子定向移动的速率并未加快，所以电流不会增大，B
项错误；通电导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率即光速，所以D项正确．
10.【答案】BC
【解析】规定：导体中正电荷定向移动的方向为电流的方向．
11.【答案】BC
【解析】阴影部分表示P＝UI，代表外电阻消耗的功率或电源的输出功率，A错误，B正确；当α＝β时说明外电阻的阻值R与电源内阻r相等，此时电源的输出功率最大，此时效率为η＝×100%＝50%，故C正确，D错误.
12.【答案】AC
【解析】因为两个灯泡串联，所以通过两灯泡的电流相等，L1的额定电流为，L2的额定电流为，电路中电流为0.5 A，所以只有L1正常发光，故A正确；从图像中可以看出，电流为0.5 A时，L1两端电压为6 V，L2两端电压为2 V，电压表示数
为2 V，故B错误；电路中输出功率为P=UI=（2 V+6 V）x0.5 A=4 W,故C正确；电源内阻
，故D错误，C正确.
13.【答案】（1）R18 Ω
（2）4 V 1 Ω
【解析】（1）因某电阻烧断后，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生故障的电阻是R1．
R1烧断后，伏特表的读数为R2两端的电压，则得：
R2==Ω=4 Ω
R1烧断前，R3两端电压
U3=IR2﹣U=（0.75×4﹣2）V=1（V）
通过R3的电流为I3==A=0.25 A
电阻R1的阻值为R1==Ω=8 Ω；
（2）R1烧断前，外电阻为R外=Ω=3 Ω
总电流为I0=I+=（0.75+）A=1（A）
由闭合电路欧姆定律得：
E=I0（R外+r），
即E=1×（3+r）
当R1烧断后，E=I′（R2+r）
即E=0.8×（4+r）
联立解得：r=1 Ω，E=4 V
14.【答案】4.5 W 4 Ω
【解析】设滑动变阻器总电阻为R m，灯泡电阻为R L，则根据P位于正中位置时灯泡正常发光，电压为3 V，滑动变阻器的电压为3 V，得R L＝.
法一：找电流，P位于最左端时变阻器有效电阻R′＝R m＝2R L，由功率关系知此时滑动变阻器的功率P′＝2P L′＝4 W，I＝＝A＝1 A.
滑动变阻器的总电阻R m＝＝4 Ω，R L＝2 Ω.
灯泡的额定功率P额＝＝W＝4.5 W.
法二：找电压，P位于最左端时，变阻器有效电阻R′＝R m＝2R L，则U L＝2 V．所以R L＝＝Ω＝2 Ω，灯泡额定功率P额＝＝W＝4.5 W.
变阻器总电阻R m＝2R L＝4 Ω.
15.【答案】（1）8 V 1 Ω（2）1.8×10﹣4C 0 C
【解析】（1）S断开时有：
E=I1（R2+R3）+I1r…①
P1=EI1…②
S闭合时有：
E=I2（R3+）+I2r…③
P2=EI2…④
由①②③④可得：
E=8 V
I1=0.5 A
r=1 Ω
I2=1 A
（3）S断开时有：
U=I1R2
得：Q1=CU=30×10﹣6×0.5×12 C=1.8×10﹣4C
S闭合，电容器两端的电势差为零，则有：Q2=0
16.【答案】（1）8V （2）14W （3）28W
【解析】（1）灯泡正常工作，电路电流I=IL==2 A，
电动机两端电压UM=E﹣Ir﹣IR﹣UL=(14﹣2×1﹣2×1﹣2) V=8 V；
（2）电动机的输入功率PM=UMI=8×2 W=16 W，热功率PQ=I2r′=22×0.5 W=2 W，
电动机的机械功率P机=PM﹣PQ=(16﹣2) W=14 W；（3）电路消耗的总功率P=EI=14×2 W=28 W.。