第二章 恒定电流测试题 word版含答案

　高中物理教科版选修3-1恒定电流测试题
满分：100分　考试时间：60分钟
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共计36分。1～4题为单选，5～6题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)
1．(2019·高中毕业班第一次诊断性考试)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。当R3的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是(　D　)
A．若仅将R3的滑动触头P向b端移动，则I减小，U增大
B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量增大
C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大
D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与Ⅰ变化量的绝对值的比值不变
[解析]　若仅将R3的滑动触头P向b端移动，R3所在支路有电容器，被断路，所以I、U保持不变，故A错；根据C＝，若仅增大A、B板间距离，电容C减小，根据Q＝CU可知：电容器所带电荷量减少，故B错；若仅用更强的光照射R1，电阻随光照强度的增大而减小，则I增大，U应减小，故C错；U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值表示电源的内电阻，是不变的，故D项正确。
2．(2018·湖南株洲一检)如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不计，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，R阻值未知但不为零。开关S断开时，电流表示数为0.20A，则当开关S闭合后，电流表的示数可能是(　A　)
A．0.25A B．0.30A
C．0.35A D．0.40A
[解析]　由闭合电路欧姆定律可知，当开关S断开时，I＝＝0.20A，当开关S闭合时，I′＝＝(A)，R的阻值未知但不为零，所以0.2A3．(2018·辽宁沈阳郊联体模拟)如图所示，R1、R2为可调电阻，R3为一般电阻，R4为半导体热敏电阻(其电阻值随温度升高而减小)。当环境温度升高时，下列说法正确的是(　D　)
A．若R1和R2的阻值不变，电容器所带电荷量减小
B．若R1的阻值减小，电容器的带电荷量可能保持不变
C．若R2的阻值增大，电容器的带电荷量可能保持不变
D．若R2的阻值减小，电流表的示数可能保持不变
[解析]　当环境温度升高时，R4的电阻变小，R1和R2阻值不变，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小；总电流增大，并联电路R2、R3两端的电压增大，电容器两端的电压增大，电容器所带的电荷量增大，故A错误；R1的大小对电容器的电荷量没有影响，若R1的阻值减小，电容器所带的电荷量仍然增大，故B错误；若R2的阻值增大，并联电路R2、R3两端的电压增大，电容器两端的电压增大，电容器所带的电荷量增大，故C错误；当环境温度升高时，R4的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知总电流增大，若R2的阻值减小，则并联电路部分总电阻减小，则并联电路的电压有可能减小到原来的数值，则电流表的示数可能保持不变，故D正确。
4．(2018·黑龙江牡丹江一中模拟)在如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法错误的是(　C　)
A．图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况
B．图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况
C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大
D．此过程中电压表V2示数的变化量ΔU2和电流表示数变化量ΔI的比值不变
[解析]　滑片P向上滑动，R2减小，总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，R1两端电压增大，R2两端电压减小，根据这些变化关系可知，图线a是电压表V3的示数随电流表示数变化的图线，图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，图线c是电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，A、B正确；＝r，而＝R1，C错误，D正确。
5．(2018·江苏江阴模拟)如图所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　BC　)
A．A1和A2的读数之比为1∶1
B．A1和A2的读数之比为5∶1
C．A1和A2的指针偏转角度之比为1∶1
D．A1和A2的指针偏转角度之比为1∶5
[解析]　图中的A1、A2并联，表头两端的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1；量程不同的电流表读数不同，A1的量程为0～3A，A2的量程为0～0.6A，当指针偏转角度相同时，A1、A2的读数之比为5∶1，故B、C正确。
6．在如图所示的U－I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b点α＝β，则下列说法中正确的是(　AD　)
A．在b点时电源有最大输出功率
B．在b点时电源的总功率最大
C．从a→b，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大
D．从b→c，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小
[解析]　b点对应内、外电路电阻相同，电源有最大输出功率，A项正确；电源的总功率P总＝IE，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，B错误；从a→b，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，C错误；若＝r(电源内阻)，由路端电压和干路电流可判断从b→c外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，D正确。
二、非选择题(共4小题，共64分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)
7．(15分)(2018·全国卷Ⅰ，23)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽略)；电压表 (量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
图(a)
实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃。实验得到的R2－t数据见下表。
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题：
(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到b(填“a”或“b”)端。
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线。

图(b) 图(c)
[答案]　如图所示
(3)由图(b)可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性。当t＝44.0℃时，可得RT＝450Ω。
(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为620.0Ω，则手心温度为33.0℃。
[解析]　(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(3)由图象可知t＝44.0℃时，电阻的阻值为450Ω。
(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0Ω，由图象可得温度约为33.0℃。
8．(15分)(2019·海淀区)实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω。某小组计划利用如图的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
甲
电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω
电流表A2：量程0～3A，内阻约0.025Ω
电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ
滑动变阻器R：0～20Ω，额定电流2A
(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用A1(填写仪器的字母代号)。
(2)请根据图甲所示的电路图，在图乙中完成实物的连接。
[答案]　
(3)图丙是该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的U－I图线，请据此图线判断被测干电池的电动势E＝1.48V，内阻r＝0.83Ω。(结果保留到小数点后两位)
(4)若仅考虑电表内阻的影响，图中描绘的点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电池的电流真实值”所对应点迹存在一定的偏差，请根据实验中该同学测得的数据，以及电表的参数估算这一偏差的数量级约为B。
A．10－2A B．10－4A
C．10－2V D．10－4V
(5)为了研究电表内阻对测量结果的影响．我们用U和I的函数关系来分析这一个问题。若字母RV、RA分别表示电压表和电流表的内阻，U，I分别表示电压表和电流表的示数，E、r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，请选择相关的字母写出反映U和I实际关系的函数表达式U＝U＝E－I。
[解析]　(1)实验中电流较小，选0～0.6A比较合适。
(2)如答案图
(3)根据U＝E－Ir，U轴截距为电动势的测量值，则E＝1.48V，图象斜率＝－r，可知r＝Ω＝0.83Ω。
(4)电流表的测量值带来误差，IV＝＝5×10－4A，故选B。
(5)电流表带来误差：I真＝I＋IV
IV＝I真＝I＋
整理得：U＝E－I
9．(14分)(2018·湖北黄冈中学模拟)实验室有一种灵敏电流计G，满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg，实验室中可供利用的器材有：
待测灵敏电流计G1；
灵敏电流计G2；
电流表A(量程为0～1mA、内阻约为100Ω)；
定值电阻R1(阻值为400Ω)；
定值电阻R2(阻值为600Ω)；
电阻箱R(0～9999.9Ω)；
滑动变阻器R3(最大电阻2000Ω，额定电流1.5A)；
直流电源E(电动势1.5V，内阻不计)；
开关一个，导线若干。
该小组设计的实验电路图如图所示，连接好电路，并进行下列操作。
(1)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表示数适当。
(2)若灵敏电流计G2中的电流由b流向a，再调节电阻箱，使电阻箱R的阻值减小(填“增大”或“减小”)，直到G2的示数为零。
(3)读出电阻箱连入电路的电阻为1200Ω，电流表的示数为0.6mA，灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计G1满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝800Ω。
[解析]　(2)灵敏电流计G2中的电流由b流向a，说明b点电势比a点电势高，即<，应减小电阻箱接入电路的阻值，当a、b两点电势相等时，流过G2的电流为零。
(3)若流过G2的电流为零，由图示电路图可知＝，即＝，解得Rg＝800Ω；流过两支路电流之比＝＝＝＝2，由图示电路图可知IG1＋I1＝IA，已知IA＝0.6mA，则IG1＝0.2mA，灵敏电流计满偏刻度30格，灵敏电流计的指针指在20格的刻度处，则灵敏电流计满偏电流Ig＝IG1＝×0.2mA＝0.3mA＝300μA。
10．(20分)(2019·上海嘉定一模)如图所示电路，电源电动势为E＝3V，内阻为r＝1Ω，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R可在0～20Ω范围内变化。当滑片P处于中点位置时，求：
(1)当电键S断开时，定值电阻R0两端的电压U0为多少？
(2)当电键S闭合时，定值电阻R0两端的电压U0为多少？
(3)当电键S闭合时，若要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，滑片P应该向左还是向右移动？请简述理由。
[答案]　(1)1.4V　(2)0.94V　(3)右　理由见解析
[解析]　(1)S断开时，R0与R的一半电阻串联，则有
I＝＝＝0.14A
U0＝IR0＝0.14×10＝1.4V
(2)S闭合时，R0与R的一半电阻并联之后再与R的另一半电阻串联，则有
I′＝＝＝0.1875A
U′0＝I′R并＝0.1875×5＝0.94V
(3)滑片应该向右端移动。
因为要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，并联部分电压增大，根据分压规律，并联部分电阻要增大，即R左端电阻要增大，故滑片要向右端移动。