1、1第二章 恒定电流单元质量评估(90 分钟 100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。其中 18 小题为单选题，912 小题为多选题)1.有一额定电压为 6 V、额定功率约为 1 W 的小灯泡，某同学为了测出其正常工作时的电阻，先用欧姆表直接测小灯泡的电阻，通过正常操作，他观察到的应该是图中的 ( )【解析】选 D。由 P= 得，正常工作时小灯泡的电阻 R= = =36 ，直接用欧姆表测量时，由于电压较低，灯丝温度较低，测得的电阻值比正常工作时的电阻值要小，故选项 D 正确。2.在电灯正常发光时，并联一只电炉，结果灯变暗了，这是因为 ( )A.电路的总电阻变大，
2、总电流变小B.电炉的分压作用，使电灯电压变小C.电灯中原来电流一部分流进电炉D.输电线电压损失变大，电灯电压变小【解析】选 D。并联电路后，电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，电路的总电流变大，输电线电压损失变大。3.手机已是我们生活中普遍的通信工具，如图所示是某公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是 ( )2A.4.2 V 14.58 mA B.4.2 V 700 mAC.3.7 V 14.58 mA D.3.7 V 700 mA【解析】选 C。 由铭牌可读出电池的电动势是 3.7 V，又电池的总容量为 700 mAh，待机时间为 4
3、8 小时。由 q=It 可求得 I=14.58 mA。4.一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的质量为 m，电荷量为 e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小为 ( )A. B. C.nev D.2 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)电流的微观表达式为 I= = =enSv。(2)导体内的电场强度可应用 E= 计算。【解析】选 C。由电流的定义可以计算出流过金属棒中的电流 I= = =enSv，金属棒的电阻 R= ，则金属棒内的电场强度 E= =nev，C 正
4、确。5.如图所示为灯泡 L1“220 V 100 W”和 L2“220 V 60 W”的伏安特性曲线(I-U 图线)，根据该图线可以确定 L1、L 2两灯串联接在 220 V 的电源上时，两灯泡的实际功率之比大约为 ( )3A.12 B.35 C.53 D.13【解析】选 D。设两灯串联接在 220 V 的电源上时的电流和电压分别为 I1、I 2和 U1、U 2，则根据串联电路的特点得：I 1=I2，U 1+U2=220 V。由图并结合 I1=I2和 U1+U2=220 V，可查得当 I1=I20.245 A 时，U 155 V、U 2165 V，所以两灯泡的实际功率之比大约为 =12= =
5、，故选项 D 正确。112212 136.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是 d1=0.5 mm 和 d2=1 mm，熔断电流分别为 2.0 A 和 6.0 A。把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是 ( )A.6.0 A B.7.5 A C.10.0 A D.8.0 A【解析】选 B。因甲、乙两保险丝等长，由 R= = ，知 =4。当 R1、R 2并12联时，令 I1=2.0 A，则由 I1R1=I2R2得 I2=8.0 A6.0 A，故 I1不能取 2.0 A；令 I2=6.0 A，则由 I1R1=I2R2得 I1=1.5 AR1，故电压表读数必增大
6、，即 U2.0 V；若电源的内阻 rR 外 时，可视电源为恒流电源，则 U 外 最大为 Umax= U1=2.5 21V，故 U2.5 V，故选项 B、C 正确。12.如图所示的电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 2 ，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 VB.电源的总功率为 10 WC.a、b 间电压的大小为 5 VD.a、b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A【解题指南】(1)闭合电路的欧姆定律：I= 。+(2)电流总是从高电势流向低电势。(3)电源向整个电路提供的总电功率 P 总 =EI，随电流变化而变化。7【解析】选 A、C。外电路总
7、电阻为 10 ，根据闭合电路的欧姆定律 I= =1 A，所+以路端电压为 10 V，A 项正确；电源的总功率为 P 总 =EI=12 W，B 项错误；a 右侧电阻两端电压为 150.5 V=7.5 V，b 右侧电阻两端电压为 50.5 V=2.5 V，所以 Uab=-(7.5 V-2.5 V)=-5 V，C 项正确；a、b 间用导线连接后，电路总电阻为 2 +2 =9.5 ，电路的总电流不是 1 A，D 项错误。二、实验题(本题共 2 小题，共 15 分)13.(7 分)有一小灯泡，标有“10 V 2 W”的字样，现用如图甲所示的电路测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系。实验中需要测定通
8、过小灯泡的电流和它两端的电压。现备有下列器材：A.直流电源(电动势 12 V，内电阻不计)B.直流电流表(量程 0.6 A，内阻约为 0.1 )C.直流电流表(量程 300 mA，内阻约为 5 )D.直流电压表(量程 15 V，内阻约为 15 k)E.滑动变阻器(最大电阻 10 ，额定电流 2 A)F.滑动变阻器(最大电阻 1 k，额定电流 0.5 A)G.开关，导线若干。(1)为了尽可能提高实验精度，实验中所选电流表为_，所选滑动变阻器为_。(只填所列选项前的字母) (2)图甲中电压表未接入电路的一端应接于_(选填“a”或“b”)点。 (3)根据完善后的电路图，将图乙中所给实物连成实验电路。
9、8【解析】(1)因为待测电阻大约为 R= = =50 ，为了测量准确，滑动变阻器采1022用最大阻值为 10 的滑动变阻器，所以滑动变阻器选择 E。灯泡的额定电流 I= A=0.2 A，所以电流表选择 C 测量比较准确。(2)因为待测电阻远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法，电压表未接入电路的一端应接于 b。(3)根据电源电动势的大小来选择电压表的量程；根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器应采用分压式接法，通过待测电阻阻值与电流表内阻和电压表内阻的比较，确定电流表的内外接。画出电路图如图所示。答案：(1)C E
10、 (2)b (3)见解析图14.(8 分)在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为 1 k 和 0.1 ，图为实验原理图及所需器件图。(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实物电路。9(2)一位同学记录的 6 组数据见表，试根据这些数据在图中画出 U-I 图象，根据图象读出电池的电动势 E=_ V，求出电池的内阻 r=_。 I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57U( V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05【解析】(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。(2)根据 U、I 数据，在方格纸
11、U-I 坐标系上找点描迹。如图乙所示，然后将直线延长，交U 轴于 U11.45 V，此为电源电动势；交 I 轴于 I0.65 A，注意此时 U2=1.00 V，由闭合电路欧姆定律得 I= ，则 r= = 0.69 。答案：(1)见解析图 (2)见解析图 1.45 0.6910三、计算题(本题共 4 小题，共 37 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15.(7 分)如图所示的电路中，当 S 闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V 和 0.4 A；当 S 断开时，它们的示数各改变 0.1 V 和 0.1 A，求电源的电动势和内阻。【解析】S 闭合时，E=
12、U 1+I1r，即 E=1.6+0.4r (3 分)S 断开时，E=U 2+I2r，因为总电阻变大，电流变小，路端电压变大，即 E=1.7+0.3r；得 E=2.0 V，r=1 (4 分)答案：2.0 V 1 16.(9 分)(2018柳州高二检测)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，一直流电动机 M 和电灯 L 并联之后接在直流电源上，电动机内阻 r1=0.5 ，电灯灯丝电阻 R=9 (阻值认为保持不变)，电源电动势 E=12 V，内阻 r=1 ，开关 S 闭合，电动机正常工作时，电压表读数为 9 V。求：(1)流过电源的电流。(2)流过电动机的电流。(3)电动机对外输出的机械
13、功率。【解析】(1)流过电源的电流I= = A=3 A。 (3 分)-11(2)流过电灯的电流 IL= =1 A(2 分)流过电动机的电流 IM=I-IL=2 A。 (2 分)(3)电动机对外输出的机械功率P 出 =IMU- r1=16 W。 (2 分)2答案：(1)3 A (2)2 A (3)16 W17.(9 分)如图所示的电路中，两平行金属板 A、B 水平放置，两板间的距离 d=40 cm。电源电动势 E=24 V，内阻 r=1 ，电阻 R=15 。闭合开关 S，待电路稳定后，将一带正电的小球从 B 板小孔以初速度 v0=4 m/s 竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=110-2 C，
14、质量为 m=210-2 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达 A 板？此时，电源的输出功率是多大？(g 取 10 m/s2)【解析】小球进入板间后，受重力和静电力作用，且到 A 板时速度为零，设两板间电压为UAB。由动能定理得：-mgd-qU AB=0- m ， (2 分)1220解得 UAB=8 V(1 分)所以滑动变阻器两端电压 U 滑 =UAB=8 V， (1 分)设通过滑动变阻器的电流为 I，由闭合电路欧姆定律得：I= =1 A， (2 分)滑动变阻器接入电路的电阻 R 滑 = =8 。 (1 分)电源的输出功率 P 出 =I2(R+R 滑 )=2
15、3 W(2 分)答案：8 23 W1218. (12 分)如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒为 12 V 的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与 10 的定值电阻 R0串联，接在电压恒为 8 V 的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率。【解析】(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为 UL= V=4 V(1 分)结合图象可得当 UL=4 V 时，I L=0.4 A(1 分)故每个电灯的电阻为 R= = =10 (1 分) 40.4(2)设此时电灯两端的电压为 U，流过每个电灯的电流为 I，U=U+2IR 0代入数据得 U=8-20I(2 分)在图甲上画出此直线如图所示。 (2 分)可得到该直线与曲线的交点为(2 V，0.3 A)，即流过电灯的电流为 0.3 A，则流过电流表的电流为 IA=2I=0.6 A(2 分)每个灯的功率为P=UI=20.3 W=0.6 W(3 分)答案：(1)0.4 A 10 (2)0.6 A 0.6 W
