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.如图所示的电路中,电源的电压恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向a端滑动,电灯的电阻视为不变,则(
)
A.电灯L变亮,安培表的示数减小
B.电灯L变亮,安培表的示数增大
C.电灯L变暗,安培表的示数减小
D.电灯L变暗,安培表的示数增大
2.已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流IA和IB的关系是
( )
A.IA=2IB
B.IA=
IB
C.IA=IB
D.IA=IB
3.如图所示的电路中,电阻R=2Ω.断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为
A.1Ω
B.2Ω
C.3Ω
D.4Ω
4.如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱可以分别与触点接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是( )
A.当接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱接的是黑表笔
B.当接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱接的是黑表笔
C.当接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱接的是红表笔
D.当接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱接的是红表笔
5.恒流源是一种特殊的电源,其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源,当滑动变阻器滑动触头从最右端向最左端移动时,下列说法中正确的是( )
A.上的电压变小
B.上的电压变大
C.恒流源输出功率保持不变
D.的电功率增大
6.在如图所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动,则
A.灯泡L变暗
B.电源内部消耗的功率先变大后变小
C.电容器C上的电荷量增加
D.流过R1的电流方向由左向右
7.一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ.棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v.则金属棒内的电场强度大小为
A.
B.
C.ρnev
D.
8.关于电动势下列说法中正确的是(
?)
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加
B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极送单位电荷量做功越多
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
9.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是(
)
A.电压表读数增大
B.电压表读数减小
C.电流表读数减小
D.电流表读数增大
10.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,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11∶7
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
11.要测绘一个标有“3
V 0.6
W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3
V,并便于操作.已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5
V,内阻约为1
Ω);
电流表(量程为0~250
mA,内阻约5
Ω);
电压表(量程为0~3
V,内阻约3
kΩ);
电键一个、导线若干.
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值20
Ω,额定电流1
A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750
Ω,额定电流0.3
A)
(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号).
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示.如果将这个小灯泡接到电动势为1.5
V,内阻为5
Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W.(保留1位有效数字)
12.某同学做描绘小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流为0.32A)的伏安特性曲线实验,有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.定值电阻kΩ
E.定值电阻kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用________,定值电阻应选用_________(均填器材前的字母);
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在虚线框内画出满足实验要求的电路图___;
(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描绘出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡与电动势为4V、内阻为10Ω的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为P=________W(结果保留两位有效数字)。
13.电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3V电压时,通过的电流为0.3A,此时电动机没有转动。当加上3V电压时,电流为1A,这时电动机正常工作。求:
(1)电动机的电阻大小;
(2)电动机正常工作时消耗的电功率;
(3)电动机正常工作时的机械功率。
14.由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,小灯泡上标有“3V,4.5W”字样,电动机线圈电阻=1Ω,开关闭合时,小灯泡和电动机均恰好正常工作。求:
(1)电路中电流强度;
(2)电动机的总功率;
(3)电动机的输出功率。
15.如图所示的电路中,电阻R2=15Ω,R3=10Ω,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,安培表的读数.I=0.4A求:
(1)流过电阻R1的电流是多少?
(2)电阻R1的阻值是多大?
(3)电源的输出功率是多少?
16.图中,电阻R1=R2=R3=5Ω,电源内阻r=5Ω,电压表可视为理想电表。当开关S1和S2均闭合时,电压表的示数为U1=10
V。试求:
(1)路端电压为多少?
(2)电源的电动势为多少?
参考答案
1.D
【解析】
滑动变阻器的滑片向a端滑动过程,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由欧姆定律得知总电流I增大,电流表的示数增大;路端电压U=E-Ir减小。灯泡L两端的电压等于路端电压,所以电灯L变暗,故选D。
【点睛】
本题为简单的电路动态分析问题。分析的步骤是先局部,后整体,然后在回到局部的方法;对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大进行判断.
2.D
【解析】
由得:,即,故D正确,A、B、C错误;
故选D.
3.A
【解析】
开关s断开时有:,开s闭合时有:,其中,解得:,
故A正确。
4.A
【解析】
BC.当接触点2时,电路中有电源,则此时多用电表处于测量电阻的挡位,电流计左端为正极,右端为负极,其中接线柱接的是黑表笔,选项BC错误;
A.当接触点1时,电流计与分流电阻R1并联,则此时多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱接的是黑表笔,选项A正确;
D.当接触点3时,电流计与电阻R2串联,则多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱接的是黑表笔,选项D错误。
故选A。
5.B
【解析】
ABD.电源输出电流不变,触头P由图示位置向左移动时,接入电路的电阻变大,则总电阻也变大,而电源输出电流不变,由闭合电路欧姆定律可知,并联部分电压增大,所以R2上的电压变大,R2是定值电阻,所以通过R2的电流变大,总电流不变,则通过R1电流减小,所以R1的电压减小,R1的电功率减小,R0上的电压变大,故AD错误,B正确;
C.恒流源输出功率P=UI,而U增大,I不变,则P增大,故C错误。
故选B。
6.D
【解析】
本题考查含电容器电路的动态分析
【详解】
AB.当滑片向右移动时,电阻减小,干路电流增大,根据P=I2R知灯泡变亮,电源内部消耗功率变大,选项A、B错误;
C.根据U=IR知,电源内电压及灯泡上电压增大,滑动变阻器上分得电压减小,电容器因与滑动变阻器并联,电容器C上电压也减小,根据Q=CU知电容器电量减小,C错误;
D.电容器会通过R、R1组成回路放电,故经过电阻R1的电流由左向右,D正确。
7.C
【解析】
考查电路和电场知识
【详解】
,I=neSv,,,联立得E=ρnev,故选C.
8.AC
【解析】
在电源内部把正电荷从负极移到正极非静电力做功,电能增加,电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小;根据电动势的定义式E=分析其意义;电动势等于电源没有接入电路时两极的电压.
【详解】
A、在电源内部非静电力把正电荷从负极移到正极而做功,其他形式的能转化为电能,电能增加,故A正确.
B、电动势等于电源没有接入电路时两极的电压,故B错误.
C、D、根据电动势的定义式E=得:W=qE,可知电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多.故C正确,D错误.
故选AC.
【点睛】
本题的解题关键是理解掌握电动势的物理意义、掌握电动势的定义式E=,知道电动势与电源两极间电压的区别.
9.AD
【解析】
由电路图可知滑动变阻器与R2并联然后与R1串联,电压表测路端电压,电流表测通过电阻R2的电流;根据滑动变阻器滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化;然后应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题.
【详解】
A、由电路图可知,滑片向右端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流变小,电源内电压变小,路端电压变大,则电压表示数变大,故A正确,B错误;
C、电路电流变小,电阻R1两端电压变小,路端电压变大,则并联电压变大,由部分电路欧姆定律可知,通过电阻R2的电流变大,电流表示数变大,故C错误,D正确;
故选AD.
10.ABC
【解析】
A.根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知,电源1与电源2的内阻之比是11∶7,选项A正确;
B.根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知,电源1与电源2的电动势之比是1∶1,选项B正确;
C.根据曲线交点表示工作点,交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率,在这两种连接状态下,由可知,小灯泡消耗的功率之比是1∶2,选项C正确;
D.根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻,在这两种连接状态下,由可知,小灯泡的电阻之比是18∶25,选项D错误;
故选ABC。
11.A
B
0.1
【解析】
试题分析:(1)为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器.(2)明确实验原理,知道实验中要求电流从零开始调节,故应采用滑动变阻器分压接法,同时根据电表内阻进行分析,确定电流表接法;(3)在I-U图象中作出电源的伏安特性曲线,两图的交点表示灯泡的工作点,由P=UI可求得实验灯泡的功率.
(1)电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选A;
(2)实验要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,则滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻为,,,电流表应采用外接法,因此实验电路应选B;
(3)在图中作出电源的伏安特性曲线,两图的交点表示灯泡的工作点,则由图可知,电压为1.0V,电流为0.10A.则由可知,功率.
12.A
D
0.20
【解析】
(1)[1][2]由题意可知,灯泡的额定电压为3.8V,而给出的电压表中有15V和3V两种,选用15V的电压则误差较大,故电压表选用A;而选用3V的电压表,则量程偏小,故可以串联一个电阻进行分压;由题意可知,选择2kΩ的电阻可以使量程扩大至可用范围,故选用D即可;故可以选取3V的电压表和2kΩ的电阻串联充当电压表使用;
(2)[3]因题目中要求多测几组数据进行作图,故实验中选用分压接法,并且将R1与电压表串联充当电压表使用,电流表采用电流表外接法;故原理图如图所示
(4)[4]如果用一个电动势为4V,内阻为10Ω的电源与两个同样的小灯泡串联组成电路。设每灯电压为U,则由闭合电路欧姆定律可知
变形可得
代入E和r,则有
在I-U图中作出对应的图象如图所示
则两图线的交点,即为灯泡电压和电流,则有U=1.1V,I=0.18A;则每个小灯泡的发热功率为
P=UI=11×0.18
W
=0.20W
13.(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)当电动机没有转动时电动机的电阻:
(2)电动机正常工作时的电功率:
(3)电动机正常工作时的机械功率:
答:(1)电动机的电阻大小为;
(2)电动机正常工作时消耗的电功率为;
(3)电动机正常工作时的机械功率为。
14.(1)I=1.5A;(2);(3)
【解析】
(1)电路中电流
=1.5A
(2)电动机两端的电压
=9.5V
电动机的总功率
(3)电动机线圈热功率
电动机的输出功率
15.1A
11W
【解析】
(1)并联部分电压为
通过的电流为
流过电阻的电流为
(2)两端的电压为
的阻值为
(3)电源的输出功率为
16.(1)15V;(2)25V
【解析】
(1)电阻R2中的电流
外电阻
所以路端电压为
U=RI=7.5×2
V=15V
(2)根据闭合电路欧姆定律得:
E=I(R+r)
代入数据解得
E=25V