第10章恒定电流单元评估

1十单元评估(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．在利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图中，开关闭合前滑动变阻器的接法最合理且路端电压最大的是()【解析】A选项中滑动变阻器连入电路的电阻为零，D选项中连入电路的电阻总是全值电阻，都不能改变电路的电流．C选项中闭合开关前，滑片靠近下接线柱，接入电路的电阻最小，电路中电流最大，不安全．【答案】B2．某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是图中的()【答案】C3．如图所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态，若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减小，为维持该油滴仍处于静止状态，可采取下列哪些措施()A．其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近B．其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离C．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动D．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向右移动【答案】AC4．如图所示，电源内阻不可忽略，R1为半导体热敏电阻，R2为锰铜合金制成的可变电阻，当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时，可能的原因是()2A．R1的温度逐渐降低B．R1的温度逐渐升高C．R2的阻值逐渐增大D．R2的阻值逐渐减小【解析】热敏电阻随温度的升高而电阻减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源内阻降的电压增大，路端电压减小，流过R2电流减小，流过灯泡的电流增大，灯泡逐渐变亮．当R2阻值逐渐减小时，总电流增大，内阻降的电压增大，路端电压减小，流过灯泡的电流就减小，灯泡逐渐变暗．【答案】AD5．用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图甲所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙中a、b、c所示，则下列判断中正确的是()A．AB间接入定值电阻显示图象aB．AB间接入电容器显示图象bC．AB间接入电感线圈显示图象cD．AB间接入电感线圈显示图象b【解析】接入定值电阻后，电流恒定，A项错误；接入电感线圈时，由于电感线圈的自感作用，电流会逐渐增大到稳定值，C项错误，D项正确；接入电容器时，会有瞬间的电流，然后减为零，所以B项错误．【答案】D6．如右图电路中，电源电动势为E，内电阻r不能忽略．闭合S后，调整R的阻值．使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中()A．通过R1的电流增大，增大量为ΔU/R1B．R2两端的电压减小，减小量为ΔUC．通过R2的电流减小，减小量小于ΔU/R2D．路端电压增大，增大量为ΔU【解析】电阻R增大时，并联电阻变大，电路中总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，R2两端的电压U2变小，则电压表示数变大，对于回路有：E＝U＋U′＝Uv＋U2＋U′，Uv＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′.故选A.【答案】A7．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某研究性学习小组利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和两块挡板固定在升降机内，中间放一个绝缘重球，当升降机静止时，电流表的示数为I0，在升降机做直线运动的过程中，3电流表的示数如下图乙所示，下列判断正确的是()A．从0到t1时间内，升降机做匀加速直线运动B．从t1到t2时间内，升降机做匀加速直线运动C．从t1到t2时间内，重球处于超重状态D．从t1到t2时间内，升降机可能静止【解析】由压敏电阻的特点知，0到t1时间内电流I最大，压敏电阻的阻值最小，故所受的压力最大、恒定，故升降机做匀加速直线运动，A正确；t1到t2时间内，I均匀减小，所以压敏电阻所受的压力均匀减小，但压力仍大于重力，所以升降机做加速度越来越小的加速运动，B错误，C正确．由于升降机一直加速，所以t2到t3时间内，升降机不可能静止，而应该是做匀速直线运动．【答案】AC8．(2009年浙江金丽衢十二校联考)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，R2上消耗的功率为P2，将滑动变阻器P的滑动触头从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比()A．U变小B．I变小C．Q增大D．P2变小【解析】滑动变阻器的滑动触头向a端移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，分压变大，故电压表示数U和电容C所带的电荷量Q都增大，A错误、C正确；由于电路中总电阻变大，由闭合电路欧姆定律得电路中总电流变小，故电流表示数I和R2上消耗的功率P2都变小，B、D正确．【答案】BCD9．如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电流表和电压表均为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S2，电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过电动机的电流是()A．2AB．8AC．50AD．58A【解析】根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，只接通S1时，电流表示数为10A，电压4表示数为12V，得E＝12.5V，车灯电阻R＝UI＝1210Ω＝1.2Ω，接通S2，电动机工作时，电流表示数变为8A，车灯电压U1＝I1R＝9.6V，电源内电压为U内＝E－U1＝2.9V，通过电源的电流I总＝U内r＝2.90.05A＝58A，通过电动机的电流I2＝I总－I1＝50A，C正确．【答案】C10．某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如右图所示．AB是一段圆弧形的电阻，O点为其圆心，圆弧半径为r.O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB接触良好且无摩擦．A、B之间接有内阻不计、电动势为9V的电池，电路中接有理想电流表A，O、B间接有一个理想电压表V.整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行．下列说法中正确的有()A．从图中看到列车一定是向右加速运动B．当列车的加速度增大时，电流表A的读数增大，电压表V的读数也增大C．若电压表显示3V，则列车的加速度为33gD．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的【解析】从图中看到列车的加速度向右，大小为a＝gtanθ，列车的运动可能是向右加速运动，也可能是向左减速运动，A项错误；当列车的加速度增大时，电流表A的读数不变，电压表V的读数增大，B项错误；若电压表显示3V，则θ＝30°，对应的列车加速度为a＝gtan30°＝33g，C项正确；根据闭合电路欧姆定律，可得电压表的读数为U＝Eπ2×θ＝2Eπθ，a＝gtanUπ2E，可以看出加速度与电压的关系是非线性的．【答案】CD二、非选择题11．某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0(约为2kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)．在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V(量程4V，电阻RV约为4.0kΩ)B．电流表A1(量程100mA，电阻RA1约为5Ω)C．电流表A2(量程2mA，电阻RA2约为50Ω)D．滑动变阻器R1(0～40Ω，额定电流1A)E．电阻箱R2(0～999.9Ω)F．开关S一只，导线若干．(1)为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如左上图所示的电路原理图，所选取的相应器材(电源用待测的锂电池)均标在图上，其设计或器材选取中有不妥之处，你认5为应该怎样调整？____________.(2)在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)；②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式________．【答案】(1)用A2替代A1(2)1U＝1E＋rER212．有一根圆台状匀质合金棒如下图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关．他进行了如下实验：(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L＝________cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)．该合金棒的电阻约为几个欧姆．图中有一处连接不当的导线是________．(用标注在导线旁的数字表示)(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R＝6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd＝13.3Ω、RD＝3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2＝Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R＝________.(用ρ、L、d、D表示)【解析】游标卡尺的读数为9.940cm，电压表应测金属棒两端电压，导线⑥连接出现错误，根据公式可得电阻值．【答案】(1)9.940(2)⑥(3)4ρLπdD13．电器维修人员必须具备一定的电子线路知识，利用手头的仪表进行检测，判断，迅速找出故障点然后才能去修理．某电路如右图所示，因线路设计原因三电阻都不便拆下测量，只有a、b两测量点可测电压，c点可断开测电流，今用理想电表测量：故障线路Uab＝3.2V，Ic＝0.8A．正常工作线路：U′ab＝2V，I′c＝0.75A，只知三电阻中有一个断路，且知R3＝4Ω，则：6(1)断路的是哪个？(2)R1、R2各多大？(3)电源电动势和内阻各为多少？【解析】(1)因Uab≠0，I≠0.可知R3、R2不会断，即只有R1断路．(2)R1断后，Uab即R2两端电压则R2＝UabIc＝4Ω正常工作时，U′abR1(R1＋R3)＝I′cR2则R1＝8Ω.(3)据闭合电路欧姆定律：R1断后：E＝Uab＋Icr①正常工作时：E＝I′cR2＋U′abR1＋I′c·r②由①②解得：E＝4V，r＝1Ω.【答案】(1)R1(2)8Ω4Ω(3)4V1Ω14．下图甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V)．R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响．(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，求R0的阻值及R的阻值变化范围．(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？【解析】(1)温度最低挡P1＝U2Rmax＋R0，温度最高挡P2＝U2R0由以上两式代入数据解得R0＝100ΩRmax＝300Ω所以变阻器阻值范围是0到300Ω(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δt＝220℃－20℃＝200℃由题图知电熨斗每秒钟散发的热量q＝440J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P＝440W.P＝U2R＋R0，440＝2202R＋100R＝10Ω，故应将R调至10Ω.7【答案】(1)100Ω0≤R≤300Ω(2)10Ω