2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 单元检测试题5（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．某款高科技的锂离子多功能电池有二路电压输出设计，如图。一路为环状凹槽电极，该路经由电路输出电芯电压，额定电压为3.7V；另一路为与干电池电极完全相同的中心柱状电极，经由变换电路输出额定电压1.5V。下列说法正确的是（　　）
型号
电芯
标准电压
标准容量
输出电流（最大）
电池寿命
PH5
锂聚合物
DC1.5V/3.7V
810mAh（3.7V）3000mWh（1.5V）
1500mA（3.7V）2000mA（1.5V）
大于500次完全充放电（根据使用情况而异）
A．使用环状凹槽电极时，电池的能量是2916J
B．使用环状凹槽电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约2h
C．使用中心柱状电极时，电池的电量是10800C
D．使用中心柱状电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约1h
2．如图（a）所示，电源电动势E=9V，内阻不计，定值电阻R1=500Ω，电阻R的U-I关系如图（b）所示，R2为滑动变阻器。电键闭合后，为使R2消耗的电功率等于R1功率的2倍，滑动变阻器R2的阻值和对应的功率P2分别为（　　）
A．R2=1000Ω
B．R2=1000Ω
C．R2=1500Ω
D．R2=1500Ω
3．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（　　）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
4．如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是（　　）
A．G中电流方向由a到b
B．RT两端电压变大
C．C所带的电荷量保持不变
D．L变暗
5．电阻R1阻值为6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比Il：I2=2:3，则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别为
(
)
A．4Ω，2.4Ω
B．4Ω，3.6Ω
C．9Ω，3.6Ω
D．9Ω，4.5Ω
6．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是
A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻
B．加5V电压时，导体的电阻大于
C．由图可知，随着电压的减大，导体的电阻不断增大
D．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
7．白炽灯的灯丝由钨丝制成，当灯丝烧断后脱落一段，又将剩余灯丝刚好能搭接上使用，若灯泡功率原来为60
W，观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的，则现在灯泡的功率约为(　　)
A．30
W
B．45
W
C．60
W
D．80
W
8．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表．闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是(　　)
A．电流表的示数一定增大
B．电压表的示数一定增大
C．电源的输出功率一定增大
D．R1上的电压一定减小
9．如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中，当滑动变阻器R3的滑片P向a端移动时,以下说法中正确的是（
）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电阻R1两端的电压减小
C．电源的总功率减少但电源的输出功率增大
D．如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为，则
10．关于材料的电阻率，下列说法中正确的是（　　）
A．导体的电阻率与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与导体材料有关
B．金属导体的电阻率随温度的升高而增大
C．纯金属的电阻率比合金的电阻率小
D．产生超导现象时，材料的电阻为零，但材料的性质没有变，材料的电阻率不为零
11．某同学用多用电表测量一只电阻的阻值，多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1
k、×100、×10、×1，该同学将选择开关旋转到“×100”位置时，用正确的操作步骤测量，发现指针偏转角度太大(图中虚线所示)．为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应进行的主要操作：
a.将选择开关旋转到____________________；
b.
将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0
Ω处；
c.重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该电阻的测量值是_______?．
d.将选择开关旋转到“OFF”位置(或交流电压最高挡)，拨出表笔．
e.该同学进行了这样的思考，如果选择开关是指向“直流50V”测量电压，指针还是图中实线所示，则所测的电压是____________V
12．某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有：
电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A）
滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A）
电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A）
标准电压表（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω）
开关两个，导线若干
他的操作过程如下：
(1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为：
①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。
②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即
，
此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。
(2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。
(3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。
（______________）
(4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。
13．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，太阳能电池电动势为，内阻为。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。已知电动机的直流电阻为，太阳光垂直照射到地面上单位面积的辐射功率为。
(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，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？
14．把一只“1.5V，0.3A”的小灯泡接到6V的电源上，为使小灯泡正常发光，需要串联还是并联一个多大电阻？
15．微型吸尘器的直流电动机内阻一定，把它接入电压为的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是；若把电动机接入电压为的电路中，电动机正常工作，工作电流是，求：
（1）电动机线圈的电阻R．
（2）电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率．
（3）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率（设此时线圈未被烧坏）．
16．某金属导体两端所加电压为8
V时，10
s内通过某一横截面的电荷量为0.16
C，求：
(1)导体的电阻；
(2)若导体两端电压为10
V，求通过导体的电流.
参考答案
1．D
【解析】
A．使用环状凹槽电极时，电池标准容量是0.
81Ah，因此电池的能量为
W=UIt=3.
7×0.
81×3600J=10789.
2J
A错误；
B．使用环状凹槽电极时，能够在最大输出电流下工作时间
B错误；
C．使用中心柱状电极时，根据
W=UIt
可知
Q=2Ah=7200C
C错误；
D．在最大输出电流的工作状态下能工作时间为
D正确。
故选D。
2．B
【解析】
串联电路电流处处相等，根据可知
将和等效为电源内阻，则等效电源满足
，
在图像中有
可知通过滑动变阻器的电流约为，所以功率为
ACD错误，B正确。
故选B。
3．D
【解析】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，BC错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
D正确。
故选D。
4．A
【解析】
A．电容器的带电量减小，电容器放电，故G中电流由，故A正确；
B．因为电路中电流增大，电源的内压及灯泡L两端的电压增大，由
可得两端电压减小，故B错误；
C．因为电容器并联在电源两端，因内电压增大，路端电压减小，故由
知电容器的带电量减小，故C错误；
D．由图可以知道，热敏电阻与L串联，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值减小，总电阻减小，则电路中电流增大，灯泡L变亮，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
并联电路中电流之比等于电阻的反比，则有：，解得：，则总电阻为：，故选A．
【点睛】根据并联电路的性质可求得的阻值及总电阻：并联电路的电压相等，电流之比等于电阻的反比．
6．C
【解析】
图象反映导体中的电流随电压的变化情况；由各点的坐标得到电压和电流，由求得导体的电阻；由图象的斜率的变化可判断其电阻的变化．
【详解】
该元件是非线性元件，所以仍能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻，故A错误，当时，由图知电流为，则导体的电阻故B错误；由图知，随着电压的减小，图象上的点与原点连线的斜率增大，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断减小，故C正确，D错误；故选C。
【点睛】
本题关键抓住图象上的点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，分析电阻的变化，求解电阻的值．
7．D
【解析】
由电阻定律知，灯丝长度减为原来的，电阻变为原来的，照明电路中电压220V不变，则由知功率变为原来的倍，即80W，故选D.
【点睛】
根据电阻的定义式和功率公式联合求解．
8．AD
【解析】
考查闭合电路欧姆定律的动态分析类题目，一般思路都是先分析局部电路的电阻变化，再分析整体中电流及电压的变化，最后分析局部电路中的流及电压的变化；在分析局部电路时要注意灵活应用串并联电路的性质．
【详解】
AB．减小R的阻值，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I增大，由得路端电压减小，所以电流表的示数一定增大，电压表的示数一定减小，根据欧姆定律可知电阻R2两端电压增大，故B错误，A正确；
C．根据数学知识分析得知，当电源的外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知外电阻与内电阻的大小关系，所以当电源的负载电阻减小，输出功率不一定减小，也可能增大，故C错误；
D．电路中总电流I增大，R2的两端电压增大，又因为路端电压减小，由串联分压得R1电压减小，故D正确；
9．BD
【解析】
A、将滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向a滑动的过程中，外电路总电阻变大，电路中总电流变小，内电压减小，路端电压变大；电压表示数变大，故A错误；
BD、电路中总电流变小，通过电阻R1的电流变小，R1两端电压变小，R2两端电压增大，通过电阻R2的电流变大，通过电阻R1的电流等于通过电阻R2的电流和通过电阻R3的电流之和，故通过电阻R3的电流变小，故有，，故BD正确；
C、电路中总电流变小，则电源的总功率减少，因不知道外电阻与内电阻之间的关系，所以无法判断电源的输出功率的变化；故C错误；
故选BD．
10．BC
【解析】
A．电阻率的大小与温度和材料本身都有关，与长度和横截面积无关，故A错误；
B．金属导体的电阻率随温度的升高而增大，故B正确；
C．电阻率跟导体的材料有关是反映材料导电性能好坏的物理量，纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，故C正确；
D．产生超导现象时，超导体的电阻率为零，对电流的阻碍作用为零，故D错误。
故选BC。
11．“×10”位置
130
27.0
【解析】
多用电表选择欧姆×100倍率，指针偏转角度太大，即所测电阻为小电阻，所选挡位太大，为了较准确地进行测量，应换用小挡；
a、[1]．把选择开关旋转到“×10”位置；
b、两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；
c、[2]．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是；
d．测量结束后，应把选择开关旋转到OFF挡或者交流电压最高挡，拨出表笔；
e.
[3]．如果选择开关是指向“直流50V”测量电压，则读数时利用中间那排数据，即利用直流档位数据来读数，则读数为27.0V．
点睛：本题考查了应用欧姆表测电阻的实验步骤、注意事项与读数，应用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零．
12．
小于
偏大
偏小
【解析】
根据题目中给出的提示，以及电表的改装知识进行解答。
【详解】
(1)[1]电阻箱的读数为
，
电流表的内阻为
；
(2)[2]由电压表的改装原理可知：
；
(3)[3]要求电压从0到最大值之间逐一进行校准，因此应采用分压法，滑动变阻器选用，标准电压表和改装电压表应并联。电路图如图所示：
；
(4)[4][5][6]用半偏法测电流表内阻时，由于电阻箱R的连入使得电路总电流变大，致使的测量值偏小，这样在改装电压表时串联电阻
，
其阻值偏大，使得校准时通过其电流值偏小，故改装的电压表示数小于标准表的示数。
【点睛】
电表的改装及校准。
13．(1)；(2)
【解析】
(1)玩具汽车匀速行驶时太阳能电池的总功率
太阳能集光板的接收功率
太阳能集光板把太阳能转化为电能的效率为
(2)最大速度时玩具汽车匀速行驶
电动机的输出功率为
解得
14．串联一个的电阻
【解析】
要使灯泡正常发光则回路中电流为0.3A，故回路中的总电阻为
灯泡的电阻为
由于电源电压大于灯泡额定电压，故需要串联一个电阻分压，阻值为
15．（1）0.5
（2）
（3）
8W
【解析】
试题分析：（1）电动机不转时线圈是纯电阻，用部分欧姆定律求解线圈的电阻；（2）电动机正常工作时效率为，（3）电动机转子被卡住时，电动机可认为是纯电阻，故电功全部转化为电热.
（1）电动机不转时，设线圈电阻为R，则
（2）电动机正常工作时消耗的电功率为
电动机正常工作时线圈电阻损耗的电功率为
电动机正常工作时输出功率为
电动机正常工作时效率为
（3）电动机转子被卡住时，电功全部转化为电热
16．(1)500
Ω；(2)0.02
A；
【解析】
（1）10s内通过某一横截面的电荷量为0.16C，则电流为：
由欧姆定律：得：
（2）若导体两端电压为10V，通过导体的电流为：
【点睛】
本题考查电流的定义及欧姆定律，注意明确电流的为电量与时间比值；同时要注意物理解题的方法，中间量的计算过程中不要代入数据，整理中最后公式后再代入数据．