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高二物理第二章恒定电流学情检测题

发布时间:2016-04-29 来源:中学网校 发布人:继续

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一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2010年高考浙江理综卷)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(  )
A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D.打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险
解析:选B.由静电屏蔽的知识可知,A、D选项均错;金属可以消除多余的静电,B项正确;单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小,因而电压较小,小鸟不会被电死,C选项错误.
2.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计,如图2-7所示的I-U图象中能表示金属铂的电阻情况的是(  )

图2-7
解析:选C.铂属于金属导体,其电阻率将随温度的升高而增大,当有电流通过时,由于热效应,所以导体的温度升高,并且电流越大,温度越高,电阻也将越大.在I-U图线中各点的切线斜率表示电阻的倒数,故电阻增大时,I-U图线斜率应减小,故C正确,A、B、D错误.
3.(2011年漳州高二检测)一台电动机,额定电压是100 V,电阻是1 Ω.正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机因发热损失的功率为(  )
A.500 W         B.25 W
C.1000 W   D.475 W
解析:选B.电动机的热功率P=I2r=(5 A)2•1 Ω=25 W,B正确,A、C、D错误.
4.如图2-8所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,则下列说法中正确的是(  )

图2-8
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.在U-I图象中甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),说明两电源的外电阻R=U0I0相等,A正确.图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,与I轴交点坐标值表示外电路短路时的电流,图线斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(也即电动势与外电路短路时电流的比值),由图线可得E甲>E乙,r甲>r乙,C正确,D错误.电流都是I0时,U内=I0r,所以U内甲>U内乙,B错误.
5.在如图2-9所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是(  )

图2-9
A.R1短路
B.R2断路
C.R3断路
D.R4短路
解析:选BC.由于A串联于干路中,且故障发生后,A灯变暗,故知电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D.
若假设R2断路,则其断路后,电路总电阻变大,总电流变小,A灯变暗,同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流的变化,使B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B对.
若假设R3断路,则也引起总电阻变大,总电流变小,使A灯变暗,同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大,灯B中分得电流也变大,B灯变亮,故选项C正确.
6.如图2-10所示,一个电源在外电阻不断变化时,内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示.由该图可知(  )

图2-10
A.电源的电动势为8 V
B.电源的内电阻为2 Ω
C.电源输出功率的最大值为16 W
D.电源消耗的最大功率为16 W
解析:选D.图中交点表示内、外电路消耗功率相等,此时的功率和电流分别为4 W和2 A,由P内=I2r,代入数据得r=1 Ω,故B错误;由P外=I2R知R=1 Ω,内电阻等于外电阻,电动势为E=I(R+r)=4 V,A错误.外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为4 W,C错误.电源消耗的功率为Pm=EI,当R=0时电流最大为4 A,Pm=16 W,故D正确.
7.小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图2-11所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法不正确的是(  )

图2-11
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2-I1
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
解析:选C.在I-U图象中,图线的斜率表示电阻的倒数,图象中图线的斜率逐渐减小,电阻应逐渐增大;对应P点,小灯泡的电压为U1,电流为I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=U1I2;其工作功率为P=U1I2,即为图中矩形PQOM所围的面积,因此本题应选择C项.
8.在如图2-12所示电路中,开关S1、S2、S3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,断开哪一个开关后P会向下运动?(  )

图2-12
A.S1           B.S2
C.S3   D.S4
答案:C
9.(2011年北京海淀二模)在如图2-13所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱,则(  )

图2-13
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源两极间的电压变小
解析:选B.若照射R3的光的强度减弱,则R3阻值增大,R总增大,由I=ER总知I减小,由UR1=IR1可知UR1减小,A错;UR2增大,则由IR2=UR2R2可知IR2增大,C错;灯泡的功率PL=I2L•RL,由IL=I-IR2可知IL减小,故PL减小,B正确;电源两极间电压U=E-Ir,所以U增大,D错.
10.(2011年东北三校联考)如图2-14所示,一个电饭煲和一台洗衣机同时并联接入有效电压为220 V的电源上,均正常工作.设电饭煲的电阻为R1、洗衣机电动机线圈的电阻为R2.开关闭合后,用电流表分别测得流过电饭煲的电流是5 A,流过洗衣机的电流是0.5 A.经过时间t后,电饭煲消耗的电能为E1,产生的电热为Q1;洗衣机消耗的电能为E2,产生的电热为Q2;电饭煲消耗的功率为P1、洗衣机电动机消耗的功率为P2.则下列关系正确的是(  )

图2-14
A.R2=10R1   B.E1=10E2
C.Q1=10Q2   D.P1=1555 W,P2=155.5 W
解析:选B.电源电压的有效值U=220 V,电饭煲为纯电阻用电器,故E1=Q1=U1I1t=220×5t=1100t,R1=U1I1=44 Ω,P1=U1I1=1100 W.而洗衣机为非纯电阻用电器,R2=UR2I2 二、实验题(本题包括2小题,每小题8分,共16分.按题目要求作答) 新课标第一网
11.(2009年高考安徽卷)用如图2-15所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:

图2-15
a.电流表(量程0.6 A、3 A);
b.电压表(量程3 V、15 V);
c.定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W);
d.定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W);
e.滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω、额定电流2 A);
f.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω、额定电流1 A).那么
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择________ V,电流表的量程应选择________ A;R0应选择________Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器.
(2)引起该实验系统误差的主要原因是________.
答案:(1)3 0.6 1 0~10 (2)电压表的分流
12.(2010年高考福建理综卷)如图2-16所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:
器材 规格
待测电阻Rx
电源E
电压表V1
电压表V2
电流表A
滑动变阻器R
开关S、导线若干 阻值在900 Ω~1000 Ω之间 
具有一定内阻,电动势约9.0 V 
量程2.0 V,内阻r1=1000 Ω 
量程5.0 V,内阻r2=2500 Ω 
量程3.0 A,内阻r=0.10 Ω 
最大阻值约100 Ω,额定电流0.5 A

图2-16
为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量Rx阻值的电路.
解析:实验要求测量时电表读数大于其量程的一半,而电流表量程为3.0 A,过大不可用.两电压表内阻均已知,故其中一表可当做电流表使用,考虑两表量程和电源电动势,宜选V1当做电流表.滑动变阻器采用分压式接法,测量电路图和连线如下.

答案:见解析
三、计算题(本题包括4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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)(2011年聊城三中高二物理检测)在图2-17所示电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω.D为直流电动机,其电枢线圈电阻R=2 Ω,限流电阻R′=3 Ω.当电动机正常工作时,电压表示数为0.3 V.求:

图2-17
(1)通过电动机的电流是多大?
(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少?
解析:(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同,由I=UR′得:I=0.33 A= 0.1 A.
(2)由E=Ir+U+UD可得电动机两端电压
UD=E-Ir-U=6 V-0.1×1 V-0.3 V=5.6 V.
所以电动机输入的电功率P入=UDI=0.56 W.
电动机的发热功率P热=I2R=0.02 W.
电动机的输出功率P出=P入-P热=0.54 W.
答案:(1)0.1 A (2)0.56 W 0.02 W 0.54 W
14.(10分) (2011年广安高二检测)如图2-18所示的电路中,电源电动势E=6.0 V,内阻r=0.6 Ω,电阻R2=0.5 Ω,当开关S断开时;电流表的示数为1.5 A,电压表的示数为3.0 V,试求:

图2-18
(1)电阻R1和R3的阻值;
(2)当S闭合后,电压表的示数、以及R2上消耗的电功率.
解析:(1)R3=U3I3=3.01.5 Ω=2.0 Ω
由于E=I3(R1+R3+r)
代入数据有6.0=1.5(R1+2.0+0.6)
解得:R1=1.4 Ω.
(2)S闭合后,
R总=R1+r+R2•R3R2+R3=2.4 Ω
电压表的示数
U=ER总×R2•R3R2+R3=62.4×0.4 V=1.0 V
R2上消耗的功率
P2=U2R2=120.5 W=2.0 W.
答案:(1)1.4 Ω 2.0 Ω (2)1.0 V 2.0 W
15.(12分)如图2-19所示的电路中,电源电动势E=24 V,内阻不计,电容C=12 μF,R1=10 Ω,R3=60 Ω,R4=20 Ω,R5=40 Ω,电流表G的示数为零,此时电容器所带电荷量Q=7.2×10-5 C.求电阻R2的阻值.

图2-19
解析:电容器两端电压UC=QC=6 V,R4R5=U4E-U4,所以U4=8 V,
若U1=6 V+8 V=14 V,则U1E-U1=R1R2,
所以R2=7.14 Ω.
若U′1=8 V-6 V=2 V,则U′1E-U′1=R1R2,
所以R2=110 Ω.
答案:110 Ω或7.14 Ω
16.(12分)(2011年苏州高二检测)如图2-20甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220 V).R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关),其电阻值均不受温度影响.
(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W,温度最高时的耗电功率为484 W,求R0的阻值及R的阻值变化范围.
(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示,现在温度为20 ℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220 ℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?

图2-20
解析:(1)温度最低时应该是电路中电阻最大时,此时有
P1=U2Rmax+R0
温度最高时应该是电路中电阻最小时,此时有
P2=U2R0
联立以上两式解得R0=100 Ω
Rmax=300 Ω
所以变阻器阻值范围是0到300 Ω.
(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差
Δt=220 ℃-20 ℃=200 ℃
由图象知电熨斗每秒钟散发的热量
q=440 J
要保持电熨斗的表面温度不变,则电熨斗的电功率
P=440 W
又有:P=U2R+R0
代入数据解得R=10 Ω
所以应将R的阻值调至10 Ω.
答案:(1)100 Ω 0到300 Ω (2)10 Ω

 

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