2022年高考物理一轮复习 单元质检八 恒定电流（含解析）新人教版.docx

1、单元质检八恒定电流(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68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)1.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 ,外电路电阻R=5 ,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于()A.3.0 VB.3.6 VC.4.0 VD.4.2 V答案:B解析:由欧姆定律得I=UR=35A=0.6A,又由闭合电路的欧姆定律得E=I(R+r)=0.6(5+1)V=3.6V。2.右图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6 V,

2、内阻为0.5 ,电阻R=2.5 。当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力,g取10 m/s2),标有“3 V0.6 W”的灯泡正好正常发光。则电动机的内阻为()A.1.25 B.3.75 C.5.625 D.1 答案:A解析:电动机输出功率P出=mgv=1.6W,灯泡中电流IL=P额U额=0.2A,干路电流I=U-U额r+R=1A,电动机中电流IM=I-IL=0.8A,电动机的功率P=IMUM=IMU额=IM2RM+P出,计算得RM=1.25,所以A正确。3.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3均为定值电阻,V与A均为理想电表;开始

3、时开关S闭合,V与A均有读数,某时刻V和A的读数均变大,则电路中可能出现的故障是()A.R1断路B.R2断路C.R1短路D.R3短路答案:B解析:当R1断路时,电流表示数变为0,A错误;当R2断路时,外电路的总电阻变大,故路端电压变大,即电压表读数变大,电路的总电流减小,故R1上的电压减小,R3两端电压变大,故电流表读数变大,与题目所给的现象吻合,故电路是R2断路,B正确;当R1短路或R3短路时,外电路电阻变小,路端电压变小,即电压表示数变小,C、D错误。4.某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图像如图所示。则下列说法正确的是()A.该电源的电动势E=2 VB.该电源的内阻r=1 C.

4、若I=2 A时,则外电阻R=1 D.同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2,即对应两个不同的外电阻R1、R2,且r=R1R2答案:A解析:对于电源,输出功率P=EI-I2r=-rI-E2r2+E24r,则当I=E2r时,输出功率最大,为P=E24r,结合图像有E2r=2A,E24r=2W,联立解得E=2V,r=0.5,故A正确,B错误;若I=2A,根据闭合电路欧姆定律,有I=ER+r,2A=2VR+0.5,解得R=0.5,故C错误;结合图像,同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2,即对应两个不同的外电阻R1、R2,有Er+R12R1=Er+R22R2,解得r2=R1R2,故D错误。

5、5.如图所示,电源电动势为E、内阻r,R1、R2为定值电阻,调节电阻箱R的阻值,使电压表V的示数增大U,在此过程中()A.路端电压增加,增加量一定等于UB.电阻R2两端的电压减小,减少量一定等于UC.通过电阻R1的电流增加,增加量一定等于UR1D.通过电阻R2的电流减小,但减少量一定大于UR2答案:C解析:电压表V的示数增大U,由E=U+IR2+Ir可知R2两端的电压及电源内电压减小U,所以干路电流减小,则R2两端的电压减少,所以路端电压的增加量一定小于U,故A错误;由于电源的内电压也减小,所以R2两端的电压减少量一定小于电压表V的示数增大量U,故B错误;电压表V的示数增大,则通过R1的电流增

6、加,由于R1是定值电阻,所以其电流增加量一定等于UR1,故C正确;由于R2两端的电压减小量小于U,R2是定值电阻,所以电流减少量一定小于UR2,故D错误。6.如图所示,曲线C1、C2分别是直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线,由该图可知,下列说法正确的是()A.电源的电动势为4 VB.电源的内阻为1 C.电源的输出功率最大为8 WD.电源被短路时,电源消耗的功率为16 W答案:ABD解析:由题图可知,当电流为2A时,内电路消耗功率为4W,由I2r=4W可得电源的内阻为r=1,选项B正确;当电流为2A时,外电路消耗功率也为4W,外电路路端电压U=2V,由E=U+Ir可得电源的电动势为

7、E=4V,选项A正确;由U=IR可得外电路电阻R=1时,电源输出功率最大,最大值为4W,选项C错误;电源被短路时,短路电流为Er=4A,电源消耗的功率为I2r=16W,选项D正确。7.如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r、R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为U,电流表示数的变化量为I,则()A.变化过程中U和I的比值保持不变B.电压表示数U和电流表示数I的比值不变C.电阻R0两端电压减小,减小量为UD.电容器所带的电荷量增大,增加量为CU答案:AD解析:闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电流表示数减小,电压表示数增大,变化过程中U和I的比

8、值等于定值电阻R0与电源内阻r之和,保持不变;电压表示数U和电流表示数I的比值等于可变电阻R的阻值,逐渐增大,选项A正确,B错误;电阻R0两端电压减小,减小量小于U,选项C错误;电容器所带的电荷量增大,增加量为CU,选项D正确。8.用标有“6 V3 W”的灯泡L1和“6 V6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势E=9 V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时()A.电流表的示数为0.5 AB.电压表的示数约为6 VC.电路输出功率为6 WD.电源内阻为2 答案:AD解析:两个灯泡串联,所以电流相等,L1的额定电流为

9、I1=P1U1=0.5A,L2的额定电流为I2=P2U2=1A,所以只有L1正常发光,电路中电流为0.5A,A正确;从图像中可以看出,电流为0.5A时,两灯的电压分别为6V和2V,因L1正常发光,所以L1两端电压为6V,L2两端电压为2V,电压表示数为2V,B错误;电路中输出功率为P=UI=(2+6)0.5W=4W,C错误;电源内阻r=E-UI=2,D正确。二、实验题(本题共5小题,共52分)9.(8分)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为mm,合金丝的直径为mm。(2)为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图甲所示的实验电路

10、图,按照该电路图完成图乙中的实物电路连接。甲乙答案:(1)0.0070.638(2)如解析图所示解析:(1)校零时的读数为0.70.01mm=0.007mm;根据螺旋测微器的读数规则可知,测量的读数为0.5mm+14.50.01mm=0.645mm,所以合金丝的直径为0.645mm-0.007mm=0.638mm。(2)实物连接如图所示。10.(10分)(2018全国卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 );V可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:(1)按照实验原理线路

11、图甲,将图乙中实物连线。甲乙(2)将滑动变阻器滑片置于适当的位置,闭合S1。(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。(4)待测电阻阻值的表达式Rx=(用R0、U1、U2表示)。(5)重复步骤(3),得到如下数据:项目12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.49U2U13.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得U2U1的平均值,求得Rx=。(保留1位小数)答案:(1)实物连线如图(4)U2U1-1R0(6)48.2解析:(4

12、)开关S2置于1端时,电压表测量的是R0两端的电压,此时电路中的电流为I=U1R0;开关S2置于2端时,电压表的读数为R0和Rx串联后的总电压,因此待测电阻两端的电压为Ux=U2-U1;通过R0和Rx的电流相等,所以待测电阻的阻值为Rx=U2-U1I=U2U1-1R0。(6)Rx=U2U1-1R0,由表格中5次U2U1的数据可得,U2U1的平均值为3.41,代入上式得Rx=(3.41-1)20.0=48.2。11.(11分)(2020全国卷)已知一热敏电阻当温度从10 升至60 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最

13、大阻值为20 )、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 )。(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为 k(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图甲所示。(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2 k。由图甲求得,此时室温为(保留3位有效数字)。(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图乙所示。图

14、中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ,则图中(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为 k(保留2位有效数字)。甲乙答案:(1)如图所示。(2)1.8(3)25.5(4)R11.2解析:本题属于创新性实验题,通过传感器的控制作用,考查考生的实验设计能力。(1)滑动变阻器的阻值远小于热敏电阻的阻值,滑动变阻器使用分压接法;电压表为理想电表,所以电流表使用外接法。(2)根据欧姆定律,热敏电阻的阻值为R=UI=1.8k。(3)由题图甲可得,2.2k对应的温度为2

15、5.5。(4)输出电压即R2两端电压达到或超过6.0V时报警器报警,即R2两端电压应随温度升高而变大,因为该热敏电阻R随温度升高而变小,由串联电路分压规律知R1为热敏电阻;由题图甲可得,50对应的热敏电阻阻值为0.8k,另一固定电阻R2两端的电压为6V时,R1两端的电压为4V,则R2=U2U1R1=1.2k。12.(11分)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有:待测电源(电动势为E,内阻为r);待测电阻R1;电压表V(量程01.5 V,内阻很大);电阻箱R(099.99 );开关S1;单刀双掷开关S2;导线若干。(1)先测量电阻R1的阻值,请将该同

16、学的操作补充完整。闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1;保持电阻箱示数不变,将S2切换到b,读出电压表的示数U2;则电阻R1表达式为R1=。(2)该同学已经测得电阻R1=4.95 ,继续测量电源电动势E和内阻r的做法是闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的1U-1R图线,则电源电动势E=V,内阻r=。(保留三位有效数字)答案:(1)U2-U1U1R0(2)1.431.05解析:(1)根据欧姆定律,通过电阻箱的电流I=U1R0,R1的电压为U2-U1,所以可得R1=U2-U1I=U

17、2-U1U1R0;(2)根据闭合电路的欧姆定律得E=U+UR(R1+r),即1U=R1+rE1R+1E,所以图像与纵轴的截距1U=1E,可得电动势E=1.43V,斜率k=R1+rE,可求内阻r=1.05。13.(12分)(1)图甲是多用电表的简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接;作为欧姆表使用时,选择开关应接(均选填“1”“2”或“3”)。使用多用电表时,电流一定从(选填“A”或“B”)端流入多用电表。甲(2)利用多用电表和电阻箱测量一电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱,记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出R- 1I的图线如图丙所示。由图丙可求得电动势E=V,内阻r=。(结

18、果均保留两位有效数字)如果忽略偶然误差,本实验测得的E测、r测与真实值比较:E测E真,r测r真。(均选填“”)乙丙答案:(1)32A(2)2.9(2.83.0)1.2(1.11.3)=解析:(1)由题图甲可知,作为电压表使用时,选择开关应接位置3;作为欧姆表使用时,选择开关应接2,内部电源被接通,可测量电阻;使用时,电流一定从红表笔流入,即从A端流入。(2)根据闭合电路欧姆定律,E=IR+Ir,则R=1IE-r,可知图线斜率表示电动势,在纵轴上截距的绝对值表示内阻,则E=(6+1.2)2.5A-1=2.9V,r=1.2。将多用电表的内阻等效到电源的内部,则测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和,所以内阻测量值偏大。当电阻箱阻值无穷大时,电流表分压可以忽略,故本实验中电动势的测量准确。