01恒定电流4

南京师范大学附属扬子中学高二年级 物理周周自我检测·恒定电流（4）
姓名______________ 自我检测用时 _________ 责任人 __________ ____月_____日 一．本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意。

1．如图所示，某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器电路图，满足下列哪个条件，该报警器将发出报警声（ ） A ．S 1断开，S 2闭合 B ．S 1闭合，S 2断开 C ．S 1、S 2都断开 D ．S 1、S 2都闭合
2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R 2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R 2随温度t 变化的图线如图12右所示。

电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器。

当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压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 变大
D ．I 变小，U 变小
3．为探究小灯泡L 的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。

由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U -I 图象应是 （ ）
4．如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。

只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作。

如果再合上S 2，则下列表述正确的是 （ ） A ．电源输出功率减小 B ．L 1上消耗的功率增大 C ．通过R 1上的电流增大 D ．通过R 3上的电流增大 5．在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E ，电容
器的电容为C 。

当闪光灯两端电压达到击穿电压U 时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定（ ） A ．电源的电动势E 一定小于击穿电压U B ．电容器所带的最大电荷量一定为 CE C ．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D ．在一个闪光周期内，通过电阻R 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 二．本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意。

6．日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干。

设电动机线圈的电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是 （ ）
A ．IU > P
B ．IU = P
C ．P > I 2（R 1 + R 2）
D ．P = I 2（R 1+R 2） 7．如图所示的电路中，将三个同样规格的灯泡接入电路中，当将滑动变阻器上的滑动头从开始的中点位置向右移动时，三个灯泡消耗功率的变化情况是 （ ）
A ．L 1减小
B ．L 2增大
C ．L 2减小
D ．L 3增大 8．如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A 1（0—3A ）和A 2（0—0.6A ）的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是 （ ） A ．A 1的指针半偏时，A 2的指针也半偏
B ．A 1的指针还没半偏时，A 2的指针已经半偏
C ．A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.6A
D ．A 1的读数为1A 时，干路的电流I 为1.2A
9．在如图所示的电路中，电源的电动势E 恒定，内 阻r = 1Ω，定值电阻R 3 = 5Ω，电表均为理想的．当开关S 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相同．则下列说法正确的是 （ ） A ．电阻R 1 、R 2可能分别为3Ω、6Ω B ．电阻R 1 、R 2可能分别为4Ω、5Ω
C ．开关S 断开时电压表的示数可能小于S 闭合时的示数
D ．开关S 从断开到闭合，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6Ω
三．简答题：本题2小题，共20分。

请将答案填入题中横线上，或按要求作图。

10．（本题10分）在“测定金属的电阻率”的实验中，若粗估金属丝的电阻R x 约为 3Ω。

为了减少实验误差，要求金属丝发热功率P < 0.75W ，备有部分保住仪器有： A ．电池组：6V
B ．电流表：0-0.6A ，内阻0.5Ω
C ．电流表：0-3A ，内阻0.01Ω
D ．电压表：0-3V ，内阻1 k Ω
E ．电压表：0-15V ，内阻5 k Ω
F ．滑动变阻器：0-100Ω，1A
G ．滑动变阻器：0-20Ω，1A
⑴ 为了准确进行实验，上述器材中应选用的是 ___________（填字母） ⑵ 在虚线框内画出实验电路图。

⑶ 将实物图用笔线作导线连接起来。

11．（本题10分）在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A ．干电池：E 约1.5V ，内阻小于1.5Ω
B ．电流表G ：满偏电流2mA ，内阻10Ω
C ．电流表A ：0 – 0.6A ，内阻0.1Ω
D ．滑动变阻器R 1：0 – 20Ω，10A
E ．滑动变阻器R 2：0 – 100Ω，1A
F ．定值电阻R 3：990Ω
G ．开关导线若干 ⑴ 为了方便且较准确地进行测量，滑动变阻器应选 _________ ⑵ 在虚线框内画出实验电路原理图。

⑶ 某同学根据他设计的
实验测出了6组I 1
（电流表G 的示数）和I 2
（电流表A 的示数），请在所给出的坐标系作出I 1和I 2关系图线。

⑷ 根据图线可得，被测电池的电动势为 _______V ，内阻为 ______Ω。

四．解答与论证题：本题共5小题，共计69分。

解答时请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。

12．（本题12分）如图所示，电源电动势E = 6V ，电源内阻不计．定值电阻R 1 = 2.4kΩ、
R 2 = 4.8kΩ.
⑴ 若在ab 之间接一个C = 100μF 的电容器，闭合开关S ，电路稳定
后，求电容器上所带的电量；
⑵ 若在ab 之间接一个内阻R V = 4.8kΩ的电压表，求电压表的示数。

13．（本题12分）把晶体二极管D 和电阻R 串联起来，连接成如图（a ）的电路，电源的
电动势E = 5.0V ，内阻不计。

二极管两端电压U 与其中的电流I 的关系曲线（伏安特性曲线）如图（b ），但为简单起见，可近似地看作直线，直线与横轴的交点E 0 = 1V ，见（b ）图中的虚线，即二极管上所加电压U < E 0 时电流为零，U > E 0 时，I 和U 为线性关系，此二极管消耗的电功率超过4.0W 时将被烧坏．试求：
⑴ 电阻R 最小要多大才不致烧坏二极管?
⑵ 在保证不致烧坏二极管的条件下R 值为多大时，输入给R 的功率为最大?此功率最大值
等于多少瓦?
14．（本题15分）如图所示，电阻R 1 = 2Ω，小灯泡L 上标有“3V ，1.5W ”，电源内阻r = 1Ω，
滑动变阻器的最大阻值为R 0（大小未知），当触头 P 滑动到最上端 a 时；安培表的读数为l A ，小灯泡L 恰好正常发光，求： ⑴ 滑动变阻器的最大阻值R 0；
⑵ 当触头 P 滑动到最下端 b 时，求电源的总功率及输出功率。

15．（本题15分）如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d = 40 cm 。

电源电动势E = 24V ，内电阻r =1 Ω，电阻R =15 Ω。

闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0 = 4 m/s 竖直向上射入板间。

若小球带电量为q = 1×10-2 C ，质量为m = 2×10-2 kg ，不考虑空气阻力。

那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板?此时，电源的输出功率是多大？（取g =10 m/s 2） 16．（本题15分）如图电源电动势E = 9V 、内电阻r = 0.6Ω；定值电阻R 1 = 4.4Ω，R 2 = 6Ω，
R 2允许消耗的最大电功率为P m = 3.375 W ，变阻器开始接入电路中的电阻R 3=12 Ω，求： ⑴ 开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大
?
⑵ 要使R 2实际消耗的功率不超过允许的最大值，可变电阻R 3的取值范围是什么?
R 1
r R 2 R 3
E
压U 时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U ，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U 时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。

要使得充电后达到电压U ，则电源电动势一定大于等于U ，A 项错误；电容器两端的最大电压为U ，故电容器所带的最大电荷量为CU ，B 项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C 项错误；充电时电荷通过R ，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D 项正确。

3．当传感器R 2所在处出现火情时， 温度升高，R 2电阻减小，总电流变大，R 1上电压变大，R 3电压变小，故电流表示数I 变小；路端电压U 变小。

故D 正确。

【答案】D
7．当滑动变阻器上的滑动头从开始的中点位置向右移动时，总电阻减小，总电流增大，所以选项D 正确；L 1所在支路电阻增大，电流减小，所以选项A 对；同理选项D 也正确。

8．因为A 1(0—3A)和A 2(0—0.6A)是由两个相同电流表改装而来的，只不过是它们并联的电阻不同，电压相等，所以通过它们的电流也相同，所以选项A 正确；A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.2A ，所以通过干路的电流I 为1.2A ，故选项D 正确。

【答案】AD 10．⑴ A 、B 、D 、G ⑵ 如图 ⑶ 如图
解析：P = I 2R < 0.75W 得I m < 0.5A ，故电流表选B ；U m < 1.5V ，电压表先D 。

滑动变
阻器F 阻值太大（与R x 相比较），不便于操作有，故选G ，分压式。

电流表外接。

11．⑴ D ⑵ 如图 ⑶ 如图 ⑷ 1.48（1.47- 1.49），0.80（0.70 – 0.90）
12．⑴设电容器上的电压为U c ，U c = R 2E /(R 1 + R 2)，电容器的带电量 Q = CU C =4×10－
4C
⑵ 设电压表与R 2并联后电阻为R 并 = R 2R V /( R 2 + R V ) 则电压表上的电压为：U V = R 并E /(R 1 + R 并) =3V
13．由图（b ）可得二极管电流和电压的关系为：I = 2U – 2 ①
又二极管的功率：P = UI ≤ 4W ② 将①代入②得：U 2–U –2 ≤ 0 解得：U ≤ 2V 代入 ① 得：I ≤ 2A ；由闭合电路欧姆定律 E = U + IR 得 R ≥ 1.5Ω
输入给R 的功率P R = (E – U )I = (E – U )(2U – 2) = –2U 2＋12U –10 =–2(U –3)+8
可见P R 随U 按抛物线规律变化，其开口向下，最大值时 U = 3V ，故要使R 的功率最大，其电压只能是二极管不被烧坏的最大电压U = 2V 。

这样R = 1.5Ω P R 的最大值
P R = (E – U )I = 6W 。

14．（1）当触头P 滑动到最上端a 时，流过小灯泡L 的电流为：I L = P L /U L = 0.5A ，流过滑
动变阻的电流I 0 = I A – I L = 0.5A ，则R 0 = U L /I 0 = 6Ω
（2）电源电动势为E = U L + I A (R 1 + r ) = 6V ；当触头P ，滑动到最下端b 时，滑动变阻器和小灯泡均被短路．电路中总电流为：I = E /(R 1 + r ) = 2A ，电源的总功率为P 总 = IE = 12W ，输出功率为P 出 = IE – I 2r = 8W 。

15．(1) 小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A 板时速度为零。

设两板间电压为
U AB ，由动能定理得 – mgd – qU AB = 0 – mv 02/2 ① ∴滑动变阻器两端电压 U 滑= U AB = 8 V ② 设通过滑动变阻器电流为I ，由欧姆定律得I = (E – U 滑)/(R + r ) = 1A ③ 滑动变阻器接入电路的电阻 R 滑 = U 滑/I = 8Ω ④ (2) 电源的输出功率 P 出=I 2(R +R 滑)=23 W ⑤ 16．（1）当触头P 滑动到最上端a 时，流过小灯泡L 的电流为：I
L
= P L /U L = 0.5A 流过滑动变阻嚣的电者呐：00.5A L I I I A =-= 故：00
6L
U R I =
=Ω （2）电源电
动势为：1()6L A E U I R r V =++=
当触头P ，滑动到最下端b 时，滑动交阻嚣和小灯泡均被短路．电路中总电流为：
12E
I A R r
=
=+ 故电源的总功率为：12P EI W ==总
输出功率为：2
8P EI I r W =-=出。