2020-2021学年新教材高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 测评课后习题（含解析）鲁科版必修3.docx

1、第4章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。第18题每小题中只有一个选项符合题目要求。第912题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.两个电源的U-I图像如图所示,从图像中可以看出()A.电池a的电动势较大,内电阻较大B.电池a的电动势较小,内电阻较小C.电池b的电动势较小,内电阻较大D.电池b的电动势较大,内电阻较小解析根据闭合电路欧姆定律知U=E-Ir,故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势,由题图可知,a的电动势较大,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,a的斜率的绝对值较大,故a的内阻较大,故

2、A正确,B、C、D错误。答案A2.(20192020学年北京怀柔高二上期末)如图所示,当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时()A.电压表示数变小,电流表示数变大B.电压表示数变小,电流表示数变小C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变大,电流表示数变小解析当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,内电压增大,因此路端电压减小,故电压表示数变小;将R1等效为内阻,则可知并联部分电压一定减小,故流过R2的电流减小,因总电流增大,故电流表示数变大。故A正确,B、C、D错误。答案A3.(20192020学年山

3、西运城高二上期末)如图是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器。电流表A为值班室的显示器。a、b之间接报警器,已知R2的阻值随温度的升高而减小。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I,R1端的电压U的变化情况是()A.I变大,U变大B.I变大,U变小C.I变小,U变大D.I变小,U变小解析当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流变大,流过电阻R1的电流变大,则U变大。路端电压减小,则电路中并联部分的电压U并=E-I(R1+r),I变大,其他量不变,则U并变小,I也变小,故C正确,A、B、D错误。答案C4.(20192020学年

4、宁夏银川一中高二上期末)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A,那么线段AB表示的功率及I=2 A对应的外电阻是()A.6 W、2 B.4 W、2 C.2 W、1 D.2 W、0.5 解析由电源总功率为P总=EI,得E=3V。由Pr=I2r,可知r=1。当电流为2A时,I=ER+r,得R=0.5。此时线段AB表示的功率P=EI-I2r=2W。综上分析,D正确。答案D5.(20192020学年湖南张家界高二上期末考试)如图所示,R是光敏电阻,当它受到的光照强度增大时,电阻减小,则(

5、)A.灯泡L变暗B.光敏电阻R上的电压增大C.电压表V的读数增大D.电容器C的带电荷量增大解析当R受到的光照强度增大时,电阻减小,电流增加,灯泡变亮,故A错误;串联电路电阻分压,电阻越大,分压越多,电阻越小,分压越低,故B错误;电压表所测电压为电路的路端电压,当R变小,外电路分压变小,故电压表读数减小,故C错误;灯泡两端电压增大,电容器电压增大,根据C=QU可知,电容器带电量增大,故D正确。答案D6.(20192020学年湖南两校联考)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示,R1为电阻箱,R2为半导体热敏电阻,C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高

6、而减小,则有()A.若R1固定,当环境温度降低时电压表的示数减小B.若R1固定,当环境温度降低时R1消耗的功率增大C.若R1固定,当环境温度降低时,电容器C的电荷量减少D.若R1固定,环境温度不变,当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小解析当环境温度降低时R2增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,路端电压U=E-Ir,E、r不变,则U增大,电压表的读数增大,故A错误;R1消耗的功率P=I2R1,I减小,R1不变,则P减小,故B错误;若环境温度不变,当电阻箱R1的阻值增大时,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得到,总电流I减小,电容器的电压UC

7、=E-I(r+R1),E、r、R1均不变,I减小,UC增大,电容器C的带电量增大,故C错误;若R1固定,环境温度不变,电容器C两板间的电压不变,当电容器C两极板间的距离增大时,E=Ud,故D正确。答案D7.(20192020学年宁夏银川一中高二上期末)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()A.电压表读数增大B.电流表读数减小C.质点P将向上运动D.R3上消耗的功率逐渐减小解析由图可知,R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后,再由R1串联接在电源两端;电容器与R3并联;当滑片向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小

8、,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;路端电压减小,同时R1两端的电压也增大;故并联部分的电压减小;由欧姆定律可知流过R3的电流减小,因流过并联部分的电流增大,故电流表示数增大,因并联部分电压减小,而R2中电压增大,故电压表示数减小,因电容器两端电压减小,故电荷受到的向上的电场力减小,则重力大于电场力,合力向下,电荷向下运动,故A、B、C错误;因R3两端的电压减小,由P=U2R可知,R3上消耗的功率减小,D正确。答案D8.(20192020学年四川广元高二上期末教学质量检测)如图甲所示,M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读

9、数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是()A.电源的电动势为3.4 VB.滑动变阻器滑片向右滑动时,V2读数逐渐减小C.电路中电动机的最大输出功率为0.9 WD.滑动变阻器的最大阻值为30 解析由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻,为r=3.4-3.00.2=2,当电流I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势E=U+Ir=(3.4+0.12)V=3.6V,故A错误;滑动变阻器向右滑动时,R阻值变大,

10、总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;由图可知,电动机的电阻rM=0.8-0.40.1=4,当I=0.3A时,U=3V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为P=UI=30.3W=0.9W,则最大的输出功率一定小于0.9W,故C错误;当I=0.1A时,电路中电流最小,滑动变阻器的电阻为最大值,所以R=EI-r-rM=3.60.1-2-4=30,D正确。答案D9.(20192020学年湖北宜昌部分示范高中教学协作体高二上期末)如图所示的电路,电源内阻不可忽略,电表为理想电表。当滑动变阻器的滑片向下滑动时()A.电流表A的示数减小B.电流表A的示数增大C.电压表V的示数减小

11、D.电压表V的示数增大解析滑动变阻器的滑片向下滑动,电阻变小,电流表与滑动变阻器串联,所以示数变大,A错误,B正确;滑动变阻器的阻值变小,内电压变大,电压表测外电压,示数变小,C正确,D错误。答案BC10.(20192020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是()A.电路中的电流变大B.电源的输出功率先变大后变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小解析当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻

12、变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,故A正确;当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,由题意可知,R外R0=r,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,外电路电阻从3r减小到r,由于整个过程中,外电阻一直大于电源内阻,随外电阻阻值的减小,电源的输出功率不断增大,故B错误;把R0与电源组成的整体看作等效电源,电源内电阻变为2r,滑动变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率,随着外电阻从2r减到0的过程中,输出功率减小,故C正确;当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时,电路中的总电阻变小,电动势和内电阻不变,可知电路总电流变大,根据P=I2R0,R0不变,定值电阻R0上消耗的功率变大。故D错

13、误。答案AC11.(20192020学年广东梅州高二上质量抽测)如图所示的U-I图像中,直线为某电源路端电压与电流的关系图线,直线为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知()A.R的阻值为1.5 B.电源电动势为3.0 V,内阻为1.5 C.电源的输出功率为3.0 WD.电阻R消耗的功率为1.5 W解析由两图线的交点知,R=UI=1.51.0=1.5,故A正确;直线在纵轴上的截距为电动势,即E=3V,斜率的绝对值为内阻,即r=32=1.5,B正确;电源的输出功率P=UI=1.5W,也等于电阻R消耗的功率,选项C错误,D正确。答案ABD12.(20192020学年山西

14、运城高二上期末)如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中,两个电压表示数的变化量的大小分别为U1、U2,电流表示数的变化量为I,则()A.U1U2B.U1U2C.U1I=U2ID.U1IU2I解析由闭合电路电压特点知:E=U1+U2+Ur,其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据电路中电压分配原则知,U1变大,U2变小,Ur变大。则有E=U1+U1+U2-U2+Ur+Ur,得:U2=U1+Ur,所以U1U2,A错误,B正确;根据上面的分析知U2I=U1+UrI,所以U1IU2I,故C错误,D正确。答案BD二、非选择题(本题共6

15、个小题,共60分)13.(10分)(20192020学年湖南长沙雅礼教育集团高二上期末考试)(1)图甲是简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为500 A,内阻Rg=200 ,R1=20 ,R2=120 。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。A端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接。该多用电表5个挡位为直流电压50 V挡和500 V挡,直流电流1 mA挡和10 mA挡,欧姆“1 ”挡。B接(填“1”或“2”)为10 mA挡,R4=k。若电源电动势为1.5 V,内阻忽略不计,R3=400 ,则欧姆挡中值电阻为。(2)

16、如图乙,如果用欧姆挡来测电阻,当用“100 ”挡测量时,若指针指在刻线附近,则应换用(填“1”“10”或“1 k”)挡,换挡之后应先将红、黑表笔短接,调节部件(填“S”或“T”),进行(填“欧姆调零”或“机械调零”),使指针对准电阻的“0”刻线,再将待测电阻接入红黑表笔之间。解析(1)多用电表欧姆挡内部电源的正极接黑表笔,所以A端与黑表笔相连接;根据并联分流规律可知表头和电阻并联可以改装为电流表,小电阻分大电流,所以当B端和1相连接时,表头和R2串联后,与R1并联,所以并联电阻较小,分流较大,电流表量程较大;B端和4相连,电流表量程为1mA,根据串联分压规律可知,大电阻分大电压,B端和4串联后

17、改装为50V的电压表,根据欧姆定律50V=1mARg(R1+R2)Rg+R1+R2+R4,解得R4=50110-3-200(80+120)200+80+120=49.9k;若接入中值电阻后,表头指针偏转量程的一半,欧姆挡内部电阻R内,根据121mA=1.5VR内+R中,解得R中=R内=121.5V12110-3A=1500。(2)用“100”挡测量时,若指针指在刻线附近,说明待测电阻阻值较大,因此应换用倍率高的挡,换挡后重新进行欧姆调零。答案(1)黑149.91 500(2)1kT欧姆调零14.(10分)(20192020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池

18、的电动势和内电阻。(1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 的毫安表改装成量程为0.6 A的电流表,电阻R1的电阻值为;(2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为A;(3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E=V,内阻r=。(结果均保留到小数点后两位)解析(1)电阻为:R1=IgRgI-Ig=10010-390.6-10010-3=1.8;(2)毫安表量程为100mA,由图示表盘可知,其分度值为0.2mA,示数为40.0mA,毫安表内阻为R1阻值的5倍,则流过R1的电流是流过毫安表电流的5倍,则流过电池的电流为:40.

19、0mA+40.0mA5=240.0mA=0.24A。(3)由图示电源U-I图像可知,电源电动势为:E=1.50V电源内阻为:r=UI=1.5-0.57510-362.22。答案(1)1.8(2)0.24(3)1.502.2215.(10分)(20192020学年北京师大附中高二上期末考试)在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R是可变的,电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。(1)闭合开关S,写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式;(2)若电源的电动势E为3 V,电源的内阻r为1 ,闭合开关S,当把电阻箱R的阻值调为14 时,电路中的电流I为多大?此时电源两端的电压(

20、路端电压)U为多大?解析(1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:I=ER+r(2)将E=3V,r=1,R=14,代入上式得:电流表的示数I=314+1A=0.2A电源两端的电压U=IR=2.8V答案(1)I=ER+r(2)0.2 A2.8 V16.(14分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12 V,内阻均为r=3 ,电阻R0=1 ,直流电动机内阻R0=1 ,调节滑动变阻器R1、R2,使甲、乙两电路的电源输出功率均为最大,且此时电动机刚好正常工作,已知电动机的额定功率为6 W,求:(1)电动机的热功率P热;(2)此时滑动变阻器R1、R2连入电路部分的阻值。解析(1)题图乙是非纯电阻电

21、路,电源的输出功率P=UI=(E-Ir)I=-I2r+EI当I=E2r=1223A=2A时,电源的输出功率最大,此时电动机的热功率P热=I2R0=4W。(2)纯电阻电路中,当电路的外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,所以题图甲中,R1=r-R0=3-1=2题图乙中,根据闭合电路欧姆定律,有E=Ir+IR2+P额I代入数据,解得R2=1.5。答案(1)4 W(2)2 1.5 17.(16分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4 V,内电阻r=1 ,电阻R1可调。现将R1调到3 后固定。已知R2=6 ,R3=3 。(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?解析(1)开关S断开时,I1=Er+R1+R2=41+3+6A=0.4A开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=R2R3R2+R3=2I1=Er+R1+R23=41+3+2A=0.667A。(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2为定值,所以,只有当R1=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。I=Er+R1+R23=41+0+2A=43APAB=I2R23=4322W=3.556W。答案(1)0.4 A0.667 A(2)03.556 W