2019—2020学年教科版选修3-1 直流电路 章末复习精炼2（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．如图电路，电阻R1未知。闭合电键，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过电压表、电流表示数可以求得的物理量是（　　）
A．E
B．r
C．E和r
D．E和r都不能
2．下列四个物理量的单位中，不属于能量单位的是
A．焦耳
B．瓦特
C．千瓦?时
D．伏特?库仑
3．用两节干电池串联后接在额定电压为
2.5V
的小灯两端，小灯正常发光。现将一节如图所示的方块电池接在该小灯两端，闭合电键后发现小灯亮度变暗，产生这一现象的主要原因是（　　）
A．方块电池的电动势过低
B．导线分担了大部分电压
C．小灯的电阻太大
D．方块电池的内阻太大
4．如图，电路中电源电动势为
E、内电阻为
r，R0
为定值电阻。当滑动变阻器
R
的滑片向
a
移动时，下列说法正确的是（　　）
A．R
两端的电压变大
B．流经
R0
的电流变大
C．电源总功率变小
D．电源内部消耗功率变大
5．某款移动充电宝的部分相关参数如图所示：小张同学通过网络查阅得到，额定容量是由制造商标定的移动电源可输出容量。下面说法错误的是（　　）
A．20000mAh指的是充电宝能够储存72000C的电荷量
B．74Wh指的是充电宝能够储存266400J的电能
C．该充电宝理论上可以按最大电流输出约5.71h
D．输入接口的输入功率为12W
6．家电待机耗电问题常常被市民所忽略。北京市电力公司曾举办“计量日进您家”活动，免费上门为市民做家庭用电耗能诊断分析。在上门实测过程中，技术人员发现电视机待机一天的耗电在0.2度左右，小小机顶盒一天的待机耗电更是高达0.4度。据最新统计温州市的常住人口约1000万人，参考下表数据，估算每年温州市家庭用电器待机耗电约为（　　）
家庭常用电器
电视机
洗衣机
空调
电脑
户均数量（台）
2
1
2
1
电器待机功耗（W/台）
10
20
40
40
A．4×106度
B．4×109度
C．4×1012度
D．1×1013度
7．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大，可采用的接法是(
)
A．将R1单独接到电源两端
B．将R1、R2并联后接到电源两端
C．将R1、R2串联后接到电源两端
D．将R2单独接到电源两端
8．如图所示，定值电阻R1=10Ω，R2=5Ω，可变电阻R0的最大阻值为3Ω，电源电动势和内电阻均不变。闭合电键S，滑片P从a端缓慢移动到b端，下列推理正确的是（　　）
A．由外电阻增大，可以推得电源端压增大
B．由R1支路电阻增大，可以推得电路总电阻增大
C．由外电阻减小，可以推得电源输出功率减小
D．由电源端压减小，可以推得电流表示数增大
9．某手机电池板上标有“3.8V，3900mAh（14.8Wh）”字样，则（　　）
A．该手机的额定功率为14.8W
B．该手机的工作电流为3900mA
C．经过电池每1C的电量，静电力做3.8J的功
D．该电池最多储存的电能约为5.33×104J
10．电源的电动势和内电阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．路端电压一定逐渐变小
B．电源的输出功率一定逐渐减小
C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大
D．电路的电流一定变大
11．为测定待测电阻Rx的阻值(约为9000Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势3
V，内阻不计；
电压表V：量程6.0V，内阻很大；
电流表A1：量程0～15
mA，内阻约为100
Ω；
电流表A2：量程0～300
μA，内阻为1
000
Ω；
滑动变阻器R1：阻值范围0～20
Ω，额定电流2
A；
定值电阻R2：阻值为2000Ω，额定电流10
mA；
定值电阻R3：阻值为200
Ω，额定电流0.1
A；
开关S、导线若干．
（1）为了准确地测量Rx的阻值，某同学已经设计出了大致的电路，但电表和电阻代号还未填入，请你帮他将正确的电表代号填入_________
内，并将正确的电阻代号填在对应电阻的下方：
(2)
调节滑动变阻器R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，则待测电阻Rx的阻值是________×103Ω(计算结果保留一位小数)．
12．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13
V，内阻小于3
Ω，由于直流电压表量程只有3
V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15
V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：
第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3
V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15
V的电压表。
(2)实验可供选择的器材有：
A．电压表（量程为3V，内阻约2kΩ）
B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）
D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）
回答：电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________。
(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。
13．如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势，当变阻箱阻值为时，闭合电键后，电压表读数，求：
(1)电路中的电流I和电源内阻r；
(2)电源的输出功率P和效率；
(3)试推导说明当R为多大时，电源的输出功率最大。
14．如图所示，已知电源电动势E＝20V，内阻r＝1Ω，当接入固定电阻R＝4Ω时，电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻RD＝0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
(1)电路中的电流大小；
(2)电动机的额定电压；
(3)电动机的输出功率．
15．如图所示，用一直流电动机提升重物,重物的质量为m=10kg，电源供电电压恒为220V电路中的保护电阻R＝10，电动机的电阻为r=1，不计各处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为170V，求：
（1）电动机正常工作后通过电动机的电流是多少？
（2）重物匀速上升的速度是多少？（g取10m/s2）
16．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。求：
（1）电动机未启动时车灯的功率。
（2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）
参考答案
1．A
【解析】
闭合电键，移动滑动变阻器R2的滑片P，记下电压表和电流表的读数和，再次改变滑片P的位置，得到电压表和电流表的读数和，则由闭合电路欧姆定律得
由于R1未知，所以通过化简，只能求出电源的电动势，为
所以A正确，BCD错误。
故选A。
2．B
【解析】
焦耳是能量的单位，故A错．瓦特是功率单位，故B对．千瓦?时是电流做功功的单位，是能量单位，故C错．伏特?库仑代表带电粒子经过一定电势差后能量的改变，故是能量单位，故D错．故选B．
3．D
【解析】
小灯泡接在电池两端，其电压为电池路端电压，小灯泡变暗，说明其两端电压太小，根据闭合电路欧姆定律可知
电动势和灯泡电阻R一定，U太小可能是方块电池的内阻太大，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．D
【解析】
AB．当滑动变阻器R的滑片向a移动时，R电阻减小，则外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知干路电流增大，路端电压U=E-Ir减小，R和R0两端电压减小，流经R0的电流变小，故AB错误；
C．I增大，电源总功率P=EI增大，故C错误；
D．电源内部消耗功率Pr=I2r变大，故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
A．根据
可知，
故A正确，不符合题意；
B．根据可知，
故B正确，不符合题意；
C．以3.5A电流输出，输出时间
故C正确，不符合题意；
D．
输入接口的最大输入功率为
12W
故D错误，符合题意。
故选D。
6．B
【解析】
温州的常住人口约1000万人，平均每户的人口按3人计算，温州大约330万户家庭，所有用电器待机的总功率
P=2×10+20+2×40+40W=160W
温州地区待机一年的耗电量为：
W=330×104×160×10-3×365×24kWh=4.62×109度
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．A
【解析】
根据闭合电路欧姆定律得：U=E?Ir知，I=0时，U=E，图象的斜率等于r，则由电源的U?I图线得到：电源的电动势为E=3V，内阻为r=0.5Ω.
由电阻的伏安特性曲线求出R1=0.5Ω、R2=1Ω，R1单独接到电源两端时，两图线的交点表示电路的工作状态，可知，电路中的电流为3A，路端电压为1.5V，则电源的输出功率为P出1=1.5V×3A=4.5W，
同理，当将R1、R2串联后接到电源两端，利用欧姆定律可得电路电流I串=1.5A，此时电源的输出功率P串=I2串(R1+R2)=3.75W；两电阻并联时，利用欧姆定律可得电路电流I并=3.6A,此时电源的输出功率P并=EI并?I2并r=4.32W；R2单独接到电源两端输出功率为P出2=2V×2A=4W.所以将R1单独接到电源两端时电源的输出功率最大。故A正确，BCD错误。
故选：A
【点睛】
由电源的U-I图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻．由电阻的U-I图线求出电阻．再分别求出四种情况下电源的输出功率进行选择．
8．D
【解析】
ACD．滑片P从a端缓慢移动到b端的过程中，只有当时，电路的电阻最大，而由于定值电阻R1=10Ω，R2=5Ω，可变电阻R0的最大阻值为3Ω，可知滑片P在a端时回路电阻最大，当滑片P从a端缓慢移动到b端的过程中，外电路的电阻减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数增大，内阻上的电压变大，则电源的端电压减小；当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，但是由于不知道电源内阻大小，不能判断电源输出功率的变化；则AC错误，D正确。
B．由R1支路电阻增大，则与相差越大，则可以推得电路总电阻减小，选项B错误。
故选D。
9．D
【解析】
AB．该手机的3900mAh为电量单位，并不是该手机的工作电流，因此其功率也无法计算，选项AB错误；
C．经过电池每1C的电量，非静电力做3.8J的功，选项C错误；
D．该电池最多储存的电能约为，选项D正确。
故选D。
10．ACD
【解析】
A．当外电阻减小时，根据闭合电路欧姆定律
电流增大，路端电压
E，r不变，I增大，U减小，故A正确；
B．外电阻等于电源内电阻时，电源输出功率最大，由于外电阻与内电阻关系未知，无法判断电源的输出功率的变化，故B错误；
C．电源内部消耗的功率
电流增大，内电阻不变，则电源内部消耗的功率增大，故C正确；
D．外电路电阻逐渐减小，电源电动势和内阻保持一定，根据闭合电路欧姆定律
电流逐渐增大，故D正确。
故选ACD。
11．
8.0
150
9.5
【解析】
(1)
由于，
，电流表A2的阻值是知道的，所以为了准确地测量Rx的阻值，可以将电流表A2与测定待测电阻串联，电流表A1接在干路上，滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，电路图为
(2)由图示可知，电流表A1的分度值是0.5mA，所以示数为8.0mA，电流表A2的分度值是10μA，所以示数是150μA；待测电阻Rx的阻值是。
12．0.6
C
E
11.5
2.5
【解析】
（1）[1]把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V。
（2）[2]由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为
故电阻箱应选C。
（2）[3]在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。
（3）[4]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=2.3V，则电源的电动势为
。
（3）[5]内阻为
。
13．(1)，；(2)，；(3)当时最大输出功率为
【解析】
(1)电路中的电流
根据闭合电路欧姆定律，解得内阻为
(2)电源的输出功率
效率为
(3)电源的输出功率为
可知当时，电源输出功率最大，即
14．(1)2A
(2)7V
(3)12W
【解析】
(1)灯泡L正常发光，电路中的电流为：
(2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为：
UD=E-I(r+R)-UL=20-2×(1+4)-3=7V
(3)电动机的总功率为
P总=IUD=2×7=14W
电动机的热功率为
P热=I2RD=22×0.5=2W
所以电动机的输出功率为
P出=P总-P热=14-2=12W
15．（1）（2）
【解析】
试题分析:
（1）R的电压UR=220V-170V=50V
通过电动机电流
（2）对电动机：P电=UI=170×5W=850W
P内＝I2r＝5×5×1W＝25W
P机=P电-P内=825W
又因为电动机匀速提升重物，所以P机=Fv=mgv
即v=8．25m/s
考点：考查电功率、欧姆定律、能量守恒定律．
16．（1）120W；（2）67.5W
【解析】
(1)
电动机未启动时
（2）电动机启动瞬间车灯两端电压
车灯的电阻
电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。