魯科版（2019）高中物理必修第三冊章末綜合測評2　恒定電流　閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電練習(xí)題（含答案）

章末綜合測評(二)恒定電流閉合電路歐姆定律與科學(xué)用電(時間：90分鐘分值：100分)1．(4分)關(guān)于公式I＝eq\f(q,t)，下列說法中正確的是()A．式中的q表示單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量B．式中的q表示通過導(dǎo)體單位橫截面積的電荷量C．比值eq\f(q,t)能表示電流的強(qiáng)弱D．該公式表明電流跟通過導(dǎo)體橫截面的電荷量成正比，跟通電時間成反比C[公式I＝eq\f(q,t)中q表示在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，選項A、B錯誤；比值eq\f(q,t)表示電流的強(qiáng)弱，選項C正確；由電流的微觀表達(dá)式可知，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動的速率以及導(dǎo)體的橫截面積，故選項D錯誤。]2．(4分)一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，這表示()A．電池中每通過1C的電荷量，該電池能將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電勢能B．該電池接入電路工作時，電池兩極間的電壓恒為1.5VC．該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2V的電池存儲的電能多D．將1C的電子由該電池負(fù)極移送到正極的過程中，非靜電力做了1.5J的功A[電動勢大小表示電池中每通過1C的電荷量，電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，并非表示電池內(nèi)部儲存的能量大小，故選項A正確，C錯誤；電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小，故選項B錯誤；電動勢為1.5V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1C的電子由電源正極移送到負(fù)極過程中所做功的大小，故選項D錯誤。]3．(4分)有一根粗細(xì)均勻的電阻絲，當(dāng)兩端加上2V電壓時通過其中的電流為4A，現(xiàn)將電阻絲均勻地拉長，然后兩端加上2V電壓，這時通過它的電流變?yōu)?.25A。由此可知，這根電阻絲被均勻地拉長為原長的()A．2倍 B．4倍C．8倍 D．16倍B[電阻絲拉長前的電阻R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(1,2)Ω，電阻絲拉長后的電阻R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(2,0.25)Ω＝8Ω，根據(jù)R＝ρeq\f(l,S)，體積不變V＝lS可得R＝ρeq\f(l2,V)，可見當(dāng)電阻絲阻值變?yōu)樵瓉淼?6倍時，其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，B正確。]4．(4分)如圖所示為歐姆表的原理圖，表頭G的內(nèi)阻為Rg，滿偏電流Ig＝200μA，滑動變阻器R為調(diào)零電阻，電源電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻不能忽略；當(dāng)接入電阻Rx＝0時，表頭指針恰好達(dá)到滿偏；當(dāng)表頭指針達(dá)到滿偏的eq\f(2,3)時，此時接入電路的電阻Rx為()A．3750Ω B．5000ΩC．7500Ω D．10000ΩA[表頭指針恰好達(dá)到滿偏時，由閉合電路歐姆定律可知Ig＝eq\f(E,r＋Rg＋R)；當(dāng)表頭指針達(dá)到滿偏的eq\f(2,3)時，eq\f(2,3)Ig＝eq\f(E,r＋Rg＋R＋Rx)；代入數(shù)據(jù)解得Rx＝3750Ω，故選A。]5．(4分)現(xiàn)有標(biāo)有“110V40W”的燈泡L1和標(biāo)有“110V100W”的燈泡L2及一只最大阻值為500Ω的滑動變阻器R，將它們接在220V的電路中，在如圖所示的幾種接法中，最合理的是()C[L1(110V40W)和L2(110V100W)的額定電壓相同，由P＝eq\f(U2,R)可知R1＞R2，由串、并聯(lián)電路電流、電壓特點可知A、D中L1、L2一定不會同時正常發(fā)光；雖然B、C都能使L1、L2同時正常發(fā)光，但B中P總＝2(P1＋P2)，C中P總＝2P2，故選項C正確。]6．(4分)如圖所示為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線。用此電源與三個阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V。則該電路可能為()ABCDB[由U-I圖線可知該電源的電動勢為6V，內(nèi)阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(2,4)Ω＝0.5Ω。此電源與三個均為3Ω的電阻連接成電路時測得的路端電壓為4.8V；A中的路端電壓為4V；B中的路端電壓為4.8V；C中的路端電壓約為5.7V；D中的路端電壓為5.4V。故B正確。]7．(4分)在圖示的電路中，閉合開關(guān)后，在滑動變阻器的滑動觸頭P從最上端逐漸滑向最下端的過程中，電壓表V的讀數(shù)變化量為ΔU，電流表A2的讀數(shù)變化量為ΔI2(電表均視為理想電表)。則下列說法中正確的是()A．電壓表V的讀數(shù)先變小后變大B．電流表A1的讀數(shù)先變大后變小C．電流表A2的讀數(shù)變大D．ΔU與ΔI2的比值為定值D[P從最上端向最下端滑動的過程中，外電阻先變大后變小，故總電阻先變大后變小，總電流先變小后變大，即電流表A2的讀數(shù)先變小后變大，C項錯誤；路端電壓先變大后變小，即電壓表V的讀數(shù)先變大后變小，A項錯誤；滑片P從最上端滑至中點的過程中，變阻器的總阻值增大，兩端電壓增大，下部分電阻減小，所以電流表A1的讀數(shù)變大；從中點滑至最下端的過程中，變阻器總電阻減小，兩端電壓減小，流經(jīng)變阻器上部分的電流減小，而電路的總電流增大，則電流表A1讀數(shù)變大，因此電流表A1的讀數(shù)一直變大，故B錯誤；由U＝E－I2r知eq\f(ΔU,ΔI2)＝－r，其值保持不變，D項正確。]8．(6分)有一特殊電池，它的電動勢約為9V，內(nèi)阻約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA。為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示電路進(jìn)行實驗，圖中電流表的內(nèi)阻RA＝5Ω，R為電阻箱，阻值范圍為0～999.9Ω，R0為定值電阻，對電源起保護(hù)作用。甲乙(1)本實驗中的R0應(yīng)選________(填字母符號)。A．10Ω B．50ΩC．150Ω D．500Ω(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖線，則根據(jù)圖線可求得該電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。[解析](1)當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為零時，電路中的電流不能超過50mA，即電路中電阻的最小值約為180Ω，除去電源內(nèi)阻約為40Ω、圖中電流表的內(nèi)阻RA＝5Ω，C選項最為合適。(2)由U外＝E－Ir得I(R0＋R＋RA)＝E－Ir，變形得eq\f(1,I)＝eq\f(R0＋R,E)＋eq\f(r＋RA,E)。結(jié)合題圖可得E＝10V，r＝45Ω。[答案](1)C(2)10459．(10分)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，如提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻可忽略的干電池，被測金屬絲的直徑小于1mm，長度約為80cm，阻值約為3Ω，使用的電壓表有3V(內(nèi)阻約為3kΩ)和15V(內(nèi)阻約為15kΩ)兩個量程，電流表有0.6A(內(nèi)阻約為0.1Ω)和3A(內(nèi)阻約為0.02Ω)兩個量程，供限流用的滑動變阻器有：A.0～10Ω；B.0～100Ω；C.0～1500Ω三種，可供選擇的實驗電路有如圖所示的甲、乙兩種，用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖丙所示，則：(1)螺旋測微器的讀數(shù)是________mm。(2)為減小電阻的測量誤差，應(yīng)選用________圖所示的電路。(3)為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用編號為________的滑動變阻器。(4)電壓表的量程應(yīng)選用________V。(5)電流表的量程應(yīng)選用________A。[解析](1)固定刻度上的讀數(shù)為0.5mm，可動刻度上的讀數(shù)為30.6，所以螺旋測微器的讀數(shù)為0．5mm＋30.6×0.01mm＝0.806mm。(2)由于金屬絲的電阻是小電阻，所以應(yīng)采取電流表外接法，即選用圖乙所示電路。(3)由于實驗所用電源是一節(jié)干電池，其電動勢E＝1.5V，且待測電阻絲的阻值約為3Ω，所以用編號為A的滑動變阻器作限流電阻，才能使電路中的電流有明顯變化。(4)加在電壓表兩端的電壓不超過1.5V，所以電壓表的量程應(yīng)選用3V。(5)當(dāng)滑動變阻器連入電路的電阻為零時，電路中的電流最大，Imax＝eq\f(1.5,3)A＝0.5A，所以電流表的量程應(yīng)選用0.6A。[答案](1)0.806(0.805～0.807均可)(2)乙(3)A(4)3(5)0.610．(10分)如圖所示，電阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表A的示數(shù)為0.5A；當(dāng)S閉合時，A的示數(shù)為0.75A。試求：(1)電源的電動勢和內(nèi)電阻分別是多少？(2)S閉合時，電源的效率多大？[解析](1)當(dāng)S斷開時，由閉合電路歐姆定律有：E＝0.5(R1＋R2＋r) ①當(dāng)S閉合時，R2被短路，同理有：E＝0.75(R1＋r) ②聯(lián)立①②并代入已知數(shù)據(jù)解得E＝12V，r＝4Ω。(2)S閉合時，電源的總功率和輸出功率：P總＝IE＝I2(R1＋r)，P出＝IU＝I2R1所以電源的效率：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(R1,R1＋r)×100%＝75%。[答案](1)12V4Ω(2)75%11．(4分)(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為定值電阻，P為滑動變阻器R的滑動觸頭，G為靈敏電流表，?為理想電流表。開關(guān)S閉合后，C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，在P向上移動的過程中，下列說法正確的是()A．?表的示數(shù)變大B．油滴向上加速運動C．G中有b→a的電流D．電源的輸出功率一定變大BC[油滴靜止時，它所受的重力等于向上的電場力mg＝eq\f(qUC,d)，在P向上移動的過程中，滑動變阻器的有效電阻變大，電路的總電阻變大，由閉合電路歐姆定律知，電路的總電流I變小，路端電壓U外變大，則選項A錯誤；而電阻R1兩端的電壓U1＝IR1變小，由U外＝U1＋U并知，U并變大，UC＝U并變大，油滴所受電場力變大，將向上加速運動，QC＝CU并變大，電容器C充電，電流方向由b→a，則選項B、C正確；因不知外電路電阻與電源內(nèi)阻的關(guān)系，電源的輸出功率變化不確定，選項D錯誤。]12．(4分)(多選)如圖甲所示，R為電阻箱(0～99.9Ω)，置于阻值最大位置，Rx為未知電阻，閉合S，逐次減小電阻箱的阻值，得到一組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R-eq\f(1,I)圖線，則下列說法正確的是()甲乙A．電源的電動勢為5.0VB．電源的內(nèi)電阻為1.0ΩC．Rx與電源內(nèi)阻r的總阻值為1.0ΩD．隨著R的增大，電源的輸出功率增大AC[由I＝eq\f(E,R＋Rx＋r)得R＝eq\f(E,I)－Rx－r，則R-eq\f(1,I)圖像的斜率k＝E，E＝5.0V，A選項正確；R軸截距的絕對值等于Rx＋r，即Rx＋r＝1.0Ω，B選項錯誤，C選項正確；因不知Rx與電源的內(nèi)電阻r的大小關(guān)系，故電源輸出功率不確定，所以D選項錯誤。]13．(4分)(多選)如圖所示，電源的電動勢E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，兩個定值電阻均為8Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6F，則()A．開關(guān)S斷開時兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VB．開關(guān)S斷開時電容器所帶電荷量為4×10－6CC．開關(guān)S接通時兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VD．開關(guān)S接通時電容器所帶電荷量為4×10－6CCD[電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關(guān)S斷開時，電路中的總電流為I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，電容器的兩極板間的電壓為U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此時電容器所帶電荷量為Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，故選項A、B錯誤；開關(guān)接通時兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，電容器的兩極板間的電壓U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此時電容器所帶的電荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故選項C、D正確。]14．(4分)(多選)如圖所示為一閉合電路，電源電動勢和內(nèi)阻恒定，R1、R2均為定值電阻，當(dāng)可變電阻R的阻值增大時()A．a(chǎn)、b兩點間的電壓減小B．R1兩端的電壓減小C．通過電阻R2的電流增大D．通過電阻R的電流減小BCD[當(dāng)可變電阻R的阻值增大時，總電阻增大，總電流減小，則內(nèi)電壓及R1兩端的電壓減小，電源電動勢恒定，a、b兩點間的電壓增大，則通過R2的電流增大，又總電流減小，可知通過R的電流減小，故B、C、D正確，A錯誤。]15．(4分)(多選)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)圖上，如圖中的a、b、c所示，根據(jù)圖線可知()A．反映Pr變化的圖線是cB．電源電動勢為8VC．電源內(nèi)阻為2ΩD．當(dāng)電流為0.5A時，外電路的電阻為6ΩACD[電源的總功率PE＝EI，對應(yīng)圖線a，內(nèi)阻發(fā)熱功率Pr＝I2r，拋物線開口向上，可知反映Pr變化的圖線是c，A正確；I＝2A時，由圖線知外電路短路，電源總功率等于內(nèi)阻發(fā)熱功率，把電流I＝2A、Pr＝8W代入Pr＝I2r可求得內(nèi)阻為2Ω，又由PE＝EI＝8W、I＝2A，解得電動勢E＝4V，B錯誤；C正確；當(dāng)電流為0.5A時，總功率PE＝2W，內(nèi)阻發(fā)熱功率Pr＝0.5W，外電路消耗的功率PR＝PE－Pr＝1.5W，由PR＝I2R求得R＝6Ω，D正確。]16．(8分)(1)如圖所示為多用電表的示意圖，其中S、K、T為三個可調(diào)節(jié)的部件，現(xiàn)用此電表測量一阻值為幾十歐姆的定值電阻Rx，測量的某些步驟如下：a．調(diào)節(jié)S使指針對準(zhǔn)刻度盤左邊的零刻度線b．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)S使指針對準(zhǔn)刻度盤左邊的零刻度線，斷開兩表筆c．調(diào)節(jié)T使指針對準(zhǔn)刻度盤右邊的零刻度線d．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)T使指針對準(zhǔn)刻度盤右邊的零刻度線，斷開兩表筆e．將兩表筆分別連接到被測電阻兩端，讀出Rx的阻值為22Ω，然后斷開兩表筆f．將兩表筆分別連接到被測電阻兩端，讀出Rx的阻值為98Ω，然后斷開兩表筆g．旋轉(zhuǎn)K使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋“×1”擋位h．旋轉(zhuǎn)K使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋“×10”擋位i．旋轉(zhuǎn)K使其尖端對準(zhǔn)OFF擋，并拔出兩表筆選出表示正確步驟的字母，并按合理的操作順序排序：________。(2)現(xiàn)用以下器材較準(zhǔn)確測量上述待測電阻Rx的阻值：A．待測電阻RxB．電源E，電動勢約3.0V，內(nèi)阻可忽略不計C．電流表A1，量程為0～50mA，內(nèi)阻r1＝20ΩD．電流表A2，量程為0～100mA，內(nèi)阻r2約為5ΩE．滑動變阻器R，最大阻值為10Ω，額定電流1AG．單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干①畫出測量電阻Rx的實驗電路原理圖(原理圖中，用A1、A2注明所用的電流表)。②若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2。則計算Rx的表達(dá)式為Rx＝________(用已知量和測量量相應(yīng)的字母表示)。[解析](1)使用多用電表測電阻時，首先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零；然后是選擇合適擋位；第三是紅、黑表筆短接歐姆調(diào)零；第四是測量讀數(shù)；第五是關(guān)閉電源結(jié)束測量。據(jù)上述分析可知，合理的順序為agdei。(2)①因Rx約為22Ω，滑動變阻器的最大阻值為10Ω，根據(jù)“小控大用分壓”可知，此電路應(yīng)采用分壓式接法。電流表A1的內(nèi)阻r1＝20Ω，故其可與Rx并聯(lián)充當(dāng)電壓表使用。②由R＝eq\f(U,I)可知，Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1)。[答案](1)agdei(2)①如圖所示②eq\f(I1r1,I2－I1)17．(8分)如圖所示，電路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，變阻器的最大阻值為10Ω。(1)變阻器接入電路的阻值R為多大時，變阻器上消耗的功率最大？最大為多大？(2)變阻器接入電路的阻值R為多大時，定值電阻R0上消耗