2022-2023學年高中物理 第2章 直流電路章末檢測 教科版選修3-1

2022-2023學年高中物理 第2章 直流電路章末檢測 教科版選修3-1一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1某同學研究重慶南開圖書館新的借閱系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，使用飯卡(IC卡)刷卡登記時，所借閱的書還得在消磁系統(tǒng)上消磁(否則出門時會報警)，這樣才能成功借閱自己喜歡的書籍，這種邏輯關(guān)系屬于()A“非”門 B“或”門C“與”門 D“與非”門答案C解析由題意可知，只有兩種情況同時滿足時，才能完成借書過程，故邏輯關(guān)系為“與”的關(guān)系2兩個小燈泡，分別標有“1 A4 W”和“2 A1 W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時的電阻阻值之比為()A21 B161C41 D116答案B解析由PI2R知R，所以R1R2161.3兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中，A的長度為L，直徑為d；B的長度為2L，直徑為2d，那么通電后在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為()AQAQB12 BQAQB21CQAQB11 DQAQB41答案B4如圖1所示，用甲、乙、丙三個電動勢E相同而內(nèi)電阻r不同的電源，分別給定值電阻R供電已知甲、乙、丙三個電源內(nèi)阻的大小關(guān)系為：r甲r乙r丙，則將R先后接在這三個電源上時的情況相比，下列說法中正確的是()圖1A接在甲電源上時，電源的輸出電流最大B接在丙電源上時，電源的輸出電流最小C接在乙電源上時，電阻R消耗的電功率最大D接在丙電源上時，電阻R消耗的電功率最大答案D解析由題，三個電源的電動勢E相等，而內(nèi)阻r甲r乙r丙，根據(jù)閉合電路歐姆定律I得知，接在丙電源上時，電源的輸出電流最大故A、B錯誤；由公式PI2R分析得知，接在丙電源上時，電阻R獲得的電功率最大故C錯誤，D正確5如圖2所示，R4是由半導體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的升高而減小，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個報警器，當R4所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是()圖2AI變大，U變小 BI變大，U變大CI變小，U變大 DI變小，U變小答案A解析當R4處出現(xiàn)火情時，R4R總I總U外U并IR3I，故A項正確6電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中得到的實驗圖線如圖3所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b的值分別為()圖3A75%、25% B33.3%、66.7%C50%、50% D66.7%、33.3%答案D解析電源的效率×100%×100%.a點對應的路端電壓U為4個格，而電動勢E為6個格，因此a66.7%；b點對應的路端電壓為2個格，因此b33.3%，故D正確二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)7如圖4所示，在一幢居民樓里有各種不同的用電器，如電燈、電視機、洗衣機、微波爐、抽油煙機等停電時，用多用電表測得A、B間的電阻為R；供電后，設各家用電器全都同時使用時，測得A、B間電壓為U，進線電流為I；經(jīng)過一段時間t，從總電能表中測得這段時間內(nèi)消耗的電能為W，則下列表達式用來計算該幢樓居民用電的總功率，其中正確的是()圖4API2R BPCPIU DP答案CD解析電路消耗的電功率的計算公式PIU、P是普遍適用的，A、B兩選項只適用于純電阻電路，而電視機、洗衣機、微波爐和抽油煙機都不是純電阻用電器，所以A、B錯誤，C、D正確8某學生做研究串聯(lián)電路電壓特點的實驗時，接成如圖5所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點間時，電壓表讀數(shù)為U；當并聯(lián)在A、B兩點間時，電壓表讀數(shù)也為U；當并聯(lián)在B、C兩點間時，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()圖5AAB段斷路 BBC段斷路CAB段短路 DBC段短路答案AD解析由題意可得UABUACU，說明由A、B分別至電源的線路均已接通若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好又由題述得UBC0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時發(fā)生的情況分析時考慮要全面，要把故障的可能原因全部找出來，不要漏掉正確選項9如圖6所示，已知電源電動勢E12 V，內(nèi)阻r1 ，定值電阻R2 ，通過小燈泡的電流為1 A，已知小燈泡的電阻為3 ，小型直流電動機線圈的電阻為1 ，則()圖6A電動機兩端的電壓為1 VB電動機兩端的電壓為6 VC電動機的輸入功率為6 WD電動機的輸出功率為5 W答案BCD解析電動機兩端的電壓UMEI(RRLr)12 V1×(231)V6 V，故選項A錯誤，選項B正確；電動機的輸入功率PUMI6×1 W6 W，P出PI2r6 W1 W5 W，故選項C、D正確10如圖7所示，電源的電動勢E2 V，內(nèi)阻r2 ，兩個定值電阻均為8 ，平行板電容器的電容C3×106 F，則()圖7A開關(guān)斷開時兩極板間的電壓為 VB開關(guān)斷開時電容器所帶電荷量為4×106 CC開關(guān)接通時兩極板間的電壓為 VD開關(guān)接通時電容器所帶電荷量為4×106 C答案CD解析電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關(guān)S斷開時，電路中的總電流為I A0.2 A，電容器的兩極板間的電壓為UIR20.2×8 V1.6 V，此時電容器所帶電荷量為QCU3×106×1.6 C4.8×106 C，故選項A、B錯誤；開關(guān)接通時兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I A A，電容器的兩極板間的電壓UIR外×4 V V，此時電容器所帶的電荷量QCU3×106× C4×106 C，故選項C、D正確三、實驗題(本題共2小題，共15分)11(6分)某直流電動機M轉(zhuǎn)動時的UI圖像如圖8甲所示，該同學利用圖乙的實驗電路研究電動機的轉(zhuǎn)動情況，電路中使用恒壓電源(無內(nèi)阻)，R115 ，R2是滑動變阻器，電流表A是理想電流表，實驗操作步驟如下：圖8(1)閉合開關(guān)S2前，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使其滑動觸頭應在_端(選填“左”或“右”)(2)先閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2保持斷開，此時電流表的示數(shù)為0.6 A，則恒壓電源的輸出電壓為_ V.(3)再閉合開關(guān)S2，然后緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器使電動機恰好轉(zhuǎn)動起來，此時電流表的示數(shù)為1.8 A，直流電動機M實際消耗的電功率為_ W，滑動變阻器接入電路中的阻值為_(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)左(2)9(3)3.84.8 解析(1)閉合開關(guān)S2前，調(diào)節(jié)滑動變阻器使其接入電路中的阻值最大，則滑動觸頭應在左端(2)恒壓電源的輸出電壓UI1R10.6×15 V9 V.(3)通過直流電動機M的電流I2II11.8 A0.6 A1.2 A，根據(jù)題圖甲可知此時直流電動機M的電壓為UM3.2 V，U2UUM9 V3.2 V5.8 V，則直流電動機M實際消耗的電功率為PUMI23.2×1.2 W3.8 W，滑動變阻器接入電路中的阻值為R 4.8 .12(9分)某同學要測量一電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：A待測電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻未知)B定值電阻R0(阻值2 k)C電池組E(電動勢略小于3 V，內(nèi)阻忽略不計)D多用電表E開關(guān)S1、S2，導線若干(1)該同學想利用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻，請將以下主要操作步驟補充完整：.對多用電表進行機械調(diào)零.將選擇開關(guān)撥到“×1 k”的歐姆擋上.將紅黑表筆短接，進行歐姆調(diào)零.將圖9甲中多用電表和電壓表連接，其中紅表筆應接電壓表的_極(選填“正”或“負”).正確連接后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，換用“×100”的歐姆擋，應先_，再次測量，多用電表刻度盤上的指針位置如圖乙所示，測量結(jié)果是_圖9(2)為了更精確測量此電壓表的內(nèi)阻，該同學設計了如圖丙所示的實驗電路圖，請在圖丁上用筆畫線代替導線進行實物連接該同學首先閉合S1，讀電壓表示數(shù)U1；再閉合S2，讀電壓表示數(shù)U2，則電壓表內(nèi)阻RV_(用U1、U2、R0表示)答案(1).負.歐姆調(diào)零3 000 (2)見解析圖R0解析(1)根據(jù)多用電表的工作原理可知，紅表筆與電源的負極相連，黑表筆與電源的正極相連，所以為保證電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，應將多用電表的紅表筆接電壓表的負極；當改變不同倍率的歐姆擋后，由于歐姆表內(nèi)阻發(fā)生了變化，因此在測量之前必須進行歐姆調(diào)零這項操作；多用電表刻度盤上的指針位置如題圖乙所示，測量結(jié)果是3 000 .(2)如圖所示，只閉合S1時，電壓表與電阻串聯(lián)，當S1和S2都閉合時，電壓表測電源的電動勢(因電源內(nèi)阻忽略不計)，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，U2(R0RV)，則電壓表內(nèi)阻RVR0.四、計算題(本題共3小題，共45分)13(15分)如圖10甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器當其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖像如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的求：圖10(1)電源的電動勢和內(nèi)阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動變阻器的最大阻值答案(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析(1)將題圖乙中AB線延長，交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處，所以電源的電動勢為E20 V，內(nèi)阻r20 .(2)當P滑到R3的右端時，電路參數(shù)對應題圖乙中的B點，即U24 V、I20.8 A，得R25 .(3)當P滑到R3的左端時，電路參數(shù)對應題圖乙中的A點，即U外16 V，I總0.2 A，所以R外80 .因為R外R2，所以滑動變阻器的最大阻值為R3300 .14(15分)如圖11所示的電路中，電源的電動勢E12 V，內(nèi)阻未知，R18 ，R21.5 ，L為規(guī)格“3 V3 W”的燈泡，開關(guān)S斷開時，燈泡恰好正常發(fā)光(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)試求：圖11(1)燈泡的額定電流和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開關(guān)S閉合時，燈泡實際消耗的功率答案(1)1 A3 (2)1 (3)0.48 W解析(1)燈泡的額定電流I0 A1 A燈絲電阻RL 3 (2)斷開S時，燈L正常發(fā)光，即I1I0，根據(jù)閉合電路歐姆定律EI0(R1RLr)得r(R1RL)(83) 1 (3)閉合S時，設外電路總電阻為R外R外R19 干路電流為I總1.2 A燈泡兩端的電壓ULI總·1.2 V燈泡實際消耗的功率P0.48 W15(15分)一臺電風扇，內(nèi)阻為20 ，接上220 V電壓后，消耗的功率為66 W求：(1)電風扇正常工作時通過風扇電動機的電流；(2)電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率和內(nèi)能的功率以及電動機的效率答案(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%解析(1)由P入IU得I A0.3 A(2)電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率P內(nèi)I2r0.32×20 W1.8 W電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率P機P入P內(nèi)66 W1.8 W64.2 W電風扇正常工作時電動機的效率×100%×100%97.3%