2022-2023學(xué)年高中物理 第2章 直流電路章末檢測(cè) 教科版選修3-1一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1某同學(xué)研究重慶南開(kāi)圖書(shū)館新的借閱系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，使用飯卡(IC卡)刷卡登記時(shí)，所借閱的書(shū)還得在消磁系統(tǒng)上消磁(否則出門(mén)時(shí)會(huì)報(bào)警)，這樣才能成功借閱自己喜歡的書(shū)籍，這種邏輯關(guān)系屬于()A“非”門(mén) B“或”門(mén)C“與”門(mén) D“與非”門(mén)答案C解析由題意可知，只有兩種情況同時(shí)滿(mǎn)足時(shí)，才能完成借書(shū)過(guò)程，故邏輯關(guān)系為“與”的關(guān)系2兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“1 A4 W”和“2 A1 W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值之比為()A21 B161C41 D116答案B解析由PI2R知R，所以R1R2161.3兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中，A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d；B的長(zhǎng)度為2L，直徑為2d，那么通電后在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為()AQAQB12 BQAQB21CQAQB11 DQAQB41答案B4如圖1所示，用甲、乙、丙三個(gè)電動(dòng)勢(shì)E相同而內(nèi)電阻r不同的電源，分別給定值電阻R供電已知甲、乙、丙三個(gè)電源內(nèi)阻的大小關(guān)系為：r甲r乙r丙，則將R先后接在這三個(gè)電源上時(shí)的情況相比，下列說(shuō)法中正確的是()圖1A接在甲電源上時(shí)，電源的輸出電流最大B接在丙電源上時(shí)，電源的輸出電流最小C接在乙電源上時(shí)，電阻R消耗的電功率最大D接在丙電源上時(shí)，電阻R消耗的電功率最大答案D解析由題，三個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)E相等，而內(nèi)阻r甲r乙r丙，根據(jù)閉合電路歐姆定律I得知，接在丙電源上時(shí)，電源的輸出電流最大故A、B錯(cuò)誤；由公式PI2R分析得知，接在丙電源上時(shí)，電阻R獲得的電功率最大故C錯(cuò)誤，D正確5如圖2所示，R4是由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的升高而減小，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個(gè)報(bào)警器，當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()圖2AI變大，U變小 BI變大，U變大CI變小，U變大 DI變小，U變小答案A解析當(dāng)R4處出現(xiàn)火情時(shí)，R4R總I總U外U并IR3I，故A項(xiàng)正確6電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖3所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b.由圖可知a、b的值分別為()圖3A75%、25% B33.3%、66.7%C50%、50% D66.7%、33.3%答案D解析電源的效率×100%×100%.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓U為4個(gè)格，而電動(dòng)勢(shì)E為6個(gè)格，因此a66.7%；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓為2個(gè)格，因此b33.3%，故D正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)7如圖4所示，在一幢居民樓里有各種不同的用電器，如電燈、電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、抽油煙機(jī)等停電時(shí)，用多用電表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，設(shè)各家用電器全都同時(shí)使用時(shí)，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t，從總電能表中測(cè)得這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為W，則下列表達(dá)式用來(lái)計(jì)算該幢樓居民用電的總功率，其中正確的是()圖4API2R BPCPIU DP答案CD解析電路消耗的電功率的計(jì)算公式PIU、P是普遍適用的，A、B兩選項(xiàng)只適用于純電阻電路，而電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐和抽油煙機(jī)都不是純電阻用電器，所以A、B錯(cuò)誤，C、D正確8某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖5所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()圖5AAB段斷路 BBC段斷路CAB段短路 DBC段短路答案AD解析由題意可得UABUACU，說(shuō)明由A、B分別至電源的線路均已接通若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好又由題述得UBC0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況分析時(shí)考慮要全面，要把故障的可能原因全部找出來(lái)，不要漏掉正確選項(xiàng)9如圖6所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻r1 ，定值電阻R2 ，通過(guò)小燈泡的電流為1 A，已知小燈泡的電阻為3 ，小型直流電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1 ，則()圖6A電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為1 VB電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為6 VC電動(dòng)機(jī)的輸入功率為6 WD電動(dòng)機(jī)的輸出功率為5 W答案BCD解析電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UMEI(RRLr)12 V1×(231)V6 V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；電動(dòng)機(jī)的輸入功率PUMI6×1 W6 W，P出PI2r6 W1 W5 W，故選項(xiàng)C、D正確10如圖7所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E2 V，內(nèi)阻r2 ，兩個(gè)定值電阻均為8 ，平行板電容器的電容C3×106 F，則()圖7A開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩極板間的電壓為 VB開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電容器所帶電荷量為4×106 CC開(kāi)關(guān)接通時(shí)兩極板間的電壓為 VD開(kāi)關(guān)接通時(shí)電容器所帶電荷量為4×106 C答案CD解析電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電路中的總電流為I A0.2 A，電容器的兩極板間的電壓為UIR20.2×8 V1.6 V，此時(shí)電容器所帶電荷量為QCU3×106×1.6 C4.8×106 C，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)接通時(shí)兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I A A，電容器的兩極板間的電壓UIR外×4 V V，此時(shí)電容器所帶的電荷量QCU3×106× C4×106 C，故選項(xiàng)C、D正確三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共15分)11(6分)某直流電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的UI圖像如圖8甲所示，該同學(xué)利用圖乙的實(shí)驗(yàn)電路研究電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，電路中使用恒壓電源(無(wú)內(nèi)阻)，R115 ，R2是滑動(dòng)變阻器，電流表A是理想電流表，實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：圖8(1)閉合開(kāi)關(guān)S2前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使其滑動(dòng)觸頭應(yīng)在_端(選填“左”或“右”)(2)先閉合開(kāi)關(guān)S1，開(kāi)關(guān)S2保持?jǐn)嚅_(kāi)，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.6 A，則恒壓電源的輸出電壓為_(kāi) V.(3)再閉合開(kāi)關(guān)S2，然后緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電動(dòng)機(jī)恰好轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，此時(shí)電流表的示數(shù)為1.8 A，直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為_(kāi) W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為_(kāi)(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)答案(1)左(2)9(3)3.84.8 解析(1)閉合開(kāi)關(guān)S2前，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其接入電路中的阻值最大，則滑動(dòng)觸頭應(yīng)在左端(2)恒壓電源的輸出電壓UI1R10.6×15 V9 V.(3)通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)M的電流I2II11.8 A0.6 A1.2 A，根據(jù)題圖甲可知此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)M的電壓為UM3.2 V，U2UUM9 V3.2 V5.8 V，則直流電動(dòng)機(jī)M實(shí)際消耗的電功率為PUMI23.2×1.2 W3.8 W，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為R 4.8 .12(9分)某同學(xué)要測(cè)量一電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：A待測(cè)電壓表V(量程3 V，內(nèi)阻未知)B定值電阻R0(阻值2 k)C電池組E(電動(dòng)勢(shì)略小于3 V，內(nèi)阻忽略不計(jì))D多用電表E開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)想利用多用電表粗測(cè)電壓表的內(nèi)阻，請(qǐng)將以下主要操作步驟補(bǔ)充完整：.對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.將選擇開(kāi)關(guān)撥到“×1 k”的歐姆擋上.將紅黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零.將圖9甲中多用電表和電壓表連接，其中紅表筆應(yīng)接電壓表的_極(選填“正”或“負(fù)”).正確連接后，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，換用“×100”的歐姆擋，應(yīng)先_，再次測(cè)量，多用電表刻度盤(pán)上的指針位置如圖乙所示，測(cè)量結(jié)果是_圖9(2)為了更精確測(cè)量此電壓表的內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D丁上用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連接該同學(xué)首先閉合S1，讀電壓表示數(shù)U1；再閉合S2，讀電壓表示數(shù)U2，則電壓表內(nèi)阻RV_(用U1、U2、R0表示)答案(1).負(fù).歐姆調(diào)零3 000 (2)見(jiàn)解析圖R0解析(1)根據(jù)多用電表的工作原理可知，紅表筆與電源的負(fù)極相連，黑表筆與電源的正極相連，所以為保證電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)將多用電表的紅表筆接電壓表的負(fù)極；當(dāng)改變不同倍率的歐姆擋后，由于歐姆表內(nèi)阻發(fā)生了變化，因此在測(cè)量之前必須進(jìn)行歐姆調(diào)零這項(xiàng)操作；多用電表刻度盤(pán)上的指針位置如題圖乙所示，測(cè)量結(jié)果是3 000 .(2)如圖所示，只閉合S1時(shí)，電壓表與電阻串聯(lián)，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)(因電源內(nèi)阻忽略不計(jì))，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，U2(R0RV)，則電壓表內(nèi)阻RVR0.四、計(jì)算題(本題共3小題，共45分)13(15分)如圖10甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測(cè)得電源的路端電壓隨電源中流過(guò)的電流變化圖像如圖乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的求：圖10(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值答案(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析(1)將題圖乙中AB線延長(zhǎng)，交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處，所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E20 V，內(nèi)阻r20 .(2)當(dāng)P滑到R3的右端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)題圖乙中的B點(diǎn)，即U24 V、I20.8 A，得R25 .(3)當(dāng)P滑到R3的左端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)題圖乙中的A點(diǎn)，即U外16 V，I總0.2 A，所以R外80 .因?yàn)镽外R2，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3300 .14(15分)如圖11所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻未知，R18 ，R21.5 ，L為規(guī)格“3 V3 W”的燈泡，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)試求：圖11(1)燈泡的額定電流和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率答案(1)1 A3 (2)1 (3)0.48 W解析(1)燈泡的額定電流I0 A1 A燈絲電阻RL 3 (2)斷開(kāi)S時(shí)，燈L正常發(fā)光，即I1I0，根據(jù)閉合電路歐姆定律EI0(R1RLr)得r(R1RL)(83) 1 (3)閉合S時(shí)，設(shè)外電路總電阻為R外R外R19 干路電流為I總1.2 A燈泡兩端的電壓ULI總·1.2 V燈泡實(shí)際消耗的功率P0.48 W15(15分)一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 ，接上220 V電壓后，消耗的功率為66 W求：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和內(nèi)能的功率以及電動(dòng)機(jī)的效率答案(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%解析(1)由P入IU得I A0.3 A(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率P內(nèi)I2r0.32×20 W1.8 W電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率P機(jī)P入P內(nèi)66 W1.8 W64.2 W電風(fēng)扇正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率×100%×100%97.3%