高中物理人教版 (新课标)必修23.功率当堂达标检测题

一、选择题(每小题5分，共40分)

1.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板距离的过程中，下列说法正确的是                               （  ）

A.电阻R中没有电流

B.电容器的电容变小

C.电阻R中有从a流向b的电流

D.电阻R中有从b流向a的电流

【解析】由C=,当两板间距d增大时，电容C减小，由知，电容C减小，电压U不变，则电量Q减小，故电容器放电，由A板带正电荷，B板带负电荷，故放电时通过电阻R的电流方向从a流向b.

【答案】B、C

3.截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是                                （  ）

A.电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变

B.导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半

C.导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变

D.导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍

【解析】根据电流I的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：I=neSv==S，所以nev=.由此可知电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率v加倍，A错误；导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率v减半，B正确；导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率v不变，C正确，D错误.

【答案】B、C

3. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1和R2是两个定值电阻.当滑动变阻器的触头向a滑动时，流过R1的电流I1和流过R2的电流I2的变化情况是                                                                         （  ）

A.I1增大，I2减小                    B.I1减小，I2减小

C.I1增大，I2增大                     D.I1减小，I2增大

【解析】滑动变阻器的触头向a滑动时，电路的总电阻随之减小，根据闭合电路欧姆定律，I= ,电路总电流增大，由U=E-Ir可知，路端电压减小；R1不变，路端电压减小，故通过R1的电流减小；又由于总电流增大，I1减小，故I2一定增大，D项正确.

【答案】D

4.如图所示电路中，由于某处出现故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，则故障的原因可能是（   ）

A.R1短路             B.R2断路

C.R2短路             D.R3短路

【解析】A灯在干路上，A灯变亮说明电路中总电流I变大，由闭合电路欧姆定律知外电路电阻R总减小，因此电路中应是短路故障.C、D变暗而A、B变亮，说明被短路电阻与C、D两灯是并联关系，与A、B两灯是串联关系，因此断定是R3短路.故选项D正确.

【答案】D

5.电动剃须刀的直流电动机的内阻一定，当加上0.3 V电压时，通过0.3 A的电流，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A,这时电动机正常工作，下列说法正确的是（   ）

A.此电动机的内阻为2.5 Ω

B.正常工作时此电动机消耗的热功率为0.09 W

C.正常工作时此电动机消耗的电功率为1.51 W

D.此电动机在额定电压下正常工作的效率为60%

【解析】电动机不转时，由U1=I1R，得R=1 Ω,电动机转动时，由P电=UI得P电=1.6 W,故A、B、C错误，由P电=P机+P耗及η=得η=60%,故D正确.

【答案】D

6．某种手电筒和台式电子钟，都是使用1节干电池工作的.将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数略小于1.5 V.把这节旧电池装在台式电子钟内，却仍能使电子钟正常工作.根据上述现象，可判断下列说法中正确的是   （  ）

A.旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多

B.旧电池的内电阻比新电池的内电阻大很多

C.台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小

D.台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小

【解析】由电压表示数略小于1.5 V,即电源电动势几乎没变，可判断出A错误；小灯泡只能发出弱的光而不能正常使用说明旧电池的内阻比新电池的内阻大得多，B正确；台式电子钟正常工作时的电流一定非常小，才会使电源有较大的输出电压，C错误，D正确.

【答案】B、D

7．日常生活用的电吹风机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R1，它与电热丝的电阻R2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>I2（R1+R2）                     D.P=I2（R1+R2）

【解析】在非纯电阻电路中，总功率P=IU，A错，B对；由于存在电动机线圈，总功率大于电阻消耗的热功率，C对，D错.

【答案】B、C

8．如图所示，将两只完全相同的金属圆盘接入电路，其中(a)图中的圆盘中心挖了一个洞，(b)图中圆盘中心下方挖了同样大小的一个洞，在两金属圆盘两端加上相同的恒定电压，在相同的时间内，两金属圆盘产生的热量分别为Qa和Qb，则                        （  ）

A.Qa=Qb

B.Qa＞Qb

C.Qa＜Qb

D.条件不足，无法比较Qa与Qb的大小

【解析】由Q=t,可知只需比较两金属圆盘的电阻即可，图中圆盘相当于上下两个电阻并联，R并=，由题意结合数学知识可得Ra＞Rb，所以Qa＜Qb,选项C正确.

【答案】C

二、非选择题(共60分)

9.(15分)如图甲是测量一节新干电池的电动势和内阻的实验电路，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表      ，原因是      ，从而影响测量的准确性.为了较准确地测量一节新干电池的内阻，可用以下器材连成图乙所示的电路完成实验，器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R0（R0=1.50 Ω),滑动变阻器R1（0~10 Ω）,滑动变阻器R2（0~200 Ω）,开关S.

（1）在图乙的实验电路中，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是                  ；

（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用      （选填“R1”或“R2”）

（3）实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2，则新干电池内阻的表达式r=      .(用I1、I2、U1、U2和R0表示）

【解析】由于新干电池的内阻很小，内电路的电压降很小，故电压表读数变化很小.

（1）在电路中接入R0的目的是：防止滑动变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏.

（2）由于电源内阻较小，故所选滑动变阻器的阻值应小一些，所以选用R1.

（3）由闭合电路欧姆定律：E=U1+I1（r+R0)   E=U2+I2（r+R0)

解得：r=.

【答案】读数变化很小  新干电池的内阻很小，内电路的电压降很小

（1）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏（或限流，防止电源短路）

（2）R1   (3)

10．(13分)如图所示，电阻R1=4 Ω，R2=6 Ω，电源内阻r=0.6 Ω，若电路消耗的总功率为40 W，电源输出功率为37.6 W，求电源电动势E的大小与R3的阻值.

【解析】P=P出+得I==2 A.

则=20 V.

=-=7 Ω.

【答案】20 V  7 Ω

11．(15分)如图所示，电源内阻r=0.4 Ω，R1=R2=R3=4 Ω.当开关闭合时，电流表和电压表的示数分别为1.5 A和2 V.求：

（1）电源电动势为多大？

（2）开关断开时，干路上电流为多大？

【解析】（1）S闭合时，R1和R2并联再与R4串联，最后与R3并联.对R2有I2==0.5 A，因为R1=R2，所以I1=I2=0.5 A，电流表的示数是R1和R3上电流之和，故I1+I3=1.5 A，I3=1 A.

路端电压U=U3=I3R3=4 V，总电流I=I1+I2+I3=2 A，电动势E=U+Ir=4.8 V.

（2）S断开，R1和R3串联后与R4并联，最后再与R2串联，且由S闭合时的条件可知，

R4=2 Ω.

总外电阻为R=+R2=5.6 Ω，

总电流I′==0.8 A.

【答案】（1）4.8 V（2）0.8 A

12. (17分)一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图甲所示，图中U=

12 V的直线为图线的渐近线.现将该电源和一个变阻器R0接成如图乙所示电路，已知电源允许通过的最大电流为2 A，变阻器的最大阻值为R0=22 Ω.求:

（1）电源电动势E和内电阻r.

（2）空载时A、B两端输出的电压范围.

（3）A、B两端所能接负载电阻的最小值.

【解析】(1)由题图甲可知E=12 V，

当R=2 Ω时，U=6 V，根据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir得:r=2 Ω.

（2）空载时，当变阻器滑片移到最下端时，输出电压UAB=0,

当滑片移至最上端时，有E=UAB+Ir，

而I=,代入数据得UAB=11 V，

所以空载时输出电压范围为0～11 V.

（3）设所接负载电阻的最小值为R′，此时滑片应移到最上端，电源允许通过的电流最大值I=2 A，由E=I（R外+r)，其中R外=.

由以上几式代入数据，解得：R′=4.9 Ω.

【答案】(1)12 V  2 Ω  (2)0~11 V  (3)4.9 Ω