第四章 闭合电路(单元分层自测·能力提高卷)物理粤教版必修第三册
2026-08-10
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4份
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27页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章小结 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 非纯电阻电路,闭合电路的欧姆定律,动态电路分析 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.83 MB |
| 发布时间 | 2026-08-10 |
| 更新时间 | 2026-08-10 |
| 作者 | 听雨 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59149374.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026-2027学年高二年级必修三物理第四章单元自测卷,聚焦电路分析与电源测量,通过智能锁、试电笔等真实情境和梯度设计,落实物理观念与科学探究,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|串联电路、电容器、多用电表原理|1-7题基础辨析(如白炽灯与电动机串联),8-10题综合分析(如电路误差比较),考查科学推理|
|实验题|2/14|欧姆表设计、电源电动势测量|含调零操作与误差分析(如第11题电源电动势测定),体现科学探究与模型建构|
|计算题|3/40|电路计算、U-I图像、电场平衡|综合电路与电场知识(如第15题带电小球平衡),需规范推理,落实科学论证|
内容正文:
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高二年级必修三物理单元自测
第四章·提高通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.白炽灯与电动机串联接入电路,两者均正常工作,流过白炽灯的电流为;电动机的内电阻为,两端电压为,流过的电流为,则( )
A. B. C. D.
2.某智能锁利用超级电容器作为待用电源,其简化电路如图所示。主电源正常工作时(开关S闭合),智能锁的输入电压为6V;当主电源断电(开关S断开),则启用备用电源,智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F,及是电路中的小电阻,下列说法正确的是( )
A.正常工作时,电容器储存电量为6C
B.断电前后,流经智能锁的电流方向相反
C.阻值越大,当主电源断电后,电容器放电时间一定越短
D.从主电源断电后至智能锁发出低电压警报,流经智能锁的电量为1.5C
3.测定一节蓄电池的内阻r比较小,为了实验的方便,电路中串联了一个定值电阻R0。采用如图所示电路测量电动势和内阻,产生系统误差的主要原因是( )
A.电压表的分流作用 B.电流表的分流作用
C.电流表的分压作用 D.电压表的分压作用
4.如图为多用电表的原理示意图,其中电流表的满偏电流为0.5 mA,内阻Rg=200 Ω,R1=200 Ω,调零电阻的最大值R0=10 kΩ,电池电动势E=1.5 V,内阻r=5 Ω。虚线框中S为选择开关,下列说法不正确的是( )
A.若电池用久了,电动势减小,内阻增大,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏小
B.若电压表的量程为0~3 V,则R2的阻值为2 900 Ω
C.测某电阻阻值时,正确操作后若指针指在正中央,则待测阻值为1 500 Ω
D.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位
5.图为螺丝刀式试电笔构造示意图,下列说法正确的是( )
A.用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B.用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C.试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D.试电笔可用来检查电气设备是否漏电
6.在如图所示的电路中,、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑动触头缓慢向上滑动时,下列说法正确的是( )
A.A灯变亮 B.B灯变暗
C.电源的输出功率一定增大 D.电源的效率一定减小
7.如图,小明分别按甲、乙两种电路来测量某节干电池的电动势和内阻,并根据所测数据在丙图中作出对应的图线,下列说法正确的是( )
A.由图线可得出电池电动势为,内阻为
B.甲电路中实验误差主要源于电流表的分压
C.乙电路对应的是图线
D.用乙电路测得的电池电动势更准确,甲电路测得的内阻更准确
8.如图所示,是测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是( )
A.采用图甲的方法,引入系统误差的原因是电压表的分流作用;采用图乙的方法,引入系统误差的原因是电流表的分压作用
B.图丙是用图甲电路处理的结果,其中图线②表示测量图线,图线①表示真实图线
C.图丁是用图乙电路处理的结果,其中图线③表示测量图线,图线④表示真实图线
D.图丙和图丁结合处理实验数据,可以消除因电表不理想而引起的系统误差
9.如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中是电池,和是固定电阻,是可变电阻,虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,其中欧姆挡为挡.该多用电表刻度盘如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A.图中的端与红色表笔相连接.
B.图中接2时电流表的量程比接1时电流表的量程小
C.图中欧姆挡的“”为正中间的刻度线,则挡欧姆表的总内阻为1500欧
D.用欧姆挡测量时发现指针偏转角度过小,应换用更小倍率的挡位后重新欧姆调零
10.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻的阻值,开关S闭合,平行板电容器中带电质点P原处于静止状态,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A1示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.质点将向下运动,理想电流表A2中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率增大
D.理想电压表V1、V2、V3的示数均增大
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.(6分)某同学设计了一个具有两种挡位(“”挡和“”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向___________(选填“0”或“”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“”或“”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值()接在两表笔间,接着闭合、断开,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为);当电阻箱的阻值调为时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为)。由测量数据计算出电源电动势为___________。(结果保留2位有效数字)
12.(8分)利用图1中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源,下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为R1,电流表A1阻值为RA1,电流表A2阻值为RA2。
(1)方法一:连接好电路,闭合S1,断开S2,把电阻箱调到合适阻值R3后不变,然后改变滑动变阻器滑片位置,得到多组A1、A2的数据I1、I2,计算出a、b间电压U1=____________(选用I1、I2、RA2、R3表示),该同学将I1作为流过电源的电流,作出U1与I1的图像,如图2中实线1。实验测得电动势比真实值____________ (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(2)方法二:连接好电路,闭合S1,闭合S2,反复调节电阻箱的阻值R3和滑动变阻器滑片位置,使A2示数为零,记录下此时R3阻值和A1、A3读数I1、I3。改变R3,重复上述操作,得到多组数据。计算出a、b间电压U2=____________ (选用I1、I3、RA2、RA3、R3表示),作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线____________ (选填“2”、“3”、“4”)所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,则待测电源内阻可以表示为r=____________(选用k、RA1、R1表示)
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.(10分)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量,并说明电容器哪个极板带正电?
(2)保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量;
(3)保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,流过R5的电荷量。
14.(14分)如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
15.(16分)如图所示,一电荷量带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点,已知两板相距。合上开关后,小球静止时细线与竖直方向的夹角,电源电动势,电阻,电阻,。取。求:
(1)流过电源的电流;
(2)两板间的场强大小;
(3)小球的质量。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第四章·提高通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.白炽灯与电动机串联接入电路,两者均正常工作,流过白炽灯的电流为;电动机的内电阻为,两端电压为,流过的电流为,则( )
A. B. C. D.
2.某智能锁利用超级电容器作为待用电源,其简化电路如图所示。主电源正常工作时(开关S闭合),智能锁的输入电压为6V;当主电源断电(开关S断开),则启用备用电源,智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F,及是电路中的小电阻,下列说法正确的是( )
A.正常工作时,电容器储存电量为6C
B.断电前后,流经智能锁的电流方向相反
C.阻值越大,当主电源断电后,电容器放电时间一定越短
D.从主电源断电后至智能锁发出低电压警报,流经智能锁的电量为1.5C
3.测定一节蓄电池的内阻r比较小,为了实验的方便,电路中串联了一个定值电阻R0。采用如图所示电路测量电动势和内阻,产生系统误差的主要原因是( )
A.电压表的分流作用 B.电流表的分流作用
C.电流表的分压作用 D.电压表的分压作用
4.如图为多用电表的原理示意图,其中电流表的满偏电流为0.5 mA,内阻Rg=200 Ω,R1=200 Ω,调零电阻的最大值R0=10 kΩ,电池电动势E=1.5 V,内阻r=5 Ω。虚线框中S为选择开关,下列说法不正确的是( )
A.若电池用久了,电动势减小,内阻增大,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏小
B.若电压表的量程为0~3 V,则R2的阻值为2 900 Ω
C.测某电阻阻值时,正确操作后若指针指在正中央,则待测阻值为1 500 Ω
D.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位
5.图为螺丝刀式试电笔构造示意图,下列说法正确的是( )
A.用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B.用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C.试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D.试电笔可用来检查电气设备是否漏电
6.在如图所示的电路中,、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑动触头缓慢向上滑动时,下列说法正确的是( )
A.A灯变亮 B.B灯变暗
C.电源的输出功率一定增大 D.电源的效率一定减小
7.如图,小明分别按甲、乙两种电路来测量某节干电池的电动势和内阻,并根据所测数据在丙图中作出对应的图线,下列说法正确的是( )
A.由图线可得出电池电动势为,内阻为
B.甲电路中实验误差主要源于电流表的分压
C.乙电路对应的是图线
D.用乙电路测得的电池电动势更准确,甲电路测得的内阻更准确
8.如图所示,是测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是( )
A.采用图甲的方法,引入系统误差的原因是电压表的分流作用;采用图乙的方法,引入系统误差的原因是电流表的分压作用
B.图丙是用图甲电路处理的结果,其中图线②表示测量图线,图线①表示真实图线
C.图丁是用图乙电路处理的结果,其中图线③表示测量图线,图线④表示真实图线
D.图丙和图丁结合处理实验数据,可以消除因电表不理想而引起的系统误差
9.如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中是电池,和是固定电阻,是可变电阻,虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,其中欧姆挡为挡.该多用电表刻度盘如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A.图中的端与红色表笔相连接.
B.图中接2时电流表的量程比接1时电流表的量程小
C.图中欧姆挡的“”为正中间的刻度线,则挡欧姆表的总内阻为1500欧
D.用欧姆挡测量时发现指针偏转角度过小,应换用更小倍率的挡位后重新欧姆调零
10.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻的阻值,开关S闭合,平行板电容器中带电质点P原处于静止状态,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A1示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.质点将向下运动,理想电流表A2中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率增大
D.理想电压表V1、V2、V3的示数均增大
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.(6分)某同学设计了一个具有两种挡位(“”挡和“”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向___________(选填“0”或“”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“”或“”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值()接在两表笔间,接着闭合、断开,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为);当电阻箱的阻值调为时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为)。由测量数据计算出电源电动势为___________。(结果保留2位有效数字)
12.(8分)利用图1中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源,下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为R1,电流表A1阻值为RA1,电流表A2阻值为RA2。
(1)方法一:连接好电路,闭合S1,断开S2,把电阻箱调到合适阻值R3后不变,然后改变滑动变阻器滑片位置,得到多组A1、A2的数据I1、I2,计算出a、b间电压U1=____________(选用I1、I2、RA2、R3表示),该同学将I1作为流过电源的电流,作出U1与I1的图像,如图2中实线1。实验测得电动势比真实值____________ (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(2)方法二:连接好电路,闭合S1,闭合S2,反复调节电阻箱的阻值R3和滑动变阻器滑片位置,使A2示数为零,记录下此时R3阻值和A1、A3读数I1、I3。改变R3,重复上述操作,得到多组数据。计算出a、b间电压U2=____________ (选用I1、I3、RA2、RA3、R3表示),作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线____________ (选填“2”、“3”、“4”)所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,则待测电源内阻可以表示为r=____________(选用k、RA1、R1表示)
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.(10分) 在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量,并说明电容器哪个极板带正电?
(2)保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量;
(3)保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,流过R5的电荷量。
14.(14分)如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
15.(16分)如图所示,一电荷量带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点,已知两板相距。合上开关后,小球静止时细线与竖直方向的夹角,电源电动势,电阻,电阻,。取。求:
(1)流过电源的电流;
(2)两板间的场强大小;
(3)小球的质量。
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一、选择题:本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
A
A
D
D
D
ABD
BC
BC
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.(1) 短接 (1分) 0 (1分) (2) (1分) 160/160.0 (1分) (3)2.8(2分)
12.(1) (2分) 偏小(1分) (2) (2分) 4(1分) (3)(2分)
三、计算题:本题共4小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.(10分)(1)设电源负极的电势为0,根据闭合电路欧姆定律得
(1分)
(1分)
下极板带正电;电容器所带电荷量为
(1分)
(2)断开开关S2,电容器并联在R3两端,稳定后a、b的电势分别为
(1分)
上极板带正电,电容器所带电荷量为
(1分)
流过R5的电荷量为
(1分)
(3)R3突然断路,电容器并联在R2两端,稳定后a、b的电势分别为
(1分)
(1分)
上极板带正电,电容器所带电荷量为
(1分)
流过R5的电荷量为
(1分)
14.(14分)(1)从图像的交点可读出:路端电压,电流强度(2分)
电源的输出功率为(3分)
(2)从图线A可读出:电源的电动势,短路电流(3分)
可算出电源的内阻(3分)
电源内部损耗的电功率(3分)
15.(16分)(1)由于与平行金属板串联,小球静止后,该电路没有电流,电源与、、形成回路。其中,与并联,电阻(2分)
由闭合电路欧姆定律得(2分)
(2)小球静止后,平行金属板之间的电压等于电源两端电压,所以(2分)
两板之间的场强大小(1分)
(3)小球处于静止状态,受电场力、重力与绝缘细绳的拉力,三力平衡。
竖直方向上(2分)
水平方向上(2分)
所以(2分)
又有(1分)
所以(2分)
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第四章·提高通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.白炽灯与电动机串联接入电路,两者均正常工作,流过白炽灯的电流为;电动机的内电阻为,两端电压为,流过的电流为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】D.白炽灯与电动机串联,电流相等, ,故D错误;
ABC.电动机是非纯电阻元件,根据输入功率和输出功率的关系
因此
整理得
综上可知,故A正确,BC错误。
故选A。
2.某智能锁利用超级电容器作为待用电源,其简化电路如图所示。主电源正常工作时(开关S闭合),智能锁的输入电压为6V;当主电源断电(开关S断开),则启用备用电源,智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F,及是电路中的小电阻,下列说法正确的是( )
A.正常工作时,电容器储存电量为6C
B.断电前后,流经智能锁的电流方向相反
C.阻值越大,当主电源断电后,电容器放电时间一定越短
D.从主电源断电后至智能锁发出低电压警报,流经智能锁的电量为1.5C
【答案】A
【详解】A.正常工作时,由图可知,电容器与智能锁并联,电阻相当于导线作用,没有电压;故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压,即为6V,根据
故A正确;
B.断电前,由主电源对智能锁供电,电流方向由上到下;主电源也对电容器供电,电容器上端为正极,下端为负极;断电后,由电容器对智能锁供电,电流方向由上到下,所以断电前后,流经智能锁的电流方向相同,故B错误;
C.当主电源断电后,电容器放电,阻值越大,回路中的电流越小,因电容器储存的总电量是一个定值,根据
可知电容器放电时间越长,故C错误;
D.当电容器放电时,电阻与智能锁串联,所以当智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报,此时电阻两端也有电压,故此时电容器两端的电压大于4.5V而小于6V,所以电容器变化的电压小于1.5V,根据
可知流经智能锁的电量小于1.5C,故D错误。
故选A。
3.测定一节蓄电池的内阻r比较小,为了实验的方便,电路中串联了一个定值电阻R0。采用如图所示电路测量电动势和内阻,产生系统误差的主要原因是( )
A.电压表的分流作用 B.电流表的分流作用
C.电流表的分压作用 D.电压表的分压作用
【答案】A
【详解】由电路图可知,根据闭合电路欧姆定律
解得
由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比实际的电路总电流小,从而造成实验误差,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
4.如图为多用电表的原理示意图,其中电流表的满偏电流为0.5 mA,内阻Rg=200 Ω,R1=200 Ω,调零电阻的最大值R0=10 kΩ,电池电动势E=1.5 V,内阻r=5 Ω。虚线框中S为选择开关,下列说法不正确的是( )
A.若电池用久了,电动势减小,内阻增大,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏小
B.若电压表的量程为0~3 V,则R2的阻值为2 900 Ω
C.测某电阻阻值时,正确操作后若指针指在正中央,则待测阻值为1 500 Ω
D.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位
【答案】A
【详解】A.若电池用久了,电动势减小,内阻增大,中值电阻变小,即使能够欧姆调零,测量的电阻值也会偏大,故A错误;
B.若电压表的量程为0~3V,则S接3位置,则
解得,故B正确;
C.测某电阻阻值时S接2,电流表的量程变为2Ig,此时指针满偏时
指针指在正中央时
解得Rx=1500Ω,故C正确;
D.当S接触点1时,R1与G并联,则多用电表处于测量电流的挡位,故D正确。
选不正确的,故选A。
5.图为螺丝刀式试电笔构造示意图,下列说法正确的是( )
A.用试电笔时手可以接触图中螺丝刀的导体笔尖
B.用试电笔时不要用手接触试电笔顶端的金属螺帽
C.试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电
D.试电笔可用来检查电气设备是否漏电
【答案】D
【详解】AB.用试电笔时,手不要接触试电笔前端的导体笔尖,必须接触试电笔末端的金属螺帽,使测试物体和大地之间形成通路,故A、B错误;
C.试电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线,不能测试物体是带正电或负电,故C错误;
D.试电笔可用来检查电气设备的外壳是否带电,D正确。
故选D。
6.在如图所示的电路中,、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑动触头缓慢向上滑动时,下列说法正确的是( )
A.A灯变亮 B.B灯变暗
C.电源的输出功率一定增大 D.电源的效率一定减小
【答案】D
【详解】当滑动变阻器的滑动触头缓慢向上滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小。
AB.根据“串反并同”可知,与滑动变阻器串联的B灯功率变大,变亮;与滑动变阻器等效并联的A灯功率变小,变暗,故AB错误;
C.当外电路电阻与电源的内阻大小相等时,电源的输出功率最大,由于外电路电阻与电源的内阻大小关系不能确定,因此不能确定电源的输出功率如何变化,故C错误;
D.因为滑动变阻器接入电路中的阻值变小,所以外电路的总电阻减小,电源的工作效率
由于外电路的电阻R外减小,电源的工作效率减小,故D正确。
故选D。
7.如图,小明分别按甲、乙两种电路来测量某节干电池的电动势和内阻,并根据所测数据在丙图中作出对应的图线,下列说法正确的是( )
A.由图线可得出电池电动势为,内阻为
B.甲电路中实验误差主要源于电流表的分压
C.乙电路对应的是图线
D.用乙电路测得的电池电动势更准确,甲电路测得的内阻更准确
【答案】D
【详解】A.由图线a可得出电源电动势的测量值为纵截距,为1.5V,内阻的测量值为,故A错误;
BCD.甲电路中实验误差是由于电压表分流引起的,流经电源的电流比电流表示数大,测得的电源电动势为
测得的内阻为
故甲电路电动势和内阻的测量值均小于真实值;
乙电路中误差由电流表分压引起,测得的电动势为
测得的内阻为
乙电路电动势的测量值等于真实值,内阻测量值大于真实值。
根据甲电路实验数据作出的是b图线,根据乙电路数据作出的是a图线;采用乙电路测量的电源电动势更准确。因为电压表内阻比电源内阻大得多,而电流表内阻与电源内阻相差不多,故采用甲电路测量的电源内阻更准确,故BC错误,D正确。
故选D。
8.如图所示,是测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是( )
A.采用图甲的方法,引入系统误差的原因是电压表的分流作用;采用图乙的方法,引入系统误差的原因是电流表的分压作用
B.图丙是用图甲电路处理的结果,其中图线②表示测量图线,图线①表示真实图线
C.图丁是用图乙电路处理的结果,其中图线③表示测量图线,图线④表示真实图线
D.图丙和图丁结合处理实验数据,可以消除因电表不理想而引起的系统误差
【答案】ABD
【详解】A.由于电表不是理想电表,则电流表存在电阻,电压表内阻不是无穷大。采用图甲的方法,由于电压表的分流使电流表读数偏小,引入系统误差的原因是电压表的分流作用。采用图乙的方法,由于电流表的分压使电压表读数偏小,引入系统误差的原因是电流表的分压作用。故A正确;
B.采用图甲的方法,由于电压表的分流使电流表读数偏小,当外电路短路时,电压表分流为0,即图甲方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同。则图丙是用图甲电路处理的结果,其中图线②表示测量图线,图线①表示真实图线。故B正确;
C.采用图乙的方法,由于电流表的分压使电压表读数偏小,当外电路断路时,电流表的分压为0,即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同,则图丁是图乙电路处理的结果,其中图线③表示真实图线,图线④表示测量图线。故C错误;
D.利用图丙中图线与横轴交点、图丁中图线与纵轴交点,连接后可得出真实的图线,消除因电表不理想而引起的系统误差。故D正确。
故选ABD。
9.如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中是电池,和是固定电阻,是可变电阻,虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,其中欧姆挡为挡.该多用电表刻度盘如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A.图中的端与红色表笔相连接.
B.图中接2时电流表的量程比接1时电流表的量程小
C.图中欧姆挡的“”为正中间的刻度线,则挡欧姆表的总内阻为1500欧
D.用欧姆挡测量时发现指针偏转角度过小,应换用更小倍率的挡位后重新欧姆调零
【答案】BC
【详解】A.因端接表内电源的负极,电流从B流进,据电表电流的“红进黑出”,即B端与红色表笔相连接,端与黑表笔相连接,故A错误;
B.接2时是与串联后再与表头并联,即并联电阻大,则分流小,故接2时电流表的量程比接1时电流表的量程小,故B正确;
C.据闭合电路的欧姆定律欧姆表的总内阻等于中值电阻为,故C正确;
D.用欧姆挡测量时发现指针偏转角度过小,说明待测电阻较大,应换用更大倍率的挡位后重新欧姆调零,故D错误。
故选BC。
10.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻的阻值,开关S闭合,平行板电容器中带电质点P原处于静止状态,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A1示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.质点将向下运动,理想电流表A2中有从b流向a的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率增大
D.理想电压表V1、V2、V3的示数均增大
【答案】BC
【详解】A.滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器接入电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻与定值电阻R共同承担电压增大,则滑动变阻器两端电压减小,即平行板电容器两端电压减小,根据
可知,电容器极板所带电荷量减小,上极板与电源正极连接,上极板带正电,由于电荷量减小,则上极板得电子,电子从b向a运动,则理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流, A错误;
B.根据电路关系可知,定值电阻与滑动变阻器串联,根据部分电路欧姆定律有
根据闭合电路欧姆定律有,
则有,,
可知
故B正确;
C.电源的输出功率
根据题意可知
根据数学对勾函数规律可知,当滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器接入电阻减小,电路总电阻减小,电源的输出功率增大,故C正确;
D.结合上述可知,干路电流增大,定值电阻R上电压增大,即V1示数增大,根据闭合电路欧姆定律,路端电压减小,即V2、V3示数均减小,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.(6分)某同学设计了一个具有两种挡位(“”挡和“”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流,内阻,定值电阻,滑动变阻器R的最大阻值为。设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”。
(1)测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔___________,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向___________(选填“0”或“”)刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的___________(选填“”或“”)挡。进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为___________。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值()接在两表笔间,接着闭合、断开,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为);当电阻箱的阻值调为时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为)。由测量数据计算出电源电动势为___________。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1) 短接 0
(2) 160/160.0
(3)2.8
【详解】(1)[1][2]测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关,此时欧姆表处于“”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置。
(2)[1]用该欧姆表对阻值为的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的挡;
[2进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为
(3)根据闭合电路欧姆定律,
代入数据,
联立可得,
12.(8分)利用图1中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源,下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为R1,电流表A1阻值为RA1,电流表A2阻值为RA2。
(1)方法一:连接好电路,闭合S1,断开S2,把电阻箱调到合适阻值R3后不变,然后改变滑动变阻器滑片位置,得到多组A1、A2的数据I1、I2,计算出a、b间电压U1=____________(选用I1、I2、RA2、R3表示),该同学将I1作为流过电源的电流,作出U1与I1的图像,如图2中实线1。实验测得电动势比真实值____________ (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(2)方法二:连接好电路,闭合S1,闭合S2,反复调节电阻箱的阻值R3和滑动变阻器滑片位置,使A2示数为零,记录下此时R3阻值和A1、A3读数I1、I3。改变R3,重复上述操作,得到多组数据。计算出a、b间电压U2=____________ (选用I1、I3、RA2、RA3、R3表示),作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线____________ (选填“2”、“3”、“4”)所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,则待测电源内阻可以表示为r=____________(选用k、RA1、R1表示)
【答案】(1) 偏小
(2) 4
(3)
【详解】(1)[1] [2]方法一中,A2与可以看成一个电压表,将待测电源与看成一个等效电源;即电流表相对等效电源采用外接法,则a、b间电压等于所测等效电源路端电压,为
将作为流过电源的电流,根据闭合电路欧姆定律可得
可知图2中实线1的纵轴截距等于电动势测量值;
实际上由于电流表A2分流,流过电源的电流为,根据闭合电路欧姆定律可得
可知当为0时,电动势真实值大于图2中实线1的纵轴截距;故实验测得电动势比真实值偏小。
(2)[1][2]方法二中,当A2示数为零时,表示其上下电势相等,则此时两端的电压即为上部分等效电源的路端电压,则a、b间电压为
由于A2示数为零,则流过上部分电源的电流为,消除了A2分流带来的系统误差,故方法二测得的电动势和内阻都等于真实值,作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线4所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,根据闭合电路欧姆定律可得
可知图线斜率的绝对值为
解得
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.(10分)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量,并说明电容器哪个极板带正电?
(2)保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量;
(3)保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,流过R5的电荷量。
【答案】(1)1.4×10-5C,下极板带正电
(2)2.4×10-5C
(3)3.0×10-5C
【详解】(1)设电源负极的电势为0,根据闭合电路欧姆定律得
下极板带正电;电容器所带电荷量为
(2)断开开关S2,电容器并联在R3两端,稳定后a、b的电势分别为
上极板带正电,电容器所带电荷量为
流过R5的电荷量为
(3)R3突然断路,电容器并联在R2两端,稳定后a、b的电势分别为
上极板带正电,电容器所带电荷量为
流过R5的电荷量为
14.(14分)如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
【答案】(1)4W
(2)2W
【详解】(1)从图像的交点可读出:路端电压,电流强度
电源的输出功率为
(2)从图线A可读出:电源的电动势,短路电流
可算出电源的内阻
电源内部损耗的电功率
15.(16分)如图所示,一电荷量带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点,已知两板相距。合上开关后,小球静止时细线与竖直方向的夹角,电源电动势,电阻,电阻,。取。求:
(1)流过电源的电流;
(2)两板间的场强大小;
(3)小球的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由于与平行金属板串联,小球静止后,该电路没有电流,电源与、、形成回路。其中,与并联,电阻
由闭合电路欧姆定律得
(2)小球静止后,平行金属板之间的电压等于电源两端电压,所以
两板之间的场强大小
(3)小球处于静止状态,受电场力、重力与绝缘细绳的拉力,三力平衡。
竖直方向上
水平方向上
所以
又有
所以
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