高中物理鲁科版选修3-1课时作业 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 章末检测 Word版含解析

章末检测

一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．(多选)铅蓄电池的电动势为2 V，这表示(　　)
A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能
B．蓄电池两极间的电压为2 V
C．蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能
D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大
解析：电动势是指电源中的非静电力将1 C的正电荷从负极搬到正极所做的功，同时也可以表述为每通过1 C的电荷量，电源将其他形式的能转化为多少电能，它不一定等于电源两端的电压，所以A、D正确．
答案：AD
2．关于闭合电路，下列说法中正确的是(　　)
A．闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B．闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大
C．闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大
D．闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大
解析：在电源内部，电流从低电势流向高电势，A错；外电阻越大，由U＝知，路端电压U越大，但输出功率P＝不一定越大，故B错误，由U＝E－Ir知电流越大，路端电压越小，故C错，D正确．
答案：D
3．关于多用电表上的电阻刻度线，下列说法中正确的是(　　)
A．零电阻刻度线与零电流刻度线重合
B．零电阻刻度线与电流表满偏刻度线重合
C．电阻刻度是不均匀的，电阻值越大，刻度线越疏
D．电阻刻度是不均匀的，电阻值越小，刻度线越密
解析：根据闭合电路欧姆定律，电阻为零时，电路中电流最大，即指针指向满偏刻度线，A错B对；电阻刻度不均匀，越往左电阻越大，刻线越密，越往右刻线越疏，故C、D均错．
答案：B
4. 如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电流表和电压表均为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，再接通S2，电动机工作时，电流表示数变为8 A，则此时通过电动机的电流是(　　)
A．2 A　　　　　　　　　　 B．8 A
C．50 A D．58 A
解析：根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，得E＝12.5 V，车灯电阻R＝＝ Ω＝1.2 Ω；再接通S2，电动机工作时，电流表示数变为8 A，车灯电压U1＝I1R＝9.6 V，电源内电压为U内＝E－U1＝2.9 V，通过电源的电流I总＝＝ A＝58 A，通过电动机的电流I2＝I总－I1＝50 A，C正确．
答案：C
5．如图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个“非”门组成，若整个电路成为一个“与”门，则x电路应是(　　)
A．“与”门 B．“或”门
C．“与非”门 D．“或非”门
解析：根据“与”门的真值表，这个电路中若A、B同时输入“1”，是与“非”门的“1”相结合，到输出端Z输出为“1”，所以x门电路的输出应为“0”，所以x门电路应为“与非”门电路．
答案：C
6. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别为(　　)
A．4 W，0.5 Ω B．6 W，1 Ω
C．4 W，1 Ω D．2 W，0.5 Ω
解析：由图中a、b两直线的交点坐标可知，电源的输出功率P＝UI＝2×2W＝4W，直线a的斜率的绝对值即为电源的内阻，所以r＝Ω＝0.5Ω，故A正确．
答案：A
7. (多选)如图所示，电源电动势为E，内阻r＝R0，电阻R＝2R0，不考虑电表内阻的影响，则下列判断正确的是
(　　)
A．改变R，电压表最大示数为3E/4
B．改变R，电流最大值为E/2R0
C．R＝0时，R0上获得最大功率，且P＝E2/4R0
D．R＝2R0时，电源输出功率最大，效率最高
解析：定值电阻的最大功率是在电流或两端电压最大时；电源的输出功率最大时，是在外电阻和电源的内电阻相等的时候．
答案：ABC
8. (多选)将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图象画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．图线b表示电源内部的发热功率Pr随电
流I的变化关系
B．M点对应的功率为最大输出功率
C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PAD．两个交点M与N的横坐标之比一定为1∶4，纵坐标之比一定为1∶2
解析：由电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率表达式PE＝EI，PR＝EI－I2r，Pr＝I2r，可知，a表示的是电源的总功率随电流I的变化关系；b表示的是电源内部的发热功率随电流I的变化关系；c表示输出功率PR随电流I的变化关系，A正确；当R＝r时，输出功率最大，M点是输出功率最大的位置，B正确；A、B、C为在a、b、c三条图线上横坐标相同的三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，C错误；M点输出功率最大，R＝r，IM＝，IN＝，＝，＝，D错误．
答案：AB
9．(多选)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是(　　)
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大
C．小灯泡L2变亮，V2表的读数变大
D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小
解析：电压表V1接在电源两端，V2接在小灯泡L2两端，滑动变阻器与小灯泡L1并联，再与L2串联．当滑动变阻器滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，内电压增大，外电压减小，V1的示数减小，B错误；L2中的电流增大，L2变亮，A错误；L2两端的电压增大，V2的示数增大，C正确；L1两端的电压减小，L1变暗，D正确．
答案：CD
10．(多选)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＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知(　　)
A．电源电动势为3.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．Rx的阻值为0.5 Ω
D．S1断开、S2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小
解析：由I＝得R＝－r则R－图象的斜率k＝E＝2.0 V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，B选项正确，S2断开，S1闭合时，R＋r＝；S1断开，S2闭合时，Rx＋R＋r＝，所以，Rx＝－＝0.5Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以电路中的外电阻大于内阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，D选项错误．
答案：BC
二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答，计算题应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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(8分)某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．
(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为__________ V，说明__________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是__________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．
解析：(1)因用直流50 V挡检测，刻度均匀，指针在题图乙所示位置时，读数为11.5 V，说明蓄电池正常．
(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用电表指针所在位置与题图乙相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能是小灯．
答案：(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)　蓄电池　(2)小灯
12．(8分)用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量．
(1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线．
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置．
(3)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻的______________________________(填“0刻线”或“∞刻线”)．
(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．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K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
解析：机械调零需调节S，电阻调零(欧姆挡调零)需调节调零旋钮T.指针偏转角度过小说明该电阻是一个大电阻，需换用阻值较大的挡来测量才准确，换挡之后需要重新电阻调零．故正确顺序应为ADC.
答案：(1)S　(3)T　0刻线　(4)ADC
13．(12分)在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中如图：
(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止________．
(2)现备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器(0～50 Ω)
C．滑动变阻器(0～1 750 Ω)
D．电压表(0～3 V)
E．电压表(0～15 V)
F．电流表(0～0.6 A)
G．电流表(0～3 A)
其中滑动变阻器应选________，电流表应选________，电压表应选________．
(3)如图是根据实验数据画出的U－I图象．由此可知，这个干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
解析：(1)在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑动片P放在a处，防止电表过载而烧坏电表；
(2)电池的内阻不会太大，为便于读数，应选0～50 Ω的滑动变阻器，电流表应选0～0.6 A，电压表应选0～3 V；
(3)图象与纵坐标的截距表示电源电动势，所以E＝1.5 V；图象的斜率的绝对值表示电源内阻，所以r＝1.0 Ω。
答案：(1)电表过载而烧坏　(2)B　F　D　(3)1.5　1.0
14. (6分)有如下实验器材：干电池2节；标有“3 V、1 W”的小灯泡一个；最大阻值为50 Ω的滑动变阻器一只；电键、导线若干．某实验小组利用以上实验器材连成如图所示的电路，在闭合电键后发现小灯泡不亮．为了探究小灯泡不亮的原因，
一位同学用多用电表的直流电压5 V档进行检测．首先断开开关，红、黑表笔分别接在a、d两点，表的示数接近3 V；然后闭合开关，再测量a、d两点之间的电压，发现表的示数为2.6 V；测量a、b两点之间的电压时，表的示数为零；测b、c两点的电压时，表的示数为2.4 V；测c、d两点的电压时，表的示数接近0.2 V．这段话对判断小灯泡不亮的原因你能得到哪些有用的结论？(三条)
a．______________________________________________________________
b．______________________________________________________________
c．______________________________________________________________
答案：a.干电池正常；　b．电键正常；　c．闭合开关回路是连通的，没有断路之处．
15．(12分)如图是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
(1)用多用电表的直流电压挡进行检测：
①选择开关应置于直流电压__________挡．(用字母序号表示)
A．2.5 V B．10 V
C．50 V D．250 V
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触__________(填a或b)．
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是__________．(假设只有下列中的一个故障)
测试点
电表示数
a、b
有示数
c、b
有示数
c、d
无示数
d、f
有示数
A．灯A断路 B．灯B短路
C．c、d段断路 D．d、f段断路
(2)用欧姆挡检测：
①测试前，应将开关S__________(填断开或闭合)．
②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是__________.
测量点
表头指针
c、d
d、e
e、f
A．灯A断路 B．灯B断路
C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路
解析：(1)用多用电表的直流电压挡进行检测时，内阻很大，若并联在断路处时，电表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零．因此，用多用电表的直流电压挡检查电路时，量程必须大于电源的电动势，为了减小误差，其量程不宜过大．电源的电动势为6 V，故选直流电压10 V挡．测试时红表笔应接电势高的a点．根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d无示数，说明c→灯→d间完好；d、f有示数，说明f→b→电源→a→c→d完好，故应是d、f段断路．另外，若灯B短路，则d、f间应无示数．
(2)用欧姆挡检查时，测试前应先将开关S断开．接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路．
答案：(1)①B　②a　③D　(2)①断开　②D
16．(14分)如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．(g取9.8 m/s2)求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量．
解析：(1)S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝E＝4 V，＝mg.
S闭合后，UC′＝E＝8 V，
设带电粒子加速度为a，
则－mg＝ma，解得a＝g＝9.8 m/s2，方向竖直向上．
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷量的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C.
答案：(1)9.8 m/s2　竖直向上　(2)4×10－4 C