1、1第二章 恒定电流测评(时间:60 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。其中第 15 题为单选题;第 68 题为多选题,全部选对得 6 分,选不全得 3 分,有选错或不答的得 0 分)1.有关电压与电动势的说法正确的是( )A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B.电动势就是电源两极间的电压C.电动势公式 E= 中的 W 与电压 U= 中的 W 是一样的,都是静电力所做的功Wq WqD.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量解析 电压和电动势单位虽然相同,但它们表征的物理意义不同,电压是表征静电力
2、做功将电能转化为其他形式能的本领大小的物理量。而电动势则表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。故电压与电动势不是同一个物理量,所以 A、B 错误,D 正确。电动势公式 E= 中的 W 是非静Wq电力做功而不是静电力做功,故 C 错误。答案 D2.如图,低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成,该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报,其中 ( )A.甲是“与”门,乙是“非”门B.甲是“或”门,乙是“非”门C.甲是“与”门,乙是“或”门D.甲是“或”门,乙是“与”门解析 高、低电压都可以通过甲,则甲是“或”门。低电压通过乙后,输出为高电压使蜂鸣器导通发出警报;高电压通过乙后输
3、出为低电压,蜂鸣器不导通,不发出警报,则乙是“非”门,选项 B 正确。答案 B3.某金属导线的电阻率为 ,电阻为 R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( )A.4 4R B. 4RC.16 16R D. 16R2解析 电阻率与导体材料和温度有关,将金属导线拉长的前后,电阻率不变。将金属导线均匀拉长到直径为原来的一半,横截面积变为原来的 ,长度变为原来的 4 倍。由电阻定律知14R= = =16 =16R,所以选项 D 正确。lS 4l14S lS答案 D4.某直流电路中电压随电流变化的图象如图所示,其中 a、 b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情
4、况,下列说法正确的是( )A.阴影部分的面积表示电源输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足 = 时,电源效率最高D.当满足 = 时,电源效率小于 50%解析 根据闭合电路的欧姆定律和 U-I 图象特点可知,阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率,即电源输出功率,A 正确,B 错误;当满足 = 时,负载电阻等于电源内阻,电源的效率为 50%,输出功率最大,C、D 错误。答案 A5.如图所示的电路中,电压表都看作理想电表,电源内阻为 r。闭合开关 S,当把滑动变阻器 R3的滑片P 向 b 端移动时 ( )A.电压表 V1的示数变大,电压表 V2的示数变小B.电压表 V1的示数
5、变小,电压表 V2的示数变大C.电压表 V1示数变化量大于电压表 V2示数变化量D.电压表 V1示数变化量小于电压表 V2示数变化量解析 当把滑动变阻器 R3的滑片 P 向 b 端移动时,滑动变阻器的有效阻值变大,外电阻的阻值变大,路端电压变大,电压表 V1的示数变大,因为总电流变小,所以内电压和 R1两端的电压都变小, R2两端的电压变大,V 2的示数变大,A、B 错误;电压表 V1的变化量除以总电流的变化量等于内阻 r,电压表 V2的变化量除以总电流的变化量等于内阻 r+R1,C 错误,D 正确。答案 D36.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,闭合 S 后,他将多用
6、电表电压挡的红、黑表笔并联在 A、 C 两点间时,电压表读数为 U;当并联在 A、 B 两点间时,电压表读数也为 U;当并联在 B、 C 两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是( )A.AB 段断路 B.BC 段断路C.AB 段短路 D.BC 段短路解析 由题意可得 UAB=UAC=U,说明由 A、 B 分别至电源的线路均已接通。若 BC 段完好,则 AB 段断路;若 BC 段短路,则 AB 段可能断路,也可能完好。又由题述得 UBC=0,因而可能 AB 段断路或 BC 段短路,也有可能出现两者同时发生的情况。分析时考虑要全面,要把故障的可能原因全部找出来,不要漏掉正确选项。答案 AD7.
7、如图所示,电源的电动势 E=2 V,内阻 r=2 ,两个定值电阻均为 8 ,平行板电容器的电容C=310-6 F,则( )A.开关断开时两极板间的电压为 V43B.开关断开时电容器所带电荷量为 410-6 CC.开关闭合时两极板间的电压为 V43D.开关闭合时电容器所带电荷量为 410-6 C解析 电容器两极板间的电压等于 R2两端的电压,开关 S 断开时,电路中的总电流为 I= ER2+r= 28+2A=0.2 A,电容器的两极板间的电压为 U=IR2=0.28 V=1.6 V,此时电容器所带电荷量为Q=CU=310-61.6 C=4.810-6 C,故选项 A、B 错误;开关闭合时两定值电
8、阻并联,电容器两极板间的电压等于路端电压,电路中的总电流 I= A= A,电容器的两极板间的电压 U=IR 外 =ER外 +r= 24+2 134 V= V,此时电容器所带的电荷量 Q=CU=310-6 C=410-6 C,故选项 C、D 正确。13 43 43答案 CD8.4闭合电路的电源电动势为 E、内阻为 r,如图所示,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端时,下列说法中正确的是( )A.小灯泡 L1、L 3变亮,L 2变暗B.小灯泡 L3变暗,L 1、L 2变亮C.电压表 V1示数变化量较小D.电压表 V2示数变化量较小解析 当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端时,并联
9、电路总电阻减小,总电流 I 增大,路端电压 U 减小。干路电流增大,则 L2变亮;与滑动变阻器串联的灯泡 L1电流增大,变亮;与滑动变阻器并联的灯泡 L3电压 U3=U-U2,U 减小, U2增大,则 U3减小,L 3变暗; U1减小, U2增大,而路端电压 U=U1+U2减小,所以 U1的变化量大于 U2的变化量,故选项 B、D 正确。答案 BD二、实验题(本题共 2 小题,共 18 分。把答案填在题中的横线上)9.(6 分)下图为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用直流 10 V 挡测量电压,则读数为 V。 (2)如果是用直流 5 mA 挡测量电流,则读数为 mA。 (3)如果是用“
10、 100”挡测量电阻,则读数为 。 解析 (1)用多用电表测直流电压、电流时,需根据第二行刻度读数。所选挡位最小刻度值为 V=0.2 1050V,由于指针指在 32.5 个最小刻度处,故所测电压 U=0.232.5 V=6.5 V。(2)用直流 5 mA 挡时最小刻度值为 mA=0.1 mA,故所测电流 I=0.132.5 mA=3.25 mA。550(3)用多用电表测电阻时,需根据第一行刻度读数。由于选用“ 100”挡,故所测电阻R=8.0100 =800 。答案 (1)6.5 (2)3.25 (3)80010.(12 分)有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯
11、泡的 I-U 图线。现有下列器材供选用:A.电压表(0 5 V,内阻 10 k)5B.电压表(0 15 V,内阻 20 k)C.电流表(0 3 A,内阻 1 )D.电流表(0 0.6 A,内阻 0.4 )E.滑动变阻器(10 ,2 A)F.滑动变阻器(500 ,1 A)G.学生电源(直流 6 V)、开关、导线若干(1)实验时,选用图甲而不选用图乙的电路图来完成实验,请说明理由: 。 (2)实验中电压表应选用 ,电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。(用序号字母表示) (3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图。解析 (1)因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线,需要多次改变小灯泡两端的电压
12、,采用甲图所示的分压式电路,电压可以从零开始调节,且能方便地测多组数据。(2)因小灯泡额定电压为 4 V,则应选 05 V 的电压表 A,而舍弃 015 V 的电压表 B,因为 15 V 的量程太大,读数误差大。小灯泡的额定电流 I=0.5 A,则电流表选 D。滑动变阻器 F 的最大阻值远大于小灯泡的电阻 8 ,调节不方便,故舍去。(3)小灯泡电阻为电流表内阻的 =20 倍,电压表内阻是小灯泡的 =1 250 倍,故电流表80.4 11048采用外接法。答案 (1)描绘灯泡的 I-U 图线所测数据需从零开始,并要多取几组数据 (2)A D E (3)如图所示三、解答题(本题共 3 小题,共 3
13、4 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)611.(10 分)在如图所示的电路中, R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流 I 和它两端电压 U 遵循 I=kU3的规律(式中 k=0.2 A/V3),R2、 R3是普通电阻,遵循欧姆定律, R3=20 ,按图示电路连接后,接在一个两端电压为 6.0 V 的电源上,闭合开关 S 后,电流表的示数为 0.25 A。求R2的阻值。解析 R3两端的电压 U3=IR3=0.2520 V=5.0 V则 R1、 R2并联部分的电压 U1=6.0 V-5.0 V=1.0 V由 I=k
14、U3得, R1中的电流 I1=k =0.21.0 A=0.2 AU13所以 R2中的电流 I2=I-I1=0.25 A-0.2 A=0.05 A则 R2= =20 。U1I2=1.00.05答案 20 12.(10 分)如图所示的电路中,电源的电动势 E=12 V,内阻未知, R1=8 , R2=1.5 ,L 为规格“3 V 3 W”的灯泡,开关 S 断开时,灯泡恰好正常发光。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求:(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻。(2)电源的内阻。(3)开关 S 闭合时,灯泡实际消耗的功率。解析 (1)灯泡的额定电流 I0= A=1 AP0U0=33灯丝电阻 RL= =3 U02
15、P0=323(2)断开 S 时,灯 L 正常发光,即 I1=I0,根据闭合电路欧姆定律 E=I0(R1+RL+r)得 r= -(R1+RL)= =1 EI0 121-(8+3)(3)闭合 S 时,设外电路总电阻为 R 外R 外 = +R1=9 RLR2RL+R2干路电流为 I 总 = =1.2 AER外 +r灯泡两端的电压 UL=I 总 =1.2 VRLR2RL+R27灯泡实际消耗的功率 P= =0.48 WUL2RL答案 (1)1 A 3 (2)1 (3)0.48 W13.(14 分)一台电风扇,内阻为 20 ,接上 220 V 电压后,消耗的功率为 66 W。求:(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率。解析 (1)由 P 入 =IU 得 I= A=0.3 AP入U=66220(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内 =I2r=0.3220 W=1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P 机 =P 入 -P 内 =66 W-1.8 W=64.2 W电风扇正常工作时电动机的效率= 100%= 100%97 .3%P机P入 64.266答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3%8
