第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元达标测试1（word解析版）

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
单元达标测试1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，r与灯泡电阻相等，电流表、电压表均为理想电表，不考虑温度对灯丝电阻率的影响。开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡亮度变暗
B．电压表示数变大
C．电流表示数变小
D．电源输出功率一定变大
2．在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向上移动时，则：（　　）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮
3．如图所示R1是定值电阻，R2是热敏电阻（温度越低电阻越大），L为小灯泡，当温度降低（　　）
A．R2两端的电压变小
B．电流表的示数增大
C．流过R2的电流变大
D．小灯泡的亮度变大
4．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，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况，下面说法不正确的是（　　）
A．阴影部分的面积表示电源的输出功率
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，电源的输出功率最大
D．当满足时，电源的效率小于50％
5．2020年12月6日，我国成功发射高分十四号卫星。卫星的两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，直线A是某太阳电池板的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻、的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该太阳电池板上，则（　　）
A．接在太阳电池板上时，太阳电池板的效率高
B．太阳电池板的效率一样大
C．接在太阳电池板上时，太阳电池板的输出功率大
D．太阳电池板的输出功率一样大
6．在“练习使用多用电表”实验结束后，发现四位同学所使用的多用电表选择开关分别位于下图所示位置，则习惯最好的一位同学是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示电路中，电源电动势，恒定内阻，定值电阻，定值电阻，定值电阻。若在、间连接一个可调电阻，调节范围为至，下列选项中正确的是（　　）
A．在调节范围内，若，上的功率最大
B．在调节范围内，若，上的功率最大
C．在调节范围内，若，上的功率最小
D．在调节范围内，若，上的功率最大
8．如图所示的电路中，电源电压，内阻不计，电容，，，，，，则下列说法正确的有（　　）
A．当电路稳定时电容器所带电荷量为
B．当电路稳定时电容器所带电荷量为
C．断开开关后流过的电荷量为
D．断开开关后流过的电荷量为
9．如图所示是测试热敏电阻R的性质的电路图，当保持滑动变阻器阻值不变，环境温度升高时，灯泡L变亮。下列说法正确的是（　　）
A．电路中电流减小
B．电路中电流增大
C．热敏电阻的阻值增大
D．热敏电阻的阻值减小
10．在如图所示的电路中，C为一平行板电容器，闭合开关S，给电容器充电，当电路中电流稳定之后，下列说法正确的是（　　）
A．保持开关S闭合，把滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大
B．保持开关S闭合，不论滑动变阻器的滑片是否滑动，都没有电流流过
C．保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，中有由a到b的电流
D．断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P（图中未画出）静止在电容器两平行板之间，将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向下运动
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．某兴趣小组测量电源的电动势和内阻的实验原理图，如图甲所示，现提供的器材如下：
A．待测电源（电动势约为3V）；
B．电压表V1（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）；
C．电压表V2（量程为0～6V，内阻约为10kΩ）；
D．定值电阻R1=10Ω；
E．定值电阻R2=1000Ω；
F．电阻箱R（0～99.9Ω）；
G．开关和导线若干。
（1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择___________；定值电阻R0应选择___________（均填写器材前的字母序号）。
（2）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，根据闭合电路的欧姆定律可得；变形可得；作出的图象如图乙所示，图线与横、纵坐标轴的截距已在图中标出，则该电源的电动势为___________V、内阻为___________Ω（结果均保留两位有效数字）。
12．2020年12月1日23时许，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面预选着陆区，成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。嫦娥五号选择了更高效率的太阳电池、嫦娥三号和嫦娥四号的太阳电池光电转换效率分别为28.6%和30.84%，嫦娥五号则达到了31%以上。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能、在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。
（1）该实验小组先用一弱光照射太阳能电池、并用如图甲电路调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。由图可知弱光照射太阳能电池时，其电动势_______V
（2）再改变实验中光的强度，用一强光重复实验，测得U-I曲线b，见图乙。当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为1.0V，则滑动变阻器的测量电阻为___________，此电阻值对应的曲线b外电路消耗的电功率为___________W。（计算结果均保留两位有效数字）
三、解答题（共45分）
13．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)
若R3的滑片P移到最左端，此时电源的内阻功率和电源的效率。
14．如图所示电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.6Ω，电阻R1=6Ω，R2=4Ω,图中电流表、电压表都是理想表，试计算闭合电键S后两个电表的示数和电源的输出功率。
15．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100
Ω，
R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大值。
16．某码头用电动势为电源的电路控制电动机（如图2）带动传送带（如图1）向高处传送物品，电路中接有一标有“6V
12W”字样的小灯泡L。现将一质量为的小物体（可视为质点）轻放在传送带的点，此后灯泡正常发光，电动机正常工作，其额定电压为6V，电动机带动传送带以的速度匀速运动，传送带长为，与水平面之间的夹角为，小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从点传送到最高点点的过程中，，求：
(1)电源内阻；
(2)小物体运动至传送带顶端的速度；
(3)为传送小物体，电动机多输出的能量？
参考答案
1．D
【详解】
C．将滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，滑动变阻器的电阻变小，则电路的总电阻变小，根据
可知通过电路的电流变大
，即电流表的示数变大，C错误；
A．通过电路的电流变大，则灯泡的电功率变大，亮度变亮，A错误；
B．电压表所测电压为路端电压，为
可知电压表示数变小，B错误；
D．可知电源输出功率最大时，此时电源内阻与外电路电阻相同，因为r与灯泡电阻相等，滑片P向上滑动的过程中，滑动变阻器的电阻变小，即外电路电阻变小，逐渐向内阻靠近，此时电源输出功率变大，D正确；
故选D。
2．B
【详解】
滑动变阻器滑片P向上移动时，电路总电阻变大，电流总电流减小，所以通过A灯的电流减小，A两端的电压减小，所以A灯变暗，路端电压变大，所以并联电路的电压变大，故B两端的电压变大，所以B灯变亮，总电流减小，同时B的电流变大，所以通过C的电流减小，故C灯变暗，B正确。
故选B。
3．D
【详解】
B．当温度降低，R2是热敏电阻增大，电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律有总电流I总减小，则电流表的读数减小，所以B错误；
AD．根据
由于总电流I总减小，则小灯泡与R2两端电压增大，所以小灯泡的亮度变大，则A错误；D正确；
C．根据
由于总电流I总减小，小灯泡的电流IL增大，则流过R2的电流减小，所以C错误；
故选D。
4．B
【详解】
AB．阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率，故B符合题意，A不符合题意；
CD．电源的效率为
当满足α=β时，内外阻相等，输出功率最大，但电源的效率为50%，外阻越大，效率越高，时，即，效率应小于50%，故C不符合题意，D不符合题意；
故选B。
5．C
【详解】
AB．太阳电池板的效率，当与分别接到太阳电池板上时，，故接在太阳电池板上时，太阳电池板的效率高，AB错误；
CD．由题图可知，与太阳电池板的内阻相等，，所以接在太阳电池板上时，太阳电池板的输出功率大，C正确；D错误；
故选C。
6．D
【详解】
多用电表使用完毕要把选择开关置于OFF档或交流电压
最高档，有图示可知，图D是正确的。
故选D。
7．D
【详解】
原电源与R1串联视为等效电源，
，
等效电源与并联视为等效电源，
，
等效电源与串联视为等效电源，
，
故为时，上有最大功率。所以D正确。
故选D。
8．AC
【详解】
AB．当电路稳定时两端的电压为
同理两端电压为
则电容器两的电压为
电容器所带电荷量为
故A正确，B错误；
CD．断开开关后电容器放电，、串联，、串联，两者再并联，、串联电阻为，、串联，则流过、的电流为流过、的5倍，则断开开关后流过的电荷量为
故C正确，D错误。
故选AC。
9．BD
【详解】
AB．电路图中四个元件是串联关系，灯泡变亮，功率变大，根据
得到电流变大，A错误B正确；
CD．电路的总电流变大，根据闭合电路欧姆定律可得总电阻变小，故热敏电阻的阻值减小了，C错误D正确；
故选BD。
10．AC
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向上滑动，减小，则电路中电流增大，电流表的示数变大，电阻的电压增大，电压表的示数变大。A正确；
B．保持开关S闭合，电容器两端的电压即为的电压，当的滑片滑动时，两端的电压会变化，电容器可能会充电或放电，所以有电流经过。B错误；
C．保持开关S闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中，根据
可知，电容减小，电容将放电，由于电容下极板带正电，所以中有由a到b的电流。C正确；
D．断开开关S，电容电量不变，根据
，，
得
当电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些，场强增大，电场力增大，油滴将向上运动。D错误。
故选AC。
11．B
D
2.7
1.1
【详解】
(1)[1]电源电动势约为，应选电压表，故选B。
[2]定值电阻应选定值电阻R2=1000Ω，因为电阻箱如果阻值远小于定值电阻，则电阻箱两侧电压变化范围太小，不能测多组实验数据。故选D。
（2）[3]由题中表达式可知，当
时
则
[4]由题中表达式和图像可知，当
时
则
12．2.50
【详解】
（1）[1]由闭合电路欧姆定律
可知当电流为零时，电压表的示数为电源电动势，结合图像可知弱光照射太阳能电池时，其电动势
（2）[2][3]由图中曲线b可知，路端电压U为1V时，电路中的电流I为280，则滑动变阻器的电阻为
此电阻值对应的曲线b外电路消耗的电功率为
13．(1)
20V，20Ω(2)
5Ω(3)0.8W，80%
【详解】
由闭合电路欧姆定律得：
将图像中A、B两点的电压和电流代入和得
联立解得：
E=20V?，r=20Ω；
(2)当R3的滑键自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大。由此可知，图线上的A、B两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑键位于最右端时，R3=0，R1被短路，外电路总电阻即为R2，故由B点的U、I值：
；
(3)
R3的滑片P移到最左端时，路端总电阻最大，总电流最小，即为IA=0.2A，此时电源的内阻功率：
电源的效率：
。
14．4.8V；2A；9.6W
【详解】
图中电阻R1与R2并联，则外电路总电阻
根据闭合电路欧姆定律得：电源的电流
电压表的示数为
U=IR=4.8V
电源的输出功率为
P=IU=9.6W
15．(1)20
V，20
Ω；(2)5
Ω；(3)300
Ω
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律得
将图像中A、B两点的电压和电流代入可得
联立解得
（2）当R3的滑片自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大。由此可知，图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路总电阻即为R2
(3)当滑片在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A点
又
代入数值解得滑动变阻器的最大值
16．(1)1Ω；(2)；(3)107.5J
【详解】
(1)电源内电压
电流
即
解得电源内阻
(2)物体刚放上A点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，物体做匀加速直线运动，此时
假设物体能与皮带达到相同的速度，则物体加速上滑的位移为
由于
所以物体可以加速到与皮带速度相同，又
所以物体先沿着皮带向上匀加速，再与皮带保持相对静止一起匀速到顶端，说明到达B点时速度为
(3)从A到B物体加速的时间为
物体在加速阶段的相对位移为
所以由功能关系得电动机多输出的能量为
其中
解得