第4章测评卷

第4章测评

(时间:60分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.两个电源的U-I图像如图所示,从图像中可以看出 (　　)

A.电池a的电动势较大,内电阻较大

B.电池a的电动势较小,内电阻较小

C.电池b的电动势较小,内电阻较大

D.电池b的电动势较大,内电阻较小

解析根据闭合电路欧姆定律知U=E-Ir,故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势,由题图可知,a的电动势较大,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,a的斜率的绝对值较大,故a的内阻较大,故A正确,B、C、D错误。

答案A

2.如图所示,当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时(　　)

A.电压表示数变小,电流表示数变大

B.电压表示数变小,电流表示数变小

C.电压表示数变大,电流表示数变大

D.电压表示数变大,电流表示数变小

解析当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,内电压增大,因此路端电压减小,故电压表示数变小;将R1等效为内阻,则可知并联部分电压一定减小,故流过R2的电流减小,因总电流增大,故电流表示数变大。故A正确,B、C、D错误。

答案A

3.如图所示,R是光敏电阻,当它受到的光照强度增大时,电阻减小,则(　　)

A.灯泡L变暗

B.光敏电阻R上的电压增大

C.电压表V的读数增大

D.电容器C的带电荷量增大

解析当R受到的光照强度增大时,电阻减小,电流增加,灯泡变亮,故A错误;串联电路电阻分压,电阻越大,分压越多,电阻越小,分压越低,故B错误;电压表所测电压为电路的路端电压,当R变小,外电路分压变小,故电压表读数减小,故C错误;灯泡两端电压增大,电容器电压增大,根据C=可知,电容器带电量增大,故D正确。

答案D

4.如图甲所示,M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(　　)

A.电源的电动势为3.4 V

B.滑动变阻器滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小

C.电路中电动机的最大输出功率为0.9 W

D.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω

解析由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻,为r= Ω=2 Ω,当电流I=0.1 A时,U=3.4 V,则电源的电动势E=U+Ir=(3.4+0.1×2)V=3.6 V,故A错误;滑动变阻器向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;由图可知,电动机的电阻rM= Ω=4 Ω,当I=0.3 A时,U=3 V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为P=UI=3×0.3 W=0.9 W,则最大的输出功率一定小于0.9 W,故C错误;当I=0.1 A时,电路中电流最小,滑动变阻器的电阻为最大值,所以R=-r-rM=Ω=30 Ω,D正确。

答案D

二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

5.如图所示的电路,电源内阻不可忽略,电表为理想电表。当滑动变阻器的滑片向下滑动时(　　)

A.电流表A的示数减小

B.电流表A的示数增大

C.电压表V的示数减小

D.电压表V的示数增大

解析滑动变阻器的滑片向下滑动,电阻变小,电流表与滑动变阻器串联,所以示数变大,A错误,B正确;滑动变阻器的阻值变小,内电压变大,电压表测外电压,示数变小,C正确,D错误。

答案BC

6.如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是(　　)

A.电路中的电流变大

B.电源的输出功率先变大后变小

C.滑动变阻器消耗的功率变小

D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小

解析当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,故A正确;当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由题意可知,R外≥R0=r,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电路电阻从3r减小到r,由于整个过程中,外电阻一直大于电源内阻,随外电阻阻值的减小,电源的输出功率不断增大,故B错误;把R0与电源组成的整体看作等效电源,电源内电阻变为2r,滑动变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率,随着外电阻从2r减到0的过程中,输出功率减小,故C正确;当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,根据P=I2R0,R0不变,定值电阻R0上消耗的功率变大。故D错误。

答案AC

7.如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知(　　)

A.R的阻值为1.5 Ω

B.电源电动势为3.0 V,内阻为1.5 Ω

C.电源的输出功率为3.0 W

D.电阻R消耗的功率为1.5 W

解析由两图线的交点知,R= Ω=1.5 Ω,故A正确;直线Ⅰ在纵轴上的截距为电动势,即E=3 V,斜率的绝对值为内阻,即r= Ω=1.5 Ω,B正确;电源的输出功率P=UI=1.5 W,也等于电阻R消耗的功率,选项C错误,D正确。

答案ABD

8.如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中,两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,则(　　)

A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1<ΔU2

C. D.

解析由闭合电路电压特点知:E=U1+U2+Ur,其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据电路中电压分配原则知,U1变大,U2变小,Ur变大。则有E=U1+ΔU1+U2-ΔU2+Ur+ΔUr,得:ΔU2=ΔU1+ΔUr,所以ΔU1<ΔU2,A错误,B正确;根据上面的分析知,所以,故C错误,D正确。

答案BD

三、非选择题(本题共7小题,共60分)

9.(4分)(2021上海第二工业大学附属龚路中学高二期中)如图所示电路,电源电压保持恒定,若滑动变阻器的滑片向右移动,则电流表的示数将　　　　　,电压表的示数将　　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 

解析滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据闭合电路欧姆定律,整个回路的电流将变小,故电流表示数变小。电流变小,根据欧姆定律可知,电压表所测电阻两端的电压将变小。

答案变小　变小

10.(4分)(2021湖南衡阳二十六中高二期末)在如图所示的电路中,电表均为理想电表,电源内电阻r=3 Ω,当开关S闭合后电路正常工作,电压表的读数U=6 V,电流表的读数I=1 A,则电阻大小为　　　　　 Ω,电源电动势E为　　　　　V。 

解析根据欧姆定律,电阻R==6 Ω,根据闭合电路的欧姆定律,电源电动势E=I(R+r)=9 V。

答案6　9

11.(5分)(1)图甲是简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为500 μA,内阻Rg=200 Ω,R1=20 Ω,R2=120 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。A端与　　　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接。该多用电表5个挡位为直流电压50 V挡和500 V挡,直流电流1 mA挡和10 mA挡,欧姆“×1 Ω”挡。B接　　　　　(填“1”或“2”)为10 mA挡,R4=　　　　　kΩ。若电源电动势为1.5 V,内阻忽略不计,R3=400 Ω,则欧姆挡中值电阻为　　　　　 Ω。 

(2)如图乙,如果用欧姆挡来测电阻,当用“×100 Ω”挡测量时,若指针指在∞刻线附近,则应换用　　　　　(填“×1”“×10”或“×1 k”)挡,换挡之后应先将红、黑表笔短接,调节部件　　　　　(填“S”或“T”),进行　　　　　(填“欧姆调零”或“机械调零”),使指针对准电阻的“0”刻线,再将待测电阻接入红黑表笔之间。 

解析(1)多用电表欧姆挡内部电源的正极接黑表笔,所以A端与黑表笔相连接;根据并联分流规律可知表头和电阻并联可以改装为电流表,小电阻分大电流,所以当B端和1相连接时,表头和R2串联后,与R1并联,所以并联电阻较小,分流较大,电流表量程较大;B端和4相连,电流表量程为1 mA,根据串联分压规律可知,大电阻分大电压,B端和4串联后改装为50 V的电压表,根据欧姆定律50 V=1 mA×+R4,解得R4= Ω- Ω=49.9 kΩ;若接入中值电阻后,表头指针偏转量程的一半,欧姆挡内部电阻R内,根据×1 mA=,解得R中=R内==1 500 Ω。

(2)用“×100 Ω”挡测量时,若指针指在∞刻线附近,说明待测电阻阻值较大,因此应换用倍率高的挡,换挡后重新进行欧姆调零。

答案(1)黑　1　49.9　1 500　(2)×1k　T　欧姆调零

12.(7分)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。

(1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 Ω的毫安表改装成量程为0.6 A的电流表,电阻R1的电阻值为　　　　　Ω; 

(2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为　　　　　A; 

(3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E=　　　　　V,内阻r=　　　　　Ω。(结果均保留到小数点后两位) 

解析(1)电阻为:R1= Ω=1.8 Ω;

(2)毫安表量程为100 mA,由图示表盘可知,其分度值为0.2 mA,示数为40.0 mA,毫安表内阻为R1阻值的5倍,则流过R1的电流是流过毫安表电流的5倍,则流过电池的电流为:40.0 mA+40.0 mA×5=240.0 mA=0.24 A。

(3)由图示电源U-I图像可知,电源电动势为:E=1.50 V

电源内阻为:r= Ω=2.22 Ω。

答案(1)1.8　(2)0.24　(3)1.50　2.22

13.(10分)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R是可变的,电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。

(1)闭合开关S,写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式;

(2)若电源的电动势E为3 V,电源的内阻r为1 Ω,闭合开关S,当把电阻箱R的阻值调为14 Ω时,电路中的电流I为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U为多大?

解析(1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:I=

(2)将E=3 V,r=1 Ω,R=14 Ω,代入上式得:电流表的示数I= A=0.2 A

电源两端的电压U=IR=2.8 V

答案(1)I=　(2)0.2 A　2.8 V

14.(12分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12 V,内阻均为r=3 Ω,电阻R0=1 Ω,直流电动机内阻R0'=1 Ω,调节滑动变阻器R1、R2,使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大,且此时电动机刚好正常工作,已知电动机的额定功率为6 W,求:

(1)电动机的热功率P热;

(2)此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值。

解析(1)题图乙是非纯电阻电路,电源的输出功率P=UI=(E-Ir)I=-I2r+EI

当I= A=2 A时,电源的输出功率最大,此时电动机的热功率P热=I2R0'=4 W。

(2)纯电阻电路中,当电路的外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,所以题图甲中,R1=r-R0=3 Ω-1 Ω=2 Ω

题图乙中,根据闭合电路欧姆定律,有E=Ir+IR2+

代入数据,解得R2=1.5 Ω。

答案(1)4 W　(2)2 Ω　1.5 Ω

15.(18分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4 V,内电阻r=1 Ω,电阻R1可调。现将R1调到3 Ω后固定。已知R2=6 Ω,R3=3 Ω。

(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?

(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?

解析(1)开关S断开时,

I1= A=0.4 A

开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23==2 Ω

I1'= A=0.667 A。

(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2 Ω为定值,所以,只有当R1'=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。

I= A= A

PAB=I2R23=×2 W=3.556 W。

答案(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W