高中鲁科版 (2019)第1节 闭合电路欧姆定律优秀达标测试
展开2021-2022学年鲁科版(2019)必修第三册
第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电
单元检测试题1(解析版)
第I卷(选择题)
一、选择题(共40分)
1.如图所示,电路中各理想电表所选量程未知,且理想电压表有0~3V和0~15V两档,理想电流表有0~0.6A和0~3A两档。闭合开关S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2.0V和0.3A;继续向右移动滑片P到另一位置,电压表、电流表指针均指在所选量程的处,则此时电流表示数和电源的电动势分别为多少( )
A.0.15A 7.5V B.0.2A 11V C.0.15A 11V D.0.2A 7.5V
2.如图所示,电源内阻为r,定值电阻R0的电阻值为9r,滑动变阻器R的总电阻为8r。若将滑片P自左向右滑动,下列判断正确的是( )
A.电源的输出功率先增大后减小
B.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
C.定值电阻R0消耗的功率一直增大
D.电源的效率一直增大
3.如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r。开关S闭合后,电灯、均能发光。现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小 B.电灯、均变亮
C.电灯变亮,变暗 D.电源的输出功率一定变大
4.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,L1、L2是两个小灯泡,R是滑动变阻器,V1、V2可视为理想电压表。闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片由最左端向最右端滑动,小灯泡的阻值可视为不变,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L1变暗 B.小灯泡L2变暗
C.V1表的示数变小 D.V2表的示数变大
5.如图所示,电源内阻不可忽略且电源电动势和内阻保持不变,当滑动变阻器的滑动片向下移动时,关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
A.L变暗,Q增大 B.L变暗,Q减小
C.L变亮,Q增大 D.L变亮,Q减小
6.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合后,灯泡L能正常发光;当滑动变阻器的滑片向右移动后,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮
B.电容器C的带电量将增大
C.R0两端的电压减小
D.电源的总功率变小,但电源的输出功率一定变大
7.如图所示,两平行金属板间带电微粒处于静止状态,当滑动变阻器的滑片向端移动时,则( )
A.微粒将向上运动 B.电流表读数增大
C.上消耗的电功率增大 D.电源的输出效率增大
8.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源和电源单独连接,则下列说法正确的是( )
A.电源1和电源2的内阻之比是7:11
B.电源1和电源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
9.如图所示,电源由几个相同的干电池组成。合上开关S,变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中,电路中的一些物理量的变化,如图甲、乙、丙所示,图甲为电压表示数与电流表示数关系,图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系,图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系,不计电表、导线对电路的影响,则( )
A.串联电池的总电阻为2 Ω
B.串联的干电池节数为6节
C.变阻器的总电阻为8 Ω
D.乙图上b点的横坐标为3
10.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小),当开关S闭合,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.只断开开关S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动
B.只调节电阻R3的滑动端P2向上移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
C.只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时,电压表示数保持不变,带电微粒向上运动
D.只增大R1的光照强度,电阻R0消耗的功率变大,带电微粒向上运动
第II卷(非选择题)
二、实验题(共15分)
11.热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。学校科技小组欲利用热敏电阻制作一个体温计。
(1)先用多用电表的欧姆挡粗测热敏电阻的阻值。选择开关打到“×100”挡,按正确步骤操作,测量热敏电阻的阻值、示数如图甲中虚线所示,为了较准确测量,应将选择开关打到__________(选填“×1k”或“×10”)挡,进行欧姆调零,再测量热敏电阻的阻值,示数如图甲中实线所示,则热敏电阻的阻值为__________Ω。
(2)用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值,若提供的电压表的内阻约为80,电流表的内阻约为2Ω,则应选用电流表__________(选填“内接法”或“外接法”)测量热敏电阻的阻值。根据测得的热敏电阻在不同温度下的阻值,用描点法得到热敏电阻的阻值与温度t的关系图像如图乙所示。
(3)将热敏电阻与电源(电动势E为1.5V,内阻不计)、电流表A(量程为9,内阻为4Ω)、保护电阻、开关S连成图丙所示电路,用热敏电阻做测温探头,把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。若要求电流表指针满偏的位置标为45,则电阻__________Ω,电流表6处应标为_________。(结果均保留两位有效数字)
12.要测量一个电动势约3V,内阻约3的电池的电动势和内阻,备有如下仪器及开关导线若干。
A.电流表(量程3A,内阻约0.5);
B.电压表(量程3V,内阻约5k);
C.电阻箱(0~999.9)。
(1)选出必要的仪器___________。(填写序号则可)
(2)在方框中,画出实验原理图___________。
(3)某同学得出一条图示曲线,那么该电源的电动势___________,内阻___________。(图中所标字母为已知)
三、解答题(共45分)
13.如图所示,电源的电动势E=4V, 内电阻r=1Ω, R2=6Ω, R3=3Ω,电阻R1可调。求:
(1)S闭合时,A、B两点间并联电路的电阻RAB;。
(2)将R1调为5Ω,S断开时电阻R2的电压大小;
(3)将S闭合,欲使R1消耗的电功率具有最大值,R1的阻值应调为多大。
14.经实验验证,水果可以制作成电池,某研究小组用西红柿制作了一组水果电池,如图所示,并测出了该电池的电动势为E = 0.72 V,若用量程为3mA,内阻为R = 100 Ω的电流表接到该电池两端,电流表读数为1.80mA,求:
(1)该电池的内阻;
(2)若将该电池接在R1 = 60 Ω的定值电阻两端,此时的路端电压。
15.如图所示,R1=14Ω,R2=9Ω,当S扳到位置1时,电压表示数为2.8V,此时通过电源的电流为I1,当开关S扳到位置2时,电压表示数为2.7V,此时通过电源的电流为I2求:
(1)I1,I2的值各是多少?
(2)电源的电动势和内阻?(电压表为理想电表)
16.如图所示,光滑绝缘斜面高度h=0.45 m,斜面底端与光滑绝缘水平轨道圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。平行板和三个电阻构成如图所示电路,平行板板长为l=0.9 m,板间距离d=0.6 m,R1=3 Ω,R2=3 Ω,R3=6 Ω。可以看为质点的带电小球,电量q=-0.01 C,质量m=0.03 kg,从斜面顶端静止下滑。
(1)若S1、S2均断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,求电源电动势E。
(2)若S1断开,S2闭合,小球离开平行板右边缘时,速度偏向角,求电源内阻r。
参考答案
1.B
【详解】
由题意可知,继续向右移动滑片P到另一位置时,电压表的读数变大,电流表的读数减小,而此时电压表、电流表指针均指在所选量程的处,说明原来时候电压表读数2.0V时指针位置在小于量程的位置,即电压表选择的是0~15V;而电流表读数0.3A时,指针应在原来量程大于位置,可知电流表选择的是0~0.6A档;由闭合电路的欧姆定律可知
则
第二次电压表读数为5V,电流表读数为0.2A,则
解得
E=11V
故选B。
2.D
【详解】
A.因为外电路的总电阻(R+R0)总大于电源内阻r,所以电源输出功率一直减小,故A错误;
B.把R0看作电源内阻,电源等效内阻为10r,滑动变阻器电阻总小于等效内阻,则滑动变阻器消耗的功率一直增大,故B错误;
C.P向右滑动,总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知电流I减小,根据欧姆定律可知R0消耗的功率为
P0=I2R0
则R0消耗的功率一直减小,故C错误;
D.电源的效率为
η=×100%==
则电源的效率随R的增大而增大,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】
ABC.由图可知,滑动变阻器与电流表串联后与电灯L2并联,最后再与电灯L1串联,当滑动变阻器R的滑片P向上移动时,接入电路的阻值变小,总电阻减小,总电流变大,则电灯变亮,并联支路的电压减小,则电灯变暗;则通过电灯的电流减小,通过电流表的电流变大,电流表读数变大,选项C正确,AB错误;
D.因为不知道电源内阻与外电路电阻的关系,无法判断电源输出功率的变化,选项D错误;
故选C。
4.A
【详解】
将滑动变阻器的滑片由最左端向最右端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,变阻器与灯泡L2并联的电阻变大,外电路总电阻增大,则路端电压随之增大,即电压表V1的示数变大。由闭合电路的欧姆定律可知,流过电源的电流减小,灯泡L1变暗,电压表V2的示数变小。灯泡L2的电压
U2=E-I(r+RL1)
I减小,则U2增大,灯泡L2变亮。
故选A。
5.B
【详解】
当滑动变阻器的滑动片向下移动时,滑动变阻器的有效电阻减小,电路的总电阻减小,干路电流变大,内电压变大,外电压变小。灯泡电压与外电压相等,所以灯泡变暗。因为灯泡变暗,所以流过灯泡电流减小,则流过滑动变阻器电流变大,所以电阻R1的电压变大,则滑动变阻器电压减小,根据电容公式可得电容器电量减小。
故选B。
6.B
【详解】
A.当滑动变阻器的滑片向右移动后,R增大,电路中电流I减小,灯泡L将变暗,故A错误;
B.由闭合电路欧姆定律
得路端电压增大,则知U增大,电容器电荷量
增大,故B正确;
C.电路稳定后电容器相当于断路,则两端电压为零,没有变化,故C错误;
D.I减小,电源的总功率
减小,由于电源的内电阻与外电阻的关系不知,不能确定电源输出功率如何变化,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】
B.电容器、滑动变阻器和并联后,再与串联,接在电源两端,当滑动变阻器的滑片向端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,干路中电流增大,路端电压减小,由于干路电流增大,两端的电压增大,故并联部分两端的电压减小,由欧姆定律可知流过的电流减小,又干路电流增大,故流过的电流增大,即电流表读数增大,故B正确;
A.由于并联部分两端的电压减小,则电容器极板间的电压减小,即极板间电场强度减小,微粒受到的电场力减小,故微粒将向下运动,故A错误;
C.由于流过的电流减小,故上消耗的电功率减小,故C错误;
D.由电源的输出效率
可知,当路端电压减小时,电源的输出效率减小,故D错误。
故选B。
8.BC
【详解】
AB.根据电源的U-I图线知两电源的电动势相等,
E1=E2=10V
内阻等于图象斜率的绝对值,分别为
故A错误,B正确;
CD.灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态,则小灯泡与电源1连接时电压为U1=3V,电流为I1=5A,小灯泡消耗的功率为
P1=U1I1=3×5W=15W
小灯泡的电阻
小灯泡与电源2连接时电压为U2=5V,电流为I2=6A,小灯泡消耗的功率为
P2=U2I2=5×6W=30W
小灯泡的电阻
因此,
P1:P2=1:2,R1:R2=18:25
故C正确,D错误。
故选BC。
9.ACD
【详解】
AB.通过图甲可知短路电流为3 A,即
当外电路的阻值和内阻相等时,输出功率最大,此时
解得
,
由于每节干电池的电压为1.5 V,故电源由四节干电池组成。A正确,B错误;
C.电源的效率
故滑动变阻器阻值全部接入电路时,电源的效率最高。
解得,C正确;
D.由于电动势为6 V,而b点对应的外电路阻值和内阻相等,所以
故乙图上b点的横坐标为3,D正确。
故选ACD。
10.CD
【详解】
A.只断开开关S,电容器通过R2、R3放电,所带电荷量变小,极板间场强减小,带电微粒所受向上的电场力减小,故微粒向下运动,A错误;
B.电阻R3与电容器串联,由于电容器处于开路状态,故R2的阻值对电路没有影响,所以P2向上移动时,电压表示数不变,带电微粒仍保持静止,B错误;
C.只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时,回路总电阻不变,干路电流不变,路端电压不变,故电压表示数不变,电容器两端的电压(即电阻R2上半段的电压)变大,极板间场强变大,微粒所受向上的电场力变大,带电微粒向上运动,C正确;
D.只增大R1的光照强度,R1阻值减小,干路电流变大,故电阻R0消耗的功率变大,电容器两端电压U变大,微粒所受向上的电场力变大,带电微粒向上运动,D正确。
故选CD。
11.×10 240 外接法 2.7 29
【详解】
(1)[1][2]用多用电表测量电阻,指针应指在满刻度到之间,故需要换用“×10”挡测量,换挡后需重新进行欧姆调零;由题图甲实线读出热敏电阻的阻值为
(2)[3]由于
应采用电流表外接法。
(3)[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
由题图乙得当时,,代入数据解得
电流表的指针指在6处,热敏电阻的阻值
结合题图乙可知对应的温度为29。
12.BC
【详解】
(1)[1]因为电阻箱的阻值较大,导致电路电流较小,而电流表的量程偏大,为减小实验误差,故选择电压表和电阻箱,即BC;
(2)[2]实验原理图如图所示
(3)[3][4]由电路原理可得,电源电压为
即
由图象可得纵截距为
则有,电源的电动势的大小为
图象的斜率为,则电源的内阻为
13.(1)2Ω;(2) 2 V;(3)3Ω
【详解】
(1) S闭合时,R2、R3并联的总电阻
RAB=2Ω
(2) S断开时,电路电流为I,
UR2=IR2=2 V
(3)S闭合时,通过R1的电流为I1,
分析可得R1=RAB+r 时,R1 的电功率PR1最大
R1= 3Ω
14.(1)300 Ω;(2)0.12 V
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律得
解得内阻
r = 300 Ω
(2)由闭合电路欧姆定律可得和,得出
解得
U = 0.12 V
15.(1),;(2),
【详解】
(1)由部分电路的欧姆定律得
(2)设电源的电动势为E,内阻为r,则由闭合电路的欧姆定律得
解得
16.(1)18V;(2)1Ω
【详解】
(1)小球下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得
解得
对S1、S2均断开时,极板电势差即为电源电动势E,由平衡条件得
解得
(2)当S1断开,S2闭合时,带电小球做类平抛运动,水平方向
竖直方向分速度
对带电小球,由牛顿第二定律得
其中
代入数据解得
当S1断开,S2闭合时,R1与R3串联,电容器与R3并联,电容器两端电压
由部分电路欧姆定律
由闭合电路欧姆定律
代入数据解得
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