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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7分,共56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7分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下图是一种台灯亮度调节器的电路图,圆环为电阻丝,P为可调节滑片。下列说法正确的是()A.P在b点,灯最亮B.P在c点,灯最亮C.P从a点滑向b点过程中,电流逐渐增大D.P从a点滑向b点过程中,电流逐渐减小答案:D解析:台灯的功率P=I2R,式中R为台灯的电阻,在电源电压不变时,电路中的电流随接入电路中的电阻丝的长度而改变,当P滑到c点时电阻丝接入电路的电阻最
2、大,电流最小,台灯最暗,故只有选项D正确。2.(2019云南高三一模)如图甲所示,在材质均匀的圆形薄电阻片上,挖出一个偏心小圆孔。在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D。先后分别将A、B和C、D接在电压恒为U的电路上,如图乙和图丙所示。比较两种接法中电阻片的热功率大小,应有()A.接在AB两端电阻片热功率大B.接在CD两端电阻片热功率大C.两种接法电阻片电阻图丙的大D.两种接法电阻片电阻一样大答案:B解析:对题图乙和丙,可看成两电阻并联。某一确定的电阻,若分成两部分的电阻越接近,则并联情况下总电阻就越大,所以接在AB两端的并联总电阻较大,根据P=U2R可知接在CD两端电阻片热
3、功率大,故B正确,A、C、D错误。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
4、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.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
5、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.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
6、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
7、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
8、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.在如图甲所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,下列说法正确的是()A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.
9、图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值的绝对值变大D.此过程中电压表V2示数的变化量U2和电流表示数变化量I的比值的绝对值不变答案:ABD解析:滑片P向上滑动,R2减小,总电阻减小,总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,R1两端电压增大,R2两端电压减小,根据这些变化关系可知,图线a是电压表V3的示数随电流表示数变化的图线,图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,图线c是电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,选项A、B正确;U1I=r,而U2I=R1,选项C错误,D正确。二、实验题(44分)9.(10分
10、)(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)按照实验原理线路图甲,将图乙中实物连线。(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.
11、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)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
12、,代入上式得Rx=(3.41-1)20.0=48.2。10.(11分)(2019厦门高三检测)一根均匀的细长空心金属管线,其横截面如图甲所示,长度为l,电阻R约为5 ,这种金属的电阻率为。因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d。(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm,则所测金属管线外径D= mm。(2)为测量金属管线的电阻R,取两节新的干电池(内阻不计)、开关和导线若干及下列器材:A.电流表00.6 A,内阻约0.05 B.电流表03 A,内阻约0.01 C.电压表03 V,内
13、阻约10 kD.电压表015 V,内阻约50 kE.滑动变阻器,010 (额定电流为0.6 A)F.滑动变阻器,0100 (额定电流为0.3 A)为准确测出金属管线阻值,电流表应选;电压表应选;滑动变阻器应选(填序号)。(3)如图丙所示,请按实验要求用笔画线将实物图中的连线补充完整。丙(4)根据已知的物理量(长度l、电阻率)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),可得金属管线内径表达式d=。答案:(1)5.167(2)ACE(3)见解析图(4)D2-4IlU解析:(1)螺旋测微器校零时的示数为3.30.01mm=0.033mm;螺旋测微器测量的管线外径读数为5.20
14、0mm,则所测金属管线外径D=(5.200-0.033)mm=5.167mm。(2)两节新的干电池电动势为3V,因此电压表选择3V的量程,即为C;因为电路中最大电流大约为Im=ER=35A=0.6A,为了测量的准确性,电流表应选择A;滑动变阻器采用限流接法,因为待测电阻较小,所以滑动变阻器选择E。(3)由于待测电阻较小,所以电流表采用外接法,实物连接如图所示。(4)根据欧姆定律得R=UI,又R=lS,则S=lIU,因为S=D22-d22,解得d=D2-4IlU。11.(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);
15、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1U1R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
