2023-2024年鲁科版必修3 第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元测试B卷（含解析）

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2023-2024年 鲁科版必修3 第四章《闭合电路欧姆定律与科学用电》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
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评卷人得分
一、单选题
1．我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是（　　）
A．20，0.24V B．20，0.60V
C．30，0.24V D．30，0.60V
2．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（　　）
A．R1接在电源上时，电源的效率高 B．R2接在电源上时，电源的效率高
C．R1接在电源上时，电源的输出功率大 D．电源的输出功率一样大
3．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，（电压表和电流表均视为理想）下列结论正确的是（ ）
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变小
C．电流表读数变大
D．电容器C上电荷量减小
4．如图a是某一点电荷形成的电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图b所示，则以下说法中错误的是（　　）
A．A、B两点的电场强度是
B．A、B两点的电势是
C．负电荷q在A、B两点的电势能大小是
D．此电场一定是正点电荷形成的电场
5．某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是（　　）
A．电源的电动势，内阻
B．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为，纵坐标之比一定为
C．电源的最大输出功率
D．在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系
6．如图为某控制电路，主要由电源（E、r）与定值电阻R1、R2及碳膜电位器（即滑动变阻器）R连接而成，L1、L2是红绿两指示灯；闭合开关S，当电位器的触头由弧形碳膜的中点顺时针滑向b端时（ ）
A．L1指示灯变亮
B．L2指示灯变暗
C．电流表示数变小
D．电容器C带电量增大
7．如图电路中，为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器的滑片，V、V1、V2和A四个电表的示数分别记为、、和，则必有（　　）
A． B．
C． D．
评卷人得分
二、多选题
8．在如图（a）所示的电路中，Rl为定值电阻，R2为滑动变阻器，电表均为理想电表．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端，两个电压表读数随电流表读数变化的图线如图（b）所示．则（ ）
A．电源内电阻的阻值为10Ω
B．电源的最大输出功率为1.8W
C．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
D．图线甲是电压表V2读数随电流表读数变化的图线
9．下列有关说法正确的是（　）
A．多个电阻并联时，其中任何一个电阻增大，总电阻减小
B．电源电动势等于内、外电路电压之和，所以它的大小与外电路的组成有关
C．通过一个导体的电流是5A，经过4min通过该导体横截面的电荷量是1200C
D．电枢线圈电阻为2Ω的直流电动机，正常工作时两端电压为36V，通过的电流为4A，该电动机的输出功率为112W
10．下图为测量电源电动势和内阻时根据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，C、E分别是图象上工作点D对应的纵坐标和横坐标，由图可知(　　)
A．的值表示外电路电阻的大小
B．的值表示电源内阻的大小
C．的值表示电源效率
D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率
11．如图所示为汽车中简化的启动电路。已知蓄电池的电动势为12V，只闭合S1时，电流表示数为5A，电压表示数为11.8V，再闭合S2启动电动机工作时，电流表示数变为3A，电流表和电压表均为理想电表，不考虑车灯电阻随温度变化，则（　　）
A．蓄电池的内阻为0.04Ω B．闭合S2后电压表示数为4.92V
C．通过启动电动机的电流为120A D．启动电动机的线圈电阻为0.59Ω
第II卷（非选择题）
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三、实验题
12．用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表V（量程）； B．电流表（量程）；
C．电流表（量程）； D．定值电阻（阻值，额定功率）；
E．滑动变阻器R（阻值范围，额定电流）；
（1）电流表应选 （填器材前的字母符号）
（2）试在图乙中画出连线，将器件按图甲的原理图连接成实验电路．
（3）根据实验数据作出图象（如图乙所示），则蓄电池的电动势 V，内阻 ．
13．某物理研究小组尝试利用图甲所示电路测量一节干电池（电动势约1.5 V，内阻为几欧姆）的电动势和内阻。其中：电流表A（量程IA=200 mA，内阻RA=10 Ω）、电阻箱R（99.99 Ω，额定电流1 A）、定值电阻R0（R0=5 Ω）。
闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，读出对应的电流表的读数I。然后再把相应的数据转换成和，填入如下表格中。
数据组 1 2 3 4 5 6 7
/（×10-2Ω-1） 2.5 3.3 4.0 5.0 6.7 8.3 10.0
/A-1 15.5 16.0 16.4 17.0 18.0 19.0 20.0
回答下列问题：
(1)请把第4组数据点补充在 图中，并画出 的图线 。
(2)根据 图线求出电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（保留2位有效数字）
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示，是一种测量电源电动势和内阻的电路.已知；，，当电键扳到1位置时，电压表读数为1V；当电键扳到2位置时，电压表读数为1.5V，求：电源电动势E和内阻r。
15．在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，外电阻R为可变电阻箱。闭合开关，若电阻R分别调节到、、，求回路中的电流及外电压。
16．如图甲所示，电源由n个电动势E=1.5V、内阻均为r（具体值未知）的电池串联组成，合上开关，在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示，电表对电路的影响不计。（Ⅰ图为输出功率与路端电压关系曲线；Ⅱ图为路端电压与总电流关系图线；Ⅲ图为电源的输出效率与外电阻的关系图线）
（1）求组成电源的电池的个数以及一个电池的内阻；
（2）求滑动变阻器的总阻值；
（3）写出图Ⅰ、Ⅱ中a、b、c三点的坐标（不要求计算过程）。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：由题意知电源电动势
电源的内电阻
路端电压
故C正确，ABD错误。
答案：C。
2．A
解析：AB．电源的效率
可知效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高。故A正确；B错误；
CD． R1接在电源上时，由图线读出，此时的电压为U，则有
解得
电源的输出功率
R2接在电源上时
由图线读出，此时的电压为，则有
解得
电源的输出功率
则
故CD错误。
答案：A。
3．B
解析：AC.当滑动变阻器滑片向左移动，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻总增大，总电流减小，即电流表读数变小，根据可知灯泡的功率减小，灯泡变暗，故A、C错误；
B.因灯泡内阻大于电源内阻，则滑片向左移动时，外电阻增大，因此电源的输出功率一定减小，故B正确；
D.因总电流减小，则由可知，路端电压增大，根据欧姆定律可知灯泡两端电压及内电压减小，故变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故D错误．
4．D
解析：A．由v-t图像可知，该电荷在A点的瞬时加速度小于B点的瞬时加速度，根据牛顿第二定律可知，该电荷在A点受到的电场力小于它在B点受到的电场力，即
EA＜EB
A正确；
BC．从v-t图像可知，该负电荷从电场中A点运动到B点的过程中，速度减小，即动能减小，根据动能定理可知，电场力做负功，则从A点到B点该负电荷的电势能增加，故
因为负电荷从A点运动到B点电场力做负功，则该电场力方向从B点到A点，而负电荷受电场力方向和场强方向相反，故电场方向从A点到B点，故沿着电场线方向，电势逐渐降低，即
故BC正确；
D．从A到B，电场强度越来越大，则电场线越来越密，故该场源电荷一定位于B的右侧，且为负电荷，即该电场为负点电荷形成的电场，D错误。
本题选择错误的，答案：D。
5．D
解析：A．由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式
PE=EI，Pr=I2r
可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，由图可知，当短路时，电流为3A，总功率P=9W；则由
P=EI
可知
E=3V
内阻
故A错误；
BC．当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点时的电流，此时电流的大小为
最大输出功率的大小为
a、b线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为
功率的大小为
所以横坐标之比为1：2，纵坐标之比为1：4，故BC错误；
D．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系
故D正确。
答案：D。
6．D
解析：AC．电位器的触头由弧形碳膜的中点顺时针滑向b端时，其接入电路的电阻变大，故电路中的总电阻R总变大，根据闭合电路欧姆定律可以知道，电路中总电流减小，路端电压增大；根据电路关系
由于电流表和电阻R1串联一起两端电压为路端电压增大，可知增大，则减小，故电流表示数变大， 指示灯变暗，选项AC错误；
BD．根据
可知，增大，故指示灯变亮，电容器C带电量增大，选项B错误，D正确。
答案：D。
点拨：对于动态电路的分析题，注意电位器的原理与滑动变阻器的原理相同，注意动态电路的分析方法，先整体后局部。
7．B
解析：根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
所以有
，
由于和的大小关系未知，所以无法判断和的关系，但一定有
所以一定有
答案：B。
8．BCD
解析：AD．将滑动变阻器的滑片P从最右端移到最左端，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，R1的电压和电源的内电压增大，则R2的电压减小，所以电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，可知图线乙反映的是电压表V1的示数随电流的变化，图线甲反映的是电压表V2的示数随电流的变化，根据闭合电路欧姆定律得
电压表V2的示数
由图线甲的斜率大小等于 ，由图知
图线②的斜率等于R1，则
则得
A错误D正确；
B．由甲图知：I=0.2A时，U2=4V，则电源的电动势为
当 时电源的输出功率最大，则电源的最大输出功率为
B正确；
C．将Rl看成电源的内阻，当 时，滑动变阻器R2的功率最大，为
C正确。
答案：BCD。
9．CD
解析：A．多个电阻并联时，其中任何一个电阻增大，总电阻增大，故A错误；
B．电源电动势等于内、外电路电压之和，所以它的大小由电源本身决定,与外电路的组成无关，故B错误；
C．通过一个导体的电流是5A，经过4min通过该导体横截面的电荷量是
故C正确；
D．电枢线圈电阻为2Ω的直流电动机，正常工作时两端电压为36V，通过的电流为4A，该电动机的输出功率为
故D正确。
答案：CD。
10．AD
解析：A．由图象可知，D点对应的路端电压大小可以用表示，电路电流可以用表示，外电路电阻
故A正确；
B．段表示电源内电压，表示电路电流，电源内阻
故B错误；
C．电源的效率
故C错误；
D．电源的输出功率
故D正确。
答案：AD。
11．AC
解析：A．根据闭合电路欧姆定律得
解得
A正确；
B．车灯电阻为
闭合S2后电压表示数为
B错误；
C．设闭合S2后干路电流为I3
解得
电动机的电流为
C正确；
D．电动机的输出功率未知，无法求出电动机内阻，D错误。
答案：AC。
12． B 2.10 0.20
解析：（1）[1]由题意可知，电源电动势约为2V，保护电阻为，故电路中的最大电流
所以电流表选B；
（2）[2]器件按图甲的原理图连接成实验电路如下图所示
（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律
由数学知识可知，图像与纵坐标的交点为电源电动势
而图像的斜率表示保护电阻与电源内阻之和，得
解得
13． 1.5 6.0
解析：(1)[1]根据描点法将第4组数据画在图中，并用直线将各点相连。
(2)[2][3]设
RA＋R0=R1=(10＋5）Ω=15 Ω
由闭合电路欧姆定律得
E=IR1＋（＋I）r
由上式可得
则在 图像中，图像的斜率
图像的截距
a=
根据(1)中图像可求出电源的电动势
E=1.5 V
内阻
r=6.0 Ω
14．2V，0.5Ω
解析：由闭合电路欧姆定律得：
联立解得：，
15．见解析
解析：根据闭合电路欧姆定律有
路端电压为
当电阻R调节到时，回路中电流及外电压有
，
当电阻R调节到时，回路中电流及外电压有
，
当电阻R调节到时，回路中电流及外电压有
，
16．（1）n=4，r=0.5Ω；（2）Rm=8Ω；（3）a点坐标为(0.6 A，4.8 V)；b点的坐标为(3 V，4.5 W)；c点的坐标为(4.8 V，2.88W)
解析：（1）设串联的电池个数为n，则电源的电动势为n1.5V，内阻为nr；由图Ⅰ可知，当变阻器的电阻与电池的内阻相等时，变阻器的电功率P=4.5W，即
=4.5W
由图Ⅱ可知，当变阻器的电阻为0时，电路中的电流为3A，故
3A=
联立解得
n=4，r=0.5Ω
（2）由图Ⅲ可知，当变阻器的阻值最大时，电源的效率为80%，故
=80%
解得
R=8Ω
（3）图Ⅱ中a点的坐标是变阻器的阻值最大时对应的电流与电压值，电流
=0.6A
路端电压为
Ua=0.6×8V=4.8V
故a点的坐标为(0.6 A，4.8 V)；
图Ⅰ中b点的坐标是功率最大时的路端电压与功率，c点的坐标是变阻器最大时的路端电压和对应的电功率。
b点的外电路电阻为2Ω，故路端电压为3V；所以b点的坐标为(3 V，4.5 W)；
c点的外电路电阻为8Ω，故路端电压为4.8V，电流为0.6A，故此时的电功率为
P=4.8×0.6W=2.88W
所以c点的坐标为(4.8 V，2.88 W)
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