高考物理一輪復(fù)習(xí) 恒定電流階段考查測試

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1、高考物理一輪復(fù)習(xí) 恒定電流階段考查測試 一、選擇題(本大題共8小題,每小題6分,共48分) 1.在第二十九屆奧運會上“綠色、科技、人文”的理念深入人心.如在奧運村及奧運場館內(nèi)大量使用太陽能路燈,其光電轉(zhuǎn)換裝置在陽光照射下把太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲存起來,供夜晚照明使用.在正常照射下,太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達20%,可產(chǎn)生24 V電壓,產(chǎn)生2.5 A的電流,則每秒該路燈可轉(zhuǎn)化的太陽能為(  ) A.120 J   B.300 J   C.600 J   D.1 200 J 解析:每秒鐘路燈消耗電能為 W=UIt=24×2.5×1 J=60 J 則每秒轉(zhuǎn)化的太陽能為:= J=300 J

2、 故選項B正確. 答案:B 2.如圖7-1所示為測定壓力的電容式傳感器,將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路.當(dāng)壓力F作用于可動膜片電極上時,膜片產(chǎn)生形變,引起電容的變化,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn).在對膜片開始施加壓力,從圖中的虛線推到圖中實線位置并保持固定的過程中,靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)(  ) 圖7-1 A.向右偏到某一刻度后回到零刻度 B.向左偏到某一刻度后回到零刻度 C.向右偏到某一刻度后不動 D.向左偏到某一刻度后不動 解析:靈敏電流表有示數(shù)的時候應(yīng)該是電容器電容值發(fā)生變化的時候,可動電極向上動,

3、電容器電容增大,電路對電容器充電,故指針向右偏.當(dāng)可動電極到了實線位置時,電容器的電容不再發(fā)生變化,此時電路中的電流消失,指針又回到零點. 答案:A 圖7-2 3.酒精測試儀用于對機動車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測,它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器.酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化,在如圖7-2所示的電路中,不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻.這樣,顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系.如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比,那么,電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是(  ) A.U

4、越大,表示c越大,c與U成正比 B.U越大,表示c越大,但是c與U不成正比 C.U越大,表示c越小,c與U成反比 D.U越大,表示c越小,但是c與U不成反比 解析:題中給出傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體濃度c是正比關(guān)系,即=kc,電壓表示數(shù)U===,可以看出電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系,但隨濃度的增加而增加.故只有選項B正確. 答案:B 圖7-3 4.[xx·泉州市質(zhì)量檢查]如圖7-3所示,E為電源,其內(nèi)阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變),R1、R2為定值電阻,R3為光敏電阻.閉合開關(guān)S后,若照射R3的光強度減弱,則(  ) A.R1兩端的電壓變大 B.小燈泡消耗

5、的功率變小 C.通過R2的電流變小 D.電源兩極間的電壓變小 解析:光照強度減弱,R3阻值增大,電路中總電阻增大,總電流減小,R1兩端電壓減小,A錯誤;并聯(lián)電路兩端電壓增大,R2中電流增大,C錯誤;燈泡中電流IL=I總-IR2,則IL減小,其功率減小,B正確;由U=E-I總r得路端電壓增大,D錯誤. 答案:B 圖7-4 5.如圖7-4所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合電鍵S,小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小判斷正確的是(  ) A.保持R1不變,緩慢增大R

6、2時,F(xiàn)將變大 B.保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變小 C.保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變大 D.保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變小 解析:本題主要考查帶電體在電場中的平衡問題,意在考查考生對物體平衡、電容器等知識的理解和應(yīng)用.小球重力、電場力、懸線的拉力處于平衡狀態(tài),設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ,則tanθ==,cosθ=,由閉合電路歐姆定律知增大R2時,定值電阻兩端電壓減小,由此可知θ減小,cosθ增大,F(xiàn)減小,B項對;而改變R1對定值電阻兩端電壓不起作用. 答案:B 圖7-5 6.如圖7-5所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線B為電源b的路端

7、電壓與電流的關(guān)系圖線,直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線,將這個電阻R分別接到a、b兩電源上,那么(  ) A.R接到a電源上,電源的效率較高 B.R接到b電源上,電源的輸出功率較大 C.R接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低 D.R接到b電源上,電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高 解析:由圖線可知,a、b兩電源的短路電流一樣大,a的電動勢大于b的電動勢,故a的內(nèi)阻大于b的內(nèi)阻,由A與C的交點坐標(biāo)可知,當(dāng)電阻R與電源相連時,電流I=,即=+,可得接a時的電流大于接b時的電流.由電源輸出功率P=I2R得接a電源時的功率較大,電源的效率η=,所以電阻R接a時效率較低.

8、 答案:C 圖7-6 7.(多選題)如圖7-6所示的電路中,電源有不可忽略的內(nèi)阻,R1、R2、R3為三個可變電阻,電容器C1、C2所帶電荷量分別為Q1和Q2,下面判斷正確的是(  ) A.僅將R1增大,Q1和Q2都將增大 B.僅將R2增大,Q1和Q2都將增大 C.僅將R3增大,Q1和Q2都將不變 D.突然斷開開關(guān)S,Q1和Q2都將不變 解析:C1兩端電壓是R1、R2電壓之和,C2兩端電壓是R2兩端電壓, R1增大,UC1增大,Q1增大,Q2減?。? R2增大,UC1增大,UC2增大,Q1、Q2都增大; 斷開S,C1、C2均放電,Q1、Q2逐漸減少. 答案:BC 8.

9、如圖7-7所示,電源電動勢為E=12 V,內(nèi)阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流電動機內(nèi)阻R′0=1 Ω,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可使甲圖電路輸出功率最大,調(diào)節(jié)R2時可使乙圖電路輸出功率最大,且此時電動機剛好正常工作(額定功率為2 W),則R1和R2值為(  ) 圖7-7 A.2 Ω,2 Ω B.2 Ω,1.5 Ω C.1.5 Ω,1.5 Ω D.1.5 Ω,2 Ω 解析:對于甲圖,由于是純電阻電路,電源消耗能量全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,電功率等于熱功率,有: P=I2R=R外=. 當(dāng)R外=r時,外電路消耗功率P最大,Pmax==12 W,R1=2 Ω.對于乙圖電路,由于是非純電

10、阻電路,依能量守恒定律可知:電源消耗能量一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱,而另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(電動機動能),電功率不等于熱功率.因此上面推導(dǎo)不再適用,正確推導(dǎo)如下: P=UI=U=. 顯然,當(dāng)U=時,Pmax==12 W,U內(nèi) =6 V,I=2 A;又因為P電動機=P額+P熱=6 W,所以PR2=I2R2=6 W,R2=1.5 Ω. 綜上所述,只有B選項正確. 答案:B 第Ⅱ卷 非選擇題,共52分 二、實驗題(本大題共2小題,共15分) 9.(6分)[xx·大慶市質(zhì)量檢測]為了測量一根長約為3 cm、電阻約為100 Ω、橫截面為圓形、粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料的電阻率,所用器材如下: 直流

11、電源E(電動勢約為8.0 V,內(nèi)阻可忽略不計); 電流表A1(量程為0~25 mA,內(nèi)阻r1=100 Ω); 電流表A2(量程為0~150 mA,內(nèi)阻r2=20 Ω); 定值電阻R0(阻值為10 Ω); 滑動變阻器R(最大阻值為10 Ω); 開關(guān)S,導(dǎo)線若干. (1)用游標(biāo)卡尺測得該材料的長度如圖7-8甲所示,示數(shù)為L=________ mm;用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示,示數(shù)為D=________ mm. 甲  乙 圖7-8 (2)為了在測量中盡量減小誤差,并測多組數(shù)據(jù),現(xiàn)給出測量電阻Rx的實驗電路,請

12、據(jù)此電路圖7-9將實驗器材連接起來.   圖7-9 (3)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,則由已知量和測量量計算電阻率的表達式為ρ=__________________.(用題目中字母表示即可) 答案:(1)30.35 3.205(3.204或3.206) (2)見圖7-10 圖7-10 (3)[I2(R0+r2)-I1r1] 10.(9分)[xx·新課標(biāo)全國卷]圖7-11中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面

13、內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側(cè)邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;A為電流表;S為開關(guān).此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線. 圖7-11 (1)在圖中畫線連接成實驗電路圖. (2)完成下列主要實驗步驟中的填空: ①按圖接線. ②保持開關(guān)S斷開,在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1. ③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng),在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙,使D__________;然后讀出__________,并用天平稱出__________. ④用米尺測量__________. (3)用測得的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強度的大小,可

14、以得出B=__________. (4)判定磁感應(yīng)強度方向的方法是:若__________,磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里. 解析:根據(jù)實驗?zāi)康暮碗姶盘炱降脑恚瑢㈦娫?、開關(guān)、電阻箱、電流表及U形金屬框串聯(lián)起來,連接成電路圖.設(shè)金屬框質(zhì)量為M,托盤質(zhì)量為m0,第一次操作中未接通電源時由平衡條件:Mg=(m0+m1)g,第二次接通電源后,加入適量細(xì)沙m2使D重新處于平衡狀態(tài),然后讀出電流表的示數(shù)I,并測量出金屬框底部的長度l,若金屬框受到的安培力豎直向下,由平衡條件:BIl+Mg=(m0+m2)g,兩式聯(lián)立解得:B=;若金屬框受到的安培力豎直向上,則B=,綜上B

15、=g,若m2>m1,則由左手定則可知磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外,反之,磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里. 答案:(1)如圖7-12所示 圖7-12 (2)③重新處于平衡狀態(tài) 電流表的示數(shù)I 此時細(xì)沙質(zhì)量m2?、蹹的底邊長l (3) (4)m2>m1 三、計算題(本大題共2小題,共37分) 圖7-13 11.(17分)如圖7-13所示,電源的電動勢E=110 V,電阻R1=21 Ω,電動機繞線的電阻R0=0.5 Ω,開關(guān)S1始終閉合.當(dāng)開關(guān)S2斷開時,電阻R1的電功率是525 W;當(dāng)開關(guān)S2閉合時,電阻R1的電功率是336 W.求: (1)電源的內(nèi)電阻; (2)當(dāng)開關(guān)S2閉合

16、時流過電源的電流和電動機輸出的功率. 圖7-14 解析:(1)S2斷開時等效電路如圖7-14所示,R1消耗的功率為P1,則 P1=()2·R1 代入數(shù)據(jù)解得r=1Ω. (2)設(shè)S2閉合時路端電壓為U, R1消耗的功率為P2,則P2= 由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir 代入數(shù)據(jù)解得I=26A 設(shè)流過R1的電流為IR1,流過電動機的電流為IM, IR1= 而IM+IR1=I 對電動機有UIM=P出+IR0 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得P出=1 606W. 答案:(1)1Ω (2)26A 1 606W 圖7-15 12.(20分)如圖7-15所示的電路中,兩平行金屬板A、

17、B水平放置,極板長l=80 cm,兩板間的距離d=40 cm.電源電動勢E=40 V,內(nèi)阻r=1 Ω,電阻R=15 Ω,閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非??拷麭板的位置以初速度v0=4 m/s水平向右射入兩板間,該小球可視為質(zhì)點.若小球帶電荷量q=1×10-2 C,質(zhì)量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力,電路中的電壓表、電流表均是理想電表.若小球恰好從A板右邊緣射出(g取10 m/s2).求: (1)滑動變阻器接入電路的阻值為多大? (2)此時電流表、電壓表的示數(shù)分別為多少? (3)此時電源的輸出功率是多大? 解析:(1)設(shè)小球在板間飛行時間為t,t== s=0.2 s,根據(jù)d=at2, 得飛行加速度a== m/s2=20 m/s2. 對小球根據(jù)牛頓第二定律得 q-mg=ma, 解得: UAB== V=24 V, 所以滑動變阻器的兩端電壓U滑=UAB=24 V. 設(shè)通過滑動變阻器的電流為I,由歐姆定律得 I== A=1 A. 滑動變阻器接入電路的阻值R滑==24 Ω. (2)此時電流表的示數(shù)為1 A,電壓表的示數(shù)為U=E-Ir=(40-1×1) V=39 V. (3)電源的輸出功率P出=IU=39 W. 答案:(1)24 Ω (2)1 A 39 V (3)39 W

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