2019-2020学年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 章末过关检测（四）课件 沪科版选修3-

章末过关检测(四)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量决定于()A．电源的电动势B．通过电源的电流C．路端电压的大小D．内外电阻之和解析：选A．电动势反映电源自身在其内部将单位正电荷从负极移到正极的过程中，克服电场力所做的功，是描述将其他形式的能量转化为电能的本领.qE＝qU外＋qU内.2.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A电阻丝长为L，直径为d，B电阻丝长为3L，直径为3D．要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等，加在两电阻丝上的电压之比应当满足()A．UA∶UB＝1∶1B．UA∶UB＝3∶1C．UA∶UB＝3∶3D．UA∶UB＝3∶4解析：选B．本题考查电阻定义式R＝ρLS，求出R之比；再根据公式Q＝U2Rt，即可得出答案为B项.3.两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为()A．4RB．RC．R2D．无法计算解析：选B．当两电阻串联接入电路中时I＝E2R＋r，当两电阻并联接入电路中时I＝ER2＋r×12，由以上两式可得：r＝R，故选项B正确.4.电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生的热量为Q1；电流通过电动机M做功为W2，产生的热量为Q2，则有()A．U1＜U2，Q1＜Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＝Q2解析：选D．设开关接通后，电路中电流为I，对于电阻R，由欧姆定律得U1＝IR，对于电动机，U2＞IR，则U1＜U2.根据焦耳定律得Q1＝I2Rt，Q2＝I2Rt，则Q1＝Q2，电流通过电阻R做的功转化为热能，即W1＝Q1，而电流通过电动机M做的功，一部分转化为热能，一部分转化为机械能，故W2＞Q2，所以W1＜W2，D正确.5.如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环接触良好的滑片.闭合开关S，在滑片P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将()A．由小变大B．由大变小C．先变小后变大D．先变大后变小解析：选C．闭合圆环电阻等效为优弧和劣弧的并联电阻，滑片P在图示位置时并联电阻最大，从m点到题图所示位置过程中圆环总电阻变大，从图示位置到q点的过程中圆环总电阻变小，则滑片由m点经n点移到q点的过程中，电路中电阻先变大后变小，通过R的电流先变小后变大，电阻R两端的电势差先变小后变大，则电容器上电压先变小后变大，由Q＝CU，电容器C所带的电荷量先变小后变大，C正确.6.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都发光.后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这故障可能是()A．电阻R1断路B．电阻R2短路C．灯L1两接线柱间短路D．电阻R2断路解析：选D．因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大.若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端的电压会减小，致使灯L2变暗，故选项A错.若电阻R2短路，灯L2将不亮，选项B错.若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，不符合题意.选项C也错.若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意.而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮.故选项D正确.7.如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是()A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大解析：选C．合上开关S2，并联电路部分又多一支路R2，则R总减小，I总增大，又不计电源内阻，故电源输出功率增大，A错误，C正确；U1＝I总R1增大，故UL1变小，由PL1＝U2L1RL1可知，B错误；由IR3＝UL1R3＋RL3可知，D错误.二、多项选择题(本题共3小题，每小题4分，共12分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分)8.某金属材料制成的阻值相等的电阻R1和R2串联接到内阻不计的电源上，保持R1值不变，先后对R2加热或冷却，则关于R2消耗的电功率变化的情况，正确的说法是()A．加热时增大B．加热时减小C．冷却时增大D．冷却时减小解析：选BD．将R1和电源看做一个新电源(电动势为E，内阻为R1)，当对R2加热时，R2的电阻增大，新电源的输出功率减小，即R2消耗的电功率减小，选项B正确；当对R2冷却时，R2的电阻减小，新电源的输出功率减小，即R2消耗的电功率减小，选项D正确.9.如图所示，U－I图线上，a，b，c各点均表示该电路中一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是()A．在b点时，电源有最大输出功率B．在b点时，电源的总功率最大C．从a到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小解析：选AD．在b点α＝β说明此时外电阻R等于内阻，电源有最大输出功率，选项A正确；电源总功率P总＝IE，则电流越大，总功率越大，选项B、C错误，D正确.10.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看做是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是()A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C．小灯泡L2变亮，V2表的读数变大D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小解析：选CD．电压表V1接在电源两端，V2接在小灯泡L2两端，滑动变阻器与小灯泡L1并联，再与L2串联.当滑动变阻器滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，内电压增大，外电压减小，因此电压表V1的示数减小，B项错误；小灯泡L2中的电流增大，L2变亮，A项错误；L2两端的电压增大，V2的示数增大，C项正确；L1两端的电压减小，小灯泡L1变暗，D项正确.三、实验题(本题共2小题，共16分.将答案填在题中横线上)11.(8分)某多用电表表盘的示意图如图所示，在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的物理量是__________，测量结果为__________.(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的物理量是__________，测量结果为__________.(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的物理量是__________，测量结果为__________.(4)若选择开关的位置如c所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么应选择__________挡测电阻.解析：(1)若选择开关的位置如a所示，则测量的是直流电压，量程为2.5V，测量结果为1.25V.(2)若选择开关的位置如b所示，则测量的是直流电流，量程为100mA，测量结果为50mA．(3)若选择开关的位置如c所示，则测量的是电阻，倍率为“×100”，测量结果为17×100Ω＝1.7kΩ.(4)若选择开关的位置如c所示，指针的偏转角很小，说明所测量的电阻的阻值很大，应该选择更大倍率的挡位，即“×1k”挡.答案：(1)直流电压1.25V(2)直流电流50mA(3)电阻1.7kΩ(4)“×1k”12.(8分)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V，内电阻约1Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE.滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF.滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用__________，电压表应选用__________，滑动变阻器应选用__________.(均填仪器的字母代号)(2)如图为正确选择仪器后，连好的部分电路.为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将__________和__________相连、__________和__________相连、__________和__________相连(均填仪器上接线柱的字母代号).(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验.实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U.用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以__________为纵坐标，以__________为横坐标.解析：(1)由于被测电池组的电动势约4.5V，因此电压表应选用D，由于电池允许通过的电流一般不超过0.5A，因此电流表选用A，滑动变阻器起限流作用，为了方便调节，因此阻值不宜太大，选用F.(2)考虑到电流表内电阻与电池组的内电阻相差不大，而电压表内电阻特别大，为了使测量误差尽可能小，需用电压表测量电流表和滑动变阻器的总电压，故还需在电路中用导线将a与d相连接，c与g相连接，f与h相连接，电路连接如图.(3)若用电阻箱与电压表以伏阻法测电源电动势和内电阻，根据闭合电路欧姆定律可知，E＝U＋URr，变形得1U＝1E＋rE·1R或U＝E－r·UR或RU＝1E·R＋rE，故可得到1U－1R或U－UR或RU－R等线性图线.答案：(1)ADF(2)adcgfh(3)1U1R或UUR或RUR(横纵坐标互换亦可)四、计算题(本题共4个小题，共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(8分)如图所示的电路中，电阻R1＝9Ω，R2＝15Ω，电源的电动势E＝12V，内电阻r＝1Ω，电流表的读数I＝0.4A．求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.解析：R2两端的电压U＝IR2＝6V干路中的电流I1＝E－UR1＋r＝0.6A通过R3的电流I3＝I1－I＝0.2AR3的阻值为R3＝UI3＝30ΩR3消耗的功率P＝I23R3＝1.2W.答案：30Ω1.2W14.(10分)如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40W，电阻R1为4Ω，R2为6Ω，电源内阻r为0.6Ω，电源的效率为94%，求：(1)a、b两点间的电压；(2)电源电动势.解析：(1)因为电路消耗的总功率为40W，电源的效率为94%，所以内阻上消耗的功率为6%P总＝I2r，解得：I＝2A．R1和R2并联，故a、b两点间电压为U＝I×R1R2R1＋R2＝2×2.4V＝4.8V.(2)由P总＝EI得E＝P总I＝402V＝20V.答案：(1)4.8V(2)20V15.(12分)如图所示的电路中，电源电动势为12V，内电阻为1Ω，R1＝1Ω，R2＝6Ω，电动机线圈电阻为0.5Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，则：(1)电阻R1消耗的功率是多少？(2)确定电源的效率是多少？(3)电动机输出的机械功率是多少？解析：(1)R1的功率P1＝I2R1＝32×1W＝9W；(2)电源路端电压U＝E－Ir＝(12－3×1)V＝9V，电源的效率η＝IUIE＝UE＝912×100%＝75%.(3)R1两端电压U1＝IR1＝3V，则R2与电动机两端电压U2＝E－U1－Ir＝6V，通过R2的电流I2＝U2R2＝1A，则通过电动机电流I3＝I－I2＝2A，电动机功率P＝I3U2＝2×6W＝12W，电动机的热功率P热＝I23r′＝22×0.5W＝2W，电动机的机械功率P机＝P－P热＝(12－2)W＝10W.答案：(