2021-2022学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册第二章 电路及其应用 单元测试卷(Word版含答案)

第二章 电路及其应用 单元测试
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选顶中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列关于电源电动势的认识中，你认为正确的是（　　）
A．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化
B．1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池大，但电动势相同
C．电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领，电源把其他形式能转化为电能越多，电动势越大
D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但单位相同，所以物理意义也相同
2．两导体的I-U图像关系如图所示，图线1表示的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（　　）
A．两个导体均为非线性元件
B．R1：R2=3：1
C．R1：R2=1：3
D．若将两个电阻并联后接于电源上，则流过的电流I1：I2=1：1
3．用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为和的电流表，串联后用来测量的电流，则（　　）
A．两表头的指针的偏角不相同，示数不同，示数之比1：2
B．两表头的指针的偏角不相同，示数相同，偏角之比2：1
C．两表头的指针的偏角相同，示数不同
D．两表头的指针的偏角相同，示数相同
4．如图甲所示，将3个相同规格的小灯泡L1、L2、L3接在输出电压恒为直流电源上，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．开关S闭合后下列判断正确的是（　　）
A． L1电流为L2电流的2倍 B． L1、L2、L3、的电阻相等
C．此时 L1的电阻大于 D．此时 L2消耗的电功率为
5．下列说法中正确的是（ ）
A．电流的微观解释式中的是自由电子热运动的平均速率
B．如果用表示电流，表示时间内通过面积的电荷量，则通过这一导体横截面积的电子数为
C．由可知，导体的电阻跟导体两端的电压成导体横截正比，跟导体中的电流成反比
D．由公式可知，电阻率仅与导体的电阻、导体的长度和横截面积有关
6．如图所示，电源的输出电压恒定。将一根粗细均匀由同一材质做成的导线，接入两接线柱a、b之间，闭合开关S，理想电流表的示数为。断开开关，取下导线，将它均匀拉升到原来长度的2倍，记为导线；再将接入两接线柱a、b之间，闭合开关S。不考虑温度变化对导线电阻大小的影响，下列分析合理的是（　　）
A．导线CD的电阻大小
B．导线电阻是导线电阻的2倍
C．导线接人两接线柱a、b之间，闭合开关S，理想电流表的示数变为
D．导线接入两接线柱a、b之间，闭合开关S，电源的输出功率变为原来的4倍
7．有甲、乙、丙、丁四个电源，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图a、b、c、d所示，现将一个10Ω的定值电阻分别与每个电源的两极接触能使该定值电阻消耗的功率最大的是（　　）
A．甲电源 B．乙电源 C．丙电源 D．丁电源
8．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P从中央向右移动时，电源的（　　）
A．效率一定减小 B．电源输出功率一定减小
C．电压表示数增大 D．电流表示数增大
9．如图甲，为南充某地新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙，为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是（　　）
A．A、B灯都变暗 B．电源的总功率变大
C．电源的输出功率一定变小 D．电源的效率变小
10．如图所示是某种手机电池外壳上的文字说明，则下列说法正确的是（　　）
A．该电池的容量为0.7C
B．该电池待机时的平均工作电流约为
C．与J均属于能量的单位
D．该电池通过静电力做功将其它形式的能转化为电能
11．如图所示的电路中，小灯泡正常发光，当滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离时，若不考虑小灯泡L的电阻变化，下列判断正确的是（　　）
A．小灯泡L变暗 B．电压表V的读数变小
C．电源的总功率变大 D．电源的输出功率变小
12．如图所示是利用电机提升重物的示意图，其中D是直流电动机，电源电动势为30V、内阻为3Ω，定值电阻阻值为6Ω。P是质量为2kg的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，当P以0.80m/s的速度匀速上升时，电压表的示数为12V。g取10m/s2，则（　　）
A．电动机消耗的电功率为30W B．绳对重物做功的机械功率24W
C．电动机线圈的电阻6Ω D．电动机的效率为66.7%
13．如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行．当电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车的主要技术参数，根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是（　　）
A．电动骑行过程中，电动机的工作电流保持5A不变
B．蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为
C．若蓄电池储存能量的用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充满电后，最多可供电动骑行约41m
D．蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动骑行
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分。选对但不全的得1分。有选错的得0分）
14．有两个相同的电流表，允许通过的最大电流（满偏电流）Ig=1mA，表头电阻Rg=60，将它们改装成一个量程为3V的电压表和一个量程为0.6A的电流表，下列说法正确的是（　　）
A．改装成电压表需要串联一个2940Ω的电阻
B．改装成电压表需要串联一个2970Ω的电阻
C．改装成电流表需要并联一个约0.1Ω的电阻
D．改装成电流表需要并联一个约0.05Ω的电阻
15．如图所示电路，是定值电阻，是滑动变阻器，是小灯泡，是电容器，电源内阻为。开关闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（　　）
A．小灯泡变亮 B．电压表示数变大
C．电源的总功率变大 D．电容器所带电荷量增大
16．如图所示的电路中，若把小型直流电动机接入电压为的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是；若把电动机接入的电路中，电动机正常工作，工作电流是，则（　　）
A．电动机线圈内阻为0.5Ω
B．电动机正常工作时的输入功率为2W
C．电动机正常工作时的热功率为1W
D．电动机正常工作时的输出功率为1.5W
三、实验题
17．（7分）某同学用如图甲所示电路，测定一节干电池的电动势和内电阻。请回答下列问题：
（1）在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头应放在滑动变阻器最 _______处（填“左端”或“右端”）；
（2） 试验时准备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器（0-50Ω）
C．电压表（0-3V）
D．电压表（0-15V）
E．电流表（0-0.6A）
F．电流表（0-3A）
其中电压表应选___________，电流表应选___________；（填字母代号）
（3）实验中该同学调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数并在U-I图中描点，如图乙所示，则由图乙可求得这个干电池的电动势E=___________V，内电阻r=________Ω。
18．（7分）小振同学在实验室练习使用多用电表测电阻：
（1）他找来一段电阻丝，先使用螺旋测微器饶有兴致地测了其直径，读数如图（a）所示，则该电阻丝的直径为___________mm
（2）接着他找来多用表来测量该段电阻丝的电阻，请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动___________，使指针对准电流的“0”刻线。（填图b中的“S”、“K”或“T”）
②将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
③将红、黑表笔短接，旋动___________（填图b中的“S”、“K”或“T”），使指针对准电流的___________刻线（填“0”或“满偏电流”）。
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按___________的顺序进行操作，再完成读数测量。
A．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零
C．将K旋转到电阻挡“×100”的位置
D．将K旋转到电阻挡“×1”的位置
（3）正确操作后，读数如图c所示，则阻值为___________Ω（保留3位有效数字）
四、解答题
19．（9分）如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，、为电极，，，，当里面注满某电解液，且、间加上电压后，其图线如图乙所示，当时，电解液的电阻率是多少？
20．（10分）如图甲所示的电路中，R1是滑动变阻器R2是定值电阻。将R1的滑动触头调节至最左端，闭合开关S，调节R1的阻值，得到电压表V1、V2和相应的电流表A的多组数据，用这些数据在同一U-I坐标系中描点、拟合作出图像如图乙所示。已知电压表、电流表均为理想电表，求∶
（1）电源电动势和内阻；
（2）R1的最大功率及此时R1接入电路的阻值。
21．（10分）一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。后轮驱动直流电机车型26英寸额定输出功率，整车质量，额定电压，最大载量，额定电流，请根据如表计算：
规格 后轮驱动直流电机
车型 26英寸 额定输出功率
整车质量 额定电压
最大载量 额定电流
（1）此车电机的内阻；
（2）电机正常工作时的效率；
（3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机的总功率。
22．（12分）如图所示是提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r=2.0Ω，电路中另一电阻R=10Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数UV=110V，g取10m/s2。试求∶
（1）输入电动机的电功率；
（2）若电动机将质量m=100kg的重物匀速竖直向上提升，求该重物的速度大小。（不计空气阻力）
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
A．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，与电路无关，同一个电源接入不同的电路中，电动势会不发生变化，故A错误；
B．干电池的电动势都是1.5V，与体积无关，故B正确；
C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能本领越大，电动势就越大，故C错误；
D．电动势、电压和电势差不但名称不同，物理意义也不相同，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，反映了电源内部非静电力做功的本领，电压和电势差是两点之间电势的差，它们只是单位也相同，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．两个导体均为线性元件，所以A错误；
BC．根据
所以
R1：R2=1：3
则B错误；C正确；
D．若将两个电阻并联后接于电源上，根据并联电路特点，电流与电阻成反比，则流过的电流之比为
I1：I2=3：1
所以D错误；
故选C。
3．B
【详解】
当两个电流表串联使用时，通过两表的电流是相同的，所以两表刻度盘上的示数是相同的，由于两个电流表是用相同的表头改装的，而通过两表头的电流是不同的，所以指针偏转角度不同；因量程之比为1：2，要两表示数相同则偏角之比应为2：1。
故选B。
4．D
【详解】
A．输出电压恒为直流电源，电源内阻不计，由题意可知L2、L3的电压相等，都为1.5V，L1电压为3.0V，由图乙可知，流经L2、L3的电流为0.2A，流经L1的电流为0.25A，A错误；
BC．由欧姆定律可得，L1的电阻
L2、L3的电阻
BC错误；
D．由电功率公式可得L2消耗的电功率为
P2=U2I2=1.5×0.2W=0.3W
D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．电流的微观解释式
中的是自由电子定向移动的平均速率，A错误；
B．如果用表示电流，表示时间内通过面积的电荷量，则通过这一导体横截面积的电子数为，B正确；
C．导体的电阻是由导体本身决定的，与导体两端的电压以及导体中的电流无关，C错误；
D．电阻率仅与导体的材料有关，与导体的电阻、导体的长度和横截面积均无关，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．导线的电阻
选项A错误；
B．将导线均匀拉长至原来的2倍，导线的横截面积变为原来的，不考虑温度的影响，根据电阻定律，导线的电阻变为原来的4倍，选项B错误；
C．在电压不变的情况下电路中的电流变为原来的，选项C正确；
D．再根据
电路中的电功率变为原来的，选项D错误；
故选C。
7．D
【详解】
由闭合电路欧姆定律可得
所以图像纵轴的截距为电源电动势，斜率绝对值为内阻，因此可知四个电源的电动势都为15V，由图可知丁电源的内阻最小，定值电阻消耗的电功率
可知内阻越小，R消耗的功率越大，所以使定值电阻消耗功率最大的电源是丁，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．C
【详解】
CD．由电路图可知，当滑动变阻滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小，电流表示数减小，外电压
U=E-Ir
可知外电压增大，电压表示数增大，故C正确，D错误；
B．当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故B错误；
A．电源的效率
电源内阻r不变，滑动变阻器阻值R变大，则电源效率增大，故A错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，故电路总电流增大，消耗在内阻上的电压增大，路端电压减小，A灯变暗，由于R0两端的电压增大，B灯两端的电压减小，B灯变暗，故A正确；
BC．电源电动势不变，电路总电流增大，电源的总功率
P=EI
变大，但是不知道电源内阻与外电路的电阻的关系，则无法判断输出功率的变化，故B正确，C错误；
D．电源的效率为
路端电压减小，电源的效率变小，故D正确；
此题选择不正确的选项，故选C。
10．B
【详解】
A．该电池的容量为
故A错误；
B．该电池待机时的平均工作电流约为
故B正确；
C．是电荷量的单位，J是能量的单位，故C错误；
D．该电池通过非静电力做功将其它形式的能转化为电能，故D错误。
故选B。
11．A
【详解】
ABC．当滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电源的总功率减小，电源内电压减小，路端电压增大，电压表V的读数增大，R两端电压增大，通过R的电流增大，所以通过L的电流减小，L变暗，综上所述可知A正确，BC错误；
D．设电源的电动势为E，内阻为r，电路外电阻为R，则电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。由于不知道开始时R与r的关系，所以当滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离时，电源的输出功率不一定变小，故D错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．电路中的电流
根据电功率关系式有
故A错误；
B．以物体为研究对象，由于物体匀速上升，有
联立解得
故B错误；
C．根据功能关系有
联立解得
故C错误；
D．电动机的效率
故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．由P=UI可得，电动机的额定电流：I电动机= =5A，因电动机行驶过程中不一定以额定功率行驶，所以，电动机的工作电流不一定是5A，故A错误；
B．蓄电池一次充足电后放电时可输出的最多电能：W电=U电I电t电=48V×12A×3600s=2.0736×106J，故B错误；
C．每次充电可以给电动机提供的电能：W机械=W电×80%=2.0736×106J×80%=1.65888×106J，因电动车匀速行驶，所以，受到的牵引力F=f=40N，由W=Fs可得，最远行驶的距离：s= =41472m≈41km，故C正确；
D．由I=可得，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间：t= ═2.4h，因电动车行驶时，蓄电池不能完全放电，所以，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间小于2.4h，故D错误．
14．AC
【详解】
AB．若改装成电压表，则串联电阻的阻值为
故A正确，B错误；
CD．若改装成电流表，则并联电阻的阻值为
故C正确，D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
AB．闭合开关S后，当滑动变阻器触头P向上移动时，R2增大，外电路总电阻增大，干路中电流减小，则小灯泡亮度变暗，电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数变大，故A错误，B正确；
C．电源的总功率为
干路电流I减小，则电源的总功率变小，故C错误。
D．电路稳定时电容器的电压等于R2的电压，根据串联电路电压分配规律可知，R2增大，电容器的电压增大，则电容器所带电荷量增大，故D正确。
故选BD。
16．ABD
【详解】
A．电动机接入电压为时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻
A正确；
B．电动机接入电压为的电路时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得电动机正常工作时的输入功率为
B正确；
C．电动机正常工作时的热功率
C错误；
D．由能量守恒，电动机的输出功率
D正确。
故选ABD。
17．左端 C E 1.48 0.86
【详解】
（1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即左端
（2） 电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择C
电路中的电流较小，因此电流表选择0.6A量程的E
（3）根据描点，做出图像如图
由图示电源U-I图像可知，电源电动势
图像中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为
18．0.641mm（0.640mm~0.642mm均可） S T 满偏电流 DBA 12.0
【详解】
（1）螺旋测微器读数为
d=0.5mm+14.1×0.01mm=0.641mm
（2）①使用电表前应先进行机械调零，即调节S，使指针对准电流的“0”刻线。
③将多用电表调节到欧姆档后，进行欧姆调零，当两表笔短接时，电路处于通路状态，此时，相当于待测电阻为0，电流应为满偏状态，即调节T，使指针对准电流的满偏电流。
④指针偏转角度过大，则待测阻值较小，说明挑选量程较大，应尽量使指针位于表盘中央左右位置，则应选用更小的量程，即将K旋转到电阻挡“×1”的位置，然后再次进行欧姆调零，最后进行测量，故挑选后的顺序为DBA。
（3）如图c，档位为“×1”，则读数为12.0Ω。
19．
【详解】
由题图乙可求得时，电解液的电阻为
解得
由电阻定律
联立解得
20．(1)；(2)，
【详解】
(1)由图可知
取图中两组数据，由闭合电路欧姆定律得
联立解得
(2)当的阻值为
时功率最大，为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由表格读出电机的额定电压，额定电流，额定输出功率为，电机输入的是电功率，总功率等于电功率，则有
根据能量守恒得，内部发热功率为
又
则有
解得
（2）电机正常工作时的效率为
（3）在额定电压下，电机突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，则有
22．(1)550W；(2)0.5m/s
【详解】
(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压为
流过电阻R的电流为
通过电动机的电流为
电动机的分压为
输入电动机的功率为
(2)电动机的发热功率为
电动机输出的机械功率
又因
所以
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