2021-2022学年新教材高中物理 第四章 闭合电路 测评（含解析）粤教版必修第三册.docx

1、第四章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.实验桌上放着二极管、电阻、电容器各一个,性能均正常,外形十分相似.现将多用电表选择开关拨到电阻挡,分别测它们的正、反向电阻加以鉴别:测甲元件时,R正=R反=0.5 k;测乙元件时,R正=0.5 ,R反=100 k;测丙元件时,读数逐渐增大,最后停在100 k上.则甲、乙、丙三个元件分别是()A.电容器、电阻、二极管B.电阻、电容器、二极管C.电阻、二极管、电容器D.二极管、电阻、电容器解析 甲元件的正、反向阻值相等,说明甲元件为电阻;二极管的特点

2、是正向电阻较小,反向电阻很大,故乙元件为二极管;电容器的特点是,在与电源突然接通时,对电容器充电,指针偏角较大,稳定后电容器视为断路,指针偏角较小,故丙元件为电容器.C正确.答案 C2.如图所示的电路中,电阻R=2 .断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为()A.1 B.2 C.3 D.4 解析 开关S断开时有E=3V,开关S闭合时有R=2V,其中R=2,解得r=1,故A正确.答案 A3.如图所示电路,电阻R1未知.闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,通过电压表、电流表示数可以求得的物理量是()A.EB.rC.E和rD.E和r都不能解析 闭合开关,移

3、动滑动变阻器R2的滑片P,记下电压表和电流表的读数U1和I1,再次改变滑片P的位置,得到电压表和电流表的读数U2和I2,则由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1(R1+r),E=U2+I2(R1+r),由于R1未知,所以只能求出电源的电动势为E=,所以A正确,B、C、D错误.答案 A4.如图所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不亮,用电压表检查电路时,测得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,则故障原因可能是()A.滑动变阻器短路B.滑动变阻器断路C.a、c间灯泡断路D.两个灯泡都断路解析 串联电路中灯不发光,则可能是某处断路,电压表测断路位置为电源电压

4、,测不断的位置电压为零,Uab=U测量的是电源电压,测得Ucd=U,说明两灯泡没有断路,Uac=0,Ubd=0,说明在两灯泡之外有断路情况,所以滑动变阻器处于断路情况,B正确.答案 B5.如图所示的火警报警装置,R1为热敏电阻,若温度升高,则R1的阻值会减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响.下列说法正确的是()A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势B.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向下移C.要使报警的临界温度降低,可以适当减小电源的电动势D.要使报警的临界温度降低,可以把R2的滑片P适当向下移解析 要使报警的临界温度升高,R1对应

5、的阻值减小,电路中电流会增大,电铃两端的电压会增大,而电铃电压达到一定值时,电铃会响,要使电铃两端的电压仍为原来的值,可以适当减小电源的电动势,相反,要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势,故A、C错误;要使报警的临界温度升高,R1对应的阻值减小,根据串联电路的特点可知,将使电铃的电压增大,要使电铃的电压仍为原来的值,可以把R2的滑片P适当向上移,以减小R2,相反,要使报警的临界温度降低,可以把R2的滑片P适当向下移,故B错误,D正确.答案 D6.如图所示,电源的电动势E=2 V,内阻r=2 ,两个定值电阻均为8 ,平行板电容器的电容C=310-6 F,则()A.开关断开时两极板间的

6、电压为 VB.开关断开时电容器所带电荷量为410-6 CC.开关闭合时两极板间的电压为 VD.开关闭合时电容器所带电荷量为4.810-6 C解析 电容器两极板间的电压等于R2两端的电压,开关S断开时,电路中的总电流为I=A=0.2A,电容器的两极板间的电压为U=IR2=0.28V=1.6V,此时电容器所带电荷量为Q=CU=310-61.6C=4.810-6C,故A、B错误;开关闭合时两定值电阻并联,电容器两极板间的电压等于路端电压,电路中的总电流I=A=A,电容器的两极板间的电压U=IR外=4V=V,此时电容器所带的电荷量Q=CU=310-6C=410-6C,故C正确,D错误.答案 C7.在如

7、图所示的电路中,若滑动变阻器的滑动端P向下滑动,则L1、L2、L3、L4四灯的发光情况将是()A.L1变亮B.L2变亮C.L3变亮D.L4变暗解析 若滑动变阻器的滑动端P向下滑动,则滑动变阻器连入电路的总电阻增大,即电路总电阻增大,路端电压增大,即L4两端电压增大,通过L4的电流增大,故L4变亮,干路电流减小,而通过L4的电流增大,即通过L3的电流减小,所以L3变暗,其两端的电压减小,而路端电压是增大的,故并联电路L2两端的电压增大,所以通过L2的电流增大,故L2变亮,而通过L3的电流减小,所以L1所在支路的电流减小,即通过L1的电流减小,故L1变暗,B正确.答案 B二、多项选择题(本题共3小

8、题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.如图所示,水平放置的平行板电容器C间的一带电液滴悬浮在两板间处于静止.要使液滴上升,可使()A.R1减小B.R2增大C.R3减小D.R2减小解析 液滴受重力及电场力,开始时处于平衡状态,故电场力一定向上;若要使液滴上升,则应使电场力增大,即电容器两端电压增大;由题图可知,R1与R2串联,电容器与R2并联;R1减小,则总电阻减小,电流增大,则R2两端的电压增大,电容器两端的电压增大,液滴受电场力增大,液滴上升,A正确.R2增大时,总电阻增大,总电流减小,则R1两端

9、的电压减小,则R2两端的电压增大,电容器两端的电压增大,液滴受电场力增大,液滴上升,B正确,D错误.R3与电容并联,故R3相当于导线,改变R3不会改变板间电压,故液滴不动,C错误.答案 AB9.如图所示的电路中,电源内阻不能忽略.闭合S后,调节R的阻值,使电压表示数增大U,在这一过程中,有()A.通过R1的电流增大B.R2两端电压减小UC.通过R2的电流减小量小于D.路端电压增大量为U解析 由电流I=可知,当电压增加U时,通过R1的电流就增加,故A正确;由于电源的内阻不能忽略,故R2两端电压减小量比U小,B错误,C正确;因R2两端的电压减小,故路端电压增大量比U要小,故D错误.答案 AC10.

10、某学生在研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,接通S后,电路中没有电流,他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是()A.AB段断路B.BC段断路C.AB段短路D.BC段短路解析 接通S后,将电压表并联在A、C两点间时电压表读数为U,说明电源没有故障.当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U,当并联在B、C两点间时,电压表的读数为零,说明AB间有断路,故A正确.因为电路中没有电流,B、C间为定值电阻,根据欧姆定律U=IR可知,B、C间电压为零,这时,A点电势与电源的正极电

11、势相等,B点电势与电源的负极电势相等.若B、C间断路,电压表并联在A、B两点间时,读数不应为U,与题设条件不符,故B错误.若A、B短路,电压表并联在A、B两点间时,电压表读数应为零,与题设条件不符,故C错误.电压表并联在B、C两点间时,读数为零,B、C间可能短路,故D正确.答案 AD三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(7分)为了测量电阻,现取一只已经完成机械调零的多用电表,如图所示,请根据下列步骤完成电阻测量.(1)将K旋转到电阻挡“100”的位置.(2)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件(选填“C”或“D”),使指针对准电阻的“0”刻度线.(3)将调好零的多用电表按正确步骤

12、测量一电学元件P的电阻,P的两端分别接a、b,指针指示位置如图所示.为使测量比较精确,应将选择开关旋到(选填“1”“10”或“1 k”)的倍率挡位上,并重新调零,再进行测量.解析 (2)在进行电阻测量时,每次调整挡位均应进行欧姆调零,即旋转部件D.(3)由题图知测电阻时指针的偏角太大,说明电阻较小,应换“10”挡,并需重新欧姆调零.答案 (2)D(3)1012.(9分)用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 ),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3 V,内阻不计电流表A1:量程015 mA,内阻约为100 电流表A2:量程0300 A,内阻为1 000 滑动变阻器R1:阻值范围0

13、20 ,额定电流2 A电阻箱R2:阻值范围09 999 ,额定电流1 A开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到 ,这样可以改装成一个量程为3 V的电压表.(2)在方框中画完整测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号.(3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是 mA,电流表A2的示数是A,测得待测电阻Rx的阻值是 .本次测量存在一定的系统误差,考虑这个原因,测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”).解析 (1)应用伏安法测电阻,需要用电压表测

14、待测电阻的电压,现在没有电压表,可以用内电阻已知的小量程电流表A2与电阻箱串联改装成电压表,改装后电压表量程是3V,则电阻箱阻值R=9000;(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压式接法,待测电阻阻值约为200,电流表A1内阻约为100,改装电压表内阻为RV=1000+9000=10000,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,电路图如图所示.(3)电流表A1的示数为8.0mA,电流表A2的示数是150A;待测电阻两端电压U=I2RV=15010-610000V=1.5V,由欧姆定律得待测电阻Rx=187.5.电流表采用外接法,电流测量值偏大,由欧姆定律可

15、知,测量值比真实值偏小.答案 (1)A29 000(2)电路见解析(3)8.0150187.5偏小13.(10分)如图所示,电源电动势为6 V,内阻为1 ,R1=5 ,R2=10 ,滑动变阻器R3阻值变化范围为010 ,求电路中的总电流的变化范围.解析 当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大.R外=R1=5,I=A=1A.当R3阻值为10时,外电阻最大,电流最小.R并=5,R外=R1+R并=10,I=A=0.55A.答案 0.551 A14.(12分)如图所示是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上.迎

16、风板与金属杆接触良好,并能在金属杆上滑动.电路的一端与迎风板相连,另一端与金属杆相连.已知弹簧的劲度系数k=1 300 N/m,电阻R=1.0 ,电源的电动势E=12 V,内阻r=0.5 .闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长l0=0.5 m,电压传感器的示数U1=3.0 V.若不计摩擦和迎风板的电阻,风力方向垂直于迎风板,求:(1)金属杆单位长度的电阻R0;(2)当电压传感器的示数为U2=2.0 V时,作用在迎风板上的风力大小.解析 (1)电阻R与金属细杆串联连接由E=I(R0l0+R+r)U1=IR0l0可求得R0=1.(2)设此时弹簧长度为lE=I2(R0l+R+r)U2=I2R0lF=k

17、(l0-l)可解得F=260N.答案 (1)1 (2)260 N15.(16分)如图所示的电路中,电表均为理想电表,R1=1 ,R2=5 ,电容器的电容C=100 mF,滑动变阻器R3的最大阻值为10 .闭合开关S且电路稳定后,当R3的阻值为1 时,电压表的示数为3 V;当R3的阻值为7 时,电流表的示数为1 A.(1)求电源的电动势和内阻;(2)调节滑动变阻器R3的阻值等于r+R1,求电压表的示数和电容器上容纳的电荷量.解析 (1)闭合开关S电路稳定后,电容器所在支路断路,由题意可知,当R3=1时,I1=3A由闭合电路欧姆定律有I1=当R3=7时,回路电流为I2=1A,由闭合电路欧姆定律有I2=联立解得E=9V,r=1.(2)当R3=r+R1=2时电流I3=A电容器两端电压U3=I3R3=4.5V电容器的电荷量Q=CU3=0.45C.答案 (1)9 V1 (2)4.5 V0.45 C