（山東省專用）2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 階段驗收評估（二）恒定電流（含解析）新人教版選修3-1.doc

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階段驗收評估（二） 恒定電流 (時間：50分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，第1～5小題只有一個選項符合題意，第6～8小題有多個選項符合題意，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分) 1．關于電源和電流，下述說法正確的是(　　) A．電源的電動勢在數值上始終等于電源正負極之間的電壓 B．由公式R＝可知，導體的電阻與通過它的電流成反比 C．從能量轉化的角度看，電源通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能 D．打開教室開關，日光燈立刻就亮了，表明導線中自由電荷定向運動的速率接近光速 解析：選C　電源正負極之間的電壓稱為路端電壓，當外電路接通時，路端電壓小于電源的電動勢，故A錯誤。公式R＝是電阻的定義式，導體的電阻與電阻兩端的電壓以及通過它的電流都無關，故B錯誤。從能量轉化的角度看，電源通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能，故C正確。打開教室開關，日光燈立刻就亮了，是由于導線中電場傳播的速度接近光速，而不是自由電荷定向運動的速率接近光速，故D錯誤。 2．兩個用同種材料制成的均勻導體A、B，其質量相同，當它們接入電壓相同的電路時，其電流之比IA∶IB＝1∶4，則橫截面積之比SA∶SB為(　　) A．1∶2　　　　　　 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 解析：選A　由R＝可知，在U一定時，I與R成反比，即RA∶RB＝4∶1。 又根據電阻定律R＝ρ＝ρ＝ρ可知，當ρ、V一定時，R∝，即有＝＝，所以＝＝。 3．某小燈泡的伏安特性曲線如圖中的AB段(曲線)所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了(　　) A．5 Ω B．10 Ω C．1 Ω D．6 Ω 解析：選B　由電阻的定義式R＝知，A點對應燈泡的電阻RA＝ Ω＝30 Ω，B點對應燈泡的電阻RB＝ Ω＝40 Ω，所以燈絲的電阻改變了10 Ω，故B正確。 4．(2016全國卷Ⅱ)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 解析：選C　斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。 根據串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1＝E，U2＝E，C所帶的電荷量Q＝CU，則Q1∶Q2＝3∶5，選項C正確。 5．如圖所示電路，當ab兩端接入100 V電壓時，cd兩端電壓為20 V；當cd兩端接入100 V電壓時，ab兩端電壓為50 V，則R1∶R2∶R3之比是(　　) A．4∶2∶1 B．2∶1∶1 C．3∶2∶1 D．以上都不對 解析：選A　當ab端接入100 V電壓時，由歐姆定律可得20＝R2； 解得R1∶R2＝2∶1; 當cd端接入100 V電壓時，50＝R2 解得R2∶R3＝2∶1； 故R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，故選項A正確。 6.如圖所示，電動機與小燈珠串聯(lián)接入電路，電動機正常工作。此時流過燈珠的電流為I1，它兩端的電壓為U1、電阻為R1、消耗的功率為P1；流過電動機的電流為I2、它兩端的電壓為U2、電動機電阻為R2、消耗的功率為P2，則下列等式正確的是(　　) A.＝ B．P1＝I12R1 C.＝ D．P2＝I22R2 解析：選BC　因為串聯(lián)，所以I1＝I2；對燈珠有U1＝I1R1，P1＝U1I1＝I12R1，但電動機U2≠I2R2，P2≠I22R2，只有P2＝U2I2成立，故選項B、C正確。 7．隨著“共享單車”的持續(xù)火熱，“共享電動汽車”也悄然出現(xiàn)，下表是某種共享電動汽車的主要參數。 空車質量 800 kg 電池容量 44 kWh 標準承載 200 kg 最大續(xù)航(充滿電最大行駛路程) 200 km 所受阻力與汽車總重比值 0.09 根據上述信息，則下列說法正確的是(　　) A．工作時，電動汽車的電動機是將機械能轉化成電能 B．電池容量44 kWh指的是汽車電池充滿電時的電量 C．標準承載下，電動汽車以72 km/h的速度勻速行駛10 min的耗電量為3 kWh D．若標準承載下汽車速度能達120 km/h，則汽車電動機最大輸出功率不小于30 kW 解析：選CD　工作時，電動汽車的電動機是將電能轉化為機械能，汽車運動，故A錯誤；電池容量44 kWh指的是汽車電池充滿電時的電能，故B錯誤；電動汽車標準承載下的阻力為f＝0.09(800＋200)10 N＝9102 N，汽車的牽引力F＝f，耗電量為Fvt＝91021060 J＝1.08107 J＝3 kWh，故C正確；當電動汽車以v＝120 km/h勻速行駛時，功率為Fv＝9102 W＝3104 W＝30 kW，故D正確。 8．如圖所示，平行金屬板中帶電質點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則(　　) A．電壓表讀數減小 B．電流表讀數減小 C．質點P將向上運動 D．R3上消耗的功率減小 解析：選AD　根據電路圖，電阻R2與滑動變阻器R4接入電路的部分串聯(lián)后，再與R3組成并聯(lián)電路，最后并聯(lián)部分再與電阻R1串聯(lián)接入電源兩端，電壓表測量滑動變阻器R4接入電路部分的電壓，電流表測量流過電阻R2的電流，電容器兩極板間的電壓等于并聯(lián)部分的電壓，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，變阻器接入電路的電阻變小，并聯(lián)部分的電阻R并減小，干路電流I增大，并聯(lián)部分電壓U并＝E－I(r＋R1)減小，所以電容器兩極板間的電壓減小，極板間場強減小，電場力小于重力，質點向下運動，選項C錯誤；電阻R3兩端電壓減小，流過R3的電流I3減小，R3上消耗的功率P3＝I32R3減小，選項D正確；流過R3的電流I3減小，流過R2的電流I2＝I－I3增大，所以電流表讀數增大，選項B錯誤；流過R2的電流I2增大，R2兩端的電壓U2＝I2R2增大，而并聯(lián)部分的電阻R并減小，所以，滑動變阻器R4接入電路部分的電壓U4＝U并－U2減小，選項A正確。 二、實驗題(本題共2小題，共20分) 9．(8分)在“描述小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，需要用伏安法測定小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，除開關、導線外，還有如下器材： A．小燈泡“6 V　3 W” B．直流電源6～8 V C．電流表(量程3 A，內阻0.2 Ω) D．電流表(量程0.6 A，內阻1 Ω) E．電壓表(量程6 V，內阻20 kΩ) F．電壓表(量程20 V，內阻60 kΩ) G．滑動變阻器(0～20 Ω、2 A) H．滑動變阻器(0～1 kΩ、0.5 A) (1)把實驗所用到的器材按字母的先后順序填入空中：____________。 (2)在下面的虛線框內畫出最合理的實驗原理圖。 解析：(1)燈泡額定電流I＝＝＝0.5 A，電流表應選D； 燈泡額定電壓6 V，電壓表應選E； 為方便實驗操作，滑動變阻器應選G。 (2)描繪燈泡伏安特性曲線實驗中滑動變阻器應采用分壓接法； 燈泡正常工作時電阻為R＝＝＝12 Ω，＝＝12，＝≈1666.7，＞，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示。 答案：(1)ABDEG　(2)見解析圖 10．(12分)某研究性學習小組采用如圖1所示的電路測量某干電池的電動勢E和內電阻r，R為電阻箱，V為理想電壓表，其量程略大于電源電動勢。實驗中通過多次改變電阻箱的阻值R，從電壓表上讀出相應的示數U，該小組同學發(fā)現(xiàn)U與R不成線性關系，于是求出了相應的電阻與電壓的倒數如下表所示。回答下列問題： 序號 1 2 3 4 5 6 7 (Ω－1) 0.1 0.4 0.5 1.0 2.0 2.5 5.0 (V－1) 0.36 0.44 0.43 0.60 0.87 1.00 1.58 (1)根據表中的數據和實驗原理可知，你認為 ______(填序號)組數據是錯誤的，原因是________________________________________________________________________。 (2)根據實驗數據，請在圖2所給的坐標系中作出關系圖線。 (3)由圖像可知，該干電池的電動勢E＝______ V, 內阻r＝_________ Ω。(結果保留兩位有效數字) 解析：(1)根據閉合電路歐姆定律得路端電壓U＝E－Ir＝E－r，所以外電阻減小，路端電壓逐漸減小。根據表中的數據和實驗原理，第3組數據是錯誤的，隨電阻倒數的增大路端電壓的倒數應增大，即隨著電阻的減少路端電壓應逐漸減小。 (2)根據描點法作出的關系曲線如圖所示。 (3)由實驗原理：E＝U＋Ir＝U＋r，變形得：＝＋，由此可知與呈線性關系。圖像的縱軸截距等于，斜率大小等于，根據圖像求出縱截距為0.35，即＝0.35。解得電動勢E＝2.9 V，圖像的斜率等于，則有＝＝0.25，解得內阻r＝0.73 Ω。 答案：(1)3　 隨著電阻的減小路端電壓應逐漸減小　(2)見解析圖　 (3)2.9　 0.73 三、計算題(本題共2小題，共32分) 11．(14分)如圖所示的電路中，電源電動勢E＝6.0 V，內阻r＝0.6 Ω，電阻R2＝0.5 Ω，當開關S斷開時，電流表的示數為1.5 A，電壓表的示數為3.0 V，試求： (1)電阻R1和R3的阻值； (2)當S閉合后，電壓表的示數、以及R2上消耗的電功率。 解析：(1)S斷開時，由U1＝I1R3， 得R3＝＝2 Ω，又由I1＝ 求得R1＝1.4 Ω。 (2)S閉合時，R2、R3并聯(lián)電阻R23＝＝0.4 Ω， 回路總電流I2＝＝2.5 A， 電壓表示數為U2＝I2R23＝1 V， R2上消耗的功率P2＝＝2 W。 答案：(1)R1＝1.4 Ω　R3＝2 Ω　(2)1 V　2 W 12．(18分)在如圖所示的電路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，當開關K接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當開關K接b時，電壓表示數為4.5 V，試求： (1)開關K接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓； (2)開關K接b時，電源的電動勢和內電阻； (3)開關K接c時，通過R2的電流。 解析：(1)開關K接a時，R1被短路，由P2＝I2R2得： 通過電源的電流為：I＝1 A 電源兩端的電壓等于R2的兩端電壓為： U＝IR2＝14 V＝4 V； (2)由閉合電路歐姆定律得： 當開關K接a時，有：E＝U＋Ir，代入得：E＝4＋r 當開關K接b時，電壓表示數為4.5 V，有：E＝U′＋r 聯(lián)立以上兩式解得：E＝6 V，r＝2 Ω。 (3)當電開關K接c時，通過R2的電流為： I＝＝0.5 A。 答案：(1)1 A　 4 V　(2)6 V　2 Ω　(3)0.5 A