第四章　闭合电路 单元提升卷Word版含解析

第四章　
(考试时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似．现将多用电表选择开关拨到“×100”挡，分别测它们的正、反向电阻加以鉴别：测甲元件时，R正＝R反＝0.5 kΩ；测乙元件时，R正＝0.5 kΩ，R反＝100 kΩ；测丙元件时，开始指针偏转到0.5 kΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100 kΩ上．则甲、乙、丙三个元件分别是
A．电容器、电阻、二极管 B．电阻、电容器、二极管
C．电阻、二极管、电容器 D．二极管、电阻、电容器
【答案】C　【解析】甲元件的正、反向阻值相等，说明甲元件为电阻；二极管的特点是正向电阻较小，反向电阻很大，故乙元件为二极管；电容器的特点是，在与电源突然接通时，对电容器充电，指针偏角较大，稳定后电容器为断路，指针偏角较小，故丙元件为电容器．C正确．
2．在如图所示的电路中，电源的内电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，电流表的内阻不计，闭合开关后，电流表的示数I＝0.3 A．电源的电动势E等于(　　)
A．1 V　 B．2 V　
C．3 V　 D．5 V
【答案】C　【解析】根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势E＝I(R＋r)＝0.3×(9＋1) V＝3 V，故C正确，A、B、D错误．
3．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，R1、R2为两个阻值固定的电阻，当可变电阻R的滑片向下移动时，电流表的示数I和电压表的示数U将(　　)
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
【答案】B　【解析】当R的滑动触头P向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I增大，电压表测量路端电压U，而U＝E－Ir，I增大，E、r不变，则U变小；R1两端电压变大，R2两端电压变小，通过R2电流减小，总电流变大，则通过电流表A的电流变大，故B正确．
4．如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω.断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
【答案】A　【解析】开关S断开时有E＝3 V，开S闭合时有R＝2 V，其中R＝2 Ω，解得r＝1 Ω，故A正确．
5．如图所示，a、b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是(　　)
A．变阻器短路
B．变阻器断路
C．a、c间灯泡断路
D．两个灯泡都断路
【答案】B　【解析】串联电路中灯不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器处于断路情况，B正确．
6．电源电动势为E、内阻为r的电源和一个水平放置的电容为C的平行板电容器及三个阻值分别为R1、R2、R3的电阻组成如图所示的电路．当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将开关S断开，则以下判断正确的是(　　)
A．液滴带正电
B．液滴将向下运动
C．S断开前电容器上的带电荷量为
D．S断开，稳定后电容器上的带电量为
【答案】C　【解析】电容器上极板与电源正极相连，带正电，即两极板间的电场强度竖直向下，液滴受到竖直向下的重力和电场力作用，二力平衡，所以电场力方向竖直向上，液滴带负电，A错误；电路的等效电路结构为R2、R3和电源串联在一起，R1和电容器串联，并联在R2两端，即电容器两端电压等于R2两端电压．当S断开，电容器两端的电压等于电源电动势大小，电压变大，根据电场强度E＝可得电容器两极板间的电场强度增大，液滴受到的竖直向上的电场力变大，液滴向上运动，B错误；S断开前，根据闭合回路欧姆定律可知R2两端电压，即电容器两端电压为UC＝E，故电容器上所带电荷量为Q＝CUC＝，C正确；S断开稳定后，电路断路，电容器两端电压等于E，故电容器所带电荷量为Q′＝CE，D错误．
7．如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6 F，则(　　)
A．开关断开时两极板间的电压为 V
B．开关断开时电容器所带电荷量为4×10－6 C
C．开关闭合时两极板间的电压为 V
D．开关闭合时电容器所带电荷量为4.8×10－6 C
【答案】C　【解析】电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为I＝＝ A＝0.2 A，电容器的两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10－6×1.6 C＝4.8×10－6 C，故A、B错误；开关闭合时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝ A＝ A，电容器的两极板间的电压U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10－6× C＝4×10－6 C，故C正确，D错误．
8．闭合电路的电源电动势为E、内阻为r，如图所示，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，下列说法中正确的是(　　)
A．小灯泡L1、L3变亮，L2变暗
B．小灯泡L3变亮，L1、L2变暗
C．电压表V1示数变大
D．电压表V2示数变大
【答案】D　【解析】当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，并联电路总电阻减小，总电流I增大，路端电压U减小．干路电流增大，则L2变亮；与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3＝U－U2，U减小，U2增大，则U3减小，L3变暗；与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大，变亮；U1减小，U2增大，即V1示数变小，V2示数变大，故D正确．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．关于多用电表上表盘的刻度线，下列说法中正确的是(　　)
A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度
B．电阻刻度是不均匀的
C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
【答案】ABC　【解析】要认识多用电表的表盘，电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度线在右侧，左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合，右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数．故A、B、C正确．
10．用如图所示的电路来测量电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的 U-I图线，由图可知(　　)
A．电池电动势的测量值为1.40 V
B．电池内阻的测量值为3.50 Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40 A
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.20 A
【答案】AD　【解析】由图示图像可知，电源U-I图像与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40 V，A正确；电源内阻r＝＝ Ω＝1 Ω，B错误；由图示图像可知，路端电压为0 V时，电路电流为1.4 A，C错误；当电压表示数为1.20 V时，I′＝＝ A＝0.20 A，D正确．
11．如图甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征，下列判断正确的是(　　)
A．图甲中R得到的是交流成分
B．图甲中R得到的是直流成分
C．图乙中R得到的是低频成分
D．图乙中R得到的是高频成分
【答案】AC　【解析】电容器有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，题图甲中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；题图乙中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误．
12．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，五个理想电表的示数都发生了变化，关于五个理想电表示数的变化，下列分析正确的是(　　)
A．电压表V1示数增大，电流表A示数减小
B．电压表V2示数增大，电流表A1示数减小
C．电压表V1示数的改变量的绝对值大于电压表V2示数的改变量的绝对值，即|ΔU1|>|ΔU2|
D．电压表V示数的改变量与电流表A示数改变量的比值的绝对值大于电源内阻，即>r
【答案】AC　【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R1阻值变大，可知总电阻变大，总电流减小，则A读数减小；路端电压变大，则R3电流变大，则A1支路电流减小，则V2读数减小，则V1读数变大，故A正确，B错误；因路端电压U＝U1＋U2，路端电压U变大，而U1变大，U2减小，则电压表V1示数的改变量的绝对值大于电压表V2示数的改变量的绝对值，C正确；根据U＝E－Ir可知＝r，则电压表V示数的改变量与电流表A示数改变量的比值的绝对值等于电源内阻，D错误．
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．(8分)某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 V，内阻十几千欧；
滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；
导线若干．
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点.
(2)将图甲中多用电表的红表笔和__________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端.
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为____kΩ和____V.
【答案】(1)短接　(2)1　(3)15　3.60
【解析】(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零．
(2)多用电表电流为“红进黑出”，图甲中外电路电流由2到1，所以红表笔应连1端．
(3)多用电表挡位为“×1 k”欧姆挡，指针指15，则R＝15×1 kΩ＝15 kΩ，由图丙知电压表读数为3.60 V.
14．(10分)小明要测量一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图所示的电路进行实验和采集数据．
(1)小明设计该实验的原理表达式是__________(用E、r、I、R表示)．
(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至__________(填“最大值”“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至如图所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.
(3)小明根据实验采集到的数据作出如图所示的-R图像，则由图像求得该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果均保留2位有效数字).
【答案】(1)E＝I(R＋r)　(2)最大值　25
(3)8.0(7.8～8.2均可)　4.0(3.7～4.3均可)
【解析】(1)在闭合电路中，E、I、R、r几个量之间的关系是E＝I(R＋r)．
(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图中电阻箱读数为25 Ω .
(3)根据E＝I(R＋r)，推出＝＋，再结合-R图像可知，图线的斜率为，截距为，解得E≈8.0 V(7.8～8.2均可)，r＝4.0 Ω(3.7～4.3均可)．
15．(10分)如图所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池的电动势E＝1.5 V，经改装后，若将原电流表3 mA刻度处的刻度值定为零位置，则2 mA刻度处应标多少阻值？当用它测量某电阻时，指针恰好指在中间位置，被测电阻为多少？
【答案】250 Ω　500 Ω
【解析】由Ig＝
得R内＝＝ Ω＝500 Ω
由Ig＝
得R1＝－R内＝250 Ω
中值位置即电流为Ig位置，则＝
得R2＝R内＝500 Ω.
16．(10分)在如图所示的电路中，电源的电动势为E(内阻不可忽略)，外接电阻为R，电阻两端分别用导线连接到一对竖直放置的平行金属极板上，极板间距为d.极板间放入一个悬挂在绝缘丝线下方的带电小球．当开关S闭合时，电阻R两端的电压为U，小球静止时丝线偏离竖直方向的角度为θ.重力加速度为g，求电源的内阻r和带电小球的比荷(即电荷量与质量之比)．
【答案】R－R　
【解析】开关S闭合时，电路电流I＝
R两端的电压为U＝IR
得电源的内阻r＝R－R
极板间的电压U，带电小球受力平衡，有q＝mgtan θ
解得小球的比荷＝.
17．(11分)在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值．
【答案】(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
【解析】(1)将AB延长后交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以E＝20 V，r＝＝ Ω＝20 Ω.
(2)滑片滑至右端时由题图乙知此时对应于B点，所以
U2＝4 V
Ur＝E－U2＝20 V－4 V＝16 V
由串联电路的电压分配与阻值成正比知r＝4R2
所以R2＝＝5 Ω.
(3)滑片滑到左端时由题图乙可知外电压为U外＝16 V，Ur＝E－U外＝20 V－16 V＝4 V
I总＝＝ A＝0.2 A
R外＝＝ Ω＝80 Ω
R1与R3并联后的总电阻为R并＝80 Ω－5 Ω＝75 Ω
又R并＝即＝75 Ω，解得R3＝300 Ω.
18．(11分)如图所示的电路中，电表均为理想电表，R1＝ 1 Ω，R2＝5 Ω，电容器的电容C＝100 mF，变阻器R3最大阻值为10 Ω.闭合开关S且电路稳定后，当R3的阻值为1 Ω时，电压表的示数为3 V；当R3的阻值为7 Ω时，电流表的示数为1 A，求：
(1)电源电动势和内阻；
(2)调节变阻器R3的阻值等于r＋R1，求电压表的示数和电容器上容纳的电荷量．
【答案】(1)9 V　1 Ω　(2)4.5 V　0.45 C
【解析】(1)闭合开关S电路稳定后，电容器所在支路断路，由题意可知，当R3＝1 Ω，由I＝
解得I1＝3 A
由闭合电路欧姆定律有I1＝
当R3′＝7 Ω时，回路电流为I2＝1 A，由闭合电路欧姆定律I2＝
联立两式解得E＝9 V，r＝1 Ω.
(2)当R″3＝r＋R1＝2 Ω
此时电流I3＝＝ A
电容器两端电压
U3＝I3×R″3＝4.5 V
电容器的电量Q＝CU3＝0.45 C．