2016-2017学年高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律章末综合测评沪科版选修3-1

U2＝4.0 V ，求：
(1) 无风时电压表的示数 U1；
(2) U2＝ 4.0 V 时，作用在迎风板上的风力；
(3) 风力多大时，金属杆上消耗的功率最大，最大功率为多少？
图9
【解析】 (1) 无风时金属杆接入电路的电阻为 R0＝ ρＬ＝6×0.5 Ω＝ 3 Ω
E
12
则 I 1＝ R0＋ R＋ r ＝3＋ 1＋ 1 A ＝ 2.4 A
【答案】 (1)0.5 A 2 V (2)4 A 3.5 A (3)28 W 23.1 W
12． (18 分)(2016 ·聊城高二检测 ) 某课外小组设计了一种测定风力的装置，其原理如
图 9 所示，一个由不导电的材料制成的劲度系数
k＝1 200 N/m、自然长度 L0＝ 0.5 m的弹簧，
一端固定在墙上的 M点，另一端 N与导电的迎风板相连， 弹簧穿在水平放置的光滑金属杆上，
U- I 图线．用此电源与三个阻值均
为 3 Ω 的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V ．则该电路可能为
()
图3
E
6
【解析】 由题图可知电源电动势为 6 V，电源内阻为 0.5 Ω. 对 A 项， I ＝ R外＋ r ＝ 1.5
E
E
A＝ 4 A， U＝ IR 外＝ 4 V；对 B 项， I ＝ R外 ＋ r ＝ 2.4 A， U＝ IR 外＝4.8 V；对 C 项， I ＝ R外＋ r ＝
1．在闭合电路中，下列叙述正确的是 ( )
A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个外电路的电阻成反比 B．当外电路断开时，路端电压等于零 C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大 D．当外电阻增大时，路端电压也增大
E 【解析】 由 I ＝ R＋r 可知， A 错误； 当外电路断开时， 电源的电流为 0，U＝E，B 错误；
金属杆单位长度的电阻为 ρ＝6 Ω/m；电路的一端与迎风板相连，另一端在
M 点与金属杆
相连，定值电阻 R＝1.0 Ω，电源的电动势 E＝ 12 V ，内阻 r ＝1 Ω；迎风板可在金属杆上
滑动，且与金属杆接触良好，工作时，迎风板总是正对着风吹来的方向．闭合开关，没有风 吹时，弹簧处于原长， 理想电压表的示数为 U1；某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为
E 0.63 A ， U＝ 5.68 V ；对 D 项， I ＝ R外＋ r ＝ 1.2 A ， U＝ 5.4 V ．故 B 项正确．
【答案】 B
6．手电筒的两节干电池已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光．把它们取出来，
用电压表测电压，电压表示数接近 3 V．再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正
电流越大，选项 C 正确．此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项
B 正确．流过每个灯
的电流越小，每个电灯越暗，选项 A 正确，选项 D错．
【答案】 ABC
二、非选择题 ( 本题共 4 小题，共 52 分．按题目要求作答 )
9． (8 分 ) 在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．
10． (10 分) 某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量电压表
( 量程为 10 V) 的内阻
( 大约为几十千欧 ) ，该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间值为
30.
图8
(1) 欧姆挡的选择开关拨至 ________( 选填“× 1 k ”或“× 100”) 挡，先将红、黑表笔
短接调零后，选用图 8 甲中 ________( 选填“ A”或“ B”) 方式连接．
C．电压表读数增大，电流表读数减小
D．电压表读数减小，电流表读数增大
【解析】 滑片滑向 b 时，电阻 R增大，回路的总电阻增大，所以回路的总电流减小，
路端电压增大，所以电压表的示数增大，电阻
R2 两端的电压增大，故 R2 中的电流增大，电
流表示数增大，故 A 对．
【答案】 A
5．如图 3 所示为测量某电源电动势和内阻时得到的
章末综合测评 ( 第 4 章)
( 时间： 60 分钟 满分： 100 分 )
一、选择题 ( 本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分．在每小题给出的四个选项中第 1～
5 题只有一项符合题目要求，第 6～ 8 题有多项符合题目要求，全部选对的得
6 分，选对但
不全的得 3 分，有选错的得 0 分)
中，“＋”接线柱应接高电势端，因而 A 电路的连接方式正确．
(2) 题图乙中欧姆表的读数为 40×1 k Ω＝ 40 k Ω. 题图丙中电压表的读数为 5.0 V.
由闭合电路欧姆定律和欧姆表中电池的电动势
×30×10 3 V ＝8.75 V. 【答案】 (1) ×1 k
A (2)4 ×10 4 5.0
I ＝ 0.3 A 时，
E 外电阻 R＝ I － r ＝18 Ω．
【答案】 A 4．电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、 R2 及滑动变阻器 R 连接成如图 2 所示 的电路．当滑动变阻器的滑片由中点滑向 b 端时，下列说法正确的是
()
图2
A．电压表和电流表读数都增大
B．电压表和电流表读数都减小
图1
【解析】 因电源的 U- I 图像纵轴坐标并不是从零开始， 故纵轴上的截距虽为电源的电
动势，即 E＝ 6.0 V ，但横轴上的截距 0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝
Δ U 6.0 － 5.0 对值计算，即 r ＝ | Δ I | ＝ 0.5 － 0 Ω＝ 2 Ω. 由闭合电路欧姆定律可得电流
E－U外 10－ 8 I ＝ r ＝ 0.5 A ＝ 4 A
通过电动机 D 的电流 I D＝ I － I L＝ 4 A － 0.5 A ＝3.5 A.
(3) 电动机的输入功率 P＝UI D＝8×3.5 W＝ 28 W 电动机的发热功率 P 热＝ I 2Dr 0＝ 3.5 2×0.4 W＝ 4.9 W 电动机的输出功率 P 出＝ P－ P热 ＝28 W－ 4.9 W ＝ 23.1 W.
误．
【答案】 AC
8．如图 5 所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，
以下说法正确的是 ( ) 【导学号： 37930057】
图5
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
【解析】 由于电灯并联在电路中， 所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总
滑动触头向下滑动时 (
)
图4
A． R1 的功率将增大
B． R2 的功率将增大
C．电源的总功率将减小
D．电源的效率将减小 【解析】 滑动触头向下滑动时， R3 增大，总电流减小，电源的总功率
E2 P＝R＋ r 减小，
R 效率 η＝R＋ r 增大，故 C 正确， D错误；路端电压增大， R1 的功率将增大，故 A 正确， B 错
U
5.0
E＝ U＋ Ir ＝ U＋ Rr ＝ 5.0 V ＋ 40×10 3
8.75
11．(16 分 ) 规格为“ 8 V 4 W”的小灯泡与小型直流电动机 D(其线圈内阻为 r 0＝0.4 Ω）
并联后，接至电动势为 10 V 、内电阻 r ＝0.5 Ω 的电源上，小灯泡恰好正常发光，求：
(1) 通过小灯泡的电流 I L 和电源的内电压 U′；
常工作，下列说法正确的是 ( )
A．这两节干电池的电动势减少了很多
B．这两节干电池的内阻增大了很多
C．这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小
D．这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小
【解析】 手电筒的灯泡发出很微弱的光， 这说明通过小灯泡的电流已经很小． 用电压Βιβλιοθήκη Baidu
表测两节干电池的电压示数接近 3 V，这说明每节干电池的电动势仍约为 1.5 V ．把它们作
(2) 电路中的总电流 I 和通过电动机 D 的电流 I D；
(3) 电动机的输入功率 P和电动机的输出功率 P 出．
【解析】 (1) 因小灯泡恰好正常发光，所以路端电压为
8 V，
P 由 P＝UI 得通过小灯泡的电流 I L＝ U＝ 0.5 A.
由 E＝U外＋U′得电源的内电压 U′＝ E－ U外＝ 2 V. (2) 由 E＝ U外＋ Ir 得电路的总电流
63
1 故风力 F1＝ kx 1＝ 3×1 200 N ＝ 400 N.
(3) 将 R看成电源的内阻，当金属杆的电阻 R3＝R＋ r ＝2 Ω 时，金属杆上消耗的功率最
大．
R3 1 此时 L′＝ ρ＝ 3 m
11
弹簧压缩量
x2＝
L0 － L′＝
0.5
m
－
3
m＝ 6
(m)
故风力 F2＝ kx 2＝ 200 N E
电压表的示数 U1＝I 1R0＝2.4 ×3 V ＝ 7.2 V.
(2) U2＝ 4.0 V 时，金属杆接入电路的电阻为 R2.
E－ U2 则 I 2＝ R＋r ＝ 4 A
由 U2＝ I 2R2，得 R2＝1 Ω
R2 1 则 L＝ ρ＝ 6 m
11 弹簧压缩量 x1＝ L0－L＝ 0.5 m － m＝ (m)
为电子钟的电源，电子钟正常工作， 说明电子钟的工作电流比较小．由此我们可以知道，干
电池在用了很长一段时间之后， 电动势的大小仍基本没变， 那为什么手电筒却发出微弱的光
呢？可见，该电池的内阻已经变大了很多，故正确选项为
B、D.
【答案】 BD
7. 如图 4 所示，电源的电动势和内电阻恒定， R1、 R2 为定值电阻， R3 为滑动变阻器，当
E
E
当外电路短路时， R＝ 0， I ＝r ， C 错误；由 U＝ IR＝ r 可知， R增大， U增大， D 正确．
1＋ R
【答案】 D 2．某闭合电路外电路的电阻分别为 量正好相等，则该电源的内电阻是 ( A．1 Ω
8 Ω 和 2 Ω 时，单位时间内在外电路上产生的热 ) 【导学号： 37930056】
(2) 如图 8 乙所示，某同学读出欧姆表的读数为 ________Ω；如图 8 丙所示，电压表的
读数为 ________V，欧姆表电池的电动势为 ________V.
【解析】 (1) 用多用电表测电阻时，应让指针指在中间刻度附近，因而应选“× 1 k”
挡．多用电表测电阻时， 需要用其内部电源， 黑表笔接内部电源的正极，电压表的两接线柱
B．2 Ω
C．4 Ω
D．6 Ω
【解析】
由
(
E R1 ＋ r
)
2R1＝
(
E R2＋
r
)
2R2，代入数据解得
r ＝4 Ω，选项 C正确．
【答案】 C 3. 如图 1 所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是
()
A．电源的电动势为 6.0 V B．电源的内阻为 12 Ω C．电源的短路电流为 0.5 A D．电流为 0.3 A 时的外电阻是 12 Ω
甲
乙
图6
(1) 按图 6 甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
(2) 在图乙的电路中， 为避免烧坏电表， 闭合开关前， 滑动变阻器的滑片应置于 ________
端( 选填“ A”或“ B”) ．
(3) 如图 7 是根据实验数据作出的 U- I 图像，由图可知，电源的电动势 E＝ ________V，
内阻 r ＝________Ω．
【解析】 (1) 电路连接如图所示．
图7
(2) 闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于
B 端．
(3) 由题图图像可知，电源电动势为
1.5 － 1.0
1.5 V ，内阻 r ＝ 0.5
Ω＝ 1.0 Ω．
【答案】 (1) 见解析图 (2) B (3)1.5 1.0
电路中电流 I 2＝ R3＋ R＋ r ＝ 3 A 金属杆上消耗的最大功率 P＝ I 23R3＝ 18 W.
【答案】 (1)7.2 V (2)400 N (3)18 W