【绿色通道】高考物理第七章恒定电流 章末检测试题及完全解析总复习 新人教版

章末检测(七)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(每题3分，共36分)
1．如图所示，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)( )
A ．0.28 A
B ．0.25 A
C ．0.22 A
D ．0.19 A
答案：C
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 、B 错，C 对．
2．“神舟”七号载入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 J
B ．0.25 J
C ．0.26 J
D ．0.28 J
答案：C
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 ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J.
3．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U 时，通过导线的电流为I ，导线中自由电子定向移动的平均速率为v ，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的1
2，再给它两
端加上电压U ，则( )
A ．通过导线的电流为I
4
B ．通过导线的电流为I
16
C ．导线中自由电子定向移动的速率为v 4
D ．导线中自由电子定向移动的速率为v
2
答案：BC
解析：导线被拉长后，其横截面积变小，变为原来的1
4，l 变为原来的4倍，根据电阻
定律，其电阻增大为原来的16倍，加相同的电压U ，电流会减为原来的1
16，B 选项对；又根
据I ＝neSv ，导线被拉长后，n 、e 不变，I 变为I 16，S 变为S 4，故v 变为v
4
，C 对．
4．两根材料相同的均匀导线x 和y ，x 长为L ，y 长为2L ，串联在电路中时，沿x 到y 的长度方向电势变化如图所示，则x 、y 导线的横截面积之比为( )
A ．2∶3
B ．1∶3
C ．3∶2
D ．3∶1
答案：B
解析：从图中沿x 到y 长度方向的电势变化，可读出x 和y 两端的电压，再由串联电路中电压和电阻的关系，电阻和电阻率ρ、长度l 、横截面积S 的关系综合求解．由图象可知，导线x 、y 两端的电压为U x ＝6 V ，U y ＝4 V ，两导线串联时电流相同，则U x U y ＝R x
R y ，而R x ＝ρL S x
，R y ＝ρ2L S y ，所以U x U y ＝S y 2S x ，故S x S y ＝U y 2U x ＝42×6＝13
，选项B 正确．
5．如图所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻为
R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电
路的电功率一定为( )
A ．I 2
R B.U 2
R
C ．UI
D ．UI －I 2
R
答案：C
解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电
路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2
R ＝U 2R
，故A 、B 错误；而UI －I 2
R 为电路转化为其他能量
的功率，故D 错误．
6．电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路．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( )
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
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 答案：A
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R 2两端的电压增大，故R 2中的电流增大，电流表示数增大，故A 对．
7．一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，
R 3＝40 Ω，另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计，则( )
A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 Ω
B ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 Ω
C ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 V
D ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V 答案：AC
解析：当cd 端短路时，ab 间等效电阻R ＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝10 Ω＋120×40
120＋40
Ω＝40 Ω，故A 对；当ab 端短路时，cd 间等效电阻R ′＝R 2＋
R 1R 3R 1＋R 3＝120 Ω＋10×4010＋40
Ω＝128 Ω.B 错；当ab 间接电源E ＝100 V 时，cd 间电压为R 3上电压，则U ＝
40
40＋10
×100 V＝80 V ，故C 对；当cd 两端接电源时，ab 两端电压为R 3上电压，则U ′＝4040＋120
×100 V＝25 V ，故D 错．
8．如图所示是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W”．当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )
答案：C
解析：台灯消耗的功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率．C 项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W ，而其他选项中，不论滑动变阻器使用分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 W ，故C 选项正确．
9．某家庭购买了一款节能环保汽车，在试车时发现，汽车的电动机启动时车灯会瞬时变暗，车主将汽车启动时的电路图进行整理后，得到汽车启动时的工作电路原理图如图所示．经测量，S 1闭合、S 2断开的情况下，电流表的示数为10 A ，S 1、S 2均闭合的情况下，电流表的示数为70 A ，电源的电动势为13 V ，内阻为0.1 Ω.若电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，则S 1、S 2均闭合时，车灯的功率为( )
A ．90 W
B ．30 W
C ．60 W
D ．120 W
答案：B
解析：S 1闭合、S 2断开时，电源内电压U r ＝I 1r ＝10×0.1 V＝1 V ，车灯两端的电压U L
＝13 V －1 V ＝12 V ，车灯的功率为P ＝U L I 1＝12×10 W＝120 W ，S 1、S 2均闭合时，电源内电
压U r ′＝I 2r ＝70×0.1 V＝7 V ，车灯两端的电压U L ′＝13 V －7 V ＝6 V ，由公式p ＝U 2
R
，车
灯的电阻不变，电压为原来的12，功率应为原来的1
4
，即为30 W ，所以选B.
10．(2010·长沙模拟)如图，a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，则以下说法正确的是( )
A ．电池组的内阻是3 Ω
B ．电阻的阻值为0.33 Ω
C ．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4 W
D ．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 W 答案：D
解析：由I ­U 图线可知，电池组的内阻r ＝1 Ω，电阻的阻值为3 Ω，电池的电动势E ＝4 V ，若将该电阻接在该电池组两端，I ＝
E
R ＋r
＝1 A ，电池组的输出功率R 出＝IU ＝
I (E －Ir )＝3 W ；当调整外阻R ＝r 时，电池组的输出功率最大，P m ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫E 2r 2
·r ＝E 2
4r ＝4 W ，
综上所述，A 、B 、C 错误，选项D 正确．
11．如图所示的电路中，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻
R 1＝6 Ω、R 2＝5 Ω、R 3＝3 Ω，电容器的电容C ＝2×10－5 F ，若将开关
S 闭合，电路稳定时通过R 2的电流为I ；断开开关S 后，通过R 1的电荷量为q .则( )
A ．I ＝0.75 A
B ．I ＝0.5 A
C ．q ＝2×10－5
C
D ．q ＝1×10－5
C
答案：AD
解析：对电路分析：电阻R 1、R 3并联后与R 2串联，所以外电路总电阻为R ＝7 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路中的总电流为0.75 A ，所以选项A 正确；电阻R 1、R 3并联的电压为U ＝IR 并＝1.5 V ，电容器的带电荷量为Q ＝CU ＝3×10－5
C ．当断开开关S 时，电容器对电阻放电，电荷通过R 1、R 3，由于两电阻并联，所以q 1/q 3＝R 3/R 1，又q 1＋q 3＝Q ，解得q 1＝1×10
－5
C ，q 3＝2×10－5
C ，选项
D 正确.
12．在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动
势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，下列说法中正确的是( )
A ．L 1、L 2两个指示灯都变亮
B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗
C ．L 1变亮，L 2变暗
D ．L 1变暗，L 2变亮 答案：B
解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，
内阻分担电压增大，路端电压减小，L 1灯变暗，通过其电流减小；由U 1＝I 2R 1及I 2＝I －I 1可知R 1分担电压增大，L 2及R 2两端电压减小，L 2功率减小而变暗，选项B 正确．
二、填空题(每题4分，共12分)
13．在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，滑动变阻器的电阻约为20 Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行了实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示．
(1)根据各点表示的数据描出I ­U 关系图线，由此求得该电阻的阻值R x ＝________Ω.(保留两位有效数字)
(2)画出此实验的电路原理图．
答案：(1)见解析中左图 2.3×103
(2.2×103
～2.5×103
) (2)见解析中右图 解析：(1)这6个点中有5个基本在同一条过原点的直线上，只有一个点偏离较大，可判断出这个数据点误差较大，应予以排除，据此，I ­U 图线如下左图所示，在图线上可选一个离坐标原点较远的点，得出其纵横坐标，如(3.0 V 、1.3 mA)，则被测电阻阻值为R x ＝3.0 V 1.3×10－3
A
＝2.3×103
Ω. (2)因为R x 与R v 很接近，故电压表的分流影响很严重，而R x R A ＝2.3×103
10
＝230≫1，电流
表的分压影响很小，故应采用电流表内接法，又由于被测电阻很大，而滑动变阻器阻值较小，故变阻器应采用分压式，电路原理图如下右图．
14．若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA ，内接一节干电池，电动势为1.5 V ，那么该欧姆表的内阻为________Ω，待测电阻接入红、黑表笔之间时，指针偏在满刻度的3/4处，则待测电阻的阻值为________Ω，表盘中值刻度是________．
答案：300 100 300
解析：将红、黑表笔短接，调节调零电阻的阻值，当电流满偏时I g ＝E
R g ＋r ＋R 0
，欧姆表
的内阻即
R 内＝R g ＋r ＋R 0＝E I g ＝ 1.5
5×10－3
Ω＝300 Ω
当电流为34I g 时，有34I g ＝E
R 内＋R x
，
即：R 内＋R x ＝4E
3I g
＝400 Ω，故R x ＝100 Ω
R 内＝R 中＝300 Ω.
15．有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的U ­I 图线．有下列器材供选用：
A ．电压表(0～5 V ，内阻10 k Ω)
B ．电压表(0～10 V ，内阻20 kΩ)
C ．电流表(0～0.3 A ，内阻1 Ω)
D ．电流表(0～0.6 A ，内阻0.4 Ω)
E ．滑动变阻器(5 Ω，1 A)
F ．滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)
(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________．为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器就选用________(用序号字母表示)．
(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图，并把由图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．
答案：(1)A D E (2)见解析
解析：(1)因小灯泡的额定电压为4 V ，所以电压表应选用A ，小灯泡的额定电流I ＝P
U
＝
0.5 A ，所以电流表应选用D ；小灯泡正常工作时的电阻为R ＝U 2
P
＝8 Ω，因为R v R A >R x ，R x
为小电阻，电流表应采用外接法，要求电压表从零开始变化，故滑动变阻器采用分压接法，为便于调节，滑动变阻器应选用E.
(2)满足实验要求的电路图如图．
接成的相应实物电路图如图．
三、计算题(共5题，共52分)
16．(10分)有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm.设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m.现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U ＝100 V ，I ＝100 mA ，求该钻孔的深度．
答案：100 m
解析：设该钻孔内的盐水的电阻为R ，由R ＝U I ，得R ＝100100×10
－3 Ω＝103
Ω
由电阻定律R ＝ρl S
得：
l ＝RS ρ＝103×3.14×0.120.314
m ＝100 m 17．(10分)某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380 V 的电动机带动下以0.4 m/s 的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW ，不载人时测得电动机中的电流为5 A ，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？(设人的平均质量为60 kg ，g 取10 m/s 2
)
答案：25人
解析：维持扶梯转动的功率为：
P 0＝380 V×5 A＝1.9 kW ，
电动机的最大输出功率为：P m ＝4.9 kW ， 可用于输送顾客的功率为：
P ＝P m －P 0＝3 kW
由于扶梯以恒定的速率斜向上移动，每一位顾客所受的力为重力mg 和支持力F N ，且F N
＝mg ，电动机通过扶梯的支持力F N 对顾客做功，对每一位顾客做功的功率为：
P 1＝F N v sin α＝mgv sin 30°＝120 W ，
同时乘载的最多人数为n ＝P P 1＝3 000120
人＝25人．
18．(10分)如图所示的电路中，输入电压U AB ＝200 V ，可变电阻的总阻值R 0＝150 Ω，允许通过的电流为4 A ，求
(1)当输出端a 、b 开路时U ab 的值；
(2)当输出端接入R ＝40 Ω的负载时，U ab 的可能变化范围． 答案：(1)200 V (2)57.1 V≤U ab ≤160 V
解析：(1)当ab 端开路时，相当于接一理想电压表(R V ＝∞)，U ab ＝U AB ＝200 V (2)当滑动触头向下方移动时，在下半部分电流强度达到临界状态即为4 A 时，下半部分电阻R 下＝200
4
Ω＝50 Ω
上方部分电阻为100 Ω，此时U ab ＝40
100＋40
×200 V≈57.1 V
当滑动触头向上方移动，在上半部分电流强度达到临界状态即为4 A 时，上方部分的电阻R 上＝(50－40)Ω＝10 Ω此时U ab ＝4010＋40
×200 V＝160 V.
19．(10分)如图所示，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻
R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，R 3＝7.5 Ω，电容器的电容C ＝4 μF.开关S 原来
断开，现在合上开关S 到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？
答案：1.92×10－5
C
解析：S 断开，C 相当于断路，R 3中无电流，C 两端电压即R 2两端电压U 2＝E
R 1＋R 2＋r
·R 2
＝3 V.
Q ＝CU 2＝12×10－6 C ，且a 板带正电，b 板带负电．
S 闭合，C 两端电压即R 1两端电压，由电路分析：
U 1＝R 1R 1＋R 2·E r ＋R 外
·R 外＝1.8 V.
Q ′＝CU 1＝7.2×10－6 C ，且a 板带负电，b 板带正电．
据此通过电流表电量ΔQ ＝Q ＋Q ′＝1.92×10－5
C.
20．(12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 ＝24 V ，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．若小球所带电
荷量为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？(g 取10 m/s 2
)
答案：8 Ω 23 W
解析：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 ，
由动能定理可得－mgd －qU AB ＝0－12mv 02
，
∴ 滑动变阻器两端电压U 滑＝U AB ＝8 V. 设通过滑动变阻器电流为I ， 由欧姆定律得I ＝
E －U 滑
R ＋r
＝1 A 滑动变阻器接入电路的电阻R 滑＝
U 滑
I
＝8 Ω 电源的输出功率P 出＝I 2
(R ＋R 滑)＝23 W。