2021-2022学年高中物理鲁科版必修第三册测评：第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电 测评 WORD版含解析.docx

1、第4章测评(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)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A正确,B、C、D错误。答案A2.如图所示,当滑动变阻器R3的滑动触头P向b

2、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.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()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

3、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D4.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

4、,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,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

5、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D二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)5.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

6、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BC6.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

7、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错误。答案AC7.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.

8、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ABD8.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

9、+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三、非选择题(本题共7小题,共60分)9.(4分)(2021上海第二工业大学附属龚路中学高二期中)如图所示电路,电源电压保持恒定,若滑动变阻器的滑片向右移动,则电流表的示数将,电压表的示数将。(均选填“变大”“变小”或“不变”)解析滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入

10、电路的阻值变大,根据闭合电路欧姆定律,整个回路的电流将变小,故电流表示数变小。电流变小,根据欧姆定律可知,电压表所测电阻两端的电压将变小。答案变小变小10.(4分)(2021湖南衡阳二十六中高二期末)在如图所示的电路中,电表均为理想电表,电源内电阻r=3 ,当开关S闭合后电路正常工作,电压表的读数U=6 V,电流表的读数I=1 A,则电阻大小为,电源电动势E为V。解析根据欧姆定律,电阻R=UI=6,根据闭合电路的欧姆定律,电源电动势E=I(R+r)=9V。答案6911.(5分)(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

11、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)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

12、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

13、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欧姆调零12.(7分)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。(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

14、。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:40.0mA+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=1.5-0.57510-36=2.22。答案(1)1.8(2)0.24(3)1.502.2213.(10分)在如图所示的电路中,电阻

15、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(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 V14.(12分)如图所示,甲、乙两电路中电源电动势均为E=12 V,内

16、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

17、I代入数据,解得R2=1.5。答案(1)4 W(2)2 1.5 15.(18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