高中物理单元测试——第二章电路及其应用（适中版01）

高中物理单元测试 —— 第二章 电路及其应用（适中版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）2s内有10C的负电荷向右通过金属导体的某一横截面，则导体内电流的大小和方向为（　　） A．0.2A，向左 B．0.2A，向右 C．5.0A，向左 D．5.0A，向右 2．（本题3分）关于电源电动势，下列说法正确的是（　　） A．电动势就是电源供给电路的能量 B．电动势是反映电源将其它形式能转化成电能的本领 C．电源接入电路时，其两端的电压就是电源电动势 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 3．（本题3分）砷化铌纳米带是一种具有较高电导率的材料，该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即，则下列说法正确的是（　　） A．电导率大小与温度有关 B．电导率单位是 C．材料的电导率与所选材料的品种无关 D．材料的电导率与材料的长度和截面积有关 4．（本题3分）如图电路中，电源电动势，内阻，电阻，不计电流表的内阻。则将开关S闭合后，路端电压大小为（    ） A．1V B．8V C．9V D．72V 5．（本题3分）在用伏特表、安培表和滑动变阻器做“测量干电池的电动势和内阻”的实验时，两同学用相同的数据分别在坐标轴中画出图像如图甲和乙所示。下列判断正确的是（     ） A．两图中直线斜率的物理意义不同 B．两图中直线延长线与两坐标轴交点的物理意义相同 C．图甲中部分数据点偏离直线较远，实验结果的误差比图乙大 D．两图均可计算电池电动势和内阻，但图乙结果的误差比图甲大 6．（本题3分）如图所示，单刀双掷开关S原来跟2相接，现将开关改接1（该时刻记为），时把开关改接2，下列关于流过P点的电流I、电容器两极板间的电势差随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（本题3分）有两个材质、长度相同的电阻a和b，当它们接入电路时，得到如图所示的电流I和电压U的关系，以下说法正确的是（     ） A．R1表示电阻a，R2表示电阻b B．电阻a和b串联后的总电阻的I-U图线应在区域II C．电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域I D．电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域III 二、多选题 8．（本题5分）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中 D．焦耳热适用于任何电路 9．（本题5分）假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为 C．在A点，白炽灯的电功率可表示为 D．在A点，白炽灯的电阻可表示为 10．（本题5分）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，R3为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时，测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示，其中A（1.0A，10.0V）、B（0.5A，12.5V）两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的，图像中点对应电路中路端电压的最大值，下列说法正确的是（　　） A．电源的最大热功率为5W B．定值电阻R2的最小热功率为2W C．定值电阻R2的最大热功率为10W D．定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W 三、实验题 11．（本题4分）某同学按图甲所示的电路图进行实验。连接好电路元件后闭合开关，发现两个灯泡均不亮。于是，该同学使用图乙中的多用电表检测图甲电路的故障。 (1)该多用电表使用前，其指针位置如图丙所示，应该调节图乙中的________（选填“”或“”），让指针指在________（选填“电流”或“电阻”）零刻度处。 (2)正确调零后，该同学将多用电表的选择开关打到了直流电压挡。然后，该同学将图甲中的开关闭合，把多用电表的________（选填“红”或“黑”）表笔接在点，用另一个表笔依次接触电路中的、、、、点，多用电表的读数情况如表所示，则故障原因是________（选填“”、“”、“”或“”）间断路。 表笔接触位置 读数 接近3V 接近3V 接近3V 接近3V 0 (3)多用电表使用完成后，可以把选择开关打到OFF挡，还可以把选择开关打到图戊中的________（选填“×1kΩ”、“10mA”或“交流500V”）挡。 12．（本题6分）导电胶具有黏合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 (1)在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______（选填“A”、“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为______mm； (2)粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约3kΩ B．电流表0~2mA，内阻Rg=50Ω C．定值电阻1Ω D．定值电阻10Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻； ②将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大______； ③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d和两金属电极间的距离L，定值电阻和电流表的并联阻值用表示，可知该导电胶的电阻率ρ=______。（用U、I、d、L和的字母表示） 13．（本题8分）一个物理兴趣小组对某型机器人使用的半导体薄膜压力传感器展开研究。已知该型压力传感器阻值约为几十千欧，重力加速度，现利用以下器材测量压力传感器在不同压力下的阻值： A．压力传感器（压力感知范围：） B．电源（电动势3 V，内阻不计） C．电流表A（量程，内阻约） D．电压表V（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围） F.开关S，导线及砝码若干。 (1)该兴趣小组设计了电路图，如图所示，并连接了部分导线，图1中还有一根导线没有完成，请在答题卡图1中完成连线。 (2)在压力传感器上放置适量砝码，调节滑动变阻器滑片使得两电表示数适当大些以便于精确测量。实验时压力传感器必须水平放置，且闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至最________端（填“左”或“右”）。某次操作，所放砝码质量为，电压表示数为，而电流表的示数如图2所示，其中电流表的读数为________，而可得此时压力传感器电阻的测量值________（结果保留3位有效数字），多次测量并描点得到如图3所示的曲线。 (3)若将定义为压力传感器的灵敏度，则由图3可知该型压力传感器的灵敏度随着所受压力的增大而________（填“增大”或“减小”）。由于电表内阻的影响，测量出来的该型压力传感器灵敏度与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 14．（本题8分）如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U-I图线。 (1)实验中还需要电压传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）； (2)由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V； (3)根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的； (4)由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______。（保留3位有效数字） 15．（本题9分）某实验小组描绘一只额定电压为3 V小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下： A、电压表V（量程为3 V，内阻约为20 kΩ）； B、电流表A（量程为200 mA，内阻约为10 Ω）； C、滑动变阻器R（阻值范围为0~10 Ω，额定电流为2 A）； D、电池组（电动势为6 V，内阻较小）； E、开关和导线若干。 测量方案如下：首先将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，最后描点作图得到图乙中的Ⅰ图线；然后将电压表改接在O、Q两点之间，重复上述操作，得到图乙中的Ⅱ图线。请回答下列问题： (1)根据图乙中的图线可知，小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)该同学根据小灯泡的额定电压，分别从图乙中Ⅰ、Ⅱ图线找到相应数据计算出了小灯泡的额定功率和，则更接近小灯泡真实的额定功率________（填“”和“”），并分析另一组数据产生误差的主要原因：________________________； (3)该同学还发现可以通过以上某些器材和图乙的图线，准确测量干电池的内阻。他将小灯泡和电压表并联，接在一节电动势为1.5 V的干电池两端，读出电压表的示数为1.40 V，则该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）； (4)同组同学提出。可将本实验中的分压式接法改为限流式接法，以简化电路操作。请你结合实验器材参数和实验要求，说明用限流式接法不可行的一个理由：________________________。 四、解答题 16．（本题8分）电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势E=8V、内阻，小灯泡规格为“2V  2W”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的效率。 17．（本题9分）物理兴趣小组利用磁性开关设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋。如图甲为该模拟系统示意图，为控制电路中的气敏电阻，定值电阻。控制电路中的电流时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统正常工作，控制电路中的电流时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻，气敏电阻的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示。工作电路电源电压，报警电铃标有“36V  18W”字样，安全指示灯L标有“24V  12W”。 (1)报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ (2)工作电路中阻值多大？ (3)通过调节大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调节，当触发报警喷淋的最低烟雾浓度时，则控制电路此时消耗的电功率是多少？ 18．（本题12分）如图所示的电路中，电源电动势为E=10V、内阻为r=2Ω，电阻R1=2Ω、R2=6Ω，电容C=3×10-11F，求： (1)闭合开关S，电路稳定后流过电阻R1的电流； (2)某时刻将开关S断开，此后至电路再次稳定，流过R1的电荷量； (3)已知电容器两极板间距为d=6cm，闭合开关S，一质量m=2×10-2kg的带电小球恰能静止在两板间的中点，求开关S断开后，小球第一次到达极板时的动能。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第二章 电路及其应用（适中版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）2s内有10C的负电荷向右通过金属导体的某一横截面，则导体内电流的大小和方向为（　　） A．0.2A，向左 B．0.2A，向右 C．5.0A，向左 D．5.0A，向右 【答案】C 【详解】根据电流的定义式可知，导体内电流大小为 电流方向与负电荷定向移动方向相反，即向左。 故选C。 2．（本题3分）关于电源电动势，下列说法正确的是（　　） A．电动势就是电源供给电路的能量 B．电动势是反映电源将其它形式能转化成电能的本领 C．电源接入电路时，其两端的电压就是电源电动势 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 【答案】B 【详解】A．电动势是电源将其他形式能转化为电能的能力的物理量，并非直接供给电路的能量，故A错误； B．电动势的物理意义正是反映电源转化其他形式能为电能的本领，故B正确； C．电源接入电路时，路端电压为，仅当电流，即断路时，故C错误； D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极的做功越多，故D错误。 故选B。 3．（本题3分）砷化铌纳米带是一种具有较高电导率的材料，该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即，则下列说法正确的是（　　） A．电导率大小与温度有关 B．电导率单位是 C．材料的电导率与所选材料的品种无关 D．材料的电导率与材料的长度和截面积有关 【答案】A 【详解】A．电阻率与温度有关，而电导率就是电阻率的倒数，所以电导率大小与温度有关，故A正确； B．电阻率的单位是，则电导率单位是，故B错误； CD．材料的电阻率、电导率与材料和温度有关，材料的电导率与所选材料的品种有关，与材料的长度和截面积无关，故CD错误。 故选A。 4．（本题3分）如图电路中，电源电动势，内阻，电阻，不计电流表的内阻。则将开关S闭合后，路端电压大小为（    ） A．1V B．8V C．9V D．72V 【答案】B 【详解】根据闭合电路欧姆定律有 根据 可得路端电压大小 故选B。 5．（本题3分）在用伏特表、安培表和滑动变阻器做“测量干电池的电动势和内阻”的实验时，两同学用相同的数据分别在坐标轴中画出图像如图甲和乙所示。下列判断正确的是（     ） A．两图中直线斜率的物理意义不同 B．两图中直线延长线与两坐标轴交点的物理意义相同 C．图甲中部分数据点偏离直线较远，实验结果的误差比图乙大 D．两图均可计算电池电动势和内阻，但图乙结果的误差比图甲大 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 则图线斜率为 即两图中斜率的物理意义均表示电源内阻，故A错误； B．两图中直线延长线与纵轴的交点均表示电源电动势，物理意义相同；但在甲图中，纵坐标起点不是0，直线与横轴的交点表示时的电流，不是短路电流，而乙图中纵坐标起点是0，与横轴交点表示短路电流，故两图中直线与横轴交点的物理意义不同，故B错误； C．甲图纵坐标起点不为0，充分利用了坐标纸的空间，使得图线分布更舒展，读数更精确，虽然有个别点偏离，但通过拟合直线可以减小偶然误差，其结果误差比乙图小，故C错误； D．两图均可根据计算电池电动势和内阻，但乙图纵坐标从0开始，由于干电池内阻较小，路端电压变化范围小，导致图线集中在坐标纸上方很窄的区域内，读数误差大，计算出的内阻和电动势误差较大，故D正确。 故选D。 6．（本题3分）如图所示，单刀双掷开关S原来跟2相接，现将开关改接1（该时刻记为），时把开关改接2，下列关于流过P点的电流I、电容器两极板间的电势差随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．开关接1电容器开始充电，由于电容器带电量越来越多，充电电流越来越小，最后减小到0，把开关改接2后，电容器通过电阻R放电，随电容器带电量越来越小，电流也会越来越小，最后电流减小到零，放电过程中电流的方向与充电过程中相反，故A错误，B正确； CD．开关S接1时，电容器充电，电压变化越来越慢，充电结束后两极板电压等于电源电压，因此对应UAB-t图像斜率越来越小，再将开关S接2时，开始放电，两极板电压逐渐减小，且电压变化越来越慢，极板电性不变，因此对应UAB-t图像斜率也越来越小，故CD错误。 故选B。 7．（本题3分）有两个材质、长度相同的电阻a和b，当它们接入电路时，得到如图所示的电流I和电压U的关系，以下说法正确的是（     ） A．R1表示电阻a，R2表示电阻b B．电阻a和b串联后的总电阻的I-U图线应在区域II C．电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域I D．电阻a和b并联后的总电阻的I-U图线应在区域III 【答案】C 【详解】A．在I-U图线中斜率的倒数表示电阻，由图线可知R1<R2，材质、长度相同的导体横截面积越大，电阻越小，R1表示电阻b，R2表示电阻a，A错误； B．R1和R2串联后的总电阻比任何一个分电阻都大，斜率更小，则总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ，B错误； CD．R1和R2并联后的总电阻比任何一个分电阻都小，斜率更大，则总电阻的I-U图线应在区域I，C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题5分）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　） A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中 D．焦耳热适用于任何电路 【答案】BD 【详解】A．电功率越大，电流做功越快，但电路中产生的焦耳热还与做功时间有关，不能仅根据电功率大就确定焦耳热一定多，故A错误； B．是电功的定义式，适用于任何电路；而是根据欧姆定律推导出来的，只适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能的电路），故B正确； C．在非纯电阻电路中，电能除了转化为内能，还转化为其他形式的能，所以（总功率）大于（热功率），故C错误； D．焦耳热是焦耳定律的表达式，适用于任何电路中焦耳热的计算，故D正确。 故选BD。 9．（本题5分）假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为 C．在A点，白炽灯的电功率可表示为 D．在A点，白炽灯的电阻可表示为 【答案】CD 【详解】A．根据欧姆定律可知，图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误； BD．根据欧姆定律可知，在A点，白炽灯的电阻可表示为，故B错误，D正确； C．在点，白炽灯的电功率可表示为，故C正确。 故选CD。 10．（本题5分）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，R3为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时，测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示，其中A（1.0A，10.0V）、B（0.5A，12.5V）两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的，图像中点对应电路中路端电压的最大值，下列说法正确的是（　　） A．电源的最大热功率为5W B．定值电阻R2的最小热功率为2W C．定值电阻R2的最大热功率为10W D．定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W 【答案】AC 【详解】根据闭合电路的欧姆定律 可得 则图线的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。图乙中AB延长线，交U轴于15V处，所以电源的电动势为 内阻为 当滑片P滑到的下端时，电路外电阻只有，此时电路参数对应图乙中的A点，得 A．电源的热功率为 则电路中电流最大时，电源的热功率最大，由图乙可知，最大电流为 则电源的最大热功率为，故A正确； BC．定值电阻的热功率为 则电路中电流最大时，的热功率最大，为 电路中电流最小时，的热功率最小，由图乙可知，最小电流为 则最小热功率为，故B错误，C正确； D．将看成电源内阻的一部分，则等效电源的内阻为 若定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和最大，则定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻等于，此时电流为 在和之间，即定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻可以等于，定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率最大值为，故D错误。 故选AC。 三、实验题 11．（本题4分）某同学按图甲所示的电路图进行实验。连接好电路元件后闭合开关，发现两个灯泡均不亮。于是，该同学使用图乙中的多用电表检测图甲电路的故障。 (1)该多用电表使用前，其指针位置如图丙所示，应该调节图乙中的________（选填“”或“”），让指针指在________（选填“电流”或“电阻”）零刻度处。 (2)正确调零后，该同学将多用电表的选择开关打到了直流电压挡。然后，该同学将图甲中的开关闭合，把多用电表的________（选填“红”或“黑”）表笔接在点，用另一个表笔依次接触电路中的、、、、点，多用电表的读数情况如表所示，则故障原因是________（选填“”、“”、“”或“”）间断路。 表笔接触位置 读数 接近3V 接近3V 接近3V 接近3V 0 (3)多用电表使用完成后，可以把选择开关打到OFF挡，还可以把选择开关打到图戊中的________（选填“×1kΩ”、“10mA”或“交流500V”）挡。 【答案】(1) 电流 (2) 红 EF (3)交流 【详解】（1）[1][2]该多用电表使用前，其指针位置如图丙所示，应该进行机械调零，应调节图乙中的，让指针指在电流零刻度处。 （2）[1][2]该同学将图甲中的开关S闭合，根据“红进黑出”，则把多用电表的红表笔接在点，用另一个表笔依次接触B、C、D、E点时电压表读数都接近3V，说明两表笔之间的电路没问题，接触F点时电压表读数为零，说明EF之间有断路，则故障原因是EF间断路。 （3）多用电表使用完成后，可以把选择开关打到OFF挡，还可以把选择开关打到图戊中的交流500V挡。 12．（本题6分）导电胶具有黏合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。 (1)在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______（选填“A”、“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为______mm； (2)粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0~3V，内阻约3kΩ B．电流表0~2mA，内阻Rg=50Ω C．定值电阻1Ω D．定值电阻10Ω E．滑动变阻器0~10Ω ①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻； ②将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大______； ③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d和两金属电极间的距离L，定值电阻和电流表的并联阻值用表示，可知该导电胶的电阻率ρ=______。（用U、I、d、L和的字母表示） 【答案】(1) B 22.6 (2) C 【详解】（1）[1]在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，应该用游标卡尺的B内测量爪进行测量； [2]10分度游标卡尺的精确值为，由题图可知该玻璃管内径为 （2）①[1]估测电路可达到的最大电流为 应并联一个分流电阻，其阻值为 故改装时应选C作为分流电阻； ②[2]由于改装后的电流表内阻已知，所以电流表采用内接法；由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压接法，则电路如图所示 ③[3]测出电压表读数U、电流表读数I，则流经导电胶的电流为 导电胶两端电压为 故该导电胶的电阻为 根据电阻定律可得 联立可得该导电胶的电阻率为 13．（本题8分）一个物理兴趣小组对某型机器人使用的半导体薄膜压力传感器展开研究。已知该型压力传感器阻值约为几十千欧，重力加速度，现利用以下器材测量压力传感器在不同压力下的阻值： A．压力传感器（压力感知范围：） B．电源（电动势3 V，内阻不计） C．电流表A（量程，内阻约） D．电压表V（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围） F.开关S，导线及砝码若干。 (1)该兴趣小组设计了电路图，如图所示，并连接了部分导线，图1中还有一根导线没有完成，请在答题卡图1中完成连线。 (2)在压力传感器上放置适量砝码，调节滑动变阻器滑片使得两电表示数适当大些以便于精确测量。实验时压力传感器必须水平放置，且闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至最________端（填“左”或“右”）。某次操作，所放砝码质量为，电压表示数为，而电流表的示数如图2所示，其中电流表的读数为________，而可得此时压力传感器电阻的测量值________（结果保留3位有效数字），多次测量并描点得到如图3所示的曲线。 (3)若将定义为压力传感器的灵敏度，则由图3可知该型压力传感器的灵敏度随着所受压力的增大而________（填“增大”或“减小”）。由于电表内阻的影响，测量出来的该型压力传感器灵敏度与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】(1) (2) 左 220/219/221 10.9/11.0 (3) 减小 偏大 【详解】（1）根据题意，滑动变阻器采用分压式连接，如图所示 （2）[1]闭合开关前，根据分压式特点，为了安全应将滑动变阻器滑片调至最左端，使测量电路的电压最小。 [2]电流表的表盘上一小格代表，需要估读到微安位，指针位置在“200”后面的第4格处，所以电流表的读数为 [3]根据欧姆定律，传感器电阻的测量值 （3）[1]由图3可知该型薄膜压力传感器的灵敏度随着所受压力的增大而减小 [2]由于电表内阻的影响，测量值偏大，故测量出来的该型薄膜压力传感器灵敏度比真实值偏大。 14．（本题8分）如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的U-I图线。 (1)实验中还需要电压传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）； (2)由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势E=______V； (3)根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的； (4)由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______。（保留3位有效数字） 【答案】(1)3 (2)2.96 (3)c (4) 【详解】（1）根据，电源的内阻为 ，电流传感器有微小电阻，所以电压传感器应接在1和3之间。 （2）根据闭合回路欧姆定律有 可知，截距表示电源电动势，该电源电动势 （3）根据，， 解得 是开口向下的抛物线，选c； （4）图线a表示电源产生的功率与电流的关系，图线b表示电源内阻消耗的功率与电流的关系，图中的M点表示电源产生的功率等于电源内阻消耗的功率，即 其中， 解得 ， 图丙中M点的坐标为（2.64，7.82） 15．（本题9分）某实验小组描绘一只额定电压为3 V小灯泡的伏安特性曲线，准备的器材如下： A、电压表V（量程为3 V，内阻约为20 kΩ）； B、电流表A（量程为200 mA，内阻约为10 Ω）； C、滑动变阻器R（阻值范围为0~10 Ω，额定电流为2 A）； D、电池组（电动势为6 V，内阻较小）； E、开关和导线若干。 测量方案如下：首先将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录下多组电流表和电压表的示数，最后描点作图得到图乙中的Ⅰ图线；然后将电压表改接在O、Q两点之间，重复上述操作，得到图乙中的Ⅱ图线。请回答下列问题： (1)根据图乙中的图线可知，小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)该同学根据小灯泡的额定电压，分别从图乙中Ⅰ、Ⅱ图线找到相应数据计算出了小灯泡的额定功率和，则更接近小灯泡真实的额定功率________（填“”和“”），并分析另一组数据产生误差的主要原因：________________________； (3)该同学还发现可以通过以上某些器材和图乙的图线，准确测量干电池的内阻。他将小灯泡和电压表并联，接在一节电动势为1.5 V的干电池两端，读出电压表的示数为1.40 V，则该干电池的内阻为________（结果保留两位有效数字）； (4)同组同学提出。可将本实验中的分压式接法改为限流式接法，以简化电路操作。请你结合实验器材参数和实验要求，说明用限流式接法不可行的一个理由：________________________。 【答案】(1)增大 (2) 电流表分压 (3)0.91 (4)滑动变阻器阻值较小，全部阻值接入电路灯泡电压可能超过额定电压；小灯泡的电压不能从0开始调节（或小灯泡电压调节范围小） 【详解】（1）因图乙中，图像的斜率，而随着小灯泡两端电压的增大，图像越来越平缓，图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越小，由电阻越来越大，即小灯泡的电阻值随着小灯泡两端电压的增大而增大 （2）[1]将电压表接在如图甲所示电路的O、P两点之间，电压表与灯泡并联，其读数为小灯泡的额定电压 ，小灯泡两端实际加的电压就是其额定电压，则更接近小灯泡真实的额定功率 [2] 电压表改接在O、Q两点之间,电流表有内阻，其有分压作用，则小于小灯泡真实的额定功率 （3）由图Ⅰ，时，电流 由内电压 解得 （4）滑动变阻器阻值较小，全部阻值接入电路灯泡电压可能超过额定电压；小灯泡的电压不能从0开始调节（或小灯泡电压调节范围小） 四、解答题 16．（本题8分）电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势E=8V、内阻，小灯泡规格为“2V  2W”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的效率。 【答案】(1)6W (2) 【详解】（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流 电源外压 电源的输出功率 解得 （2）电动机的电压 电动机的电功率 电动机的热功率 电动机的效率 17．（本题9分）物理兴趣小组利用磁性开关设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋。如图甲为该模拟系统示意图，为控制电路中的气敏电阻，定值电阻。控制电路中的电流时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统正常工作，控制电路中的电流时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻，气敏电阻的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示。工作电路电源电压，报警电铃标有“36V  18W”字样，安全指示灯L标有“24V  12W”。 (1)报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ (2)工作电路中阻值多大？ (3)通过调节大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调节，当触发报警喷淋的最低烟雾浓度时，则控制电路此时消耗的电功率是多少？ 【答案】(1)1440J (2)24Ω (3)0.12W 【详解】（1）由图甲的工作电路知，报警电铃响时，电铃与喷淋系统并联，电流表测干路的电流。电流表示数为2.5A，工作电路工作20s消耗的总电能 报警电铃消耗的电能 喷淋系统消耗的电能 （2）工作电路中，安全指示灯工作时，与电阻串联接入电路，此时电路中的电流 两端的电压 的阻值 （3）由乙图可知，RC与浓度成一次函数关系，当浓度为0时，RC为300，当浓度为5%时，RC为250，所以当浓度为8%时，有 解得RC的电阻 控制电路中，两个电阻及电磁铁串联接入电路，电路的总电阻 触发报警喷淋时，电路中的电流大于等于0.02A，所以控制电路此时消耗的电功率 18．（本题12分）如图所示的电路中，电源电动势为E=10V、内阻为r=2Ω，电阻R1=2Ω、R2=6Ω，电容C=3×10-11F，求： (1)闭合开关S，电路稳定后流过电阻R1的电流； (2)某时刻将开关S断开，此后至电路再次稳定，流过R1的电荷量； (3)已知电容器两极板间距为d=6cm，闭合开关S，一质量m=2×10-2kg的带电小球恰能静止在两板间的中点，求开关S断开后，小球第一次到达极板时的动能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）闭合S电路稳定后，直流电路中电容器相当于断路，、与电源内阻串联，根据闭合电路欧姆定律 电流 （2）闭合S稳定时，电容器与并联，两端电压 此时电容带电量 S断开稳定后，电容器直接接在电源两端，电压等于电源电动势 此时带电量 电容器充电，增加的电荷量全部经流过，因此流过的电荷量 （3）闭合S时小球静止，受力平衡 S断开后电场强度增大，电场力大于重力，小球向上运动，位移为，由动能定理 化简得 代入数值解得 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $