2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 章末复习精炼5（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．下列关于物理量的单位说法正确的是（　　）
A．弹性势能的单位为瓦特（W）
B．角速度的单位为弧度每秒（rad/s）
C．电容的单位为伏特每米（V/m）
D．电动势的单位为焦耳（J）
2．关于电源电动势下列说法中正确的是
A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压
C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别
D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高
3．如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图象，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象．用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和效率分别为
(　　)
A．4
W,33%
B．2
W,33%
C．2
W,67%
D．4
W,67%
4．如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为
A．两电表示数都增大
B．两电表示数都减少
C．电压表示数减少，电流表示数增大
D．电压表示数增大，电流表示数减少
5．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R1，滑动变阻器为R。现闭合电键s，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，则电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是（　　）
A．先变大后变小；一直变大
B．先变小后变大；一直变小
C．先变大后变小；先变小后变大
D．先变小后变大；先变大后变小
6．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中A、B、C、D四个点。下列说法正确的是（　　）
A．阻值最大的是A
B．阻值最小的是C
C．B、C阻值相等
D．A阻值小于D
7．关于电源与电动势的下列说法中正确的是（　　）
A．电源可以通过静电力做功，把其他形式的能转化成电势能
B．当外电路的电阻变化时，电源的电动势一定保持不变
C．电源的电动势大小与电源的体积有关
D．闭合电路中，由于电源内部具有电阻，因此电源内部也有电压
8．如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（
）
A．R1：R2=1：3
B．R1：R2=3：1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=3：1
9．如图所示，电源电动势E=9V，内电阻r=4.5Ω，变阻器Rl的最大电阻Rm=5.0Ω，R2=1.5Ω，R3=R4=1000Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置．在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止．那么（　　）
A．在题设条件下，接入电路的阻值为，电源的输出功率为
B．引入的微粒带负电，当开关接向未接触的过程中，微粒将向下运动
C．在题设条件下，的阻值增大时，两端的电压增大
D．在题设条件下，当开关接向b后，流过的电流方向为
10．如图所示，M为一直流电动机，其线圈电阻，与电动机串联的电阻，电源的电动势，电源的内阻不计。当电动机转动时，电压表的示数，则有（　　）
A．通过电阻R的电流为4.1A
B．通过电阻R的电流为16A
C．电动机的总功率为48W
D．电动机的输出功率为42W
11．某物理兴趣小组欲用图示电路将电流表改装成欧姆表，使欧姆表的中央刻度为15，倍率为“×1”。实验室可提供的器材有：
A．一节1.5V干电池E(内阻不计)；
B．电流表A1(量程0～100mA，内阻为2.5Ω)；
C．电流表A2(量程0～0.6A，内阻为0.2Ω)；
D．滑动变阻器R1(0～30Ω)；
E滑动变阻器R2(0～3kΩ)；
F.一对表笔及导线若干。
（1）图中a为___________(选填“红”或“黑”)表笔；
（2）电流表应选用___________(选填“B”或“C”)，滑动变阻器应选用___________(选填“D”或“E”)；
（3）在正确选用器材的情况下，正确连接好实验电路，并正确操作，若电流表满偏电流为Ig，则电阻刻度盘上指针指在Ig处应标上“___________”(填写具体数值)。
12．有一电压表V1，其量程为3V，内阻约为3000Ω，现要准确测量该电压表的内阻，提供的实验器材有：
A．电源E：电动势约15V，内阻不计；
B．电流表A1：量程1A，内阻r1=2Ω；
C．电压表V2：量程2V，内阻r2=2000Ω；
D．定值电阻R1：阻值20Ω；
E．定值电阻R2：阻值3Ω；
F.滑动变阻器R0：最大阻值10Ω，额定电流1A；开关S，导线若干。
(1)提供的实验器材中，应选用的电表是_____、定值电阻是_____（填器材前的字母）
(2)请你设计一个测量电压表V1的实验电路图，画在虚线框内_______（要求：滑动变阻器要便于调节）。
(3)用I表示电流表A1的示数、U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数，写出计算电压表V1内阻的表达式RV1=____________。
13．如图所示，电灯L的规格为“4V
1W”，滑动变阻器R的总电阻为．当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数为10V．若导线连接完好，电路中各处接触良好．试问：
（1）发生的故障是短路还是断路？发生在何处？
（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
（3）电源的电动势和内电阻为多大？
14．如图所示，R1＝2
Ω，R2＝3
Ω，滑动变阻器最大值R3＝5
Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？
15．如图所示为儿童电动风扇，由一小型直流电动机驱动，把它接入U1=0.
3V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1=0.
6A；若把它接入U2=4.
5V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2=1.
0A，除电动机内阻外其他电阻忽略不计。
(1)求电动机正常工作时的输出功率；
(2)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机的发热功率。
16．一电瓶车的电源电动势E＝48V，内阻不计，其电动机线圈电阻R＝3Ω，当它以v＝4m/s的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f＝48N。除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：
(1)该电动机的输出功率；
(2)电动机消耗的总功率。
参考答案
1．B
【解析】
A．
弹性势能的单位是焦耳（J），故A错误；
B．
角速度的单位为弧度每秒（rad/s），故B正确；
C．
电容的单位为法拉（F），故C错误；
D．
电动势的单位为伏特（V），故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
电源电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量；电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，电动势等于内外电路电压之和．
【详解】
AB．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压；故AB错误；
C．由A的分析可知，电源电动势与电压单位相同，但与电压有本质的区别；故C正确；
D．电动势越大，说明电源转化能量的本领越大，但电源两端的电压与外电路有关，电压并一定大；故D错误；
【点睛】
电动势是一个表征电源特征的物理量．定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功．
3．D
【解析】
两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压
U=2V
电流
I=2A
则电源的输出功率为
P?出?=UI=2×2W=4W
根据闭合电路欧姆定律得
U=E-Ir
当I=0时
U=E
由读出电源的电动势
E=3V
电源的总功率
P=EI=3×2W=6W
电源的效率
故D正确，ABC错误。
4．D
【解析】
当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，则电压表的示数UV=E-I(r+R1)，则UV增大；流过R2的电流增大，电流表的读数为，则电流表示数减小；故A，B，C错误，D正确.
5．A
【解析】
由电路的结构可知，滑动变阻器R的滑动触头P两边的电阻并联，则当P从M端向N端滑动时,电路的总电阻先变大后减小，则总电流先减小后变大，路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小；设PN部分的的电阻为x，则PN部分的电流为
则随着x的减小，Ix逐渐变大。
故选A。
6．AC
【解析】
A．图像与原点连线的斜率代表电阻，因为A与原点连线斜率最大，故A电阻最大，故A正确；
B．D与原点连线斜率最小，故D电阻最小，故B错误；
C．
B、C与原点连线在一条直线上，斜率相同，阻值相等，故C正确；
D．根据以上分析可知，A阻值大于D，故D错误。
故选AC。
7．BD
【解析】
A．电源可以通过非静电力做功，把其他形式的能转化成电势能，选项A错误；
B．电源电动势由电源本身决定，当外电路的电阻变化时，电源的电动势一定保持不变，选项B正确；
C．电源的电动势大小与电源的体积无关，选项C错误；
D．电源与用电器组成闭合回路时，电路中有一定的电流，由于电源都有一定的内电阻，所以内电路有电压，故D正确。
故选BD。
8．AD
【解析】
AB．根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
故A正确，B错误；
C．串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比
故C错误；
D．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比
故D正确。
9．AD
【解析】
根据当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大去求解；对微粒进行受力分析，根据微粒处于平衡状态，判断出微粒的电性．当开关接向b（未接触b）的过程中，电容器电荷量未变，从而判断出微粒的运动状况；电路的动态分析抓住电动势和内阻不变，结合闭合电路欧姆电路进行分析；找出开关接a和接b上下极板所带电荷的电性，即可确定出电流的方向．
【详解】
在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知，则电源的输出功率，A正确；在开关S与a接触且当电路稳定时，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止微粒受重力和电场力平衡而上极板带正电，可知微粒带负电当开关接向未接触的过程中，电容器所带的电量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，B错误；电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，和及电源构成串联电路，的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，两端的电压减小C错误；在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过的电流方向为，D正确．
10．CD
【解析】
A
B．电阻R两端的电压为
通过电阻R的电流为
A、B错误；
C．电动机的总功率为
C正确；
D．电动机的输出功率为
D正确。
故选CD。
11．红
B
D
45
【解析】
（1）[1]多用电表与外部连接后，电流的流向为“红进黑出”，故a为红表笔；
（2）[2][3]
将电流表改装成欧姆表，使欧姆表的中央刻度为15，倍率为“×1”，即欧姆表的内电阻为15Ω，通过的最大电流：
所以应该选择量程为0~100mA的电流表，即选B；滑动变阻器应该选择0~30Ω的D；
（3）[4]由闭合电路欧姆定律有：
又，解得，即原
处应该标上45。
12．C
D
【解析】
(1)[1]由于待测电压表的电压量程为3V，最大电流为
远小于电流表的量程，而电压表V2的量程与其电压量程接近，所以电表应选电压表V2即C
[2]为保护电源，定值电阻应选阻值大的R1即D
(2)[3]由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法，由于待测电压表的额定电流为IV1=1mA，电压表V2的额定电流为
所以应将两电压表串联使用，电路图如图所示
(3)[4]根据欧姆定律和串并联规律应有
得
13．（1）电灯L发生断路（2）20Ω（3）12.5V；5Ω
【解析】
（1）电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压也增大，因此外电路总电阻增大，在外电路某处一定发生了断路．由于电流表有读数，不可能断路，电压表也有读数，滑动变阻器R也不可能断路，因此，只可能是电灯L发生断路．
（2）L断路后，外电路只有，因无电流流过R，电压表示数即路端电压
．
L未断路时恰好正常发光
．
（3）根据闭合电路欧姆定律可知，故障前
故障后
得
．
14．2A
【解析】
设触头上部分电阻为xΩ，则下部分为（5-x）Ω，总电阻
由数学知识可知当2+x=8-x时，即x=3Ω时，R最大，此时Rmax=Ω=2.5Ω
安培表的示数最小．
【点睛】
外电路的总电阻与局部电路电阻的变化是一致的，当局部电阻增大时，总电阻也增大，本题就根据这个特点进行分析．
15．(1)4.
0W
(2)40.
5W
【解析】
(1)当V，A时，电动机不转，说明它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看成纯电阻，故电动机的内阻为：
当V，A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，
则电动机的输入功率：
电动机的热功率：
电动机输出功率为：
W
(2)当电动机正常工作转子被卡住时，电动机又为纯电阻，其发热功率为：
。
16．(1)，(2)。
【解析】
(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：
电动机的输出功率为：
；
(2)由能量守恒定律得：
代入数据解得：
所以电动机消耗的总功率为：
。