2022-2023学年鲁科版必修第三册 第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元测试1

第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电

满分：100分   时间：60分钟

一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）

1.如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有(   )
 

A.路端电压为10 V  B.电源的总功率为10 W

C.间电压的大小为5 V D.间用导线连接后，电路的总电流为1 A

2.如图所示为酒精测试仪的工作原理，半导体型酒精气体传感器P的电阻的倒数与酒精气体的浓度C成正比，则与定值电阻R并联的电压表示数的倒数与酒精气体浓度的倒数之间关系的图像正确的是(   )
 

A. B.

C. D.

3.欧姆表的内部构造是由可调电阻、表头、电源串接而成的。一同学在利用欧姆表测量阻值为的电阻时，发现电表的指针偏转角度为表盘的；若测量另一阻值为的电阻时，指针偏转角度为表盘的，则为(   )

A. B. C. D.

4.如图，电池、开关和灯泡组成串联电路．当闭合开关时，发现灯泡不发光。在不能拆开电路的前提下，现使用一多用电表对故障电路进行检测：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱上，电压表示数为1.5V；断开开关S，选择欧姆挡，红、黑表笔分别同时接，指针不偏转。则下列判断可能正确的是(   )

A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.导线断开 D.导线断开

5.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、、表示，电表示数变化量的绝对值分别用、、、表示。则下列判断中正确的是(   )

A.、都变大  B.变大，减小

C.不变  D.变大

6.在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，其中，现将滑动变阻器的滑动触头逐渐向a移动过程中(   )

A.电压表的示数减小，电流表的示数减小

B.电压表的示数增大，电流表的示数增大

C.电源的总功率增大

D.电源的输出功率减小

7.如图所示，电源电压恒定，闭合开关S后，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数一个变大，另一个变小，则该电路中出现的故障是(   )

A.一定是电阻R断路 B.可能是电阻R短路

C.可能是灯L断路  D.一定是灯L短路

8.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，和为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表。开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则若将P向上移动，过程中下列说法正确的是(   )

A.油滴带正电  B.A表的示数变大

C.油滴向上加速运动 D.G中有由的电流

9.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，假设灯泡电阻不变，当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时，理想电压表、示数变化的绝对值分别为和，干路电流为I。下列说法正确的是(   )

A.与的比值不变 B.

C.电源的效率变大  D.小灯泡、变暗，变亮

10.在如图所示的电路中，闭合开关S后，两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(   )
 

A.灯丝烧断 B.电阻断路 C.电阻短路 D.电容器被击穿短路

二、实验题（共25分）

11.（10分）某探究性学习小组利用如图1所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表的内阻，电阻，为了方便读数和作图，给电池串联一个的电阻。
 

①按图1所示电路进行连接后，发现和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量间电压，读数不为零，再测量间电压，若读数不为零，则一定是______导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表和的多组数据，作出图像如图2所示。由图像得到电池的电动势__________V，内阻_________Ω。
 

12.（15分）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为）、电流表（内阻约为）、定值电阻等。
 

（1）使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆挡测量，示数如图（a）所示，读数为__________Ω。据此应选择图（b）、（c）中的_________（填“b”或“c”）电路进行实验。
（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐__________（选填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。
（3）图（d）是根据实验数据作出的图线，由图可判断元件__________（选填“X”或“Y”）是非线性元件。
（4）该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值的定值电阻，测量待测电池的电动势E和电阻r，电路如图（e）所示。闭合和，电压表读数为3.00V；断开，读数为1.00V，利用图（d）可算得_________V，__________Ω。（结果均保留2位有效数字，视电压表为理想电压表）

三、计算题（共25分）

13.（15分）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。

电流表的内阻为100Ω，量程为；电阻箱阻值的变化范围为。

连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表2所示。

表2：电阻箱R和电流表I的各组数据

请作出本实验的图像（U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流），根据图像得出该橙汁电池的电动势和内阻。

14.（10分）电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V。如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多少？如果6.0 Ω的电阻串联在外电路中，路端电压又是多少？

答案以及解析

1.答案：AC

解析：开关S闭合后，外电路的总电阻为，路端电压，A正确；电源的总功率，B错误；由于两条支路的电流均为，因此两点间的电压大小为，C正确；两点用导线连接后，外电阻，因此电路中的总电流，D错误。

2.答案：A

解析：传感器与定值电阻R串联接入电路，而传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度C成正比，即（且为定值），由闭合电路欧姆定律得，又，解得，可见图像是斜率大于0的直线，只有选项A正确。

3.答案：D

解析：设欧姆表的内阻为，由闭合电路欧姆定律可知，解得，代入数据得，D正确。

4.答案：B

解析：闭合开关S，红，黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5V说明从电源正极到接线柱E是没有断路，从电通负极到接线柱F没有断路：“断开开关S，选择欧娟挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转”说明接线柱E、接线柱F之间也就是小灯泡电阻无穷大，是断路，如果灯泡短路，指针应该有明显地偏转。故B正确，ACD错误。

故选B

5.答案：AC

解析：AB、将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动时，变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知电路中电流I变小，因，则知小。根据，知变大，则，变小，则变大，故A正确，B错误；

C、由，知，不变，故C正确，D错误。故选：AC

6.答案：C

解析：AB、当滑片向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，则内电压增大，由可知路端电压减小，即电压表示数减小，因为路端电压减小，而两端的电压增大，则并联部分电压减小，由欧姆定律可知通过的电流减小，则电流表示数增大，故AB错误；
C、由可知，当I增大，E不变时，电源的总功率增大，故C正确；
D、由题意可知，，外电阻大于内电阻，当外电阻减小时，外电阻与内电阻更接近，所以电源的输出功率增大，故D错误；
故选：C。

7.答案：B

解析：A.若电服R断路，电流表示数减小到零，电压表示数变大，有可能电阻R断路，而不是一定电阻R断路，A错误；
B.若电阻R短路，电流表示数变大，电压表示数减小到零，B正确；
C.若灯L断路，两电表示数部为零，C错误；
D.若一定是灯L短路，两电表示数都变大，D错误。
故选B。

8.答案：C

解析：A.电容器上极板带正电，下级板带负电荷，油滴静止，电场力方向向上，则油滴带负电，A错误；

B.P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律

电流表A的示数变小，B错误；

C.P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，则外电压增大，根据

电阻的两端电压变小，根据

增大，即电容器两端的电压增大，油滴受到的电场力增大，大于重力，油滴向上加速运动，C正确；

D.电容器两端的电压增大，根据

电容器充电，G中有由的电流，D错误。

故选C。

9.答案：AC

解析：A.由闭合电路欧姆定律有

解得

B.当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时，总电阻变小，由闭合电路欧姆定律有总电流I增大，路端电压U减小，小灯泡两端电压也增大，由得，减小，并且有，所以有，故B错误。

10.答案：D

解析：电压表读数减小，说明并联部分电路两端电压减小，电阻减小，因此故障不可能是断路，故选项AB错误；若短路，不亮，C错误；电容器被击穿短路，电路电阻减小，路端电压减小，总电流会增大，变亮，D正确。

11.答案：①；

②1.4（1.36~1.44均可）；0.5（0.4~0.6均可）

解析：①根据，导线电阻R等于零，所以良好的一根导线上任何两点间都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开。据此可推断出导线是完整的还是断开的。②将电流表和串联当成电压表使用，电压测量值，根据闭合电路欧姆定律有，整理得，由题图2可知，纵轴截距，所以电动势，斜率的绝对值表示，即，解得。

12.答案：（1）10；b

（2）增大

（3）Y

（4）3.2；0.50

解析：（1）读数为，欧姆挡为“×1”挡，故元件X的电阻为。由于电流表的内阻与待测电阻相差不多，电流表的分压作用影响较大，所以采用电流表外接法，即应选择b电路。
（2）当P从左向右滑动时，未知元件上分到的电压增大，因此电流增大。
（3）由题图（d）可知，Y的电压与电流的比值并不恒定，因此是非线性元件。
（4）由题图（d）可知，，闭合和时，，当断开时有，联立解得。

13.答案：见解析

解析：根据电阻箱两端电压计算电压并在坐标系中描点连线作出图像

由图像得出，（所得在一定误差范围内也算对）

（考虑到电流表的内阻力100Ω所得电池内阻为）。

14.答案：见解析

解析：当外电阻为4.0 Ω时，电流

再由闭合电路的欧姆定律，可得。

当在外电路并联一个6.0 Ω的电阻时，。

电路总电流为

路端电压为。

当外电路串联一个6.0 Ω的电阻时，。

电路电流为。

路端电压为。