（高二）物理教科版选修3—1第2章 直流电路含答案

（高二）物理教科版选修3—1第2章
直流电路含答案
教科版选修3—1第二章
直流电路
1、如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(　　)
A．
B．
C．
D．
2、白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是(　　)
A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同
B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻
C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻
D．条件不足，不能确定
3、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200
μA，已测得它的内阻为495.0
Ω，图中电阻箱读数为5.0
Ω，现将M、N接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知(　　)
A．M、N两端的电压为1
mV
B．M、N两端的电压为100
mV
C．流过M、N的电流为2
μA
D．流过M、N的电流为20
mA
4、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变大
C．的读数变小，的读数变小
D．的读数变小，的读数变大
5、一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220
V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0
A，通过洗衣机电动机的电流是0.50
A，则下列说法中正确的是(　　)
A．电饭煲的电阻为44
Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440
Ω
B．电饭煲消耗的电功率为1
555
W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5
W
C．1
min内电饭煲消耗的电能为6.6×104
J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103
J
D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
6、如图所示为三个基本逻辑电路的符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．以下判断正确的是(　　)
甲　　　　乙　　　　丙
A．甲为“非”逻辑电路符号，输出为“1”
B．乙为“或”逻辑电路符号，输出为“1”
C．乙为“与”逻辑电路符号，输出为“0”
D．丙为“与”逻辑电路符号，输出为“1”
7、在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则各点电势U随x变化的图线应为(　　)
8、一个电流表，刻度盘的每1小格代表1
μA，内阻为Rg；如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n
μA，则(　　)
A．给它串联一个电阻，阻值为nRg
B．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)Rg
C．给它并联一个电阻，阻值为
D．给它并联一个电阻，阻值为
9、(双选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0～3
A，电源电动势为12
V，内阻为2
Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(　　)
A．该电子秤能测量的最大体重是1
400
N
B．该电子秤能测量的最大体重是1
300
N
C．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375
A处
D．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400
A处
10、(双选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25
A，则此时(　　)
A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的电功率为0.75
W
C．L2的电阻为12
Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1
11、请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个逻辑电路(　　)
输入
输出
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
A　　　　B　　　
　C　　　　　D
12、材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0
℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0
℃时，铜的电阻率为1.7×10－8
Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5
Ω·m；在0
℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3
℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4
℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长为1.0
m的导体，要求其电阻在0
℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．
13、如图所示的电路中，R1＝3
Ω，R2＝6
Ω，R3＝1.5
Ω，C＝20
μF.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2
W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4
W，求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)闭合S时，电源的输出功率；
(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？
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直流电路含答案
教科版选修3—1第二章
直流电路
1、如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1、I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(　　)
A．
B．
C．
D．
B　[本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解．由电阻的定义式R＝可知，B正确，其他选项错误．要特别注意R≠，故选B.]
2、白炽灯的灯丝是由钨制成的，下列说法中正确的是(　　)
A．由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体，故两种情况下电阻相同
B．白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻
C．白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻
D．条件不足，不能确定
B　[白炽灯的灯丝为金属，所以电阻率随温度的升高而增大，正常工作时温度高于不工作时的温度，所以工作时的电阻大于不工作时的电阻，B对．]
3、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200
μA，已测得它的内阻为495.0
Ω，图中电阻箱读数为5.0
Ω，现将M、N接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知(　　)
A．M、N两端的电压为1
mV
B．M、N两端的电压为100
mV
C．流过M、N的电流为2
μA
D．流过M、N的电流为20
mA
D　[M、N两端电压：U＝IgRg＝200×10－6×495.0
V＝0.099
V＝99
mV，故A、B错误；流过M、N的电流：I＝Ig＋＝(200×10－6＋)
A＝0.02
A＝20
mA，故C错误，D正确．]
4、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变大
C．的读数变小，的读数变小
D．的读数变小，的读数变大
B　[当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U＝E－Ir增加，即的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的电压增加，通过R3的电流增加，即的读数变大，选项B正确．]
5、一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220
V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0
A，通过洗衣机电动机的电流是0.50
A，则下列说法中正确的是(　　)
A．电饭煲的电阻为44
Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440
Ω
B．电饭煲消耗的电功率为1
555
W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5
W
C．1
min内电饭煲消耗的电能为6.6×104
J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103
J
D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
C　[由于电饭煲是纯电阻元件，所以
R1＝＝44
Ω，P1＝UI1＝1
100
W
其在1
min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104
J
洗衣机为非纯电阻元件，所以
R2≠，P2＝UI2＝110
W
其在1
min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103
J
其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C正确．]
6、如图所示为三个基本逻辑电路的符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．以下判断正确的是(　　)
甲　　　　乙　　　　丙
A．甲为“非”逻辑电路符号，输出为“1”
B．乙为“或”逻辑电路符号，输出为“1”
C．乙为“与”逻辑电路符号，输出为“0”
D．丙为“与”逻辑电路符号，输出为“1”
B　[根据逻辑电路的符号特点可知，甲为“非”逻辑电路符号，A输入端为1时，输出为“0”，A错误；乙为“或”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“1”，B正确，C错误；丙为“与”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“0”，D错误．]
7、在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则各点电势U随x变化的图线应为(　　)
A　[由U＝IRx＝··R＝x，其中E、L均为定值，故U与x成正比，A项正确．]
8、一个电流表，刻度盘的每1小格代表1
μA，内阻为Rg；如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n
μA，则(　　)
A．给它串联一个电阻，阻值为nRg
B．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)Rg
C．给它并联一个电阻，阻值为
D．给它并联一个电阻，阻值为
D　[把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻，由并联电路特点，IgRg＝(I－Ig)·R，所以R＝Rg，每一小格变为n
μA，量程变为nIg，则R＝Rg.]
9、(双选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0～3
A，电源电动势为12
V，内阻为2
Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(　　)
A．该电子秤能测量的最大体重是1
400
N
B．该电子秤能测量的最大体重是1
300
N
C．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375
A处
D．该电子秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400
A处
AC　[由E＝I(r＋R)可得R最小值为R＝2
Ω.由R＝30－0.02F可得F最大值为1
400
N，选项A正确，B错误；该电子秤示数为零时F＝0，R＝30
Ω，对应电流I＝＝0.375
A，选项C正确，D错误．]
10、(双选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25
A，则此时(　　)
A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的电功率为0.75
W
C．L2的电阻为12
Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1
BD　[由题意知，开关闭合后，L1的电流是L2的两倍，根据伏安特性曲线知，L1的电压不等于L2的两倍，所以A错误；由伏安特性曲线知，当电流为0.25
A时，电压为3.0
V，故L1消耗的电功率P1＝U1I1＝0.75
W，所以B正确；由题意知，L2的电流为0.125
A，根据伏安特性曲线知电压约为0.3
V，再根据R＝＝
Ω＝2.4
Ω，知C错误；L2消耗的电功率为P2＝U2I2＝0.3×0.125
W＝0.037
5
W，故P1∶P2＝20∶1>4∶1，D正确．]
11、请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个逻辑电路(　　)
输入
输出
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
A　　　　B　　　
　C　　　　　D
C　[从真值表可看出不是单一的“与”“或”关系，更不是单一的“非”关系，一定对应一个复合逻辑电路，从真值表分析可得应为“或非”复合逻辑电路，选项C正确．]
12、材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0
℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0
℃时，铜的电阻率为1.7×10－8
Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5
Ω·m；在0
℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3
℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4
℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长为1.0
m的导体，要求其电阻在0
℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．
解析：设所需碳棒的长度为L1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t)，ρ2＝ρ20(1＋α2t)式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0
℃时的电阻率．
设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，
有R1＝ρ1，R2＝ρ2
式中S为碳棒与铜棒的横截面积．
碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R＝R1＋R2，L0＝L1＋L2
式中L0＝1.0
m
联立以上各式解得
R＝ρ10＋ρ20＋t
要使R不随t变化，上式中t的系数必须为零，
即ρ10α1L1＋ρ20α2L2＝0
又L0＝L1＋L2
解得L1＝L0
代入数据得L1＝3.8×10－3
m.
答案：3.8×10－3
m
13、如图所示的电路中，R1＝3
Ω，R2＝6
Ω，R3＝1.5
Ω，C＝20
μF.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2
W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4
W，求：
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)闭合S时，电源的输出功率；
(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？
解析：(1)S断开时外电路R2、R3串联：
E＝I1(R2＋R3)＋I1r
①
P1＝EI1
②
S闭合时：外电路R1、R2并联后与R3串联
R外′＝R3＋
代入数据R外′＝Ω＝3.5
Ω
③
对闭合电路E＝I2R外′＋I2r
④
P2＝EI2
⑤
由①②③④⑤可得
(2)闭合S时，电源的输出功率
P＝IR外′＝I2×3.5
W＝3.5
W
(3)S断开时
Q1＝CUR2＝20×10－6×0.5×6
C＝6×10－5C
S闭合时电容器两端的电势差为零，则Q2＝0
答案：(1)4
V　0.5
Ω　(2)3.5
W　(3)6×10－5C　0