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第二章恒定电流练习2021-2022学年物理选修3-1人教版（Word含解析）

2024-02-10 16:42
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梅忆思
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物理选修3第二章恒定电流综合与测试课时练习

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这是一份物理选修3第二章恒定电流综合与测试课时练习，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第二章　恒定电流

本章达标检测

(满分:100分;时间:60分钟)

一、选择题(本题共8小题,共48分,1-5小题为单选题,每小题6分,6-8小题为多选题,每小题6分)

1.(2021河北保定唐县第一中学高二月考)关于电流,下列各种说法中正确的是 (　　)

A.电流的定义式I=,适用于任何电荷的定向移动形成的电流

B.由I=nqSv可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大

C.电荷定向移动的方向就是电流的方向

D.因为电流有方向,所以电流是矢量

2.(2021河北沧州第一中学高二月考)2020Robotex世界机器人大会京津冀选拔赛于10月1日在北京开幕,大会中出现如图所示的一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人 (　　)

A.额定工作电流为20 A

B.充满电后最长工作时间为2 h

C.电池充满电后总电量为7.2×104 C

D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J

3.(2021云南丽江第一中学高二月考)额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W、PB=40 W的A、B两只电灯,接在220 V的电路中,既使电灯都正常发光,又使电路消耗的电功率最小的连接方式是下图中的 (　　)

4.(2021山东六校高二上阶段性联考)近年来,机器人逐渐走入我们的生活。如图所示,一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,下列说法正确的是 (　　)

A.电动机消耗的热功率为UI

B.电源的输出功率为I2R

C.电源的效率为1-

D.电动机消耗的总功率为EI

5.(2021山东师范大学附属中学高二质量检测)如图所示,电热水器金属内胆出水口加接一个电阻,在电热水器漏电且接地线失效时,能保障人的安全。当热水器漏电且接地线失效时,其金属内胆与大地间电压为220 V,由于出水口处有电阻(简称“隔电电阻”),使人体两端的电压不高于12 V,下列说法正确的是 (　　)

A.“隔电电阻”应选用阻值较小的电阻

B.“隔电电阻”大于“人体电阻”,且两者串联

C.热水器漏电且接地线失效时,“隔电电阻”使人体内无电流通过

D.在电热水器漏电且接地线失效时,通过“隔电电阻”的电流远大于通过人体的电流,所以人是安全的

6.(2021海南海口第四中学高二月考)有一灵敏电流计,其表头内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=0.1 A。以下说法正确的是 (　　)

A.将表头串联一个140 Ω的电阻就可以改装成0~15 V的电压表

B.将表头并联一个2 Ω的电阻就可以改装成0~0.5 A的电流表

C.将表头改成量程为0~1.5 V的电压表,测量某电压时读数为1.5 V,此时流过表头的电流为0.1 A

D.将表头改装为一个0~3 A的电流表(表盘已改,即满偏时指针所指位置已标上3 A)后进行校准时,发现标准电表示数为2.00 A电流时,改装电表的示数为1.80 A,产生此差异的原因可能是改装时并联的电阻稍小

7.(2020云南重点中学统考)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是　 (　　)

A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7

B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1

C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2

D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2

8.(2021山东邹城第一中学高二上期中)如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)。当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是 (　　)

A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I不变,U增大

B.若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量减少

C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U增大,电容器所带电荷量增加

D.若仅用更强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

二、非选择题(共4小题,共52分)

9.(2021黑龙江齐齐哈尔第八中学高二期中)(9分)在测定金属电阻率的实验中,

(1)如图甲为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图,则此金属丝的直径为　　　　;

甲

乙

(2)如图乙为用伏安法测金属丝电阻的电路图,其中M为　　　　,N为　　　　;用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是　　　　的。(选填“偏大”“偏小”或“准确”)

(3)若本实验需要把电流表G(内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=1 mA)改装为量程0~3 V的电压表,要　　　　电阻值为　　　　的电阻。

10.(2021河南豫西名校高二上联考)(10分)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量某电压表(量程为0~10 V)的内阻(几十千欧),该多用电表刻度盘上电阻刻度的中间数字为30。

(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,选用上图中　　　　(选填“A”或“B”)方式连接。

(2)如下图甲所示,该同学读出欧姆表的读数为　　　　Ω;如下图乙所示,电压表的读数为　　　　V,欧姆表电池的电动势为　　　　V。

甲

乙

11.(2021北京171中学高三上期中)(13分)第一组同学用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势E约为2 V,内阻r比较小,为了实验的方便,在电路中串联了一个定值电阻R0。请回答下面的(1)~(4)问。

图1

(1)现有蓄电池、电流表(量程为0~0.6 A)、滑动变阻器(0~20 Ω)、开关、导线若干以及下面的器材:

A.电压表(量程为0~3 V)

B.电压表(量程为0~15 V)

C.定值电阻(2 Ω)

D.定值电阻(10 Ω)

实验中电压表应选用　　　　;R0应选用　　　　(选填相应器材前的字母)。

(2)图2是实验器材实物图,已连接了部分导线。请根据图1,补充完成实物间的连线。在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该置于最　　　　端(选填“左”或“右”)。

图2

(3)某位同学根据实验记录的数据作出如图3所示的U-I图线,可得出蓄电池的电动势E=　　　　V,图线的斜率k=　　　　Ω,电源内电阻r=　　　　Ω。

图3

(4)采用图1电路测量电源电动势和内阻,产生系统误差的主要原因是 (　　)

A.电流表的分压作用

B.电流表的分流作用

C.电压表的分流作用

D.电压表的分压作用

(5)第二小组的同学用一块检查完好的灵敏电流计(满偏电流Ig已知,内阻Rg未知)、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连成电路,如图所示。闭合开关后,调节电阻箱阻值为R1时灵敏电流计指针达到满偏,调节电阻箱阻值为R2时灵敏电流计指针达到半偏。请你通过推导说明,在这种测量方法中由于灵敏电流计的内阻Rg未知是否会对电动势和内阻的测量造成系统误差。

12.(2021广西南宁高二上期中)(20分)电路如图所示,电源电动势E=28 V,内阻r=2 Ω,电阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板间距离相等,极板长L=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。

(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电荷量为多少?

(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(g取10 m/s2)

答案全解全析

一、选择题

1.A　电流的定义式I=采用的是比值定义法,适用于任何电荷的定向移动形成的电流,A正确;由I=nqSv可知,电流的大小由n、q、S、v共同决定,B错误;人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,C错误;电流有大小和方向,但电流是标量,D错误,故选A。

2.C　由P=UI可知,额定工作电流为I== A=2 A,故A错误;充满电后最长工作时间为t==10 h,故B错误;电池充满电后总电量为Q=20 A·h=20×3 600 C=7.2×104 C,故C正确;以额定电流工作时每秒消耗能量为W=Pt=48×1 J=48 J,故D错误,故选C。

3.A　根据公式P=可知,灯泡A的电阻RA== Ω=121 Ω,灯泡B的电阻RB== Ω=302.5 Ω,RB>RA。选项A中,把灯泡B与可变电阻并联,可以使并联部分的总电阻减小,与A灯的电阻相同,A、B分得电压均为110 V,所以A、B两灯能同时正常发光;则P并=PA=100 W,所以总功率P总=2PA=2×100 W=200 W。选项D中,当把A、B并联之后与可变电阻串联接入电路时,当可变电阻的阻值与A、B并联的总电阻相等时,A、B分得电压均为110 V,A、B两灯就可以正常发光;此时可变电阻消耗的功率等于A、B两灯功率的和,P阻=PA+PB=100 W+40 W=140 W,所以电路消耗的总功率P总=P阻+PA+PB=140 W+140 W=280 W。选项B中,当把灯泡A与可变电阻并联时,会使并联部分的总电阻更小,即R并<RA<RB,电源电压不会被平分,A、B两灯不会同时正常发光,故B错误;选项C中,灯泡A和灯泡B串联,然后接到220 V的电源上,灯泡B两端的电压大于110 V,所以两灯不能正常工作,故选A。

4.C　电动机消耗的热功率是P=I2R,A错误;电源的输出功率等于电动机的输入功率,即P出=UI,B错误;电源的总功率为IE,内部发热的功率为I2r,所以电源的效率为η==1-,C正确;电动机消耗的总功率是P=IU,D错误,故选C。

5.B　根据题图可知,人体相当于串联在电路中,因此“隔电电阻”起到了分压的作用,“隔电电阻”应选用阻值较大的电阻,使得“隔电电阻”分压远远大于人体分压,从而保护人体,A错误,B正确;热水器漏电且接地线失效时,人体内和“隔电电阻”会有相同的电流通过,不过由于“隔电电阻”阻值较大,使得通过人体的电流很小,C、D错误,故选B。

6.ACD　将表头改装成大量程的电压表,需要串联一个分压电阻,若需要改装成0~15 V的电压表,需要串联的电阻阻值为R=-Rg= Ω-10 Ω=140 Ω,A正确;将表头改装成大量程的电流表,需要并联一个分流电阻,若需要改装成0~0.5 A的电流表,需要并联的电阻阻值为R== Ω=2.5 Ω,B错误;将表头改成量程为0~1.5 V的电压表,测量某电压时读数为1.5 V,此时电流表满偏,流过表头的电流为0.1 A,C正确;改装成电流表后,发现表头示数偏小,则通过分流电阻的电流会过大,这是由于并联电阻过小造成的,D正确,故选A、C、D。

7.ABC　电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻,可知电源1与电源2的内阻之比是11∶7,选项A正确;电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势,可知电源1与电源2的电动势之比是1∶1,选项B正确;曲线Ⅲ与两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可知,在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2,小灯泡的电阻之比是18∶25,选项C正确,选项D错误。

8.BD　由于电容器所在支路是断路,没有电流通过,所以移动滑动触头,I不变,U不变,故A错误;若仅增大A、B板间距离,由C=知电容器的电容减小,因板间电压不变,再由电容的定义式C=可知电容器所带电荷量减少,故B正确;若仅用更强的光线照射R1,R1的阻值变小,电路总电阻减小,总电流增大,内电压和R3的电压均增大,则电容器板间电压减小,电容不变,由C=知电容器所带电荷量减少,故C错误;根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,因电压表测量是路端电压,电流表测量流过电源的电流,则可得=r,即U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变,故D正确,故选B、D。