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1、2022年高考物理大一輪復習 第七章 恒定電流章末檢測
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分,多選題已在題號后標出)
1.(xx·長春檢測)兩根材料相同的均勻導線x和y串聯(lián)在電路中,兩導線沿長度方向的電勢變化情況分別如圖中的ab段和bc段圖線所示,則導線x和y的橫截面積之比為 ( )
A.2∶1 B.1∶2
C.6∶1 D.1∶6
解析:選B.兩導線串聯(lián),電流相等,I1=I2,從兩段圖線上截取相同的電壓,U1=U2,保證電阻是相等的,此時長度之比,即為L1∶L2=1∶2,由電阻定律知,橫截面積之比等于長度之比,即S1∶S2=1∶2
2、,B正確,A、C、D錯誤.
2.(xx·高考安徽卷)用圖所示的電路可以測量電阻的阻值.圖中Rx是待測電阻,R0是定值電阻,G是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲.閉合開關,改變滑動頭P的位置,當通過電流表G 的電流為零時,測得MP=PN=l2,則Rx的阻值為 ( )
A.R0 B.R0
C.R0 D.R0
解析:選C.當電流表的示數為零時,P點和R0與Rx結點的電勢相等,即UR0=UMP,URx=UPN,==,解得Rx=R0,C正確.
3.(原創(chuàng)題)如圖所示電路中,電源電動勢E=80 V,內阻r=5.6 Ω,
3、R1=6 000 Ω,R2=4 000 Ω,R3=0.3 Ω,R4=6 000 Ω,R5=0.1 Ω,R6=0.2 Ω,R7=8 000 Ω,估算R7消耗的功率為 ( )
A.80 W B.8 W
C.0.8 W D.0.08 W
解析:選C.根據“大電阻與小電阻并聯(lián),其等效電阻小于小電阻;大電阻與小電阻串聯(lián),其等效電阻大于大電阻”知R7中電流近似為I==0.01 A,R7消耗的功率P=I2R7=0.8 W,C正確.
4. (多選)如右圖所示為兩電源的U-I圖象,則下列說法正確的是 ( )
A.電源①的電動勢
4、和內阻均比電源②大
B.當外接相同的電阻時,兩電源的輸出功率可能相
等
C.當外接相同的電阻時,兩電源的效率可能相等
D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大
解析:選AD.圖線在U坐標軸上的截距等于電源電動勢,圖線的斜率的絕對值等于電源的內阻,因此A對;作外接電阻R的U-I曲線分別交電源①、②的伏安特性曲線于S1、S2兩點,電源的工作點橫、縱坐標的乘積IU為電源的輸出功率,由圖可知,無論外接多大電阻,兩工作點S1、S2橫、縱坐標的乘積都不可能相等,且電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大,故B錯、D對;電源的效率η===,因為電源內阻不同則電源效率不同,C
5、錯.
5. (xx·北京西城區(qū)一模)如圖,虛線框內為改裝好的電表,M、N為新電表的接線柱,其中靈敏電流計G的滿偏電流為200 μA,已測得它的內阻為495.0 Ω.圖中電阻箱讀數為5.0 Ω.現(xiàn)將MN接入某電路,發(fā)現(xiàn)靈敏電流計G剛好滿偏,則根據以上數據計算可知 ( )
A.M、N兩端的電壓為1 mV
B.M、N兩端的電壓為100 mV
C.流過M、N的電流為2 μA
D.流過M、N的電流為20 mA
解析:選D.本題中靈敏電流計G和電阻箱并聯(lián)后接入電路,靈敏電流計滿偏,即通過它的電流強度為200 μA,結合靈敏電流計內阻495.0 Ω,電阻箱讀數5.0 Ω,可以計算
6、出M、N兩端電壓為U=IRg=495.0 Ω×200 μA=
99 mV,A、B錯誤.再計算此時通過電阻箱的電流強度,根據I===19.8 mA,即通過M、N的電流為(19.8 mA+200 μA)=20 mA,C錯誤、D正確.
6. (xx·南昌模擬)(多選)如右圖所示,兩個相同的平行板電容器C1、C2用導線相連,開始都不帶電.現(xiàn)將開關S閉合給兩個電容器充電,待充電平衡后,電容器C1兩板間有一帶電微粒恰好處于平衡狀態(tài).再將開關S斷開,把電容器C2兩板稍錯開一些(兩板間距離保持不變),重新平衡后,下列判斷正確的是 ( )
A.電容器C1兩板間電壓減小
B.電
7、容器C2兩板間電壓增大
C.帶電微粒將加速上升
D.電容器C1所帶電荷量增大
解析:選BCD.充電完畢后電容器C1、C2并聯(lián),且兩端電壓相等,都等于電源電壓,斷開S后,電容器C2兩板稍錯開一些,即兩板正對面積S減小,則電容減小,根據C==,可知兩板間電壓U2增大,此時U2>U1,則電容器C2又開始給C1充電,直到兩電容器電壓再次相等,此時兩者兩端的電壓比原來的電壓都增大,A錯誤,B正確;電容器C1所帶電荷量增大,D正確;電容器C1兩端的電壓增大,根據E=可知,C1兩板間電場強度增大,則帶電微粒受到的靜電力增大,將加速向上運動,C正確.
7.(xx·咸陽高三質檢)(多選)如圖所示,曲線C
8、1、C2分別是直流電路中內、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線,由該圖可知,下列說法正確的是( )
A.電源的電動勢為4 V
B.電源的內電阻為1 Ω
C.電源的輸出功率最大為8 W
D.電源被短路時,電源消耗的功率為16 W
解析:選ABD.由題圖可知,當電流為2 A時,內電路消耗功率為4 W,由I2r=4 W可得電源的內電阻為r=1 Ω,選項B正確;當電流為2 A時,外電路消耗功率也為4 W,外電路路端電壓U=2 V,由E=U+Ir可得電源的電動勢為E=4 V,選項A正確;由U=IR可得外電路電阻R=1 Ω時,電源輸出功率最大,最大值為4 W,選項C錯誤;電源被短路時,短路
9、電流為E/r=4 A,電源消耗的功率為Ir2=16 W,選項D正確.
8.(多選)如圖所示,電源電動勢為E,內電阻為r.當滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時,發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數變化的絕對值分別為ΔU1和
ΔU2,下列說法中正確的是 ( )
A.小燈泡L1、L3變暗,L2變亮
B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
解析:選BD.滑動變阻器的觸片P從右端滑至左端,總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小.與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡L1、L2電流增大,變亮,與滑動變阻器并聯(lián)的燈泡L3電壓降低,變暗.U1減小,U2增大,而路端電壓U=U1+U2
10、減小,所以U1的變化量大于U2的變化量,選B、D.
二、實驗題(共2小題,共20分)
9.(10分)某同學用圖甲所示的電路探究電學元件的U-I關系,得到的數據描在圖乙所示的坐標紙上.
(1)觀察圖乙所描數據點的分布情況,畫出電學元件的U-I曲線;
(2)當電壓表示數U=2.0 V時,元件的電功率值為____W(保留2位有效數字),此值與元件的實際功率值相比____(填“偏大”“偏小”或“相等”).
解析:(1)將題圖乙中的點跡描成平滑的曲線,如圖所示.
(2)由題圖乙可知,當U=2.0 V時,電流I=0.5 A,則功率P=UI=1.0 W;由題圖甲可知,電流表的讀數是電學元件和
11、電壓表這個并聯(lián)電路的總電流,此功率比電學元件的實際功率偏大.
答案:(1)見解析 (2)1.0 偏大
10.(10分)(xx·寧夏銀川一中一模)(1)某實驗小組在“測定金屬絲電阻率”的實驗過程中,正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數如圖所示,則它們的讀數依次是________mm、________A、________V.
(2)已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為0~10 Ω,電流表內阻約為幾歐,電壓表內阻約為20 kΩ,電源為干電池(不宜在長時間、大功率狀況下使用),電源電動勢E=4.5 V,內阻較?。畡t以下電路圖中,________(選填字母代號)電路為本次實驗應當采
12、用的最佳電路,但用此最佳電路測量的金屬絲電阻仍然會比真實值偏________(選填“大”或“小”).
(3)若已知實驗所用的電流表內阻的準確值RA=2.0 Ω,那么測量金屬絲電阻Rx的最佳電路應是上圖中的________(選“甲”或“乙”),Rx的表達式為________.
解析:(1)螺旋測微器的固定刻度為0.5 mm,可動刻度為49.9×0.01 mm=0.499 mm,金屬絲直徑為0.5 mm+0.499 mm=0.999 mm.電流表讀數為0.42 A,電壓表讀數要向后估讀一位,即讀數為2.23 V.
(2)因RV?Rx(Rx= Ω≈5.3 Ω),測量電路采用電流表外接法,故
13、最佳電路為甲電路,此時測量結果因電壓表的分流而偏?。?
(3)若已知電流表內阻時,最佳電路為乙電路,由歐姆定律得:Rx+RA=,那么Rx=-RA=-2.0 Ω.
答案:(1)0.998~1.000 0.42 2.22~2.24
(2)甲 小
(3)乙?。璕A或-2.0 Ω
三、計算題(共2小題,共32分)
11.(16分)(xx·寧波模擬)在如右圖所示的電路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω,當開關S接a時,R2上消耗的電功率為4 W,當開關S接b時,電壓表示數為4.5 V,試求:
(1)開關S接a時,通過電源的電流和電源兩端的電壓;
(2)開關S接b時,電源的電動勢和內電阻;
14、
(3)當開關S接c時,通過R2的電流.
解析:(1)當S接a時,R1被短路,外電阻為R2,根據電功率公式可得通過電源的電流I1==1 A
電源兩端的電壓U1==4 V.
(2)當S接a時,有E=U1+I1r=4+r ①
當S接b時,R1和R2串聯(lián),R外′=R1+R2=6 Ω
通過電源的電流I2==0.75 A
這時有:E=U2+I2r=4.5+0.75r ②
聯(lián)立①②式得:E=6 V,r=2 Ω.
(3)當S接c時,R總=R1+r+R23=6 Ω
總電流I總==1 A
通過R2的電流I′=I總=0.5 A.
答案:(1)1 A 4
15、 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
12.(16分)(xx·浙江省寧波市摸底)某同學設計了一種測定風力的裝置,其原理如右圖所示,迎風板與一輕質彈簧的一端N相接,穿在光滑的金屬桿上.彈簧是絕緣材料制成的,其勁度系數k=1 300 N/m,自然長度L0=0.5 m,均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成,迎風板面積S=0.5 m2,工作時總是正對著風吹來的方向,電路中左端導線與金屬桿M端相連,右端導線接在N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動,且與金屬桿接觸良好.限流電阻的阻值R=1 Ω,電源的電動勢E=12 V,內阻r=0.5 Ω.合上開關,沒有風吹時,彈簧處于原長,電壓表的示數U1=3.0 V;如果某時刻由于風吹使迎風板向左壓縮彈簧,電壓表的示數為U2=2.0 V,求:
(1)金屬桿單位長度的電阻;
(2)此時作用在迎風板上的風力.
解析:設無風時金屬桿接入電路的電阻為R1,風吹時接入電路的電阻為R2.
(1)無風時:U1=R1
得R1== Ω=0.5 Ω
所以金屬桿單位長度的電阻r0== Ω=1 Ω.
(2)有風時,U2=R2
得R2== Ω=0.3 Ω
此時,彈簧長度L== m=0.3 m
壓縮量x=L0-L=(0.5-0.3)m=0.2 m.
由平衡條件得此時風力
F=kx=1 300×0.2 N=260 N
答案:(1)1 Ω (2)260 N