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2

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.下列说法错误的是(   )

A.通常用的干电池的电动势约为1.5V，铅蓄电池的电动势约为2V

B.教室里用的日光灯的规格一般是“220V，40W”

C.电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，说明电流具有热效应

D.在电流一定时，电阻越小，相同时间内发热越多

2.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节滑动变阻器R使电灯L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区。则(   )
 

A.电灯L变亮  B.电灯L变暗

C.流过滑动变阻器的电流变大 D.电流表的示数增大

3.如图所示的坐标系中，直线1、2分别为两个不同电源的输出电压关于输出电流的变化规律，图线3为某灯泡的图线，且与两直线的交点分别为。若将该灯泡分别与电源连接构成闭合电路。则下列说法正确的是(   )
 

A.电源的内阻之比为3:2

B.电源A与电源B的电动势大小相等

C.该灯泡分别与电源连接构成闭合电路时，灯泡的电阻之比为1:2

D.该灯泡分别与电源连接构成闭合电路时，灯泡消耗的电功率之比为7:10

4.如图所示，三个定值电阻的电阻值均不相等，在A、B之间接一个电源，在C、D之间接一个电流表，电流表的示数为I。现将电源、电流表的位置互调，则电流表的示数(   )

A.不变 B.变大 C.变小 D.无法确定

5.如图所示电路中，闭合开关，发现灯泡发光，每个电表都有一定示数，现向上移动滑动变阻器的滑片，则(   )

A.灯泡变亮，电流表A示数变大，电压表和示数均变小

B.灯泡变暗，电流表A示数变小，电压表和示数均变大

C.电源的输出功率变大

D.电源的效率变小

6.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

7.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小，则下列判断中正确的是(   )

A.电阻R一定断路  B.电阻R一定短路

C.灯L的亮度可能不变 D.灯L可能变亮

8.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则(   )

A.电压表的示数变大  B.小灯泡消耗的功率变小

C.通过的电流变小  D.电源两极间的电压变小

9.如图所示的电路中，V与A均为理想电表，电源内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为定值电阻的两倍，现闭合开关S，在滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是(   )
 

A. 电流表示数先增大后减小 B. 电压表示数先减小后增大

C. 电源的效率先减小后增大 D. 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小

10. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，、为滑动变阻器，为定值电阻，C为电容器．开始时开关、闭合．下列操作能使电容器所带电荷量增加的是(   )
 

A. 断开开关  B. 断开开关

C. 向左移动滑动变阻器的滑片 D. 向左移动滑动变阻器的滑片

二、实验题（共24分）

11.（10分）为了测定电源电动势E、内阻r的大小并同时描绘出小灯泡的图线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表的示数为，电压表的示数为。根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了两条图线，如图乙所示。请回答下列问题：
 

（1）写出流过电阻箱的电流I的表达式：__________；
（2）小灯泡两端电压随电流变化的图像是_________；（选填“a”或“b”）
（3）根据图乙可以求得电源的电动势________V，内阻_______Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为_________W。

12.（14分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；和是固定电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆挡。
 

（1）图（a）中的A端与_____（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。

A.在使用多用电表之前，调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时，调整使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得_________，________Ω。
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为__________。（结果均保留3位有效数字）

三、计算题（共26分）

13.（12分）如图所示的电路中，，当开关S断开，电路稳定时，电路总功率为4W，当开关S闭合，电路稳定时，电路总功率为8W，求:
 

（1）电源的电动势E和内阻r；

（2）在S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？

14.（14分）如图所示，滑动变阻器的总电阻两端电压，调节滑片P使其下部电阻。
 

（1）空载时，两端电压多大？

（2）在间接入一个的电阻，两端的电压多大？

答案以及解析

1.答案：D

2.答案：A

解析：探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻变大，电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变小，所以电流表的示数减小，故选项D错误；总电流I减小，根据可知路端电压U增大，所以电灯两端的电压增大，所以电灯L变亮，故选项A正确，B错误；总电流变小，通过电灯的电流变大，所以通过滑动变阻器的电流变小，故选项C错误。

3.答案：AB

解析：根据题图可知，，所以，AB正确；图线3与直线1、2的交点坐标分别表示该小灯泡分别与电源连接时的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出小灯泡消耗的功率分别为和，两种情况下小灯泡的电阻分别为，CD错误。

4.答案：A

解析：A、B间是电源，C、D间是电流表的等效电路如图所示

设电源电压，，，，则总电阻为，干路电流为，根据并联分流可知电流表的示数为，A、B间是电流表，C、D间是电源的等效电路如图所示

设电源电压，，，，则总电阻为，干路电流为，根据并联分流可知电流表的示数为，故将电源、电流表的位置互调之后，电流表的示数不变。

故选A。

5.答案：B

解析：AB.滑片上移时接入阻值变大，电路总电阻变大，则总电流变小，灯泡变暗；总电流变小，则电源内压变小，外电路电压变大，电压表示数变大；因灯泡变暗，灯泡电压变小，而外电路总电压变大，则电压表示数变大；则流过的电流变大，又因电路总电流变小，所以电流表A示数应变小；故A错误，B正确。

C.电源的输出功率变化取决于内阻和外阻的具体大小关系，题中没有，所以不能确定输出功率如何变化，C错误。

D.电源的效率

U变大，效率变大，故D错误。

故选B。

6.答案：B

解析：A.若电阻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，两电表示数都为零。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。

7.答案：D

解析：两表一个示数变大，另一示数变小有两种可能：①电流表的示数变大，电压表的示数变小，则应该是电路中电阻R局部短路，导致总电阻变小，电压表的示数为零，而灯泡中电流增大，即灯泡变亮；②电压表的示数变大，电流表的示数变小，则应该是电路中电阻R断路，电流表的示数为零，电压表的示数为电源电压值，此时电路中电流为零，灯泡熄灭由以上分析可得，A、B、C错误，D正确。故选D。

8.答案：B

解析：A、将光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故两端的电压减小，电压表的示数变小故A错误；

BC、因干路电流减小，电耗的内电压减小，路端电压增大，同时两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过的电流增大，故C错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由可知，小灯泡消耗的功率变小，故B正确；

D、电源两端的电压为路端电压，由上分析可知，电源两端的电压变大，故D错误；

故选B。

9.答案：D

解析：AB.根据电路图知，滑动变阻器的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中阻值先变大后变小，则总电阻先变大后变小，根据欧姆定律可知干路中电流先变小，后变大，所以电流表示数先减小后增大，由于电源内阻不计，电压表测量的是电源电压，所以保持不变，故AB错误；
C.由于电源内阻不计，所以电源的输出功率等于电源总功率，效率保持不变，故C错误；
D.把定值电阻等效看成电源内阻，滑动变阻器消耗的功率相对于等效电源的输出功率，滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中阻值先变大后变小，当滑动变阻器接入电路中的阻值等于等效电源内阻时，电源输出功率最大，也即滑动变阻器消耗的功率最大，但滑动变阻器接入电路中的最大阻值为，小于等效电源内阻，所以可推知等效电源的输出功率先增大后减小，也即滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故D正确。
故选D。

10.答案：B

解析：A、断开开关，电容器放电，电荷量减少，故A错误。
B、断开开关，电容器两端的电压等于电源两端的电压，则电容器两极板间电压增大，根据可知，电容器所带电荷量增加，故B正确。
C、向左移动滑动变阻器的滑片，不会影响电容器两端电压，电容器所带电荷量不变，故C错误。
D、向左移动滑动变阻器的滑片，总电阻增大，干流电流减小，则电容器两端电压减小，所带电荷量减少，故D错误。
故选：B。

11.答案：（1）

（2）b

（3）3.0；2.0；1.0

解析：（1）首先要明白电路的组成，作出电路图，如图所示。电阻箱两端电压，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流。

（2）小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b。
（3）图线a为电源路端电压随电路中电流变化的关系图线，图线a与纵轴的交点为电源的电动势，，图线a斜率的绝对值为电源的内阻，，图线的交点表示，即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，。

12.答案：（1）黑

（2）B

（3）160；880

（4）1.47 mA（1.47 mA～1.49 mA均可）；；2.95 V（2.94 V~2.98 V均可）

解析：（1）A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连。
（2）使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与无关，选项C错。
（3）B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有，解得端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻。
（4）B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆挡，读数为；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V挡，每一格代表0.1 V，读数为。
 

13.答案：（1）8 V；

（2）；0

解析：本题考查闭合电路欧姆定律及电路的动态分析。
（1）开关S断开时，有，
，
开关S闭合时，有，
，
联立可得。
（2）开关S断开时，电容器两端电压，
得，
开关S闭合时，电容器两端的电压为零，则有。

14.答案：（1）40V

（2）25V

解析：（1）空载时两端电压，即两端的电压

（2）由图可知与并联后，再与串联，则总电阻

由欧姆定律可得，两端的电压