第四章 闭合电路 单元测试1（Word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
第四章
闭合电路
单元测试1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．水平放置的平行板电容器C与两个可变电阻器、以及电源（内阻不可忽略）连成如图所示的电路。闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。则下列说法正确的是（　　）
A．开关保持闭合，只将上极板向上移动，带电液滴向下运动
B．开关保持闭合，将可调电阻的阻值增大，则带电液滴向上运动
C．将开关断开后，只将上极板向下移动，带电液滴仍保持静止
D．将开关断开后，将上极板向右移动一点，带电液滴向上运动
2．如图所示，两个烧杯装有稀硫酸，铜片和锌片构成电源正负极，U形玻璃管中放有粗棉线，倒插在两烧杯中，改变棉线的粗细，可以改变电源的内阻，闭合开关S、、，下列说法正确的是（　　）
A．增大滑动变阻器R的阻值，电压表示数增大
B．若U形玻璃管中放入更粗的棉线，则电压表示数变小
C．不管滑动变阻器R的阻值如何改变，两电压表示数之和几乎保持不变
D．通过两电压表的电流方向相同，均从左向右
3．关于多用电表的使用，下列说法正确的有（　　）
A．甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确
B．乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，表笔接法错误
C．丙图中用的是多用电表电阻档测量二极管的正向电阻
D．丁图中用的是多用电表电阻档测量二极管的正向电阻
4．用如图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻。已知R0=1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，则由图可知该电池的内阻为（　　）
A．7Ω
B．6Ω
C．2Ω
D．1Ω
5．如图所示，是用伏安法测某电源电动势和内阻的实验中所得的路端电压随电流变化的图像。由图可知该电源电动势和内电阻分别为（　　）
A．E=5.0V，r=2.0Ω
B．E=5.0V，r=12.0Ω
C．E=6.0V，r=2.0Ω
D．E=6.0V，r=12.0Ω
6．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
7．如图所示，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断不正确的是（　　）
A．图线a的纵坐标截距表示电源电动势
B．阴影部分的“面积”表示电源的发热功率
C．当α＝β时，电源的输出功率最大
D．当α增大时，电源的效率提高
8．如图为两个不同电源的U-I图像，则下列说法正确的是（　　）
A．电动势E1=E2，内阻r1B．电动势E1=E2，内阻r1>r2
C．接入相同电阻时，电源1的总功率较大
D．接入相同电阻时，电源2的总功率较大
9．某同学在测电源的电动势和内阻时，根据实验记录数据画出如图所示的U-I图像，下列关于这个图像的说法中不正确的是（　　）
A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=1.40V
B．横轴截距表示短路电流，即I短
=0.4A
C．根据，计算出待测电源内阻为3.5Ω
D．当U=1.20V时，I?=0.2A
10．如图所示的闭合电路中，电压表和电流表均为理想电表，已知电源的电动势，内阻r=2Ω，定值电阻R0=5Ω。闭合开关S，当滑动变阻器接入回路的阻值为5Ω时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为2V
B．电流表的示数为1A
C．当滑动变阻器的滑片向左移动时，电压表的示数减小
D．当滑动变阻器的滑片向右移动时，电源输出功率增大
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．某同学利用一节干电池（电动势E=1.5V，内阻r=1Ω）、表头（满偏电流Ig=1mA，内阻rg=1450Ω）、两个定值电阻、一个滑动变阻器、单刀双掷开关、导线若干、一对红黑表笔制作一只双量程的简易欧姆表，设计的电路图如图甲、乙所示。
（1）红表笔是___________（填“A”或“B”）；
（2）如图甲所示，先将表笔A、B短接，调节电阻R使表头满偏，则电阻R=___________；
（3）保持R不变，按如图乙所示，将定值电阻R1、R2和单刀双掷开关接入电路，将表笔A、B短接，开关分别接1、2使表头指针半偏时，对应的中值电阻为150Ω和300Ω，则开关接1时的倍率___________（填“大于”“等于”或“小于”）接2时的倍率，定值电阻的阻值R1=___________、R2=___________。（以上两空结果保留两位小数）
12．实验测一电源的电动势E和内阻r及一待测电阻Rx，可选用的实验器材有：
电流表A1（量程0~30mA）；
电流表A2（量程0~100mA）；
电压表V（量程0~6V）；
滑动变阻器R（阻值0~100Ω）；
开关S一个，导线若干。
实验过程如下：
①按图甲连接好电路。
②将R的阻值调到最大，闭合开关，逐渐调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线a。
③断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复②的步骤，得到如图乙所示的图线b。
回答下列问题：
（1）电流表应选用______；
（2）由U—I图线，测得电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（计算结果小数点后保留1位）
（3）待测电阻Rx=______Ω。（计算结果小数点后保留1位）
三、解答题（共45分）
13．如图，R=0.6Ω，当开关S断开时电压表的读数为3.0V；当开关S闭合时电压表的读数为2.4V，则该电源的电动势和内电阻分别为多少。
14．如图所示为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图，采用的是电流表外接法．若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA，试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差．
15．如图所示为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，为定值电阻，、接监控器，其在电路中的作用相当于一个电压表，电源电压保持不变。当有人走过通道，光线受到遮挡。
(1)此时通过的电流将如何变化？
(2)此时监控器上显示的电压将如何变化？
16．如图所示电路中，电源电压U恒定，Ⅰ和Ⅱ是电阻箱，Ⅲ是定值电阻。调节两电阻箱Ⅰ、Ⅱ的阻值、，但保持与之和不变，当时，安培表A的示数为，伏特表和的示数分别为和。求：
(1)与之和；
(2)定值电阻Ⅲ的阻值；
(3)调节电阻箱的过程中，安培表A的示数会发生变化。分别求出安培表A的示数最大和最小时，电阻箱Ⅰ的阻值。
参考答案
1．A
【详解】
A．开关保持闭合，只将上极板向上移动，板间距增大，
，板间场强变小，则电场力变小，带电液滴向下运动，故A正确；
B．关保持闭合，将可调电阻的阻值增大，对电路无影响，则带电液滴不动，故B错误；
CD．将开关断开后，电容器放电，电场消失，则带电液滴向下运动，故CD错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．增大滑动变阻器R的阻值，干路电流变小，内压变小，故A错误；
B．若U形玻璃管中放入更粗的棉线，则内阻变小，干路电流变大，外压变大，故B错误；
C．不管滑动变阻器R的阻值如何改变，两电压表示数之和几乎保持不变，满足闭合电路欧姆定律，故C正确；
D．电流从右向左通过电压表，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．甲图是用直流档测电压，但要求电流从红接线柱流出，显然红黑表笔接反，故A错误；
B．乙图是电流档测电流，要断开电路将电流表串联，从红表笔流进，故表笔接法正确，故B错误；
C．丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的正向电阻，要求电流从二极管的正极流入，即欧姆表的黑表笔与二极管的正极相连，故C正确；
D．丁图是用欧姆档测二极管的反向电阻，则要求电流从二极管的负极流进，即欧姆表的黑表笔与二极管的负极相连，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
由闭合电路欧姆定律可知，图线的斜率为
则可得
故选D。
5．C
【详解】
根据路端电压与电流的关系式
可知图像的纵截距为电源电动势，则有
斜率的绝对值为电源内阻，则有
故选C。
6．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。
7．B
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得
当I=0时，U=E，即图线与纵轴的交点坐标表示电源的电动势，故A正确；
B．题中两图线的交点表示电阻R接在电源时工作状态，由交点的坐标可读出路端电压U和电流I，求出电源的输出功率；而UI等于阴影部分的面积，所以阴影部分的面积表示电源的输出功率即，故
B错误；
CD．b图线的斜率大小等于电阻R的阻值，a图线的斜率大小等于电源内阻的大小，根据推论得知，当外电阻与电源的内阻相等时电源的输出功率最大，则电源的输出功率最大时，两图线的斜率大小相等，即α=β；当α增大时外电阻增大，电源的效率提高，故CD正确。
故选B。
8．AC
【详解】
AB．根据闭合电路欧姆定律得
图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出
，
故A正确，B错误；
CD．过原点O作出一条倾斜的直线3，如图所示
该直线表示电阻的U-I图象，该直线与图线1、2的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态，由图看出，电阻和电源1时电路电流比较大，电路的总功率为
根据公式可知，当电动势相同时，电流越大，电流的总功率越大，故C正确，D错误。
故选AC。
9．BC
【详解】
A．在U-I图中，图线与纵轴的交点表示电源的电动势，即
故A正确，不符合题意；
B．当路端电压等于零时，在U-I图横轴的交点才表示为短路电流，但题中的是U=1.00V时，图线与横轴相交，故交点数值不是短路电流，故B错误，符合题意；
C．根据
计算出待测电源内阻为1.0Ω，故C错误，符合题意；
D．由图像可知，当U=1.20V时，I?=0.2A，故D正确，不符合题意。
故选BC。
10．BD
【详解】
AB．电压表测的是路端电压，电流表测的是总电流，由闭合电路欧姆定律及串并联规律有
联立解得U=10V，I=1A，则A选项错误，B选项正确；
C．滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，所以R总变大，电流减小，由
可知电压表示数增大，C选项错误；
D．滑片右移时，滑动变阻器接入电路阻值变小
则
时，电源输出功率最大，所以可知R变变小时，电源输出功率变大，D选项正确。
故选BD。
11．A
49Ω
小于
106.47Ω
195.61Ω
【详解】
(1)[1]电流“红进黑出”，故红表笔对应内部电源的负极，故红表笔是A。
(2)[2]由闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
(3)[3]设开关接1时倍率为“”，则开关接2时，满足
即倍率为“”，故开关接1时的倍率小于接2时的倍率。
[4][5]中值电阻表示多用电表的内阻，开关接1时，表头先与R2串联再与R1并联，可得
开关接2时，R1与R2先串联再与表头并联，可得
联立解得
，
12．A2
6.0
25.0
37.5
【详解】
(1)[1]由U-I图像a可知，电源的电动势为6.0V，且表格中的电流已经达到80mA，故从安全考虑，电流表选A2
(2)[2][3]由U-I图像a可知，电源的电动势为6.0V，
图象的斜率表示电源的内阻，则可知，内阻为
(3)[4]接Rx改接在B、C之间，设图线b与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。由题意可知，等效内阻为
解得
结合图像b可求得
13．3.0V和0.15Ω。
【详解】
开关断开时，不计电压表对电路的影响，电路中的电流近似为零，则电压表可直接测得电源的电动势，即电源的电动势为
E=3.0V
开关闭合后，电路中的电流为
根据闭合电路的欧姆定律得
E=U+Ir
解得
14．ηE=0
ηr=
【解析】
【详解】
按实验原理的要求，电流表和电压表的读数应分别是总电流和路端电压．从电路结构看，电流表读数确实是总电流，但由于电流表有电阻，所以电压表的读数不是路端电压，这样就造成系统误差．
运用等效法把电源和电流表作为一个整体看成一个新的等效电源，如图所示中虚线框所示，此时电压表确实接在这个新电源的两端，读数确实是路端电压，而此时电流表的读数仍表示总电流．因此根据电压表和电流表的读数测得的E和r是这个新电源的电动势和内电阻的真实值．
新电源实际上是由电池和电流表的内阻RA串联而成，设电池的电动势和内电阻分别是E0和r0，应有如下对应关系：
E=E0
r=r0+RA.
相对误差分别为
ηE=0
ηr==.
15．(1)减小；(2)减小。
【详解】
(1)由电路图可知，监控器与并联后与串联，当光线受到遮挡时，由题意可知，的阻值增大，电路中的总电阻增大，电路中的总电流减小，即通过的电流减小。
(2)由于并联部分电阻不变，电流减小，故电压减小。
16．(1)
；(2)
；(3)当或时，安培表示数有最大值；当时，安培表示数有最小值。
【详解】
（1）在题设条件下，电阻箱Ⅰ的阻值为
按题意有
则得
（2）通过电阻箱Ⅱ的电流为
通过定值电阻的电流为
定制电阻的阻值为
（3）当两个电阻箱阻值分别为和时，设安培表的示数为，又
有
可知，当或时，安培表示数有最大值。当时，安培表示数有最小值。