高中物理单元测试——第二章电路及其应用（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第二章 电路及其应用（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）关于电流的下列说法中，正确的是（　　） A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．通电时间越长，电流越大 D．导体中通过一定的电荷量所用时间越长，电流越大 2．（本题3分）在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一个小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（　　） A．通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能 B．单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能 C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多 D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 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）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的图像，虚线c为图线a、b交点处的切线。当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（　　） A．硅光电池的电动势是 B．硅光电池的输出功率为 C．电路消耗的总功率是 D．硅光电池的内阻为 6．（本题3分）图（a）所示电路中，K与L之间接有智能电源，使电容器C两端的电压随时间t按图（b）所示变化，则此过程电阻R两端电压随时间t变化的图像可能是（     ） 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）电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是 A．因为铜导线有绝缘层，所以不怎么热 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热 C．铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小 D．电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压大得多 9．（本题5分）在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A。则此时（    ） A．L1的电压为L2电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75W C．L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1 D．L1的电阻为12Ω 10．（本题5分）如图所示的图像中，直线A为某电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻，的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（　　） A．两个电阻的电功率相等 B．接在电源上时，电源的效率较小 C．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 D．将两电阻并联后与该电源相连，电源输出功率比单独接入时都大 三、实验题 11．（本题4分）按如图甲所示电路，某实验小组将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表，改装用的实验器材如下： A．待改装电流表一个：量程为0～3 mA，内电阻为100 Ω，其表盘如图乙所示 B．干电池一节：电动势E=1.5 V，内电阻r=0.5 Ω C．电阻箱R：阻值范围0～999.9 Ω 根据改装的欧姆表的情况，回答下列问题： (1)图甲欧姆表电路中与b接线柱连接的表笔是___________（填“红色”或“黑色”）的。 (2)测量电阻前，先进行欧姆调零，将电阻箱R阻值调至最大，将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R使电流表指针指到表头的3mA刻度，此位置应该是欧姆表表盘所示电阻的___________（填“最大值”或“最小值”）。 (3)欧姆表调零后，将红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0 mA，则待测电阻的阻值Rx=___________ Ω。 (4)若这块欧姆表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块欧姆表测电阻时测量值___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (5)如果换一个电动势大的电源，其他器材不变，则改装欧姆表的倍率___________（填“变大”或“变小”）。 12．（本题6分）学生要测量某金属圆环材料的电阻率，如图甲，已知圆环的半径为r。 (1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径，如图乙所示，则________； (2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为5V。为保证电路安全，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片放置在________（填涂“A、最左端”或“B、最右端”或“C、中间”）。电键闭合后，电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为，接到点时电压表示数为、毫安表示数为1.5mA。为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在________点进行实验（填涂“A、a”或“B、b”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为________(结果保留两位有效数字)；电阻测量值________（填涂“A．大于”或“B．小于”）真实值。 (3)实验中发现电压表损坏，他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表mA和A1的示数分别为I和I1，改变滑片位置测得多组I、I1数据，他作出了图像为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为。若远大于，则金属圆环材料的电阻率的表达式为________（用、、、表示）。 13．（本题8分）汽车在高架桥上时，导航说右转，而实际上右边根本没有右转出口，这是因为导航无法判断汽车是否在桥上。一些智能手机中配有气压传感器，气压传感器的电阻会随所处环境气压的变化而变化，所处的高度不同，气压不同，这样就可以很好地辅助导航来判断汽车所处的高度，避免错误导航。某实验小组在室温下用以下器材探究气压传感器的阻值Rx随气压变化的规律。 A．气压传感器P（阻值变化范围从几欧到十几欧，大于5Ω）； B．直流电源（电动势为3V，内阻不计）； C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）； D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为1Ω）； E．滑动变阻器R，最大阻值约为5Ω； F．开关与导线若干。 (1)该实验小组设计了如图甲所示的实验电路图，请你帮他们把电路图补充完整； (2)后来有组员查到所使用电流表的内阻RA=0.7Ω，请为他们重新设计实验电路图，并画在下面图乙的方框中； (3)若按照重新设计的电路，正确连接电路后进行实验，在某压强情况下，电压表、电流表（均选择了合适的量程）指针位置分别如图丙、丁所示，则电压表所测电压为____________V，电流表所测电流为 ____________A，此时气压传感器的电阻为____________Ω。 14．（本题8分）某一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω） B．电流表A（0~5mA，内阻为25Ω） C．电压表V（0~3V，内阻约为1000Ω） D．滑动变阻器R2（0~1500Ω） E.开关、导线各若干 (1)应该选择的实验电路是图中的___________（选填“丙”或“丁”）； (2)确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U-I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=________V，内电阻r=__________Ω。（结果均保留三位有效数字） 15．（本题9分）在近期复习中，小明和小红对电学部分实验进行了系统梳理和归纳。 【实验一】探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：电源（电压为）、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻4个，开关，导线等。 (1)按图甲电路图组装好实验器材，将滑片P位于滑动变阻器阻值最大处闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障原因可能是___________；（故障仅发生在或上） (2)如图乙是排除故障后根据实验数据画出的定值电阻的图像，由此可以分析：将和的电阻分别接入电路进行实验时，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比为___________； (3)为了能够顺利完成实验，实验过程中选用的滑动变阻器的最大阻值不小于___________； 【实验二】 (4)研究通过小灯泡的电流与它两端电压的关系。小明将图甲中的定值电阻换成额定电压为的小灯泡，移动滑片，记录多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b（如图丙所示）。图中阴影部分的面积表示___________； 【实验三】 (5)用如图丁所示的电路将电流表改装成直接测量电阻的仪表，是连接待测电阻的接线端，电流表表盘如图戊所示，量程选择为0~0.6A，电源电压恒为6V； 改装步骤如下： ①将直接相连，调节滑片使电流表指针指在刻度上，此后保持滑片位置不变； ②在、之间接入不同待测电阻，依据与的对应关系，将电流表表盘上刻度对应改为之间所接电阻的阻值，从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”。则在电流表0.3A刻度处应标___________。 四、解答题 16．（本题8分）某发光电动玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10V，r=2Ω，车轮电动机的额定电压UM=6V，额定功率PM=6W，线圈电阻RM=1Ω。求： (1)玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流； (2)玩具汽车被卡住后，灯泡消耗的功率。 17．（本题9分）如图所示的电路中，电源电压恒为，滑动变阻器的最大电阻为，定值电阻的阻值为，先将滑动变阻器的滑片移到端。求： (1)闭合开关，将滑片移到端的过程中，电源总功率的最大值为多大？ (2)若只闭合，断开，电阻多大时，滑动变阻器消耗的电功率最大，并求出其最大值。 (3)闭合开关，将滑片向端移动的过程中，电流表示数为时，滑动变阻器段的电阻为多大？ 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（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）关于电流的下列说法中，正确的是（　　） A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．通电时间越长，电流越大 D．导体中通过一定的电荷量所用时间越长，电流越大 【答案】B 【详解】根据电流定义式 A．电流越大，电荷量还需结合时间判断。若时间极短，总电荷量可能不多，故A错误； B．相同时间内，电荷量越多， 必然越大，故B正确； C．电流大小与时间无关，若电荷量不随通电时间增加，电流反而减小，故C错误； D．电荷量一定时，时间越长，越小，故D错误。 故选B。 2．（本题3分）在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一个小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（　　） A．通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能 B．单位时间内可把0.6J的太阳能转化为电能 C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多 D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 【答案】A 【详解】AB．该电池能产生的电动势为E==0.6V，根据电动势的物理意义可知，通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能，故A正确，B错误； C．一节7号电池的电动势为1.5V，该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领小得多，故C错误； D．电源的电动势反映了其他形式的能量转化为电能本领的大小，可知把该电池接入闭合电路后，电动势不变，故D错误； 故选A。 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）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的图像，虚线c为图线a、b交点处的切线。当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（　　） A．硅光电池的电动势是 B．硅光电池的输出功率为 C．电路消耗的总功率是 D．硅光电池的内阻为 【答案】D 【详解】A．根据电源的输出电压与电流的关系 当时，，由题图可知硅光电池的电动势，故A错误； BCD．某电阻R与硅光电池组成闭合回路时，由题图可知图线a、b交点为实际电压和电流，即路端电压为，电流为，则硅光电池的输出功率为 电路消耗的总功率为 根据闭合电路欧姆定律可得 可得硅光电池的内阻为，故BC错误，D正确。 故选D。 6．（本题3分）图（a）所示电路中，K与L之间接有智能电源，使电容器C两端的电压随时间t按图（b）所示变化，则此过程电阻R两端电压随时间t变化的图像可能是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】电容器的带电量，因此电路电流 电阻两端电压，即与图像的斜率成正比。 0∼1s：恒定不变，斜率，因此； 1∼2s：均匀增大，斜率为正的恒定值，因此为正的恒定值； 2∼3s：再次恒定不变，斜率为0，因此回到0； 3∼5s：均匀减小，斜率为负的恒定值，因此为负的恒定值，电流方向反向，符号为负。 故选C。 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）电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是 A．因为铜导线有绝缘层，所以不怎么热 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热 C．铜导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小 D．电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压大得多 【答案】CD 【详解】ABC．电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通电时间t相同，根据，因可知电流产生的热量，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，AB错误，C正确； D．由于，根据，可知电炉丝两端的电压比铜导线两端电压大，D正确。 故选CD。 9．（本题5分）在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A。则此时（    ） A．L1的电压为L2电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75W C．L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1 D．L1的电阻为12Ω 【答案】BCD 【详解】A．L2和L3并联后与L1串联，L2和L3的电压相同，L1的电流为L2电流的2倍，所以L2电流是0.125A，由图可知，L1的电压为3V，L2的电压小于0.5V，故A错误； B．L1消耗的电功率为 故B正确； C．L1的电流为L2电流的2倍，L1电压大于L2电压的六倍，所以L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1，故C正确； D．L1的电阻为 故D正确。 故选BCD。 10．（本题5分）如图所示的图像中，直线A为某电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻，的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（　　） A．两个电阻的电功率相等 B．接在电源上时，电源的效率较小 C．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 D．将两电阻并联后与该电源相连，电源输出功率比单独接入时都大 【答案】BD 【详解】AB．由两图线的交点读出，接在电源上时U1=，I1=，电阻电功率为 接在电源上时电压U2= ，通过的电流I2= ，电阻电功率为 两个电阻的电功率不相等； 根据效率的计算公式可知，接在电源上时，外电压较小，电源的效率较小，故B正确，A错误； C．电源中非静电力做功的功率为，则两种情况下非静电力做功的功率不相等，故C错误； D．电路的外电阻越接近内阻，输出功率越大，根据A直线斜率可知内阻为 、电阻为 两电阻并联后的总电阻为 所以将两电阻并联后与该电源相连，电源输出功率比单独接入时都大，故D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题4分）按如图甲所示电路，某实验小组将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表，改装用的实验器材如下： A．待改装电流表一个：量程为0～3 mA，内电阻为100 Ω，其表盘如图乙所示 B．干电池一节：电动势E=1.5 V，内电阻r=0.5 Ω C．电阻箱R：阻值范围0～999.9 Ω 根据改装的欧姆表的情况，回答下列问题： (1)图甲欧姆表电路中与b接线柱连接的表笔是___________（填“红色”或“黑色”）的。 (2)测量电阻前，先进行欧姆调零，将电阻箱R阻值调至最大，将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R使电流表指针指到表头的3mA刻度，此位置应该是欧姆表表盘所示电阻的___________（填“最大值”或“最小值”）。 (3)欧姆表调零后，将红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0 mA，则待测电阻的阻值Rx=___________ Ω。 (4)若这块欧姆表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块欧姆表测电阻时测量值___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (5)如果换一个电动势大的电源，其他器材不变，则改装欧姆表的倍率___________（填“变大”或“变小”）。 【答案】(1)黑色 (2)最小值 (3)1000 (4)偏大 (5)变大 【详解】（1）使用欧姆表时，应使电流从红表笔流入欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，则欧姆表内部电源正极应与黑表笔相连，可知图甲中与接线柱b相连的表笔颜色是黑色。 （2）欧姆调零时，将红、黑两表笔直接接触，即待测电阻阻值为0，则电流表的最大刻度3mA位置对应欧姆表表盘所示电阻的最小值。 （3）欧姆表调零后，欧姆表内阻 电流表示数为I=1.0 mA时，有 解得Rx=1000 Ω。 （4）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，根据可知R内减小，而可知测量相同的电阻时电流将变小，指针偏转角度将变小，测量结果相比偏大。 （5）如果换一个电动势大的电源，由可知，完成欧姆调零后，欧姆表内阻变大，由，得，则相同电流时，待测量电阻的阻值Rx′变大，所以改装欧姆表的倍率变大。 12．（本题6分）学生要测量某金属圆环材料的电阻率，如图甲，已知圆环的半径为r。 (1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径，如图乙所示，则________； (2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为5V。为保证电路安全，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片放置在________（填涂“A、最左端”或“B、最右端”或“C、中间”）。电键闭合后，电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为，接到点时电压表示数为、毫安表示数为1.5mA。为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在________点进行实验（填涂“A、a”或“B、b”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为________(结果保留两位有效数字)；电阻测量值________（填涂“A．大于”或“B．小于”）真实值。 (3)实验中发现电压表损坏，他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表mA和A1的示数分别为I和I1，改变滑片位置测得多组I、I1数据，他作出了图像为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为。若远大于，则金属圆环材料的电阻率的表达式为________（用、、、表示）。 【答案】(1)5.665/5.666/5.667/5.668/5.669 (2) A A B (3) 【详解】（1）螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5mm，活动刻度部分读数为0.167mm 总的读数结果为 （2）[1] 实验开始前，滑动变阻器滑片应置于最左端，使待测电路两端电压为 0，保证安全。 故选A。 [2] 电压变化更明显，说明电流表分压作用显著，被测电阻为小电阻，应采用电流表外接法，即把电压表右端接在a点。 故选A。 [3] 采用电流表外接法（接a点）测得的数据更准确，根据欧姆定律 [4] 电流表外接法中，电压表测量的是准确的，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，即电流测量值偏大。根据可知，测得的电阻值偏小。 故选B。 （3）并联电路两端电压相等 公式变形可得，结合题图条件可得 接入的是两个半圆环（电阻​）的并联，故 半圆环长度，横截面积​ 根据电阻定律 联立可得 13．（本题8分）汽车在高架桥上时，导航说右转，而实际上右边根本没有右转出口，这是因为导航无法判断汽车是否在桥上。一些智能手机中配有气压传感器，气压传感器的电阻会随所处环境气压的变化而变化，所处的高度不同，气压不同，这样就可以很好地辅助导航来判断汽车所处的高度，避免错误导航。某实验小组在室温下用以下器材探究气压传感器的阻值Rx随气压变化的规律。 A．气压传感器P（阻值变化范围从几欧到十几欧，大于5Ω）； B．直流电源（电动势为3V，内阻不计）； C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）； D．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为1Ω）； E．滑动变阻器R，最大阻值约为5Ω； F．开关与导线若干。 (1)该实验小组设计了如图甲所示的实验电路图，请你帮他们把电路图补充完整； (2)后来有组员查到所使用电流表的内阻RA=0.7Ω，请为他们重新设计实验电路图，并画在下面图乙的方框中； (3)若按照重新设计的电路，正确连接电路后进行实验，在某压强情况下，电压表、电流表（均选择了合适的量程）指针位置分别如图丙、丁所示，则电压表所测电压为____________V，电流表所测电流为 ____________A，此时气压传感器的电阻为____________Ω。 【答案】(1) (2) (3) 2.40 0.30 7.3 【详解】（1）题意可知 可知电流表采用外接法，为了测量更多、范围更广泛的数据，滑动变阻器采用分压式接法，如图 （2）由于电流表的内阻RA已知，故电流表应采用内接法，可精确测定阻值，故如图 （3）[1]题意可知电压表采用3V量程，故最小分度值为0.1V，则读数为2.40V； [2]题意知电流表采用0.6A量程，故最小分度值为0.02A，则读数为0.30A； [3]根据以上可知 代入题中数据，解得 14．（本题8分）某一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测水果电池组（内阻约为1000Ω） B．电流表A（0~5mA，内阻为25Ω） C．电压表V（0~3V，内阻约为1000Ω） D．滑动变阻器R2（0~1500Ω） E.开关、导线各若干 (1)应该选择的实验电路是图中的___________（选填“丙”或“丁”）； (2)确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U-I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=________V，内电阻r=__________Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1)丁 (2) 2.00 975/9.75×102 【详解】（1）因电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是图中的丁； （2）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律 结合图像可知， 15．（本题9分）在近期复习中，小明和小红对电学部分实验进行了系统梳理和归纳。 【实验一】探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：电源（电压为）、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻4个，开关，导线等。 (1)按图甲电路图组装好实验器材，将滑片P位于滑动变阻器阻值最大处闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障原因可能是___________；（故障仅发生在或上） (2)如图乙是排除故障后根据实验数据画出的定值电阻的图像，由此可以分析：将和的电阻分别接入电路进行实验时，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器消耗的电功率之比为___________； (3)为了能够顺利完成实验，实验过程中选用的滑动变阻器的最大阻值不小于___________； 【实验二】 (4)研究通过小灯泡的电流与它两端电压的关系。小明将图甲中的定值电阻换成额定电压为的小灯泡，移动滑片，记录多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b（如图丙所示）。图中阴影部分的面积表示___________； 【实验三】 (5)用如图丁所示的电路将电流表改装成直接测量电阻的仪表，是连接待测电阻的接线端，电流表表盘如图戊所示，量程选择为0~0.6A，电源电压恒为6V； 改装步骤如下： ①将直接相连，调节滑片使电流表指针指在刻度上，此后保持滑片位置不变； ②在、之间接入不同待测电阻，依据与的对应关系，将电流表表盘上刻度对应改为之间所接电阻的阻值，从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”。则在电流表0.3A刻度处应标___________。 【答案】(1)R短路 (2)2：1 (3)20 (4)滑动变阻器的电功率 (5)10 【详解】（1）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，不可能断路，电压表无示数，电压表被短路，则电路故障原因可能是R短路。 （2）由图可知，将和的电阻分别接入电路进行实验时，回路中的电流分别为， 在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器的电压是不变的，则滑动变阻器消耗的电功率之比为电流比，即。 （3）为顺利完成实验，定值电阻的电压 电源电压为，滑动变阻器的电压也是，根据串联电路电压值比等于电阻之比，故两者电阻阻值大小相等，定值电阻最大阻值为，故滑动变阻器的最大阻值不小于。 （4）图中阴影的横坐标是电源电压减去灯泡的电压，等于滑动变阻器的电压，纵坐标是通过滑动变阻器的电流，根据功率的定义可知阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。 （5）将直接相连，调节滑片使电流表指针指在刻度上，此后保持滑片位置不变，电阻为 当电流为时，总电阻为 待测电阻阻值为 故当时，待测电阻为 四、解答题 16．（本题8分）某发光电动玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10V，r=2Ω，车轮电动机的额定电压UM=6V，额定功率PM=6W，线圈电阻RM=1Ω。求： (1)玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流； (2)玩具汽车被卡住后，灯泡消耗的功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）玩具汽车正常工作时电源内阻分的电压为 通过电源的电流为 玩具汽车正常工作时，通过电动机的电流为 所以流过灯泡的电流为 （2）灯泡的电阻为      玩具汽车被卡住后，电动机可视为纯电阻，灯泡与电动机并联的电阻为      电路中的总电流为      所以流过灯泡的电流为      玩具汽车卡住后，灯泡消耗的功率为 17．（本题9分）如图所示的电路中，电源电压恒为，滑动变阻器的最大电阻为，定值电阻的阻值为，先将滑动变阻器的滑片移到端。求： (1)闭合开关，将滑片移到端的过程中，电源总功率的最大值为多大？ (2)若只闭合，断开，电阻多大时，滑动变阻器消耗的电功率最大，并求出其最大值。 (3)闭合开关，将滑片向端移动的过程中，电流表示数为时，滑动变阻器段的电阻为多大？ 【答案】(1) (2)当， (3) 或 【详解】（1）闭合，滑片P移到端时，定值电阻与滑动变阻器整个电阻并联，此时总电阻最小，电源总功率最大。 并联电路总电流 电源总功率最大值 （2）只闭合，断开，与​串联，滑动变阻器的功率： 根据均值不等式，当，滑动变阻器功率最大，最大值 （3）设，则，电流表示数，并联部分电压 干路总电流 总电压 代入整理得 解得或 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 $