第二章 恒定电流 能力提升卷单元测试(Word版含答案)

第二章
恒定电流
能力提升—2021-2022学年高二物理人教版选修3-1单元测试
考试时间：90分钟
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）
1.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此(
?
)
A.电动势是一种非静电力
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压
2.（多选）有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是(
)
A.它们的电阻之比
B.通过它们的电流之比
C.电子在两段电阻丝中定向移动速度大小之比
D.两段电阻丝中的电场强度大小之比
3.（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，关于由环产生的等效电流，下列判断正确的是(
)
A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
C.若使不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大
D.若使不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小
4.用电流表和电压表测量电阻的阻值。如图所示，分别将图a和图b两种测量电路连接到电路中，按照图a连接时，电流表示数为4.50
mA，电压表示数为2.50
V；按照图b连接时，电流表示数为5.00
mA，电压表示数为2.40
V，比较这两次结果，下列说法正确的是(
)
A.电阻的真实值更接近，且大于
B.电阻的真实值更接近，且小于
C.电阻的真实值更接近，且大于
D.电阻的真实值更接近，且小于
5.两导体的关系如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是(
)
A.
B.
C.将与串联后接于电源上，则电流比为
D.将与并联后接于电源上，则电流比为
6.（多选）检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度的增大而减小，某同学用该气敏电阻设计了图示电路，R为变阻器，间接报警装置。当间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则(
)
A.煤气浓度越高，间电压越大
B.煤气浓度越高，流过的电流越小
C.煤气浓度越低，电源的功率越大
D.调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
7.（多选）一个T形电路如图所示，电路中的电阻。另有一测试电源，电压为100
V，则(
)
A.当端短路时，之间的等效电阻是
B.当端短路时，之间的等效电阻是
C.当两端接通测试电源时，两端的电压为25
V
D.当两端接通测试电源时，两端的电压为80
V
8.把一个电流计接成如图所示电路。三个端点，一次连接两个端点，一次连接两个端点，已知改装之后的电流表有两个量程：0~0.1
A和0~1
A。已知电流计内阻，电流计满偏电流。下列判断正确的是(
)
A.连接两个端点，量程是0~1
A；连接两个端点，量程是0~0.1
A；
B.连接两个端点，量程是0~1
A；连接两个端点，量程是0~0.1
A；
C.连接两个端点，量程是0~0.1
A；连接两个端点，量程是0~1
A；
D.连接两个端点，量程是0~0.1
A；连接两个端点，量程是0~1
A；
9.如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,灯泡L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则(
)
A.灯泡L变亮,电流表的示数减小
B.灯泡L变亮,电流表的示数增大
C.灯泡L变暗,电流表的示数减小
D.灯泡L变亮,电流表的示数不变
10.如图所示,直线A为某电源的图线,曲线B为某小灯泡L的图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法中正确的是(
)
A.此电源的内阻为0.67Ω
B.灯泡L的额定电压为3V,额定功率为6W
C.把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变小,效率将变低
D.小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小
二、填空题（每空3分，共9分）
11.如图所示电路由8个不同的电阻组成，已知，其余电阻阻值未知，测得间的总电阻为，今将换成的电阻，则间的总电阻变为_______。
12.如图所示，是某同学测量电池的电动势和内阻的实验中得到的图线，则该电池的电动势为___________
V，内阻为___________（结果保留两位有效数字）．
三、实验题（本题共2小题，共24分）
13.（12分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；和是固定电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为250
μA，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1
V挡和5
V挡，直流电流l
mA挡和2.5
mA挡，欧姆挡。
（1）图（a）中的A端与_______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）关于的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。
A.在使用多用电表之前，调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时，调整使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得______________Ω。
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为__________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为__________。（结果均保留3位有效数字）
14.（12分）某探究性学习小组利用如图1所示的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
1.按图1示电路进行连接后,发现aa',bb'和cc'三条导线中,混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b'间电压,读数不为零,再测量a、a'电压,若读数不为零,则一定是__________导线断开;若读数为零,则一定是__________导线断开.
2.排除故障后,该小组顺利完成实验通过多次.改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图像如图2所示。由I1—I2图像得到电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω.
四、计算题（本题共2小题，共27分）
15.（12分）如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且，阻值未知，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）定值电阻的阻值．
（3）滑动变阻器的最大阻值．
（4）上述过程中上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
16.（15分）在如图所示电路中，灯L标有“6
V
3
W”，定值电阻，电源内阻，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为1
A，此时灯L恰好正常发光，试求：
（1）滑动变阻器最大阻值R；
（2）当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器消耗的功率。
答案以及解析
1.答案：C
解析：电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故A、B错误,C正确；闭合电路中电源两端的电压是路端电压，小于电动势，故D错误.
2.答案：AB
解析：长度、材料均相同,两段电阻丝的傲截面的直径之比,则横截面积之比,根据可知,电阻之比,故A正确;两段电阻丝串联.流过它们的电流相等,故B正确;根据电流的微观表达式,则有,电子定向移动速率与横截面积成反比.因此定向移动速度大小之比,故C错误;串联电路,电流相等.电场强度大小,有电场强度大小之比,故D错误.
3.答案：AB
解析：截取圆环的任一横截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量为Q，
则有
又，所以，由上式可知，选项A、B正确。
4.答案：B
解析：由题意可知：，电流的变化量大，电压表分流对实验影响较大，电流表应采用内接法，即题图a所示接法，则电阻测量值为。由于电流表采用内接法，电压测量值偏大，电阻测量值大于真实值，则电阻真实值小于，故B正确。
5.答案：A
解析：根据图像知，图线的斜率大小等于电阻阻值的倒数，所以，故A正确，B错误；串联电路中的电流处处相等，所以将与串联后接于电源上，电流比，故C错误；并联电路中各支路电压相等，电流比等于各支路电阻阻值的反比，所以将与并联后接于电源上，电流比，故D错误。
6.答案：AD
解析：煤气浓度越高气敏电阻阻值越小，电路总电阻越小，由欧姆定律可知，电路中的电流I越大，变阻器两端电压越大，即间电压越大，故A正确，B错误；煤气浓度越低，气敏电阻阻值越大，电路总电阻越大，电路中的电流I越小，电源功率越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时间的电压，会影响报警装置的灵敏度，故D正确。
7.答案：BCD
解析：当端短路时，间电路的结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为
故A错误；
当端短路时，之间电路结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为
故B正确；
当两端接通测试电源时，两端的电压等于电阻两端的电压，则
故C正确；
当两端接通测试电源时，两端的电压等于电阻两端的电压，为
故D正确。
故选B、C、D。
8.答案：B
解析：根据电流表的改装原理可知，接时，起分流作用，为一支路，G与串联为一支路，最大电流，同理，接时，为一支路，起分流作用，G为一支路，最大电流，可知，故连接两个端点，量程是0～1
A；连接两个端点，量程是0~0.1
A；联立解得，故B项正确，A、C、D项错误。
9.答案：A
解析：滑动变阻器的滑片向b端滑动,可知电阻变大,外电阻变大,干路电流减小,电流表的示数减小,路端电压变大,灯泡变亮,故选A.
10.答案：B
解析：由题图可知,电源的电动势,内阻,故A错误;两图线的交点表示小灯泡L与电源连接时的工作状态,由于灯泡正常发光,则知灯泡的额定电压,额定电流,则额定功率为,故B正确;正常发光时灯泡L的电阻,换成一个1Ω的定值电阻,可知其电附更接近电源的内阻,电源的输出功率将变大,根椐闭合电路欧姆定律可知外电阻减小,路端电压减小,电源效率减小,故C错误;灯泡的温度随通过电流的增大而升高,电阻随温度的升高而增大,故D错误.
11.答案：
解析：题中电路是由多个电阻组成的混联电路，若用串并联电阻的公式分析，则相当复杂。
把以外的电阻看作一个整体，它的等效电阻为，则
，把代入解得。
将换成的电阻时，其与并联，故间的总电阻为。
12.答案：(1).
1.5(2).
0.83
解析：
13.答案：（1）黑
（2）B
（3）160；880
（4）1.47
mA；；2.95
V
解析：（1）根据欧姆表原理可知黑表笔接高电势。
（2）是欧姆调零电阻，故B正确。
（3）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以；换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与并联组成新表头，新表头的内阻，新表头的量程是1
mA，所以。
（4）若此时B端是与“1”相连的，则为量程是2.5
mA的电流表，则多用电表读数为1.47
mA；若此时B端是与“3”相连的，则为欧姆表，读数为；若此时B端是与“5”相连的，则为量程是5
V的电压表，读数为2.95
V。
14.答案：1.aa';bb';
2.1.4(1.36～1.44均可);0.5(0.4～0.6均可)
解析：1.根据,导线电阻R等于零,所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差,若一根导线两端有电势差,则导线断开。据此可推断出导线是完整的还是断开的。
2.将电流表和串联当成电压表使用,电压测量值,根据闭合电路欧姆定律有,整理得,由题图可知,纵轴截距,,斜率的绝对值表示,即,解得。
15.答案：（1）由闭合电路的欧姆定律得：，将图象中A、B两点的电压和电流代入得：和，解得，；
（2）当的滑片滑到最右端时，、均被短路，此时外电路电阻等于，且对应于图线上的B点，故由B点的U、I值可求出的阻值为：
（3）当的滑片置于最左端时，阻值最大，设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出：，又，代入数据得滑动变阻器的最大阻值；
（4）调到最大值时，两端的电压达到最大值，消耗的功率也达最大，由于此时对应于图上的A点，故电路中的总电流，两端的最大电压为，消耗的最大功率为：；当的滑片从最左端滑到最右端时，外电路和总电阻从小于电源内阻r变至大于r，当外阻和内阻相等时，电源输出功率最大，其值为。
解析：
16.答案：（1）
（2）2
A
（3）3.84
W
解析：（1）灯L的电阻为
当P滑到最下端时，被短路，灯L与整个滑动变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为
。
通过滑动变阻器R的电流为
则，即得滑动变阻器最大阻值
。
（2）电源的电动势
当P滑到最上端时，灯L、滑动变阻器R及电阻都被短路，此时电流表的读数为
。
（3）P位于滑动变阻器的中点时，灯L与并联后再与串联，此时
总电流为
并联部分两端的电压为
滑动变阻器消耗的功率为
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