第七章 恒定电流 阶段质量检测

第七章 恒定电流(时间60分钟，满分100分)一、单项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．如图1所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ，ab 边长L 1，ad 边长L 2，当端点Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ接入电路时，R ⅠⅡ∶R ⅢⅣ＝ ( )A ．L 1∶L 2B ．L 2∶L 1 图1C ．L 12∶L 22D ．L 22∶L 12解析：设电阻板厚为D ，当端点Ⅰ和Ⅱ接入电路时，导体的长为L 2，横截面积为L 1D ，根据电阻定律R ⅠⅡ＝ρl S ＝ρL 2L 1D ；同理，R ⅢⅣ＝ρL 1L 2D；所以R ⅠⅡ∶R ⅢⅣ＝L 22∶L 12.D 项 正确．答案：D2．(2010·海南模拟)“神舟”七号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能 电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应．“神舟”飞船上的太阳能 电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电 转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流， 则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( )A ．0.24 JB ．0.25 JC ．0.26 JD ．0.28 J解析：根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J ＝0.06 J ，设 太阳每秒照射的能量为Q ，则由能量守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J 故C 正确．答案：C3．(2009·重庆高考)某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V/200 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V/2 W)，将其连接在220 V交流电源上，电路如图2所示．若工作一段时间后L2灯丝烧断，则()图2A．X1的功率减小，L1的功率增大B．X1的功率增大，L1的功率增大C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小D．X2的功率减小，其他指示灯的功率减小解析：L2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X2两端电压增大，消耗的功率也增大，C正确．答案：C4．(2010·黄冈模拟)酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图3 图3所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是() A．U越大，表示c越大，c与U成正比B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比C．U越大，表示c越小，c与U成反比D ．U 越大，表示c 越小，但是c 与U 不成反比解析：题中给出传感器电阻r ′的倒数与酒精气体浓度c 是正比关系，即1r ′＝kc ，电 压表示数U ＝R 0E r ′＋R ＋R 0＋r ＝R 0E 1kc ＋R ＋R 0＋r ＝kR 0E k (R ＋R 0＋r )＋1c，可以看出电压与浓度 的关系不是正比关系，但随浓度的增加而增加．故只有选项B 正确．答案：B二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得1分，错选或不选的得0分)5．如图4所示，定值电阻R 1＝10 Ω，R 2＝8 Ω，当开关S 接“1”时，电流表示数为0.20 A ，那么当S 接“2”时，电流表示数的可能值为(电源内阻不可忽略) ( ) 图4A ．0.28 AB ．0.23 AC ．0.22 AD ．0.19 A解析：开关接“2”后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19 A ， 故D 错；路端电压一定减小，一定小于2 V ，因此电流一定小于0.25 A ，故A 错，B 、 C 对．答案：BC6．(2010·珠海联考)一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压．现在电路中只接入一个电热水 壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图5(a)和(b)所示．测得电能表的转盘转过125转 的时间为121秒，则下列结论正确的是 ()图5A．图(b)中对应的电表读数为32308度B．在这段时间中，电热水壶消耗的电能为181500 JC．利用这段时间内电热水壶消耗的电能可供“200 V,60 W”的白炽灯正常工作2500 s D．此时加在电热水壶上的实际电压为200 V解析：图(b)中对应的电能表读数为3230.8度，所以A项错误；电热水壶消耗的电能W＝(125×3.6×106)÷3000 J＝1.5×105 J，所以B项错误；根据W＝Pt计算，可得C项正确；电热水壶实际的电功率P实＝Wt，由P＝U2R得U实＝U额P实P额＝1.5×105121×1500×220 V＝200 V，所以D正确．答案：CD7．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图6所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图7甲、乙、图6 丙、丁所示，下列判断中正确的是()图7A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动解析：当电流表示数为I0时，对物体有：F N＝mg.即物体处于平衡状态，A正确；当电流表示数>I0时，物体对压敏电阻的压力F N>mg，物体处于超重状态．乙图I逐渐增大，表示物体向上的加速度逐渐变大，B错；丙图I保持不变，表示物体向上的加速度不变，答案C正确；丁图I逐渐减小，表示物体向上的加速度逐渐变小，所以D 错误．答案：AC8．(2010·上海模拟)在图8所示的电路中，电源电动势为E，内电阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中()A．通过R1的电流增大，增量为ΔU/R1 图8B．R2两端的电压减小，减小量为ΔUC．通过R2的电流减小，减小量小于ΔU/R2D．路端电压增大，增大量为ΔU解析：“调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU”，那一定是R变大了，并联电路的电阻变大，根据串联电路中电压和电阻成正比，电压表的示数变大了．由于总电阻变大，所以总电流变小，内电压和R2两端电压都变小，减小量之和为ΔU.故选项A、C正确．答案：AC9．(2010·扬州模拟)高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图9所示，超导部件有一个超导临界电流I c，当通过限流器的电流I>I c时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常态电阻图9 R1＝3 Ω，超导临界电流I c＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V,6 W”的字样，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则()A．短路前通过R1的电流为23AB．短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C．短路后通过R1的电流为43AD．短路后通过R1的电流为2 A解析：小灯泡L上标有“6 V,6 W”，该灯泡的电阻R L＝U2/P＝62/6 Ω＝6 Ω，短路前由于电路正常工作，电路的总电阻为R＝R L＋r＝6 Ω＋2 Ω＝8 Ω，总电流为I＝E/R ＝1 A，所以短路前通过R1的电流为I1＝1 A，选项A错误；当L突然短路后，电路中电流为I＝E/r＝4 A>I c＝1.2 A，超导部件由超导态转变为正常态，则此时电路中总电阻为R′＝2 Ω＋2 Ω＝4 Ω，总电流I′＝E/R′＝8/4 A＝2 A，短路后通过R1的电流为I1′＝43A，故选项B、C正确．答案：BC三、非选择题(本题包括3小题，共54分．按题目要求作答，解答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)10．(12分)(2010·杭州学军中学模拟)利用图10所示电路测量一量程为300 mV的电压表的内阻R V，R V约为300 Ω.某同学的实验步骤如下：按电路图正确连接好电路，把滑动变阻器R的滑片P滑图10①到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R0的阻值调到较大；②闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针指到满偏刻度；②保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R0的③阻值大小，使电压表的指针指到满偏刻度的一半；读出此时电阻箱R0的阻值，即等于电压表内阻R V.实验室所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9 Ω)、电池(电动势约1.5 V，内阻可忽略不计)、导线和开关之外，还有如下可供选择的实验器材：A．滑动变阻器(最大阻值150 Ω)；B．滑动变阻器(最大阻值50 Ω)．根据以上设计的实验方法，回答下列问题：(1)为了使测量比较精确，从可供选择的实验器材中，滑动变阻器R 应选用________．(填序号)(2)对于上述测量方法，从实验原理分析可知，在测量无误的情况下，实际测出的电压 表内阻的测量值R 测________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值R V ；且在其 他条件不变的情况下，若R 越大，其测量值R 测的误差就越______(填“大”或“小”)．解析：(1)为使断开开关S 2后调节R 0时，aP 两点的电压几乎不变，R 0＋R V 比R aP 大 得越多，实验误差越小，因此，变阻器R 应选最大阻值小些的较好，故滑动变阻器R 选B.(2)因R 0的串联，使U aP 电压增大，因此，当电压表示数为U m 2时，R 0上的分压大于U m 2， 故R 0>R V .实际测出的电压表内阻值R 测＝R 0>R V ，且R 越大，测量值R 测的误差越大．答案：(1)B (2)大于 大11．(20分)如图11所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这 条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：图11(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V 的电路上，求流过灯泡的电流 和每个灯泡的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R 0串联，接在电压恒 定为8 V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．解析：(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：U L ＝123V ＝4 V结合图象可得当U L＝4 V时，I L＝0.4 A故每个电灯的电阻为：R＝U LI L＝40.4Ω＝10 Ω.(2)设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由闭合电路欧姆定律得E=U′+2IR0代入数据得U′=8-20I在图甲上画出此直线如图所示．可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A)，即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为I A=2I=0.6 A每个灯的功率为：P＝UI＝2×0.3 W＝0.6 W.答案：(1)0.4 A10 Ω(2)0.6 A0.6 W12．(22分)(2010·上海长宁区模拟)如图12所示的电路中，定值电阻R0＝10 Ω，R为电阻箱，S2为单刀双掷开关．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其阻值为R1，记录电压传感器测得的数据为U1，然后保持电阻箱阻值不变，将S2切换到b，记录电压传感器示数为U2.图12(1)试写出电阻R x的表达式．(2)若求得电阻R x ＝2.5 Ω，将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U ，对测得的数据进行处理，绘出如图13所示的1U －1R图线．求电源电动势E 和内阻r .图13解析：(1)根据闭合电路欧姆定律E ＝U 1R 1(R 1＋R x ＋R 0＋r ) E ＝U 2R 1＋R x (R 1＋R x ＋R 0＋r ) 联立方程求得：R x ＝(U 2－U 1)R 1/U 1.(或说明将S 2切换到a 或切换到b ，电流不变，故U 1R 1＝U 2R 1＋R x解出R x 同样给分) (2)利用图线的截距求EE ＝U ＋I (R x ＋R 0＋r )E U ＝1＋1R(R x ＋R 0＋r ) 令1R＝0，即得E ＝U ＝2 V 将数据1R ＝0.2、1U＝1.8、E ＝2 V ，代入上式得r ＝0.5 Ω. 答案：(1)R x ＝(U 2－U 1)R 1/U 1 (2)2 V 0.5 Ω。