2019—2020学年高中物理人教版选修3-1:第二章恒定电流 单元检测试题(word版 含解析)

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名称 2019—2020学年高中物理人教版选修3-1:第二章恒定电流 单元检测试题(word版 含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-06-18 08:31:55

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文档简介

2019—2020学年人教版选修3-1
恒定电流
单元检测试题(解析版)
1.我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,则(  )
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B.在A点,白炽灯的电阻可表示为
C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0
D.在A点,白炽灯的电阻可表示为
2.右图所示的是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么
A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b
C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b
3.在如图所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,电源内阻不可忽略。闭合电路使灯泡L发光后,当滑片向右滑动时,以下说法正确的是(  )
A.灯泡L变亮
B.通过R1的电流变大
C.电路的路端电压变大
D.R0上消耗的电功率减小
4.如图所示的电路中,电阻,电源的内阻,不计电流表的内阻。闭合开关S后,电流表的示数,则电源的电动势E等于(
)
A.1.0V
B.8.0V
C.9.0V
D.10.0V
5.催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体,当一氧化碳气体达到一定的浓度,传感器中的检测片燃烧,使检测片温度上升、检测片的电阻增加,如图所示电路中,R为催化燃烧式气体传感器的检测片。当环境一氧化碳气体达到一定浓度,会发现(  )
A.电压表、电流表示数均减小
B.电压表,电流表示数均增大
C.电压表示数减小,电流表示数增大
D.电压表示数增大,电流表示数减小
6.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列不正确的是(  )
A.电源的电动势为6.0V
B.电源的内阻为2Ω
C.电源的短路电流为0.5A
D.电流为0.3
A时的外电阻是18Ω
7.有一种测量人体重的电子秤,其原理如图中的虚线所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为3
A,电源电动势为12
V,内阻为2
Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法正确的是(?
)
A.该秤能测量的最大体重是1
500
N
B.该秤能测量的最大体重是1
300
N
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375
A处
D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400
A处
8.如图是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器。电流表?为值班室的显示器。a、b之间接报警器,已知R2的阻值随温度的升高而减小。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I,R1端的电压U的变化情况是(  )
A.I变大,U变大
B.I变大,U变小
C.I变小,U变大
D.I变小,U变小
9.如图(a)所示电路中,当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图(b)所示。不考虑电表对电路的影响,则
A.定值电阻R0为2Ω
B.电源内阻r为10Ω
C.电源电动势E为3.4V
D.定值电阻R0的最大电功率为0.9W
10.新冠肺炎疫情期间,同学们都待在家里认真上网课。有一位同学突然想估算一下全校师生在家上直播课时消耗的总电能。他查阅了相关资料,信息如下表:
学校师生总人数
上课时间/节
每天/节
网络作业时间/h
2000
30min
6
2
使用手机人数占比
使用电脑人数占比
手机的功率/W
电脑的功率/W
20%
80%
5
50
仅考虑信息表中的用电器,试估算全校师生在家上直播课时一天消耗的总电能约为(  )
A.4.1×105J
B.8.9×108J
C.1.5×109J
D.2.0×109J
11.在测量金属丝电阻率的实验中
①用螺旋测微器测量金属丝直径如图丙所示,则金属丝直径d=______m;
②测量金属丝的电阻时,应选用电路图中的______图;
③若金属丝的长度为L,直径为d,金属丝两端电压为U,流过金属丝的电流为I,则金属丝电阻率的表达式=______用测得的量表示。
12.物理实验室现有一量程为3V的电压表,内阻约为6。为了较准确地测量其内阻,在没有电流表的情况下,某向学设计了如图甲所示的实验电路,按此电路可以测出电压表的内阻。
(1)若电源E、滑动变阻器R2、电阻箱R1各有两个可供选择:
电源E:a.电动势2.0V,有内阻
b.电动势5.0V
滑动变阻器R2:a.最大阻值20
b.最大阻值1700
电阻箱R1:a.0~999.9
b.0~9999.9
为了减小实验误差,电源E应选____(填“a”或“b”,下同),滑动变阻器R2应选____,电阻箱R1应选______。
(2)该同学在开关都断开的情况下,检查电路连接无误后,接通电路前应将滑动变阻器的滑片P置于________(填“A”或“B”)端,后续必要的实验操作步骤依次是:_________(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母),最后记录R1的阻值并整理好器材。
A.闭合开关S1
B.闭合开关S2
C.断开开关S1
D.断开开关S2
E.调节R2的阻值,使电压表满偏
F.调节R2的阻值,使电压表半偏
G.调节R1的阻值,使电压表半偏
H.调节R1的阻值,使电压表满偏
(3)按正确的实验步骤完成后,如果所得的R1的阻值为5600.0,则图甲中被测电压表的内阻R1的测量值为_______,该测量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。
13.如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,标有“8V,16W”的灯泡恰好能正常发光,电动机M绕组的电阻R0=1Ω,求:
(1)通过电源的电流;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的输出功率。
14.太阳能汽车是一种环保型的“绿色汽车”,人们正致力研究着。有一辆玩具汽车靠太阳能电池供电,该电池的太阳能集光板面积为600cm2,太阳能电池电动势为30V,内阻为30Ω。现使玩具汽车在水平路面上匀速行驶,其太阳能集光板正对太阳,测得电流强度为2A。已知电动机的直流电阻为2Ω,太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为1.6×103W/m2。
(1)求玩具汽车匀速行驶时,太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率。
(2)这辆玩具汽车的总重为80N,在水平路面上行驶的阻力是车重的0.2倍,这辆玩具车在水平路面上的最大速度是多大?
15.家庭电路的电压是220V,某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2kW,送风状态时的功率P2是0.22kW,它们是交替运行的,现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。
(1)空调器在前5min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?
(2)在一个周期内,空调器消耗的电能是多少度?
(3)在1h内,空调器消耗的电能是多少度?
16.图中,电阻R1=R2=R3=5Ω,电源内阻r=5Ω,电压表可视为理想电表。当开关S1和S2均闭合时,电压表的示数为U1=10
V。试求:
(1)路端电压为多少?
(2)电源的电动势为多少?
参考答案
1.BCD
【解析】
A.由图示图象可以知道随电压增大,通过灯泡的电流增大,电压与电流的比值增大,灯泡电阻变大,故A错误;
BD.由欧姆定律可以知道在A点白炽灯的电阻
故B正确,D正确;
C.在A点白炽灯的电功率
故C正确。
故选BCD。
2.AD
【解析】
AB.电压表示数有明显变化,说明电流表的分压较大,说明待测电阻较小,应采用电流表外接法,即K接a,可减小误差,故A正确,B错误;
CD.电流表示数有明显变化,说明电压表的分流较大,待测电阻较大,应采用电流表内接法,即K接b,可减小误差,故D正确,C错误。
故选AD。
【点睛】
正确理解伏安法测电阻误差产生的原因是解答本题的关键,本题的方法称为实验试探法,在不知道电压表、电流表和被测电阻的大约阻值时,常常采用这种方法.
3.B
【解析】
当滑片向右滑动时,R1阻值减小,则总电阻减小,总电流变大,则R0上电流变大,则R0消耗的电功率变大;内阻上的电压以及R0上的电压均变大,则路端电压减小;则L和R1并联支路的电压减小,则灯泡L变暗;通过灯泡L的电流减小,则通过R1的电流变大,故选项ACD错误,B正确。
故选B。
4.C
【解析】
ABCD.当闭合开关后,由闭合电路的欧姆定律可知
故C正确ABD错误。
故选C。
5.D
【解析】
由题意知当环境一氧化碳气体达到一定浓度,R增大,总电阻增大,则总电流减小,内电压减小,根据
可知路端电压增大,因此电压表V示数增大,通过滑动变阻器的电流增大,则电流表A示数减小。
故选D。
6.C
【解析】
A.电源的路端电压与电流的关系为,所以U-I图象中图线与U轴的截距为电源电动势E=6.0V,选项A正确;
B.U-I图象中图线的斜率的绝对值为电源的内阻,所以有:
选项B正确;
C.
由图知I=0.5A时U=5.0V,此时不短路,选项C错误;
D.
由图知电流为0.3A时,路端电压U=5.4V,由U=IR知
选项D正确。
本题选不正确的,故选C。
7.C
【解析】
AB.当电路中电流I=3A时,电子秤测量的体重最大.由欧姆定律
得,
代入R=30-0.02F得到
F=1400N
故AB错误.
CD.踏板空载时F=0,代入R=30-0.02F得,电阻R=30Ω,由欧姆定律得
所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处.故C正确,D错误.
故选C.
8.C
【解析】
当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流变大,流过电阻R1的电流变大,则U变大。路端电压减小,则电路中并联部分的电压U并=E﹣I(R1+r),I变大,其他量不变,则U并变小,I也变小,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.D
【解析】
A.定值电阻R0两端的电压随电流的增大而增大,由图线的斜率得:

故A不符合题意;
B.电压表V2测得的是电源的路端电压,上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻:

故B不符合题意;
C.当电流为0.1A时,电压表V2的读数为3.4V,根据闭合电路的欧姆定律:
E=U+Ir=3.4+0.1×2=3.6V,
故C不符合题意;
D.当滑动变阻器的阻值为0时,电路电流最大:

定值电阻R0的最大电功率:

故D符合题意。
故选D。
10.C
【解析】
学生每天在线学习的时间
学生每天使用电脑的总功率
学生每天使用手机的总功率
学生每天学习使用手机和电脑需要消耗的电能为
ABD错误,C正确。
故选C。
11.1.775

【解析】
①[1]由图示螺旋测微器可知,其示数为
d=1.5mm+27.50.01mm=1.775mm
②[2]滑动变阻器最大阻值大于待测电阻阻值,可以起到保护和控制电路作用时,滑动变阻器可以采用限流接法;由于金属丝电阻较小,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表可以采用外接法,故选甲图;
③[3]根据欧姆定律得知电阻为
由电阻定律可知
解得电阻率为
12.b
a
b
A
ABEDG
5600.0
略大于
【解析】
(1)[1][2][3]据题意可知实验原理为半偏法测电压表电阻,电压表的量程为,电源E应选b;滑动变阻器接成分压式接法,为了方便调节应选a;电阻箱的电阻与电压表的内电阻近似相等,则电阻箱应选b;
(2)[4][5]该同学在开关都断开的情况下,为使输出电压最小,接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P置于A端;根据实验的原理得知,本实验运用等效替代的方法,应先闭合开关和,调节的阻值,使电压表指针偏转到满刻度,再断开开关,调节的阻值,使电压表指针偏转到满刻度的一半,由于电压表与电阻箱的总电压几乎不变,电箱的电压与电压表的电压相等,电阻也相等,即可读出电压表的内阻。当调节的阻值,使电压表指针偏转到满刻度的一半时,由电阻箱的阻值替代电压表的内阻。因此,后续必要的实验操作步骤依次是ABEDG或BAEDG。
(3)[6][7]当调节的阻值使电压表半偏时,和电压表各分得的电压为电压表量程的一半,则电压表内阻为,实际上,断开后,滑动变阻器的并联部分的两端电压略有增大,则两端的电压大于,故测量值略大于真实值。
13.(1)4A;(2)32W;(3)12W
【解析】
(1)灯泡正常发光
则电源内阻的电压
由欧姆定律得流过电源的电流
(2)电源的总功率
所以电源的输出功率
(3)灯泡的电流
电动机的电流
电动机消耗的电功率
电动机发热功率
所以电动机的输出功率
14.(1);(2)
【解析】
(1)玩具汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率为
太阳能集光板的接收功率为
太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为
联立并代入数据得
(2)玩具汽车以最大速度匀速行驶时有
电动机的输出功率为
联得解得
15.(1)1A
;(2)0.385度;(3)1.54度
【解析】
(1)由图可知:空调在前5min内,其功率为P2=0.22kW,因此此时空调处于送风状态;根据
P=UI
可得此时通过它的电流
(2)由图象可知,一个周期为15min,送风时间,制冷时间,则一个周期内,消耗的电能
(3)1h内有四个周期,则在1h内空调器消耗的电能
W总=W0×4=0.385度×4=1.54度
16.(1)15V;(2)25V
【解析】
(1)电阻R2中的电流
外电阻
所以路端电压为
U=RI=7.5×2
V=15V
(2)根据闭合电路欧姆定律得:
E=I(R+r)
代入数据解得
E=25V