2018年新课标高考物理总复习 阶段综合评估 恒定电流

阶段综合评估(八)恒定电流一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求)1.如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I，图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于()A.I1U1B.U1I1C.U1I2D.U1I1－I2解析：选B由电阻的定义式R＝UI可知，B正确，其他选项错误。要特别注意R≠ΔUΔI。2．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V,220W)和10个相同的指示灯X1～X10(220V,2W)，将其连接在220V的交流电源上，电路如图所示，若工作一段时间后L2灯丝烧断，则()A．X1的功率减小，L1的功率增大B．X1的功率增大，L1的功率增大C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大解析：选C由串、并联电路的知识知，若L2灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除X2两端电压变大外，其他电压变小，故选C。3.如图所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小解析：选B滑动触点由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大。4.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L1、L2都能发光。后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这个故障可能是()A．电阻R1断路B．电阻R2短路C．灯L1两接线柱间短路D．电阻R2断路解析：选D根据题设条件，电路中的某种故障产生两个后果：一是灯L2突然变亮；二是电压表的读数增大。只有符合这两个条件的故障才是可能的故障。因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻消耗的电压减小，说明电路总电阻增大。若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，故选项A错。若电阻R2短路，灯L2将不亮，选项B错。若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，不符合题意，选项C也错。若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意。而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，故选项D正确。5．(2016·北京高考)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器解析：选D由E＝U＋Ir、E＝IR＋Ir、E＝U＋URr知，要测量E和r，需要测出多组U、I或I、R或U、R值，选项A、B、C均可满足测量需要，选项D中R无法测出，最不可取。6.如图所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是()A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻解析：选AC甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等，故A正确；图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故D错误；图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故C正确；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，故B错误，故选A、C。7.如图所示，已知电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，定值电阻R＝2Ω，通过小灯泡的电流为1A，已知小灯泡的电阻为3Ω，小型直流电动机的线圈电阻r′＝1Ω，则()A．电动机两端的电压为1VB．电动机两端的电压为6VC．电动机的输入功率为6WD．电动机的输出功率为5W解析：选BCD电动机两端的电压UM＝E－I(R＋RL＋r)＝12V－1×(2＋3＋1)V＝6V，故选项A错误，选项B正确；电动机的输入功率P＝UMI＝6×1W＝6W，P出＝P－I2r′＝6W－1W＝5W，故选项C、D正确。8.如图所示，电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝2Ω，两个定值电阻均为8Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6F，则()A．开关断开时两极板间的电压为43VB．开关断开时电容器的带电荷量为4×10－6CC．开关接通时两极板间的电压为1VD．开关接通时电容器的带电荷量为3×10－6C解析：选CD电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流I＝ER2＋r＝1.58＋2A＝0.15A，电容器的极板电压U＝IR2＝0.15×8V＝1.2V，此时电容器的带电荷量Q＝CU＝3×10－6×1.2C＝3.6×10－6C，故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝ER外＋r＝1.54＋2A＝14A，电容器的极板电压U′＝I′R外＝14×4V＝1V，此时电容器的带电荷量Q′＝CU′＝3×10－6×1C＝3×10－6C，故选项C、D正确。二、实验题9．某直流电动机M转动时的U­I图像如图甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R1＝15Ω，R2是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下：(1)闭合开关S2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端。(选填“左”或“右”)(2)先闭合开关S1，开关S2保持断开，此时电流表的示数为0.6A，则恒压电源输出电压为________V。(3)再闭合开关S2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8A，直流电动机M实际消耗的电功率为________W，滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω。(计算结果均保留两位有效数字)解析：(1)闭合开关S2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端。(2)恒压电源输出电压U＝I1R1＝0.6×15V＝9V。(3)通过直流电动机M的电流I2＝I－I1＝1.8A－0.6A＝1.2A，根据甲图可知此时直流电动机M两端的电压为UM＝3.2V，U2＝U－UM＝9V－3.2V＝5.8V，则直流电动机M实际消耗的电功率为P＝UMI2＝3.2×1.2W≈3.8W，滑动变阻器接入电路中的阻值为R＝U2I2＝5.81.2Ω≈4.8Ω。答案：(1)左(2)9(3)3.84.810．为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用传感器设计了如图甲所示的电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，通过电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，用计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U­I直线，请回答下列问题：(1)根据图乙中的M、N两条直线可知()A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的(2)根据图乙可以求得定值电阻R0＝________Ω。(3)电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。解析：(1)定值电阻的U­I图线是正比图线，一定经过原点，故图线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据绘得的，电阻为2Ω；电源的U­I图线是向下倾斜的图线，故直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据绘得的，电动势为1.5V，内电阻为1Ω，选项B、C正确。(2)定值电阻的U­I图线是正比图线，斜率表示电阻，为2Ω。(3)图线N的纵轴截距表示电动势，为1.5V；斜率表示内电阻，为1Ω。答案：(1)BC(2)2(3)1.5111．用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A．待测电阻Rx(大约100Ω)B．直流毫安表A1(量程0～10mA，内阻约100Ω)C．直流毫安表A2(量程0～40mA，内阻约40Ω)D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约5kΩ)E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)F．直流电源(输出电压4V，内阻不计)G．滑动变阻器R(阻值范围0～50Ω，允许最大电流1A)H．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________。(2)在虚线框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些。(3)按画出的电路图将下图中的实物图连线。解析：(1)由于直流电源的电动势为4V，待测电阻Rx阻值约100Ω，故通过Rx的最大电流约为40mA，所以直流毫安表应选C；直流电压表若选15V量程，则读数误差较大，故应选D。(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；由于RVRx＝5000100＝50RxRA＝10040＝2.5，故电流表采用外接法。电路图如图所示。(3)根据电路图，实物图连线如图所示：答案：(1)CD(2)(3)见解析图12．二极管具有独特的单向导电性，当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时，二极管的电阻很大(1×106Ω，甚至更大)，而当正向电压超过某值时，二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小。为了探究二极管的导电特性：(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性。步骤如下：A．将多用电表置于欧姆表“×100”挡，短接红、黑表笔，调整__________________，使指针指向表盘右侧“0”位置；B．将二极管串接在两表笔之间，多用电表示数如图甲中a所示；C．将二极管两极对调，多用电表示数如图甲中b所示，则此时与红表笔接触的是二极管的________(填“正”或“负”)极。(2)实验小组设计了如图乙所示的实验电路，通过实验测得相关数据如下表。正向电压U/V0.100.200.300.400.500.550.600.650.680.70正向电流I/mA0000.020.260.561.131.792.373.00①由二极管的特性和表中数据可知，当电压表示数为0～0.30V时，图乙中开关S一定接在位置________(填“1”或“2”)；②根据表中数据，在图丙中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹)，由图线可知，二极管是________(填“线性”或“非线性”)元件。(3)若此二极管为发光二极管，正常发光时通过的电流为3.00mA，若用1.5V的电源供电，则应该给二极管______(填“串”或“并”)联一个约________Ω的电阻。解析：(1)欧姆表选挡后要进行欧姆调零，即短接两表笔，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧“0”位置；步骤B中欧姆表示数很大，而步骤C中示数很小，由题中所给条件知，当示数很小时红表笔所接为二极管负极。(2)①图乙的设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路，当开关S接位置1时为电流表内接法，接位置2时为电流表外接法。由表中数据可知，当电压表示数为0～0.3V时电流表示数为0，故电流表内接，开关S接在位置1。②描点作图如图所示，由图线可知二极管是非线性元件。(3)发光二极管正常工作时两端电压为0.7V，电源电动势高于0.7V，应串联一个电阻，阻值R＝E－UI＝1.5－0.73×10－3Ω＝267Ω。答案：(1)A.欧姆调零旋钮