高中物理教科版选修3-1 恒定电流 假期作业 Word版含解析

高中物理教科版选修3-1 恒定电流
假期作业 Word版含解析
(时间：90分钟　满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共44分)
一、选择题(本大题共11小题，每小题4分，共44分)
1．(2018·泰安市期中)关于电源和电流，下述说法正确的是(　　)
A．电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压
B．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能
C．由公式R＝可知，导体的电阻与通过它的电流成反比
D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
解析：电源正负极之间的电压称为路端电压，当电源没有接入电路时，路端电压等于电源的电动势的大小，A选项错误；从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能，B选项正确；根据电阻的定义式R＝可知，电阻与电压以及通过它的电流都无关，C选项错误；打开教室开关，日光灯立刻就亮了，是由于导线中电场传播的速度接近光速，而不是自由电荷定向运动的速率接近光速，D选项错误．
答案：B
2．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)
A．P＝I2R　　　　　　 B．P＝
C．P＝IU D．以上公式都可以
解析：因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，只能用电功率公式P＝IU计算．所以C选项正确，A、B、D选项错误．
答案：C
3．如图所示，当ab端接入100 V电压时，cd两端为20 V；当cd两端接入100 V时，ab两端电压为50 V，则R1∶R2∶R3之比是(　　)
A．4∶2∶1 B．2∶1∶1
C．3∶2∶1 D．以上都不对
解析：当ab端接入100 V电压时， cd两端为20 V，根据欧姆定律可知，Ucd＝Uab，解得R1∶R2＝2∶1；当cd两端接入100 V时，ab两端电压为50 V，Uab＝Ucd，解得R2∶R3＝2∶1，则R1∶R2∶R3之比为4∶2∶1，A选项正确．
答案：A
4．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了(　　)
A．35.8 W B．43.2 W
C．48.2 W D．76.8 W
解析：电动机未启动时，通过灯泡电流为I＝10 A，
电压U1＝12.5 V－10×0.05 V＝12 V.
所以灯泡电阻为R＝＝ Ω＝1.2 Ω.
电动机启动时，灯泡两端的电压
U2＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V.
故车灯的电功率降低了ΔP＝－＝43.2 W.
答案：B
5．有一只家用电熨斗，其电路结构如图所示，图中1、2、3、4是内部4个接线柱，改变内部接线方式可使电熨斗获得低、中、高三个不同的温度挡．它的四种不同的连线方式，其中能获得低挡温度的是(　　)
解析：根据电功率公式P＝可知，当电源电压不变时，接入的电阻越大，电功率越小，A图中没有闭合回路，不符合题意；B图中两个电阻串联，阻值最大，电功率最小，符合题意；C图中只有电阻R1工作，不符合题意；D图中两电阻并联，阻值最小，电功率最大，不符合题意．
答案：B
6．(多选)如图所示，电源电动势为E、内阻r.闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，电流表的示数为I，电容器的带电量为Q，则在这个过程中，下列图象正确的是(　　)
解析：分析电路图可知，电压表测量滑动变阻器两端电压，＝R1＋r，值是恒定的，不随电流I变化，A选项错误，B选项正确；电容器测量定值电阻R1两端电压，电荷量Q＝CU1＝CIR1，当电流I为零时，电荷量为零，图象为过原点的倾斜直线，C选项错误，D选项正确．
答案：BD
7．(2018·济南一中期中)如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光，现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是(　　)
A．电灯L1、L2均变亮 B．电灯L1变暗，L2变亮
C．电流表的示数变小 D．电流表的示数不变
解析：分析电路图可知，电灯L1与滑动变阻器并联，再与电灯L2串联，将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，电灯L2变亮，路端电压减小，电灯L1与滑动变阻器并联电压减小，电灯L1变暗，A选项错误，B选项正确；干路电流I增大，电灯L1与滑动变阻器并联电压减小，通过电灯L1的电流减小，电流表的示数增大，C、D选项错误．
答案：B
8．以下关于电流表与电压表的说法中，正确的是(　　)
A．都是用电流表G与电阻并联改装而成的
B．都是用电流表G与电阻串联改装而成的
C．它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大
D．电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大，而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小
解析：电流表是由电流表G和电阻并联改装而成的，电压表是由电流表G和电阻串联改装而成的，A、B选项错误；它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大，C选项正确；根据串并联电路的规律可知，电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小，而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大，D选项错误．
答案：C
9．(多选)如图所示电路中，电源内阻不能忽略．闭合S后，调节R的阻值，使电压表示数增大ΔU，在这一过程中有(　　)
A．通过R1的电流增大
B．R2两端电压减小ΔU
C．通过R2的电流减小量小于
D．路端电压增大量为ΔU
解析：根据欧姆定律可知，电压表测量R1两端电压，示数增大ΔU，通过R1的电流增大，A选项正确；根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，R2和内阻r两端电压减小ΔU，B选项错误；通过R2的电流减小量小于，C选项正确；路端电压增大量小于ΔU，D选项错误．
答案：AC
10．(多选)下图为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得．秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置．关于该电子秤，下列说法正确的是(　　)
A．物体质量越小，电流表的示数越大
B．物体质量越大，电流表的示数越大
C．物体质量越大，电路中的总电阻越大
D．物体质量越小，电路中的总电阻越大
解析：物体的质量越大，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数变大，A、C选项错误，B、D选项正确．
答案：BD
11．(多选)如图甲所示，电源的电动势E＝9 V，它和灵敏电流表G的内阻均不可忽略，电压表V看作理想电压表，热敏电阻R的阻值随温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA.根据以上信息判断，下列说法正确的是(　　)
A．电流表内阻与电源内阻之和为0.5 kΩ
B．电流表示数I2＝3.6 mA时热敏电阻的温度是100 ℃
C．温度升高时，电压表示数U与电流表示数I的比值变大
D．温度升高时，电压表示数变化量ΔU与电流表示数变化量ΔI的比值不变
解析：分析图乙可知，当R的温度等于20 ℃时，R＝4 kΩ，根据闭合电路欧姆定律可知，E＝I1(R＋RA＋r)，解得RA＋r＝0.5 kΩ，A选项正确；当电流表示数I2＝3.6 mA时，E＝I2(R′＋RA＋r)，解得R′＝2 kΩ，对应热敏电阻的温度是100 ℃，B选项正确；温度升高，电阻变小，电压表示数U与电流表示数I的比值变小，C选项错误；电压表示数变化量ΔU与电流表示数变化量ΔI的比值等于电源内阻，保持不变，D选项正确．
答案：ABD
第Ⅱ卷(非选择题，共56分)
二、实验题(本大题包括2小题，共12分)
12．(6分)(2018·山西运城市期中)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表(0～3 V,3 kΩ)、电流表(0～0.6 A,0.1 Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上．
(1)他们应选用下图所示的________电路进行实验．
(2)根据实验测得的数据描绘出如图所示U-I图象，由图分析可知，小灯泡电阻R随温度T的升高而________．(选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5 V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5 V电压下的实际功率是________W，电阻是________Ω.(保留2位有效数字)
解析：(1)实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡正常工作时的电阻远小于电压表的内阻，电流表采用外接法，选图A所示电路．
(2)电阻伏安特性曲线的斜率表示该点对应的电阻，从图中可知，小灯泡的电阻的阻值随温度的升高而增大．
(3)分析U-I图象可知，电压为1.5 V时，通过灯泡的电流为0.46 A，灯泡消耗的功率P＝UI＝0.69 W，电阻R＝ ≈3.3 Ω.
答案：(1)A　(2)增大　(3)0.69　3.3
13．(6分)(2018·沈阳铁路中学期中)用下图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A、3 A)
(b)电压表(量程3 V、15 V)
(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)
(d)定值电阻(阻值10 Ω，额定功率10 W)
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V，电流表的量程应选择________ A，R0应选择________ Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．
(2)引起该实验系统误差的主要原因是____________________．
解析：(1)电源的电动势大约1.5 V，电压表量程选用3 V，干路的电流较小，电流表量程选用0.6 A误差较小．为了保证干路电流不是太小，定值电阻和滑动变阻器电阻不能太大，定值电阻R0应选择 1 Ω的定值电阻，滑动变阻器选用阻值范围是0～10 Ω的滑动变阻器．
(2)在实验中，电压表测量的是电源的外电压，由于电压表起分流作用，电流表的示数小于实际通过电源的电流．误差形成的原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小．
答案：(1)3　0.6　1　0～10　(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)
14．(10分)(2018·晋江市模拟)如图所示，电源电动势有E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω，“10 V、20 W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM＝1 Ω，求：
(1)流过内阻的电流为多少？
(2)电动机的输出功率为多少？
(3)电源的效率为多少？
解析：(1)灯泡正常发光，流过灯泡的电流IL＝＝2 A.
路端电压为10 V，则电源内电压Ur＝E－UL＝2 V.
流过内阻的电流I＝＝4 A.
(2)根据串并联电路的规律可知，流过电动机的电流
IM＝I－IL＝2 A.
电动机的输入功率PM总＝IMU＝20 W.
电动机线圈的热功率PQ＝IRM＝4 W.
电动机输出功率PM出＝PM总－PQ＝16 W.
(3)电源的总功率为P总＝IE＝48 W.
电源的效率η＝×100%＝83%.
答案：(1)4 A　(2)16 W　(3)83%
15．(10分)(2018·新泰二中期中)一个量程为15 V的电压表，串联一个R1＝3 kΩ的电阻后，测量某电路两端的电压时，电压表示数为12 V，若已知该电路两端的实际电压为15 V，试求：
(1)该电压表的内阻RV；
(2)将该电压表改装成量程为0～90 V的电压表，应串联电阻的阻值R2.
解析：(1)当电压表串联电阻测量某电路两端的电压时，电压表两端的电压为U＝12 V，电阻分得的电压为U1＝3 V
据＝得RV＝R1＝12 kΩ.
(2)将这个电压表改装成量程为90 V的电压表，原电压表两端最大分得的电压为UV＝15 V，串联电阻分得的电压U2＝75 V
据＝得R2＝60 kΩ.
答案：(1)12 kΩ　(2)60 kΩ
16．(12分)如图所示的电路中，电源电压恒为U＝6.0 V．电阻的阻值分别为R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ，电容器的电容C＝4.7 μF.闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.5 V．求：
(1)该电压表的内阻为多大？
(2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？
解析：(1)用电压表测R1两端的电压，其稳定值U1＝1.5 V，电压表和R1并联后的总电阻为R，满足＝＋，根据串联电路的规律可知，＝，联立解得RV＝4.8 kΩ.
(2)电压表接入前，根据串联电路规律可知，＝，其中U＝UC＋UR1；
接入电压表后，电容器上的电压为UC′＝U－U1，由于电压表的接入，电容器带电量增加了ΔQ＝C(UC′－UC)＝C，代入数据解得ΔQ＝2.35×10－6 C.
答案：(1) 4.8 kΩ　(2)2.35×10－6 C
17．(12分)如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L.在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用g表示)则：
(1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？
(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？
解析：(1)I＝＝，所以UBA＝IR＝E1
由于平衡mg＝＝q①
由①得E1＝.②
(2)由于液滴从B板边缘飞出，利用平抛规律有：
L＝v0t③
d＝at2④
－mg＝ma⑤
又UBA′＝E2⑥
联立③④⑤⑥式得E2＝.
答案：(1)　(2)