1、PAGE 8 -單元評估檢測(八)(第八章)恒定電流(45分鐘100分)一、選擇題(此題共8小題,每題6分,共48分。15題為單項選擇題,68題為多項選擇題)1.(2023青島模擬)電子式互感器是數字變電站的關鍵裝備之一。如下圖,某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓,ac間的電阻是cd間電阻的(n-1)倍,某次測量中輸出端數字電壓表的示數為U,那么輸入端的電壓為()A.nUB.UC.(n-1)UD.U【解析】選A。ac局部與cd局部串聯,所以U輸入U=Rac+Rc dR2.在電噴汽車的進氣管道中,廣泛地使用著一種叫“電熱絲式空氣流量傳感器的部件,其核心局部是一種用特殊的合金材料制作的電熱絲,

2、如下圖,當進氣管道中的冷空氣流速越大時,電阻R兩端的電壓U0就變得越高,反之,電壓U0就越低,這樣,管道內空氣的流量就轉變成了可以測量的電壓信號,便于汽車內的電腦系統實現自動控制,如果將這種電熱絲從汽車的進氣管道中取出,放在實驗中測量這種電熱絲,得到的伏安特性曲線正確的是導學號42722636()【解析】選D。設電熱絲的電阻為R絲,那么U0=Er+R+R絲R,結合題意可知,U03.如下圖,當開關S斷開時,電壓表示數為3V,當開關S閉合時,電壓表示數為1.8V,那么外電阻R與電源內阻r之比為()A.53B.35C.23D.32【解析】選D。S斷開時,電壓表的示數等于電源的電動勢,即:E=3V,S

3、閉合時,U外=1.8V,所以U內=E-U外=1.2V。因U外=IR,U內=Ir,所以Rr=U外U內=1.8V1.2V=32。4.在如下圖的電路中,開關S閉合后,由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障,某時刻電壓表和電流表的讀數都增大,那么可能出現了以下哪種故障()A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1斷路【解析】選A。假設電路正常,那么電流表測量流過R1的支路電流,電壓表測量R3兩端的電壓。假設R1短路,那么R2被短路,外電路只有電阻R3接在電源兩端,電流表測量干路電流,電壓表測量路端電壓,兩表示數均增大,A正確。假設R2短路,那么R1被短路,電流表示數為零,B錯誤。假設R3短路,那么電壓表示數

4、為零,C錯誤。假設R1斷路,那么電流表示數為零,D錯誤。5.(2023長治模擬)用標有“6V3W的燈泡L1、“6V6W的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖甲所示的實驗電路,其中電源電動勢E=9V。圖乙是通過兩個燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線。當其中一個燈泡正常發(fā)光時導學號42722637()A.電流表的示數為1AB.電壓表的示數約為6VC.電源輸出功率為4WD.電源內阻為0.5【解析】選C。因為兩燈泡串聯,那么電流相等,根據I=PU可知兩燈泡的額定電流分別為:0.5A、1A,當一個燈泡正常發(fā)光時,只能是L10.5 A,即電流表的示數為0.5 A,選項A錯誤;從圖乙中看出另一個燈泡L2的

5、電壓為2 V,即電壓表的示數約為2 V,選項B錯誤;此時電源的輸出功率為P出=P1+P2 =3W+0.52W=4W,選項C正確;外電路的電壓為8V,那么電源內阻上的電壓為1V,內阻為: r=UI=10.5=26.如下圖,電源電動勢為E,內阻為r,電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器,R0為定值電阻,R1為光敏電阻(其電阻隨光照強度增大而減小)。當開關S閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。以下有關說法中正確的是()A.只逐漸增大R1的光照強度,電阻R0消耗的電功率變大,電阻R3中有向上的電流B.只調節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動時,電源消耗的功率變大,電阻R3中有向上的電流C

6、.只調節(jié)電阻R2的滑動端P1向下端移動時,電壓表示數不變,帶電微粒向上運動D.假設斷開開關S,電容器所帶電荷量變大,帶電微粒向上運動【解析】選A、C。只逐漸增大R1的光照強度,R1減小,根據I=ER1+R2+R0+r可知I增大,由P0=I2R0可知P0增大,電容器電壓U=IR2增大,電容器充電,R3【總結提升】含容電路的分析方法在直流電路中,當電容器充放電時,電路里有充放電電流,一旦電路到達穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件,在電容器處電路看作是斷路,簡化電路時可去掉它。分析和計算含有電容器的直流電路時,需注意以下幾點:(1)電容器兩極板間的電壓等于該支路兩端的電壓。(2)當

7、電容器和用電器并聯接入電路時,電容器兩極板間的電壓與其并聯用電器兩端的電壓相等。(3)電路的電流、電壓變化時,將會引起電容器的充(放)電。(4)如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器的電荷量之差;如果變化前后極板帶電的電性改變,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器的電荷量之和。7.(2023廣州模擬)如下圖,I為電流表示數,U為電壓表示數,P為定值電阻R2消耗的功率,Q為電容器C所帶的電荷量,W為電源通過電荷量q時電源做的功。當變阻器滑動觸頭向右緩慢滑動過程中,以下圖象能正確反映各物理量關系的是導學號42722638()【解析】選A、B。變阻器滑動觸頭

8、向右緩慢滑動過程中,接入電路的電阻減小,電路中電流增大,R2消耗的功率為P=I2R2,PI2,故A正確;電容器C的電壓UC= E-I(R2+r),電荷量Q=CUC=CE-I(R2+r),那么QI=-C(R8.如下圖電路中,電源電動勢為E,電源內阻為r,串聯的固定電阻為R2,滑動變阻器的總電阻是R1,電阻大小關系為R1=R2=r,那么在滑動觸頭從a端移到b端的過程中,以下描述正確的是()A.電路的總電流先減小后增大B.電路的路端電壓先增大后減小C.電源的輸出功率先增大后減小D.滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大【解析】選A、B。當滑動觸頭從a端滑到b端的過程中,R1接入電路的電阻(實際上是R

9、aP與RbP的并聯電阻)先增大后減小,所以電路中的電流I先減小后增大,路端電壓先增大后減小,A、B項均正確;因為R外r,由電源的輸出功率P隨R外變化的圖象知,電源的輸出功率先減小后增大,C錯誤;將R2+r視為電源內阻,那么外電阻先增大后減小,且總小于電源內阻,故R1消耗的功率先增大后減小,D錯誤。【加固訓練】如下圖電路,電源內阻不可忽略。開關S閉合后,在變阻器R的滑片P向下滑動過程中()A.電壓表與電流表的示數都增大B.電壓表示數增大,電流表的示數減小C.R1的電功率增大,R的電功率增大D.R2的電功率減少,電源的總功率增加【解析】選D。在變阻器R的滑片向下滑動的過程中,變阻器接入電路的電阻減

10、小,變阻器R與R2并聯電阻R并減小,那么外電路總電阻減小,根據閉合電路歐姆定律得知,干路電流I增大,路端電壓U減小,那么電壓表示數減小;并聯局部電壓U并=E-I(R1+r),I增大,E、R1、r均不變,那么U并減小,故電流表示數減小,故A、B錯誤;干路電流I增大,由功率公式P=I2R分析得知,R1上消耗的功率增大,總電流增大,電流表示數減小,那么通過R的電流增大,由P=I2R可知R的功率變化不能確定,故C錯誤;由于U并減小,據公式P=U2R分析知,RP總=EI,E不變,I增大,那么電源的總功率增加,故D正確。二、實驗題(此題共2小題,共15分)9.(6分)(2023保定模擬)物理學習小組在測定

11、某電源的電動勢E和內阻r時,找來一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲ab替代滑動變阻器,設計了如圖甲所示的實驗,其中R0是阻值為2的保護電阻,滑片P與電阻絲始終接觸良好。實驗時閉合開關,調節(jié)P的位置,測得aP的長度x和對應的電壓U、電流I數據,并分別繪制了如圖乙所示的U-I圖象和如圖丙所示的UI(1)由圖乙可得電源的電動勢E=_V;內阻r=_。(2)根據測得的直徑可以算得電阻絲的橫截面積S=0.1210-6m2,利用圖丙可求得電阻絲的電阻率為_m,圖丙中圖象截距的物理意義是_。(以上結果均保存兩位有效數字)(3)此實驗用圖象法處理數據的優(yōu)點是直觀,但是不能減少或者消除_(選填“偶然誤差或“系統誤差

12、)。【解析】(1)根據閉合電路歐姆定律,電壓表示數,即路端電壓U=E-I(R0+r),因此,圖乙中縱截距,即為電源的電動勢E=3.00V,斜率絕對值表示保護電阻R0與電源內電阻之和,即R0+r=3.00-1.200.6=3.0,r=1.0(2)圖丙中截距對應的電路狀態(tài)為電路中電阻絲被短路,所測電阻,即為電流表的內阻;由圖丙可知,電阻絲長0.6m,電阻為5.8,由電阻定律R=,代入條件解得:=1.210-6m。(3)通過圖象法處理數據可以消除個別數據由于測量不準確產生的偶然誤差,對系統產生的誤差沒有修正作用。答案:(1)3.00(2.993.02均可)1.0(0.801.0均可)(2)1.210

13、-6電流表內阻為2.0(3)系統誤差10.(9分)(2023十堰模擬)要測量一只量程的電壓表的內阻,所備器材如下:A.待測電壓表V(量程3V,內阻約幾千歐)B.電流表A(量程3A,內阻0.01)C.定值電阻R(阻值2k,額定電流50mA)D.蓄電池E(電動勢略小于3V,內阻不計)E.多用電表F.開關K1、K2,導線假設干有一同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:導學號42722639(1)首先,用多用電表進行粗測,選用“100倍率,操作方法正確。假設這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示,那么測量的結果是_。(2)為了更精確地測出此電壓表內阻,該同學設計了如下圖的乙、丙實驗電路,你認為其中較合理的

14、電路圖是_。其理由是_。(3)在圖丁中,根據你選擇的電路把實物連接好。(4)用你選擇的電路進行實驗時,請簡述實驗步驟:_;用上述所測量的符號表示電壓表的內阻RV=_。【解析】(1)選用“100倍率,所以讀數為30100=3000。(2)較為合理的是丙圖,因為待測電壓表的內阻較大,乙圖中電流表的示數太小,誤差太大,丙圖中R的阻值與待測電壓表的阻值接近,誤差小。(3)實物圖如下圖(4)需要直接測量的物理量是:當K2閉合、斷開時,電壓表讀數U1和U2。K2閉合時,示數U1相當于電動勢;斷開時,兩者串聯電流相等,即U1-U2R=U答案:(1)3000(2)丙乙圖中電流表的示數太小,誤差太大。丙圖中R的

15、阻值與待測電壓表的阻值接近,誤差小(3)實物圖連接見解析(4)閉合K1,再閉合K2,讀得電壓表示數U1;再斷開K2,讀得電壓表示數U2U2三、計算題(此題共2小題,共37分。需寫出標準的解題步驟)11.(18分)如下圖,電阻R1=10,R2=3,R3=6,R4=4,電壓U=24V。問:導學號42722640(1)假設在a、b間接入一個內阻很大的電壓表,它的讀數是多少?(2)假設在a、b間接入一個內阻很小的電流表,它的讀數是多少?【解析】(1)a、b間接入電壓表后相當于斷路,等效電路如下圖,(2分)并聯電路的總電阻R134=R1(R由串聯電路分壓原理得U2U134=R2R134=35解得U2=9

16、V,U134=15V(2分)R3與R4所在的支路中,U3U4=R3R4=64解得U3=9V(2分)所以Ua b=U2+U3=18V。(1分)(2)a、b間接入電流表后相當于短路,等效電路如下圖。(2分)I4=UR4=并聯電路的總電阻R123=R1+R2R3并聯電路的總電流I123=URR3中的電流I3=R2R2+所以電流表的讀數Iab=I3+I4=6.67A。(1分)答案:(1)18V(2)6.67A12.(19分)如下圖,電源的電動勢E=110V,電阻R1=21,電動機繞組的電阻R0=0.5,電鍵S1始終閉合。當電鍵S2斷開時,電阻R1的電功率是525W;當電鍵S2閉合時,電阻R1的電功率是336W,求:導學號4