第四章 闭合电路 单元能力培优达标卷 （word版含答案）

第四章《闭合电路》单元能力培优达标卷
一、单选题
1．关于电源的电动势，下列说法正确的是（　　）
A．在某电池的电路中每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 V
B．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多
C．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大
D．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的
2．多用电表在选择不同的挡位时，在电路中有不同的连接方式，则下列叙述正确的是（　　）
A．当多用电表调至电压挡时按电路图甲连接，然后闭合开关
B．当多用电表调至电流挡时按电路图乙连接，然后闭合开关
C．当多用电表调至欧姆挡时按电路图丙连接，然后闭合开关
D．当多用电表测量二极管的反向电阻时，按电路图丁连接
3．在如图所示的电路中，、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，当电阻箱电阻为时，通过它的电流为；当电阻箱电阻为时，通过它的电流为；当通过电阻箱的电流为时，电阻箱的电阻为（　　）
A． B． C． D．
4．某家庭电路简化后如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．a线是零线，b线是火线
B．电能表是测量用电器总功率的
C．电路中的用电器都是并联在电路中的
D．三孔插座中上边的那个孔可以不接地
5．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数增大
B．电流表示数减小
C．有电流向上流过A点
D．电压表和电流表示数变化量之比保持不变
6．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一小灯泡的U—I图线。曲线Ⅲ与直线I、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5，3.75)、Q(6，5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，下列说法不正确的是（ ）
A．电源1、电源2的内阻之比为3：2
B．电源1与电源2的电动势之比为1：1
C．在这两种连接状态下、小灯泡的电阻之比为R1：R2= 10：9
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为P1：P2= 5：8
7．如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，、、为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，开关闭合时，平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。选地面为零电势参考面，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（　　）
A．电阻消耗的功率增大
B．带电小液滴的电势能增加
C．电源的效率减小
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则
8．用如图所示的电路测定电池的电动势和内阻，由于电表内阻的影响，关于电动势的真实值E0与测量值E及电池内阻的真实值r0与内阻的测量值r的说法正确的是（　　）
A．E0＞E，r0＞r B．E0＝E，r0＜r
C．E0＝E，r0＞r D．E0＜E，r0＜r
9．如图，电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势及S1、S2都断开时电源的总功率分别为（　　）
A．， B．，P0 C．，P0 D．， P0
10．如图甲所示，电路中电源电压为E，电源内部存在电阻为r，平行板电容器C的两极板水平放置，如图乙所示为一块长、宽、厚分别为、、（）的均匀的长方体导体，其中、、、为导体接线柱。当接线柱、与、连接时，闭合电键，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．若将接线柱、改为与、连接，则（　　）
A．导体电阻不变 B．导体两端电压减小
C．电容器所带电量增加 D．油滴向上运动
二、多选题
11．如图，为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为，调零电阻为，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是（　　）
A．不使用时应把选择开关旋转到OFF位置或交流电压的最高档
B．接表内电池负极的应是红表笔，测量时遵循“红进黑出”原则
C．电阻挡对应的刻度不均匀，且“”刻度一般在刻度盘的右端
D．每次换电阻倍率档时，都需重新欧姆调零
12．如图甲所示，R为电阻箱（0~99.9 Ω），置于阻值最大位置，Rx为未知电阻。（1）断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－图线；（2）断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1=1.0A；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2=0.8A，据以上数据可知（　　）
A．电源电动势为2.0V
B．电源内阻为0.25Ω
C．Rx的阻值为1.5Ω
D．S1断开、S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率增大
13．如图（a）所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示。不考虑电表对电路的影响，则（　　）
A．定值电阻R0为2Ω
B．电源内阻r为10Ω
C．电源电动势E为3.6V
D．定值电阻R0的最大电功率为0.9W
14．如图所示，在竖直放置的平行板电容器的金属板内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为。为定值电阻，、为滑动变阻器。闭合开关S，电流表和电压表的示数分别为I和U。已知电源电动势E和内阻r一定，电表均为理想电表。下列说法正确的有（　　）
A．小球带正电
B．将滑片向右移动，角变大
C．将滑片向右移动，U与I的比值变大
D．将滑片向右移动，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
15．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　）
A． B．、和均不变
C．热敏电阻的功率可能一直减小 D．带电液滴一定向下加速运动
三、实验题
16．小明在超市中发现两种品牌的5号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。
（1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（，内阻约为）
B．电流表（，内阻为）
C．电流表（，内阻为）
D．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）
E．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）
实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母）
（2）小明应该选择的实验电路是图___________（填“甲”或“乙”）。
（3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池的电动势___________V，内阻___________。（结果均保留两位小数）
（4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明继续对Ⅰ、Ⅱ两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出了下列的和图像。下列各图中可能正确的是___________。（填正确答案标号）
A． B． C． D．
17．多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图。
（1）通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池，R3是电池内阻，R6是欧姆调零电阻，AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻，表头G的满偏电流为20 mA，内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg，R4=360 Ω，R5=1600 Ω。 关于此多用电表，下列说法正确的是___________；
A．图中B是红表笔
B．当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1时的量程比接2时大
C．当S接触点3时，多用电表处于测量电阻的挡位，倍率越大，滑动变阻器接入阻值越大
D．当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接4比接5时量程大
（2）该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V（计算结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的___________（填“×1”“×10”或“×1K”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有：待测电源（电动势约为8V）， 定值电阻R0=8.0 Ω，多用表一只，电阻箱一只，连接实物如图丁所示，测得并记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则内阻r= ___________Ω（结果保留三位有效数字）。
四、解答题
18．如图中，R1=2Ω，R2= R3＝6Ω，滑动变阻器全值电阻为R4= 6Ω，电源内电阻r=1.0Ω。当滑键P移至A端时，电压表读数为5 V。
求：（1）电源的电动势；
（2）滑键P在A端时电源的效率；
（3）滑键P在B端时电源的效率。
19．如图所示的电路中，电源电动势E=8V，内阻r=1Ω，定值电阻R1（未知），R4=3Ω，R2=6Ω，电容器的电容C=4×10-5F，电流表A是理想电流表，闭合开关S，当电阻箱R3的接入阻值为2Ω时，电容器的带电量Q1=2.4×10-4C，求：
(1)R1的阻值；
(2)把电流表A换成理想电压表V，闭合开关S，当电压表V的示数为0，则电阻箱R3的接入阻值为多少？
20．在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片在最左端a时，电压表和电流表示数分别为，；当其滑片在最右端b时，电压表和电流表示数分别为，。求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值；
（3）电源的最大输出功率。
21．一电路如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，A、B为平行板电容器，其电容，虚线到两极板间距离相等，极板长，两极板的间距。
（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过的总电荷量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入电场中，刚好沿虚线做匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入，能否从板间射出电场？若能，请说明理由；若不能，求出粒子将打在何处？（要求写出计算和分析过程，g取，结果可保留根号。）
参考答案
1．D
【详解】
A．由电动势的定义可知，当通过单位电荷时转化的电能为2J，即电源的电动势为2V，A错误；
B．电源所能提供的电能与电动势无关，它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的，B错误；
C．电源的电动势与外电路无关，C错误。
D．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．测电压时，多用电表的红表笔应接在待测电阻的高电势点，A错误；
B．测电流时应将待测电阻与多用电表串联，且电流应从红表笔进入、从黑表笔流出， B正确；
C．测电阻时，应将待测电阻与电路断开后测量， C错误；
D．因为多用电表的黑表笔与内部电池的正极相连，所以测量二极管反向电阻时，应将黑表笔与二极管的负极相连， D错误。
故选B。
3．C
【详解】
把电阻箱之外的电路设为一个电源，设整体的电动势为E，内阻为r，则有
联立解得
当，根据
可得
故选C。
4．C
【详解】
A．用电器的开关应该接在火线上，所以和开关相连的那根线是火线，即a线是火线，b线是零线，故A错误；
B．电能表是测量电路中消耗的电能的仪器，不是测量电功率的，故B错误；
C．家庭电路中各个用电器是并联的关系，故C正确；
D．三孔插座的上边的那个孔必须接地，防止带有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
AB．当环境温度升高时，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内阻和R1两端电压变大，则R2电压减小，即电压表读数减小，AB错误；
C．由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，C错误；
D．由于
则
即电压表和电流表示数变化量之比保持不变，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．在电源的U—I图象中，图象的斜率的绝对值表示电源的内电阻，根据电源U—I图线可知，电源1．电源2的内阻分别为
r1 = Ω = Ω，r2 = Ω = Ω
则
r1：r2 = 3：2
A正确，不符合题意；
B．U—I图象的纵轴截距表示电动势，故
E1 = E2 = 10V
即电源1与电源2的电动势之比是1：1，B正确，不符合题意；
CD．灯泡的U—I图线与电源的U—I图线的交点即为灯泡与该电源连接时的工作状态，则连接电源1时
U1 = 3.75V，I1 = 5A
故灯泡消耗的功率为
P1 = U1I1 = 18.75W
灯泡的电阻
R1 = = Ω = 0.75Ω
连接电源2时
U2 = 5V，I2 = 6A
故灯泡消耗的功率
P2 = U2I2 = 30W
灯泡的电阻
R2 = = Ω
故
R1：R2 = 9：10，P1：P2 = 5：8
C错误，符合题意、D正确，不符合题意。
故选C。
7．D
【详解】
A．由图可知，与滑动变阻器串联后与并联，再与串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流减小；路端电压增大，同时两端的电压也减小；故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过的电流增大，故电流表的示数减小；根据
电阻消耗的功率减小，A错误；
B．电压表的示数变大，金属板板间的电场变强，电场力变大，电场力大于小液滴的重力，则小液滴向上运动，电势能减小，B错误；
C．由于路端电压变大，根据
可知电源效率增大，C错误；
D．根据电路可知
很容易看出
由于
有
D正确。
故选D。
8．B
【详解】
设（U1，I1）、（U2，I2）为两组测量值，由闭合电路的欧姆定律得关于E和r测量值的方程为
解方程组得
考虑到电流表的分压作用，由闭合电路的欧姆定律可知
求得准确值
比较两种情况下的最终表达式可以看出
故B正确，ACD错误。
故选B。
9．B
【详解】
当电键S1断开、S2 闭合时，由闭合电路欧姆定律有
当S1闭合、S2断开时，由闭合电路欧姆定律有
联立，可得
当S1、S2都断开时电源的总功率为
故选B。
10．B
【详解】
A．均匀长方体导体，当接、时
当接、时
因为所以
A错误；
BC．当接线柱、与、连接改接为、连接，电阻值减小，即外电阻减小，则外电压减小，即导体和电容器两端的电压变小，根据
电容不变，则电容器所带电量减小，C错误B正确；
D．根据
电容两端电压变小，则内部场强变小，油滴受到的电场力变小，因为与、连接时静止，则改接后，油滴向下运动，D错误。
故选B。
11．ABD
【详解】
A．不用时要将选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡，严禁把开关置于欧姆档，故A正确；
B．接表内电池负极的应是红表笔，测量时遵循“红进黑出”原则，故B正确；
C．欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧，故C错误；
D．每次换电阻倍率档时，都需重新欧姆调零，故D正确。
故选ABD。
12．AD
【详解】
AB．断开S2，闭合S1，由闭合电路欧姆定律有
E=I（R＋r）
则
可知R－图线斜率等于电源电动势E=2.0V，在纵轴的截距绝对值等于电源内阻r=0.5Ω，A正确，B错误。
C．断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1=1.0A，由
E=I（R＋r）
可知R=1.5 Ω；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，由闭合电路欧姆定律有
E=I（R＋Rx＋r）
此时电流表的示数为I2=0.8A，Rx=0.5Ω，C错误。
D．S1断开，S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率增大，D正确。
故选AD。
13．CD
【详解】
A．定值电阻两端的电压随电流的增大而增大，由图线的斜率得
故A错误；
B．电压表V2测得是电源的路端电压，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻
故B错误；
C．当电流为0.1A时，电压表V2的读数为3.4V，根据闭合电路欧姆定律
故C正确；
D.当滑动变阻器的阻值为0时，电路电流最大
定值电阻的最大功率
故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
A．由平衡条件可知，小球受到的电场力方向向左，闭合开关S后，电容器左板带负电，右板带正电，板间场强方向向左，而小球所受的电场力方向向左，因此小球带正电，故A正确；
B．将滑片向右移动，则变大，根据“串反并同”规律可知与串联关系得电容器两端的电压减小，则电容器内部的电场强度减小，小球所受电场力变小，则角变小，故B错误；
C．电路稳定后，电容器相当于断路，所以滑片向右移动，不改变电路的结构，所以U与I的比值不变，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得
得
所以将滑片向右移动，即增大，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D正确。
故选AD。
15．BC
【详解】
A．在温度降低的过程，热敏电阻阻值变大，回路中电流变小，则R两端电压变小；又因为路端电压变大，两端电压一定变大，且两端电压变化的绝对值大于R电压变化的绝对值，故A错误；
B．根据欧姆定律可得
可知保持不变
根据闭合电路的欧姆定律可得
得
可知保持不变
根据闭合电路的欧姆定律可得
可知不变，故B正确；
C．在温度降低的过程，热敏电阻阻值变大，若热敏电阻在变化过程中始终大于R+r，则热敏电阻的功率一直减小，故C正确；
D．带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以分的电压也就变小，而路端电压增大，故读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故D错误。
故选BC。
16．C D 乙 1.50（1.49～1.51均可） 0.33（0.30～0.40均可） AD
【详解】
（1）[1][2]干电池的电动势约为，本实验要求电流不可过大，故电流表选择量程为的C；滑动变阻器应选D，若滑动变阻器选E，由于总阻值较大，则滑片滑动时移动范围小，不方便调节。
（2）[3]由于电流表内阻已知，采用乙图电路，电流表分压造成的系统误差可以消除，故选乙图。
（3）[4][5]由
可得，图线Ⅰ的纵截距为
斜率的绝对值，减去电流表的内阻，即电池的内阻为
（4）[6]根据公式
可知内、外电阻相等时输出功率最大，且Ⅱ品牌电池内阻较大，又由
可知，Ⅱ品牌电池最大输出功率较小，A正确，B错误；
输出功率
可知图线应为开口向下的抛物线，又由
可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，C错误，D正确。
故选AD。
17．ABC 3.00V 1.00
【详解】
（1）[1]A.图中B接3接线柱时，由于B连接的是电源负极，根据电流从红表笔流入，从黑表笔流出，因此B为红表笔，故A正确；
B.当S接触点1或2时，且电路中没有电源，由于表头和电阻并联，故改装成了电流表，且接1时左边的电阻为分流电阻，即一个电阻为分流电阻；接2时两个电阻串联后为分流电阻，所以S接1时分流电阻小，故接1时的量程更大，故B正确；
C.当S接点3时，电表内部有电源，故多用表为欧姆表，倍率越大时，同样的待测电阻时表头指针偏转越小，欧姆表的内阻越大，接入的滑动变阻器阻值越大，故C正确；
D.当开关S接4或5时，多用表为电压挡，但接4时分压电阻为一个电阻，即左边的电阻；接5时两个电阻串联后的总电阻为分压电阻，所以接5时分压电阻的阻值要大，故接5时量程更大，故D错误。
故选ABC；
（2）[2]由I-R图线知，当满偏时
当电阻为R1=150Ω时，电流值等于满偏电流的一半，此时
解得
E=3.00V
[3]通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω，则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）[3]根据丙图和闭合电路欧姆定律可知
整理可得
结合图像的截距和斜率可知
解得
E=8.33V
r=1.00Ω
18．（1）6V；（2）83.3%；（3）66.7%
【详解】
（1）P移至A端时，R3被短路。等效电路如图所示
外电路的总电阻为
电路中总电流为
A
电源的电动势为
E＝ U十Ir＝ 6V
（2）电源的效率为
P在A端时，电源的效率为
（3）P在B端时，当P移至B端时，R2、R3、R4均被短路，则电源的效率为
19．(1)2Ω；(2)1Ω
【详解】
(1)电路的结构特点可知，R1、R3并联的电阻
R2、R4并联的电阻
则
由闭合电路欧姆定律
得
解得
R1=2Ω
(2)当电压表的示数为0，电路的结构特点是R1、R2串联，R3、R4串联，如图所示
b、c两点的电势差为0，则有
近一步可得
由串联电阻电流相等，结合欧姆定律可得
综合比较可得
解得电阻箱的接入阻值
R3=1Ω
20．（1），；（2），；（3）2.0W
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律可知
联立解得
（2）当滑动变阻器滑片滑到最右端时，满足
当滑动变阻器滑片滑到最左端时，满足
联立解得
（3）外电阻的范围为：80Ω≥R总≥8Ω，而内电阻r=10Ω在此范围内。所以当R外=r=10Ω时，电源的输出功率最大
P出max==2.025W≈2.0W
21．（1）；（2）不能从电场中射出，距左端处
【详解】
（1）S断开时
电阻两端电压为
S闭合后，外电阻为
路端电压为
此时电阻两端电压为
则流过的总电荷量为
（2）设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则
解得
设微粒不能从电场中射出，则竖直方向的位移为
水平方向
所以，假设成立，微粒不能从电场中射出。将射中B极板，距左端处。
试卷第1页，共3页