精品解析:江苏省苏州市昆山中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
2024-10-24
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 苏州市 |
| 地区(区县) | 昆山市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.73 MB |
| 发布时间 | 2024-10-24 |
| 更新时间 | 2025-08-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48119799.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
江苏省昆山中学2024-2025学年第一学期高二模块测试一试卷
物理学科
一、单选题(每题4分,共44分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 由知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流共同决定的
B. 在电源电动势的定义式中,W指的静电力做功
C. 一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,就有1.5J的化学能转变成电能
D. 焦耳热计算式Q=I2Rt,只能在纯电阻电路中使用
2. 2023年9月18日,中油测井使用电成像测井技术,通过微电阻率扫描为地热能储层成功完成“造影成像”。这种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径为,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得,,则该钻孔的深度h约为( )
A. B. C. D.
3. 将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B. A1的电阻小于A2的电阻
C. 定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D. V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
4. 某同学用内阻Rg=200Ω、满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为600Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电源电动势为3V
B. 该电源电动势为4.5V
C. 刻度1mA处标注3000Ω
D. 刻度1.5mA处标注1500Ω
5. 如图所示的电路中,已知电源电动势为E,内阻为r。闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片的位置,可以改变外电路的电阻,电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表,以下四幅图中能正确反映、关系的是( )
A. B.
C. D.
6. 某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小。滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为阻值为2r的定值电阻,电表均为理想电表。闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为、,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变大
C. D. 电源的输出功率一定增大
8. 电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态,另一种是锅内水烧干后保温状态,如图所示是电饭锅电路原理示意图,S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是( )
A. 其中R1是供加热用的电阻丝;
B. 当开关S断开时电饭锅为加热状态,S接通时为保温状态;
C. 要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半,应为2:1;
D. 要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半,应为(-1):1
9. 在如图所示的电路中,电源电动势为5V,内阻不计,R1=2Ω,R2=8Ω,R3=4Ω,R4=6Ω,电容器的电容C=10μF。先将开关S闭合,待电路稳定后断开S,则断开S后流经R4的电荷量为( )
A. 2μC B. 3μC C. 4μC D. 5μC
10. 如图所示,在平行板电容器中固定一个带负电质点,电容器下极板接地,电源电动势和内阻分别为和,电流表和电压表均视为理想电表,电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器滑片向端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加
C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小
11. 如图所示,图甲中M为一电动机,开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示,已知电流表A读数在0.2A以下时,电动机没有转动。不考虑电表内阻,以下判断正确的是( )
A. 直线为V1读数随电流表读数的变化图线
B. 电路中电源电动势为3.4V
C. 此电路中,电动机的最大输入功率是0.9W
D. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
二、实验题(每空3分,共33分)
12. 为测量甲、乙金属丝的电阻率,小明同学设计了如图(a)、(b)所示的两种实验方案,已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变。
(1)小明先进行了如图(a)方案的测量;
①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径,示数分别如图(c)、图(d)所示。则两根金属丝直径的测量值分别为:d甲=_______________mm,d乙=___________mm;
②实验过程中,小明先将甲金属丝接入电路,并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l=50.00cm。某次测量得到的电压为2.4V,电流为0.50A。
③该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ=_____________Ω⋅m(计算结果保留两位有效数字);
(2)小明又用如图(b)方案测量乙金属丝电阻率,实验中他可以通过改变接线夹以控制接入电路中金属丝的长度;
①实验操作步骤:
a.正确连接电路,设定电阻箱的阻值,闭合开关
b.读出电流表的示数,记录接线夹的位置
c.断开开关,测出接入电路的金属丝的长度
d.闭合开关,重复b、c的操作
②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据,绘出如图所示的关系图线,由图可以算出图线的斜率为k,若已测得乙金属丝的直径为d,已知电源的电动势为E、内阻为r。则乙金属丝的电阻率为________;(写出电阻率的计算式)
(3)电表内阻可能对实验产生系统误差,图(b)方案电阻率测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律。 实验室提供如下器材:
A 黑盒
B. 电流表A(0.6A, 内阻约 0.5Ω)
C. 电压表 V1(3V, 内阻约3kΩ)
D. 电压表 V2(6V, 内阻约 6kΩ)
E. 滑动变阻器R(0~20Ω)
F开关,导线若干
(1)学习小组设计了如图甲所示的电路,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片,记录相应的 电压表示数U和电流表示数I如下表,根据表中数据作出了图线_______。
U/V
1.95
1.73
1.52
130
1.10
0.88
I/A
0.18
0.22
0.26
0.30
0.34
0.38
(2)将黑盒视为一个电源,根据作出的图线可得黑盒的等效电动势___________ V(结果保留三位有效数字)。
(3)图甲中电压表应选用___________(选填“C”或“D”)。
(4)因电表内阻影响,黑盒等效电动势测量值___________ (选填“偏大”或“偏小”),原因是____________ 。
(5)打开黑盒,内部电路如图丙所示,其中电阻R₁=7.5Ω, R₂=7.5Ω,R₃=10.0Ω,电池E(电动势9.0V,内阻不计)。 甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连,电阻R₄的阻值最接近________
A. 2.0Ω B. 10.0Ω C. 50.0Ω
四、解答题(9分+5分+9分=23分)
14. 如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕线的电阻,求:
(1)电源的输出功率;
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率。
15. 电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成140行,每行串有5000个起电斑,沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω,并能产生0.15V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部,与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为800Ω,
请计算:电鳗放电时,其首尾间的输出电压是多少?
试分析:为什么电鳗不会电伤自己?
提示:电鳗的诸多起电斑构成了一个串、并联电池组。已知n个相同电池并联时,电池组的电动势等于一个支路的电动势,内阻等于一个支路内阻的n分之一。
16. 在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I与电压U遵循的规律(式中K=0.02).R2、R3为普通电阻都遵循欧姆定律,且R2=24Ω,R3=1000Ω,电源内电阻r=1Ω,电容C=1000μF。开始时S1和S2均断开,当闭合开关S1后理想电流表示数为0.16A。试求:
(1)电源的电动势;
(2)电源的效率;
(3)已知电容器储存的电场能可表示为(C为电容器的电容,U为电容器两端的电压).现断开S1,闭合S2,待电路稳定后,求电容器的带电量和此过程中闭合回路产生的焦耳热(不考虑电磁辐射)。
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江苏省昆山中学2024-2025学年第一学期高二模块测试一试卷
物理学科
一、单选题(每题4分,共44分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 由知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流共同决定的
B. 在电源电动势的定义式中,W指的静电力做功
C. 一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,就有1.5J的化学能转变成电能
D. 焦耳热计算式Q=I2Rt,只能在纯电阻电路中使用
【答案】C
【解析】
【详解】A.导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是由导体本身的性质决定的。故A错误;
B.在电源电动势的定义式中,W指的非静电力做功,故B错误;
C.一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,由
得
即有1.5J的化学能转变成电能。
C正确;
D.焦耳热计算式Q=I2Rt,不仅能在纯电阻电路中使用,也能非纯电阻电路使用。故D错误。
故选C。
2. 2023年9月18日,中油测井使用电成像测井技术,通过微电阻率扫描为地热能储层成功完成“造影成像”。这种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径为,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得,,则该钻孔的深度h约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电阻定律
根据欧姆定律
代入数据解得
故选B。
3. 将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B. A1的电阻小于A2的电阻
C. 定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D. V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
【答案】C
【解析】
【详解】A.电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成,故A错误;
B.电流表是用灵敏电流计并联一个分流电阻改装而成的,并联电阻越小,分流越多,量程越大。电流表A1量程小于A2的量程,则电流表A1的内阻大于A2的内阻,故B错误;
C.电压表的示数表示自己两端的电压,V1与V2串联后与定值电阻R并联,则定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和。A1或A2的读数等于定值电阻R与电压表的电流之和,故定值电阻R通过的电流小于A1或A2的读数,故C正确;
D.两电压表串联,则其中的两灵敏电流计串联,根据串联电路特点可知两灵敏电流计的电流相等,故电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角;电压表V1的量程大于V2的量程,则电压表V1的内阻大于V2的内阻,根据串联电路电压分配特点,可知电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故D错误。
故选C。
4. 某同学用内阻Rg=200Ω、满偏电流Ig=5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为600Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电源电动势为3V
B. 该电源电动势为4.5V
C. 刻度1mA处标注3000Ω
D. 刻度1.5mA处标注1500Ω
【答案】B
【解析】
【详解】AB.满偏时
将阻值为Rx=600Ω的电阻接在两表笔之间时读数为I=3mA,则
解得
E=4.5V,R内=900Ω
选项A错误,B正确;
C.刻度1mA处,根据
可得
Rx1=3600Ω
即刻度1mA处标注3600Ω,选项C错误;
D.刻度1.5mA处,根据
可得
Rx2=2100Ω
即刻度1.5mA处标注2100Ω,选项D错误。
故选B。
5. 如图所示的电路中,已知电源电动势为E,内阻为r。闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片的位置,可以改变外电路的电阻,电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表,以下四幅图中能正确反映、关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电源的总功率表示为
可知图像是过原点的倾斜直线,AB错误;
CD.电源的总功率为
可知图像是斜向下的倾斜直线,C正确,D错误。
故选C。
6. 某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为,电源为蓄电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势,内阻很小。滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约几欧,电压表内阻约。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因电源不能在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法(滑动变阻器必须接成分压电路的情况:①要求电压表能从零开始读数;②当待测电阻(滑动变阻器的最大阻值)时;③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化,通常情况下,由于限流式结构简单、耗能少,使用限流接法最佳);由于待测电阻的阻值约为,与电流表内阻接近,故采用电流表外接法误差较小。
故选A。
7. 如图所示电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为阻值为2r的定值电阻,电表均为理想电表。闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为、,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变大
C. D. 电源的输出功率一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值R2增大,根据串反并同规律,与滑动变阻器串联的电流表的示数减小,与滑动变阻器并联的电压表的示数增大,AB错误;
C.设通过电源的电流为,根据
得
根据电路的结构得
当滑动变阻器 R2的滑动触头P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据串反并同规律,I总变小,电流表的示数I变小,与滑动变阻器并联的R1的电流I1变大,所以
所以
所以
故C正确;
D.电源的输出功率
整理可得
当时,电源输出功率最大,图示电路是、并联后与串联,最后与并联,当滑片处于最左端时,外电路总电阻为,当滑片向右滑动,外电路电阻变大,外电路电阻一直大于电源内阻,则电源的输出功率一定减小,故D错误。
故选C。
8. 电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态,另一种是锅内水烧干后保温状态,如图所示是电饭锅电路原理示意图,S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是( )
A. 其中R1是供加热用的电阻丝;
B. 当开关S断开时电饭锅为加热状态,S接通时为保温状态;
C. 要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半,应为2:1;
D. 要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半,应为(-1):1
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据功率的公式
可知,电压一定时,用电器的电功率跟电阻成反比,当图中开关断开时,、串联接入电路,阻值较大,功率较小,故此时为保温状态,而开关闭合时,只有接入电路,此时阻值较小,功率较大,为加热功率,为加热电阻丝,AB错误;
CD.根据上述分析可知,加热时的功率
保温时的功率
结合题意可得
联立解得
C错误,D正确。
故选D。
9. 在如图所示电路中,电源电动势为5V,内阻不计,R1=2Ω,R2=8Ω,R3=4Ω,R4=6Ω,电容器的电容C=10μF。先将开关S闭合,待电路稳定后断开S,则断开S后流经R4的电荷量为( )
A. 2μC B. 3μC C. 4μC D. 5μC
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】开关S闭合时R1与R2串联,R3与R4串联,然后组成并联电路,则
R1两端电压
R3两端电压
可知电容器两端电压
则待电路稳定后电容器带电量
断开S后,R1与R3串联,R2与R4串联,然后再并联,则
,
根据并联分流及电流公式可得断开S后流经R4的电荷量为
故B正确。
故选B。
10. 如图所示,在平行板电容器中固定一个带负电质点,电容器下极板接地,电源电动势和内阻分别为和,电流表和电压表均视为理想电表,电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加
C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.当滑动变阻器的滑片向端移动时,外电路总电阻变小,根据欧姆定律可知电路干路的电流增大,和、并联电路两端的电压
可知和、并联电路两端的电压变小,根据欧姆定律可知流过的电流变小,根据可知消耗的电功率变小,总电流减大,则流过、的电流变大,即电流表示数变大,根据
可知电压表示数变小,故AC错误;
B.根据可知电容器极板间的电场强度减小,根据根据可知质点所在位置的电势降低,质点带负电,根据可知质点的电势能增加,故B正确;
D.当外阻等于内阻时电源的输出功率最大,则由于外电阻的电阻以及r的具体数据未知,则无法判断电源的输出功率变化情况,故D错误。
故选B。
11. 如图所示,图甲中M为一电动机,开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示,已知电流表A读数在0.2A以下时,电动机没有转动。不考虑电表内阻,以下判断正确的是( )
A. 直线为V1读数随电流表读数的变化图线
B. 电路中电源电动势为3.4V
C. 此电路中,电动机的最大输入功率是0.9W
D. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以直线为V2的读数随电流表读数的变化图线,A错误;
B.直线的斜率绝对值等于电源的内阻,则有
当电流I1=0.1A时,
U1=3.4V
则电源的电动势
E=U1+I1r=(3.4+0.1×2)V=3.6V
B错误;
C.由图可知,电流
I2=0.3A
U1=3V
此时电动机输入功率最大
P=U1I2=3×0.3W=0.9W
C正确;
D.若电流表A示数小于0.2A,电动机不转动,电动机的电阻
rM=4Ω
当I1=0.1A时,电路中电流最小,滑动变阻器的电阻为最大值,所以R与R0并联电阻的最大值
则滑动变阻器的最大阻值大于30Ω,D错误。
故选C。
二、实验题(每空3分,共33分)
12. 为测量甲、乙金属丝的电阻率,小明同学设计了如图(a)、(b)所示的两种实验方案,已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变。
(1)小明先进行了如图(a)方案的测量;
①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径,示数分别如图(c)、图(d)所示。则两根金属丝直径的测量值分别为:d甲=_______________mm,d乙=___________mm;
②实验过程中,小明先将甲金属丝接入电路,并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l=50.00cm。某次测量得到的电压为2.4V,电流为0.50A。
③该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ=_____________Ω⋅m(计算结果保留两位有效数字);
(2)小明又用如图(b)方案测量乙金属丝的电阻率,实验中他可以通过改变接线夹以控制接入电路中金属丝的长度;
①实验操作步骤:
a.正确连接电路,设定电阻箱的阻值,闭合开关
b.读出电流表的示数,记录接线夹的位置
c.断开开关,测出接入电路的金属丝的长度
d.闭合开关,重复b、c的操作
②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据,绘出如图所示的关系图线,由图可以算出图线的斜率为k,若已测得乙金属丝的直径为d,已知电源的电动势为E、内阻为r。则乙金属丝的电阻率为________;(写出电阻率的计算式)
(3)电表内阻可能对实验产生系统误差,图(b)方案电阻率测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2)
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
[1][2] 两根金属丝直径的测量值分别为
[3]根据欧姆定律可知,金属丝的电阻
所以金属丝的电阻率
【小问2详解】
根据闭合电路的欧姆定律可知
整理可得
所以图像中,图线的斜率即为
解得
【小问3详解】
图(b)方案若考虑电流表的内阻可得
不影响图像的斜率,则电阻率的测量值不变。
13. 学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律。 实验室提供如下器材:
A. 黑盒
B. 电流表A(0.6A, 内阻约 0.5Ω)
C. 电压表 V1(3V, 内阻约3kΩ)
D. 电压表 V2(6V, 内阻约 6kΩ)
E. 滑动变阻器R(0~20Ω)
F.开关,导线若干
(1)学习小组设计了如图甲所示的电路,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片,记录相应的 电压表示数U和电流表示数I如下表,根据表中数据作出了图线_______。
U/V
1.95
1.73
1.52
1.30
110
0.88
I/A
0.18
0.22
0.26
0.30
0.34
0.38
(2)将黑盒视为一个电源,根据作出的图线可得黑盒的等效电动势___________ V(结果保留三位有效数字)。
(3)图甲中电压表应选用___________(选填“C”或“D”)。
(4)因电表内阻影响,黑盒等效电动势测量值___________ (选填“偏大”或“偏小”),原因是____________ 。
(5)打开黑盒,内部电路如图丙所示,其中电阻R₁=7.5Ω, R₂=7.5Ω,R₃=10.0Ω,电池E(电动势9.0V,内阻不计)。 甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连,电阻R₄的阻值最接近________
A. 2.0Ω B. 10.0Ω C. 50.0Ω
【答案】 ①. ②. 2.95 ③. C ④. 偏小 ⑤. 电压表分流 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1]请根据表中数据在图乙中作出U-I图线如图所示
(2)[2]根据闭合电路欧姆定律有
可得
由图像可得黑盒等效电动势
(3)[3]由表格可知,电压表示数的最大值为1.95V,所以电压表选V1。
故选C。
(4)[4]按图示中伏安法测电源电动势时,路端电压测量准确,但是电路中由于电压表的分流作用,导致干路电流偏小,电压表示数越大,电压表分流就越多,由图像修正法有
所以因电表内阻影响,黑盒等效电动势E0测量值偏小。
[5]电路中由于电压表的分流作用,导致盒等效电动势E0测量值偏小。
(5)[6]电压表内阻比较大,可以近似看成断路,和分压,a点电势为4.5V,电压表示数最大是3V,则b点电势最小为1.5V,则
,
根据分压原理
解得
故选A。
四、解答题(9分+5分+9分=23分)
14. 如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M绕线的电阻,求:
(1)电源的输出功率;
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率。
【答案】(1)16W (2)2.5J
(3)375W
【解析】
【小问1详解】
由题意知,并联部分电压为
U=8V
内电压应为
U内=E-U=2V
总电流
I==2A
电源的输出功率
=UI=16W
【小问2详解】
流过灯泡的电流
I1==1.5A
则流过电动机电流
I2=I- I1=0.5A
电动机10s内产生的热量
Q==2.5J
【小问3详解】
电动机的总功率
W
电动机的机械功率
P机=W
15. 电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成140行,每行串有5000个起电斑,沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω,并能产生0.15V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部,与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为800Ω,
请计算:电鳗放电时,其首尾间的输出电压是多少?
试分析:为什么电鳗不会电伤自己?
提示:电鳗的诸多起电斑构成了一个串、并联电池组。已知n个相同电池并联时,电池组的电动势等于一个支路的电动势,内阻等于一个支路内阻的n分之一。
【答案】,见解析
【解析】
【详解】一行起电斑的电动势、内阻分别为
起电斑阵列的电动势、内电阻为
电鳗放电时,由闭合电路的欧姆定律得
首尾间的输出电压即路端电压为
而电鳗本身分担的电压
所以电鳗不会被电死。
16. 在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I与电压U遵循的规律(式中K=0.02).R2、R3为普通电阻都遵循欧姆定律,且R2=24Ω,R3=1000Ω,电源内电阻r=1Ω,电容C=1000μF。开始时S1和S2均断开,当闭合开关S1后理想电流表示数为0.16A。试求:
(1)电源的电动势;
(2)电源的效率;
(3)已知电容器储存的电场能可表示为(C为电容器的电容,U为电容器两端的电压).现断开S1,闭合S2,待电路稳定后,求电容器的带电量和此过程中闭合回路产生的焦耳热(不考虑电磁辐射)。
【答案】(1);(2);(3);
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律
根据题意
解得
(2)电源的效率为
解得
(3)根据
解得
此过程中闭合回路产生的焦耳热
解得
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