2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 单元检测试题3（解析版）

2019—2020学年教科版选修3-1
直流电路单元检测试题（解析版)
1．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其电阻率为。棒内单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．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
3．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
4．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
5．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
6．下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．路程
B．电场强度
C．功
D．电流
7．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
8．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
9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线．曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为、．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）
A．电源1与电源2的内阻之比是
B．电源1与电源2的电动势之比是
C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
10．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
11．在“测电源电动势和内阻”的实验中，某实验小组同学根据图甲电路进行测量实验。
（1）根据图甲电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接________。
（2）实验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示。由图象可测得和，则______；______(选填“>”、“=”、“<”)。
（3）为了克服系统误差，同学们又根据图丁电路进行测量。同样作出U-I图象，如图戊所示。经过讨论发现，利用图丙和图戊可以消除系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值，则=________，=_________。（用UA，UB，IA，IB表示）
12．某同学使用如下器材做“描绘小灯泡的伏
安特性曲线”的实验：
待测小灯泡（额定电压12V，工作时电阻为100Ω左右）；
电源E（电动势为14V）；
电压表V（量程为15V，内阻约为15kΩ）；
电流表A（量程为100mA，内阻约为10Ω）；
滑动变阻器（最大阻值为10Ω）；
单刀单掷开关；导线若干．
(1).请根据所选的实验电路图在实物图上连线______．
(2).该同学描绘的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图可求得小灯泡的额定功率为P=________W．（结果保留3位有效数字）
(3).根据小灯泡的伏安特性曲线，可确定小灯泡的功率P与U2和I2的关系，下列示意图中正确的是______．
(4).将被测小灯泡与一定值电阻R和电源串联成闭合电路．电源的电动势为15V，内阻为10Ω．现用一理想电压表测得小灯泡两端的电压为8.5V，则定值电阻R所消耗的电功率为_____________W．
13．在如图所示的电路中，电源的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω，外电路的电阻R=2.0Ω。闭合开关S后，求：
(1)电路中的电流I；
(2)电源的输出功率P。
14．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．计算：
（1）定值电阻R2的阻值；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）电源的电动势和内阻．
15．一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A．这台电动机每分钟所做的机械功有多少?
16．如图所示，R1=8?，R2=4?，R3=12?，开关S断开时，电流表的读数是0.5A，开关S接通时，电流表的读数为0.8A，求电源的电动势和内电阻。
参考答案
1．A
【解析】
根据电阻定律有
则根据欧姆定律可知电流为
再根据电流微观表达式有
联立可得，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．B
【解析】
只有大小没有方向的物理量是标量，而矢量是既有大小又有方向，合成与分解时满足平行四边形法则的物理量是矢量，因此下列物理量是标量的有：路程、功、电流；是矢量的有：电场强度。B正确，ACD错误；
故选B。
7．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。
8．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。
9．AB
【解析】
根据电源U-I图线的斜率绝对值表示内阻知，电源1的内阻为，电源2的内阻为，则r1：r2=3：2，故A正确；根据电源U-I图线的纵截距表示电动势知，E1=E2=10V，故B正确；灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态，则接电源1时，U1=3.5V，I1=5A，小灯泡消耗的功率
P1=U1I1=17.5W，小灯泡的电阻；接电源2时，U2=5V，I2=6A，P2=30W，小灯泡的电阻，所以P1：P2=7：12，R1：R2=21：25，故CD错误．所以AB正确，CD错误．
10．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。
11．见解析
E测r测E真=UB
r真=
【解析】
(1)[1]实物连接如图所示
(2)[2]
[3]理论上当电流表示数为零时，电压表示数等于电动势的测量值，因此电动势的测量值
当电压表示数等于零时，电压表没的分流作用，因此理论上的短路电流
等于真实值，这样内电阻测量值等于图象的斜率绝对值
(3)[4][5]按图丁测量时，当电流强度等于零时，电压表没有分流作用，电压表理论上的值确实等于电源电动势，即
而图甲测量短路电流准确为IA，因此内电阻真实值
12．
1.15-1.19
D
0.48
【解析】
(1)[1]
实验电路图如下
(2)[2]
小灯泡额定功率为12V，从图中可读出电流为0.096A，根据
P=UI=1.152W≈1.15W
(3)[3]
，因为小灯泡的电阻随电流电压的增大而增大，P-图像中斜率表示电阻的倒数，P-图像中斜率表示电阻，故选D。
(4)[4]
根据图像可知小灯泡两端的电压为8.5V时，电路中的电流为0.085A，电阻R两端的电压为
定值电阻R所消耗的电功率
P=UI=0.48W
13．(1)2.0A；(2)8.0W
【解析】
(1)根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为
(2)电源的输出功率
14．（1）5Ω（2）300Ω
（3）20V；20Ω
【解析】
（1）当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：
（2）滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图像中A点坐标求出：
代入数据解得滑动变阻器最大阻值
（3）由闭合电路欧姆定律得：
将图像中A、B两点的电压和电流代入得：
解得
15．65400J
【解析】
电动机内部有线圈和转动部分，所以220V的电压一部分加在线圈上，一部分加在转动部分上；U线圈=Ir=2V，P内=UI=10W，P总=220×5=1100W，
电动机输出的机械功率：P出=1100-10=1090W
一分钟做的功：W=Pt=1090×60=65400J
16．，
【解析】
设电源的电动势为，内阻为，开关断开时
由图可知，闭合时，与并联后与串联，则有
代入数据联立得
，