2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 单元检测试题4（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 单元检测试题4（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 618.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-21 05:35:36 | ||
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文档简介
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．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
2．R1和R2分别标有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（
）
A．1.5W
B．3.0W
C．5.0W
D．6.0W
3．如图所示的电路中变阻器的最大阻值大于电源的内阻。调节变阻器的阻值使其由大到小，发现理想电流表A的示数为1.5A时，电源的输出功率达到最大值9W。由此可知
A．电源的内阻为4Ω
B．电源的电动势为6V
C．电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为4Ω
D．该电路中，电源效率的最大值为50%
4．一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω．正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（ ）
A．500W
B．25W
C．2000W
D．475W
5．如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，若将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时（
）
A．电压表V的读数增大，电流表A的读数减小
B．电压表V的读数减小，电流表A的读数增大
C．电压表V和电流表A的读数都减小
D．电压表V和电流表A的读数都增大
6．一段通有恒定电流电解液，若2秒钟有2C的正电荷和2C的负电荷相向运动，同时通过某一横截面，则电流强度是（ ）
A．1A
B．2A
C．4A
D．8A
7．有四个金属导体，它们的伏安特性曲线如图所示，电阻最大的导体是（
）
A．a
B．b
C．c
D．d
8．如图所示的电路中，各电表为理想电表，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器R2的滑动头从某位置向左移动一小段距离的过程中，设V1、V2、A的读数分别是U1、U2、I；V1、V2、A读数的变化量分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A．U2与I的比值减小，U2与I的乘积也一定减小
B．U1与I的比值不变，U1与I的乘积也一定不变
C．与的比值等于与的比值
D．与的比值等于任何时刻U1与I的比值
9．下列有关电源电动势的说法，正确的是（
）
A．电源的电动势数值上等于电源不接用电器时正负两极间的电压
B．电源的电动势反映了电源将其它形式能转化为电能的本领大小
C．电源的电动势就是电压
D．电源的电动势等于电路中内、外电压之和
10．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
11．右图为一正在测量中的多用电表表盘．
（1）如果是用×10档测量电阻，则读数为___________．
（2）如果是用直流10
mA档测量电流，则读数为___________mA．
（3）如果是用直流5
V档测量电压，则读数为_____________V．
12．某实验小组利用铜片、锌片和砀山的梨制作了梨汁电池，以下是他们测量该电池的电动势E和内阻r的实验过程：
（1）实验小组将有关实验器材进行了部分连接，如图甲所示，请根据实验原理将实物电路图补充完整_________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新设计出如图乙所示的实验电路图并进行了如下实验：
①已知电流表的内阻为100Ω，量程为0-300μA，电阻箱阻值的变化范围为0-9999Ω。连接电路后，调节电阻箱R，实验得到的测量数据如图表；
②实验小组根据上表数据在U-I图像(U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流)已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出U-I图像______；
③由U-I图像得该梨汁电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（结果保留2位有效数字）
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．如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5V，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S接b点时，标有“4V，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．
参考答案
1．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。
2．A
【解析】
试题分析：串联电路中各用电器电流相同，允许最大电流应小于等于0.5A，由，可知R1和R2在最大允许电流时的功率分别为0.5
W、1W，故A项正确。
考点：本题考查了串联电路、电功率的概念
3．A
【解析】
A.电源的输出功率达到最大时，设滑动变阻器的电阻值为R，则：P=I2R可得：，根据电源的输出功率最大的条件：外电阻与电源的内电阻相等可知，电源的内电阻也是4Ω．故A正确；
B.电源的电动势：E=I（R+r）=1.5×（4+4）=12V．故B错误；
C.电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为：R总=R+r=4+4=8Ω．故C错误；
D.电源的效率η=×100%，随外电阻的变化而变化，外电阻越大，则效率越大，可以大于50%．故D错误.
4．B
【解析】
根据焦耳定律得到P热=I2r=52×2W=50W。
故选B。
5．A
【解析】
将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时，接入电路中的电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律判断知电路中电流减小，则电流表的读数减小；电流减小，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，则电压表的读数增大。
故选A。
6．B
【解析】
因为有2C的正电荷和2C的负电荷相向运动，故通过截面的电量为4C，电流的定义式是
故B正确ACD错误。
故选B。
7．D
【解析】
根据欧姆定律公式I=可得定值电阻的U﹣I图象是一条经过坐标原点的直线，斜率表示电阻；故导体d的电阻最大。
故选D。
8．D
【解析】
A．由图可知，与串联，测两端的电压，测两端的电压。若滑动变阻器的滑动头向左端移动，则滑动变阻器接入电阻减小，由闭合电路欧姆定律
可知，电路中总电流增大，则内电压增大，两端的电压增大，由于路端电压减小，故两端的电压减小。所以示数增大，示数减小，而两电表之和等于路端电压，故可知示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值。由以上分析可知，减小、增大，与的比值减小，但与的乘积变大变小无法确定。故A错误；
B．与的比值等于的阻值，的阻值不变，所以与的比值不变，与都变大，故与的乘积增加，故B错误；
C．由以上分析可知，示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值，所以与的比值大于与的比值。故C错误；
D．根据电阻的定义及性质可知
故D正确。
故选D。
9．ABD
【解析】
A.
根据
可知，电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压；故A正确；
B.
电源的电动势反映了电源将其它形式能转化为电能的本领大小，故B正确；
C.
电源的电动势不是电压，外电路断路时，路端电压等于电动势，故C错误；
D.
根据电路电压关系可知，电源的电动势等于电路中内、外电压之和，故D正确。
故选ABD。
10．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．
11．60
7.18
3.59
【解析】
(1)[1]欧姆档在最上面的一排数据读数，读数为6×10Ω=60Ω；
(2)[2]电流档测量读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.18mA；
(3)[3]同样直流电压档测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为
35.9×0.1V=3.59V
12．
0.85~0.90
1.0×103~1.2×103
【解析】
(1)［1］根据电路图（乙）连接实物图（甲）如图所示
(2)［2］根据描点做图法可得
(3)［3］［4］根据在U-I图象中斜率绝对值表示电源内阻，纵轴截距等于电源电动势可得电源电动势为
E=0.86V
电源内阻为
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
16．6V，2Ω
【解析】
当开关接a时，电路中的电流为
I1==A=0.5A.
由闭合电路欧姆定律得
E=U1＋I1r
当开关接b时，电路中的电流为
I2==A=1A.
由闭合电路欧姆定律得
E=U2＋I2r
联立解得
E=6V
r=2Ω.
直流电路单元检测试题（解析版)
1．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
2．R1和R2分别标有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（
）
A．1.5W
B．3.0W
C．5.0W
D．6.0W
3．如图所示的电路中变阻器的最大阻值大于电源的内阻。调节变阻器的阻值使其由大到小，发现理想电流表A的示数为1.5A时，电源的输出功率达到最大值9W。由此可知
A．电源的内阻为4Ω
B．电源的电动势为6V
C．电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为4Ω
D．该电路中，电源效率的最大值为50%
4．一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω．正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（ ）
A．500W
B．25W
C．2000W
D．475W
5．如图所示的电路中，电压表和电流表都是理想电表，若将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时（
）
A．电压表V的读数增大，电流表A的读数减小
B．电压表V的读数减小，电流表A的读数增大
C．电压表V和电流表A的读数都减小
D．电压表V和电流表A的读数都增大
6．一段通有恒定电流电解液，若2秒钟有2C的正电荷和2C的负电荷相向运动，同时通过某一横截面，则电流强度是（ ）
A．1A
B．2A
C．4A
D．8A
7．有四个金属导体，它们的伏安特性曲线如图所示，电阻最大的导体是（
）
A．a
B．b
C．c
D．d
8．如图所示的电路中，各电表为理想电表，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器R2的滑动头从某位置向左移动一小段距离的过程中，设V1、V2、A的读数分别是U1、U2、I；V1、V2、A读数的变化量分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A．U2与I的比值减小，U2与I的乘积也一定减小
B．U1与I的比值不变，U1与I的乘积也一定不变
C．与的比值等于与的比值
D．与的比值等于任何时刻U1与I的比值
9．下列有关电源电动势的说法，正确的是（
）
A．电源的电动势数值上等于电源不接用电器时正负两极间的电压
B．电源的电动势反映了电源将其它形式能转化为电能的本领大小
C．电源的电动势就是电压
D．电源的电动势等于电路中内、外电压之和
10．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
11．右图为一正在测量中的多用电表表盘．
（1）如果是用×10档测量电阻，则读数为___________．
（2）如果是用直流10
mA档测量电流，则读数为___________mA．
（3）如果是用直流5
V档测量电压，则读数为_____________V．
12．某实验小组利用铜片、锌片和砀山的梨制作了梨汁电池，以下是他们测量该电池的电动势E和内阻r的实验过程：
（1）实验小组将有关实验器材进行了部分连接，如图甲所示，请根据实验原理将实物电路图补充完整_________；
（2）实验时发现电压表坏了，于是移去电压表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新设计出如图乙所示的实验电路图并进行了如下实验：
①已知电流表的内阻为100Ω，量程为0-300μA，电阻箱阻值的变化范围为0-9999Ω。连接电路后，调节电阻箱R，实验得到的测量数据如图表；
②实验小组根据上表数据在U-I图像(U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流)已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出U-I图像______；
③由U-I图像得该梨汁电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（结果保留2位有效数字）
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．如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5V，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S接b点时，标有“4V，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．
参考答案
1．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。
2．A
【解析】
试题分析：串联电路中各用电器电流相同，允许最大电流应小于等于0.5A，由，可知R1和R2在最大允许电流时的功率分别为0.5
W、1W，故A项正确。
考点：本题考查了串联电路、电功率的概念
3．A
【解析】
A.电源的输出功率达到最大时，设滑动变阻器的电阻值为R，则：P=I2R可得：，根据电源的输出功率最大的条件：外电阻与电源的内电阻相等可知，电源的内电阻也是4Ω．故A正确；
B.电源的电动势：E=I（R+r）=1.5×（4+4）=12V．故B错误；
C.电源输出功率最大时，闭合电路的总电阻为：R总=R+r=4+4=8Ω．故C错误；
D.电源的效率η=×100%，随外电阻的变化而变化，外电阻越大，则效率越大，可以大于50%．故D错误.
4．B
【解析】
根据焦耳定律得到P热=I2r=52×2W=50W。
故选B。
5．A
【解析】
将滑动变阻器的滑动触点向b端移动时，接入电路中的电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律判断知电路中电流减小，则电流表的读数减小；电流减小，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，则电压表的读数增大。
故选A。
6．B
【解析】
因为有2C的正电荷和2C的负电荷相向运动，故通过截面的电量为4C，电流的定义式是
故B正确ACD错误。
故选B。
7．D
【解析】
根据欧姆定律公式I=可得定值电阻的U﹣I图象是一条经过坐标原点的直线，斜率表示电阻；故导体d的电阻最大。
故选D。
8．D
【解析】
A．由图可知，与串联，测两端的电压，测两端的电压。若滑动变阻器的滑动头向左端移动，则滑动变阻器接入电阻减小，由闭合电路欧姆定律
可知，电路中总电流增大，则内电压增大，两端的电压增大，由于路端电压减小，故两端的电压减小。所以示数增大，示数减小，而两电表之和等于路端电压，故可知示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值。由以上分析可知，减小、增大，与的比值减小，但与的乘积变大变小无法确定。故A错误；
B．与的比值等于的阻值，的阻值不变，所以与的比值不变，与都变大，故与的乘积增加，故B错误；
C．由以上分析可知，示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值，所以与的比值大于与的比值。故C错误；
D．根据电阻的定义及性质可知
故D正确。
故选D。
9．ABD
【解析】
A.
根据
可知，电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压；故A正确；
B.
电源的电动势反映了电源将其它形式能转化为电能的本领大小，故B正确；
C.
电源的电动势不是电压，外电路断路时，路端电压等于电动势，故C错误；
D.
根据电路电压关系可知，电源的电动势等于电路中内、外电压之和，故D正确。
故选ABD。
10．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．
11．60
7.18
3.59
【解析】
(1)[1]欧姆档在最上面的一排数据读数，读数为6×10Ω=60Ω；
(2)[2]电流档测量读取中间的三排数据的最底下一排数据，读数为7.18mA；
(3)[3]同样直流电压档测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好，读数为
35.9×0.1V=3.59V
12．
0.85~0.90
1.0×103~1.2×103
【解析】
(1)［1］根据电路图（乙）连接实物图（甲）如图所示
(2)［2］根据描点做图法可得
(3)［3］［4］根据在U-I图象中斜率绝对值表示电源内阻，纵轴截距等于电源电动势可得电源电动势为
E=0.86V
电源内阻为
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
16．6V，2Ω
【解析】
当开关接a时，电路中的电流为
I1==A=0.5A.
由闭合电路欧姆定律得
E=U1＋I1r
当开关接b时，电路中的电流为
I2==A=1A.
由闭合电路欧姆定律得
E=U2＋I2r
联立解得
E=6V
r=2Ω.
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