2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 章末复习精炼4（解析版）

2019—2020学年教科版选修3-1
直流电路
章末复习精炼（解析版)
1．如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长，当与之间接入的电压为时，电流为，若与间接入的电压为时，其电流为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．下列物理量矢量，且单位是国际单位制的是（　　）
A．电流、A
B．位移、cm
C．功、J
D．力、N
3．HWCP60型无线充电器的输出额定电压为5V，输出额定电流为2A，某款HW手机的电池容量为4200mAh，输入额定电压为3.82V，则（　　）
A．HW无线充电器的内阻为2.5Ω
B．HW无线充电器以额定电流工作时，发热功率为10W
C．HW手机电池充满时，储存的化学能约为5.8×104J
D．将HW手机电池从零电量充至满电量时，消耗的总电能约为5.8×104J
4．电路如图所示，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表示数减小，则（　　）
A．R的阻值变大
B．路端电压变大
C．总电流减小
D．路端电压和总电流的比值减小
5．某同学在测量金属丝电阻Rx的实验时，采用试触的方法，电路如图所示，让电压表的一端接在c点，另一端先后接到a点和b点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的另一端应接a点，Rx的测量值大于真实值
B．电压表的另一端应接b点，Rx的测量值小于真实值
C．电压表的另一端应接a点，Rx的测量值小于真实值
D．电压表的另一端应接b点，Rx的测量值大于真实值
6．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡，R是滑动变阻器，V1、V2可视为理想电压表。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑动片由最左端向最右端滑动，小灯泡的阻值可视为不变，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L1变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大
B．小灯泡L1变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小
C．小灯泡L2变暗，V1表的示数变小，V2表的示数变大
D．小灯泡L2变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小
7．一台电动机工作时输出的机械功率为40kW，保持该机械功率，竖直提升质量为的货物，阻力不计，则货物能达到的最大速度为
A．0.2m/s
B．0.5m/s
C．2m/s
D．5m/s
8．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡.闭合S后，两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向左滑动时，会出现（　　）
A．L1变暗，L2变暗
B．L1变亮，L2变暗
C．L1变亮，L2变亮
D．L1变暗，L2变亮
9．在如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，定值电阻的阻值大小为，滑动变阻器的最大阻值为。当滑动变阻器的触头由中点滑向端时，下列说法中正确的是（　　）
A．电源的输出功率变小
B．电压表的读数变大
C．电源的效率变大
D．消耗的功率变小
10．硅光电池是一种太阳能电池，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图象，在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（　　）
A．此时硅光电池的内阻为8Ω
B．此时硅光电池的输出功率为0.2W
C．此时硅光电池的总功率为0.72W
D．此时硅光电池的输出效率约为44.4%
11．现测定长金属丝的电阻率。
(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm；
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100Ω，画出实验电路图_______，并标明器材代号；
电源E（电动势10V，内阻约为10Ω）
电流表A1（量程0～250mA，内阻R1＝5Ω）
电流表A2（量程0～300mA，内阻约为5Ω）
滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A）
开关S及导线若干
(3)某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________（填偏大偏小或相等）。
12．利用图甲的电路来测量某电池的电动势和内阻。实验器材还有：标准电池（电动势为
E0
=9.0V，内阻不计），电阻箱
R1和
R2，标准电阻R0
=1.0
Ω，灵敏电流计G，待测电池（电动势
Ex
小于E0
，内阻
r
x
），开关
3
个。
主要实验步骤如下：
a.将电阻箱
R2
调至某一阻值，闭合开关
S1、S2
、S3
，再调电阻箱
R1
使电流计G
示数为零，记录
R1
、R2
的值；
b.改变电阻箱
R2
的阻值，重复步骤a，记录下多组
R1
及对应的
R2
值。
回答以下问题：
(1)步骤
a
中，调电阻箱
R1
使
G
的示数为零，此时电阻箱
R1
两端的电压为_______（用
R0
、R1
、E0
表示）；
(2)
当
G
表示数为零时，R1
、R2两端电压分别为
U1、U2，则
U1___U2
（填“>”、“=”、“<”）；
(3)利用记录的多组
R1
及对应的
R2
值，作出图象（见图乙），已知该直线斜率
k=1.5，结合图象可得待测电池的电动势
Ex
=___
V，内阻
rx
=
____Ω。（保留两位有效数字）
13．由欧姆定律知，导体的电阻可表示为。由电阻定律知，导体的电阻也可表示为：
(1)有人说：导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过的电流成反比。你认为这种说法是否正确？为什么？
(2)我们知道：两个电阻串联时，总电阻变大；并联时，总电阻变小。请结合电阻定律简要分析原因。
14．如图所示电路中，电流表的内阻为1Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω，当只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A；当开关S2也闭合时，电流表的示数变化了0.2A．试计算该电源的电动势和内电阻．
15．如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝6
V，内电阻r＝2
Ω，电阻R1可调。现将R1调到4Ω后固定。已知R2＝6
Ω，R3＝12
Ω，求：
(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
16．如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，金属板长为L，在两金属板左端正中间位置M，有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为m，带负电，电荷量为q．要使液滴从B板右侧边缘射出电场，电动势E是多大？(重力加速度用g表示)
参考答案
1．D
【解析】
根据电阻定律：
，可得
因为当与之间接入的电压为时，电流为，即
所以与间接入的电压为时，其电流为
因此ABC错误，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
A．电流是国际单位制中的基本单位，但电流是标量，A错误；
B．位移是矢量，但国际单位制是m，B错误；
C．焦耳是国际单位制中的导出单位，但功是标量，C错误；
D．牛顿是国际单位制中的导出单位，同时也是矢量，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
A
B．充电器的线圈电阻和充电器发热功率无法用题中信息求出，AB错误；
C．根据公式，代入数据解得
C正确；
D．充电过程还有额外的电池发热、充电器发热等，所以消耗的电能大于5.8×104J，D错误。
故选C。
4．D
【解析】
本题考查动态电路的分析。
【详解】
根据动态电路的特点（串反并同），与电阻箱并联的电表示数变化规律与阻值变化规律相同。理想电压表示数减小，所以R的阻值变小，路端电压变小，电流变大。路端电压和总电流的比值即外阻阻值，因R变小，故外阻减小。ABC错误，D正确。
故选D。
5．B
【解析】
因为电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化，所以电压表分流不明显，说明电压表内阻远大于金属丝电阻的阻值，故应采用电流表外接法，故电压表的另一端接端，由于电压表的分流使电流表示数偏大，由欧姆定律可知的测量值小于真实值，故B正确，A、C、D错误；
故选B。
6．D
【解析】
将滑动变阻器的滑动片由最左端向最右端滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，变阻器与灯泡L2并联的电阻变大，外电路总电阻增大，则路端电压随之增大，即V1表的示数变大。由闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的电流减小，灯泡L1变暗，电压表V2的读数变小。灯泡L2的电压为
减小，则增大，灯泡L2变亮。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【解析】
货物达到最大速度时，拉力等于重力，即：F=mg；设货物能达到的最大速度为v。由P额=Fv=mgv得：；
A.此选项正确；
BCD.此三项错误；
8．B
【解析】
由电路图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I变大，灯L1电阻RL1不变，由PL1=I2RL1可知，灯L1的实际功率变大，灯L1变亮；电路电流I变大，电源内阻r、灯L1电阻RL1不变，则并联电压
U并=E-I（r+RL1）
变小，灯L2电阻RL2不变，灯L2的实际功率变小，则灯L2变暗；故B正确，ACD错误。
故选B。
9．BC
【解析】
A.电源的输出功率变小。因为不知道内外电阻的大小，所以不能确定电源的输出功率变化情况，故A错误；
B
.电压表的读数变大。当滑动变阻器的触头由中点滑向端时，外电路电阻增大，电路总阻值增大，电路总电流变小，内阻分压减小，外电压增大，所以电压表实数变大。B正确；
C.
电源的效率变大。效率：，滑动变阻器阻值增大，增大，所以电源的效率变大。C正确；
D.
外电压增大，通过电流变小，所以两端电压变小，两端电压增大，所以消耗的功率变大。故D错误。
故选BC。
10．AC
【解析】
A．由闭合电路欧姆定律得
U=E-Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6V。根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为
U=2V，电流为
I=0.2A，则电池的内阻为
故A正确。
B．电池的输出功率为
P出=UI=0.4W
故B错误。
C．此时硅光电池的总功率为
P总=EI=3.6×0.2W=0.72W
故C正确。
D．此时硅光电池的输出效率为
故D错误。
故选AC。
11．0.200(0.196～0.204均可)
相等
【解析】
(1)[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：d＝0mm+20.0×0.01mm=0.200mm；
(2)[2]本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压
UA1＝ImR1＝1.25V
比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示
(3)[3]当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为
I＝I2－I1
Rx两端电压
U＝I1R1
故
Rx＝＝
[4]由图示电路图可知，电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值等于真实值
12．
=
6.0
1.0
【解析】
(1)[1]．由闭合电路欧姆定律可得，上部分电路的电流
电阻箱
R1
两端的电压为
(2)[2]．当
G
表示数为零时，说明R1两端电压等于电源Ex的路端电压，即R1
、R2两端电压相等，则
U1=U2；
(3)[3][4]．在下部分电路中，由闭合电路欧姆定律可得
由U1=U2可得
由题意可知
解得
Ex=6.0
rx=1.0Ω
13．(1)不正确，因为电阻是导体本身的特性，与电压和电流无关；(2)由电阻定律可知，当两电阻串联时，长度L变大，所以总电阻变大；并联时，横截面积S变大，所以电阻变小
【解析】
(1)不正确，因为电阻是导体本身的特性，与电压和电流无关。
(2)由电阻定律
可知，当两电阻串联时，长度L变大，所以总电阻变大；并联时，横截面积S变大，所以电阻变小。
14．6V
1Ω
【解析】
闭合开关S1当开关S2断开时，由闭合电路的欧姆定律得：
闭合开关S1当开关S2闭合时，由闭合电路的欧姆定律得：
又：
解得：E=6V，r=1Ω
15．(1)0.5A；0.6A
(2)当R1＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。PAB＝4W
【解析】
（1）根据闭合电路的欧姆定律求解开关S断开和接通时，通过R1的电流；（2）开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝4Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。
【详解】
(1)开关S断开时，I1＝＝0.5
A
开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝4Ω
I1′＝＝0.6A
(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝4Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。
I＝＝1A
PAB＝I2R23＝4W
16．
【解析】
由闭合电路欧姆定律得
两金属板间电压为UBA＝IR＝
由牛顿第二定律得q－mg＝ma
液滴在电场中做类平抛运动，有
L＝v0t　
联立解得
【点睛】
题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律．