【创新设计】2013-2014学年高中物理选修3-1(训练+检测+章末测试)章末检测2

章末检测

(时间：90分钟 满分：100分)

一、单项选择题(本题6小题，每小题5分，共30分)

1．电源电动势为E，内电阻为r，电源向可变电阻R供电，下列说法中正确的是

( )．

A．电动势等于电源两极间的电压

B．电动势、电压、电势差虽然名称不同，但物理意义相同、单位相同 C．由U＝IR可知I 增大时，路端电压增大 D. 电动势等于内外电压之和

解析 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压，当电源接入电路时，电动势等于内外电压之和，A错，D对．电动势、电压分别对应不同的能量转化，物理意义不同，B错．由U＝E－Ir可知I增大时，路端电压减小，C错．

答案 D

2．直径0.3 mm的细铅丝通过1.8 A的电流时被熔断，直径0.6 mm的粗铅丝通过5 A的电流时被熔断，如果由长度相同的20根细铅丝和一根粗铅丝并联作为电路中的保险丝，则通过多大电流时，电路断开

A．5 A C．36 A

B．30 A D．55 A

( )．

l4ρl1R D2

解析 由R＝ρS＝πDDR D 2＝4，R1＝4R2，由并联知识可求出

2 1 RR并＝24，若两端电压为1.8R1(V)，则超过了粗铅丝的熔断电流，所以并联铅丝两端最大只能加电压5R2(V)，可求出总电流值为30 A.

答案 B

3．电源的电动势和内电阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下面的说法中不正确的是

A．路端电压一定逐渐变小 B．电源的输出功率一定逐渐变小 C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大 D．电源的供电效率一定逐渐变小

( )．

解析 由串联电路电压特点可知，外电阻减小，路端电压减小，A项对．由闭合电路欧姆定律可知，电流增大，再由P＝I2r可知内阻消耗功率增大，C项对．电源效率η＝U/E＝

R

，R减小，η减小，D项对．若外电路电阻开始时大R＋r

于内阻，则电源输出功率先增大后减小，B项错．

答案

B

图1

4．如图1所示的电路中，电源电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab＝6 V，Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可判定

A．L1和L2的灯丝都烧断了 B．L1的灯丝烧断了 C．L2的灯丝烧断了 D．变阻器R断路

解析 由题中给出的条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的，由Uab＝6 V和Uad＝0 V, 说明断路可能在cd、cb两段，又由Ucd＝6 V，说明ad、bc段无故障．

答案 C

5．如图2所示，4只电阻串联于某电路中，已测出UAC＝9 V，UBD＝6 V，R2＝R4，则UAE为

( )．

( )．

图2

A．3 V C．15 V

B．7.5 V

D．条件不足，无法判定

解析 因为是串联电路，所以各电阻电流相等，设为I，则UAC＝I(R1＋R2)；UBD＝I(R2＋R3)，UAC＋UBD＝I(R1＋2R2＋R3)，因为R2＝R4，所以UBD＝UCE，则UAE＝I(R1＋R2＋R3＋R4)＝UAC＋UBD＝15 V.

答案

C

图3

6．如图3所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过

A．40 W C．80 W

B．60 W D．120 W

( )．

解析 依题意，设L3 灯正常发光时的电流为I0，则L1和L2的电流此时则I33 I02 I0 2

为2P＝I2R 知这个支路总功率最大不超过P＝I2R＋R＋R＝P＝0

202 2 2 ×40 W＝60 W.

答案 B

二、多项选择题(本题5小题，每小题6分，共30分．每小题选对但不全的得4分，有选错的或不选的得0分)

7．如图4所示电路中，当滑动变阻器的滑片向上滑动时

( )．

图4

A．A、B间的电压增大 C．通过R2的电流增大

B．通过R1的电流增大 D．通过R3的电流增大

解析 此电路结构较简单，可以依据“串反并同”的方法判断，滑片向上滑动，R3增大，R2与之并联，故R2上电流增大，而R1与之串联，故R1上电流减小，故R3上电流减小，又因为R2电流增大，R2上电压增大，故A、B间的电压增大．因此，A、C两项正确．

答案 AC

8．高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图5所示．超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态(本题认为电阻为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流IC＝1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V、6 W”，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω.原来电路正常工作，现L突然发生短路．则

( )．

图5

2

A．短路前通过R1的电流为3 A B．超导部件将由超导态转为正常态 C．短路后通过R1的电流为2 A 4

D．短路后通过R1的电流为3 A

解析 由P＝UI可知，灯泡正常发光时，通过它的电流为1 A小于超导临界电流IC＝1.2 A，所以短路前通过R1的电流为1 A，因为灯泡短路后，R1与R2并4联再与电源内阻串联，故计算可知短路后通过R1的电流为3 A.

答案 BD

9．如图6所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在开关S处于闭合状态下，将开关S1由位置1切换到位置2，则

( )．

图6

A．电压表的示数减小 B．电池内部消耗的功率变大 C．电阻R2两端的电压变大 D．电源的效率变大

3R

解析 设电阻R1＝R2＝R3＝R，当开关S1接1时，电路中总电阻为2r；2RE

当开关S1接2时，电路中总电阻为3＋r，总电阻变小．由I干＝，R总变小，I

R总

干

变大，路端电压U＝E－I干r，电源E、r不变，则路端电压减小，即电压表读

数减小，选项A正确．电源内部消耗的功率P内＝I2干r，I干变大，P内增大，选项B正确．当开关S1接1时，R2两端电压UR2＝

R2

U＝U，当开关S1接2时，R233R2

R1

两端电压UR2＝2RU′＝2U′，结合A选项得出．R2两端电压变小，选项C错误．

I2R总干R总

电池的效率η＝100%＝100%＝

I干 R总＋r R总＋r

100%，则当开关S1由

r·1＋

R总

1

接1改为接2时，总电阻变小，电源的效率减小，选项D错误．

答案 AB

10．某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表读数变大和电流表读数同时变小，则他所连接的电路可能是下图中的

( )

解析：A图中若R↑，I↓，UR0↓，因U外↑，U↑.A对．B图中若R↑，U

外

↑，I↓，B对 .C图中若R↑则I↓，UR0↓，C错．D图中若R↑，U↑，I↓，

D图对．

答案 ABD

11．四个相同的电流表分别改装成两个电流表和两个电压表，电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，把它们按如图7所示接入电路，则

( )．

图7

A．A1的读数比A2的读数大

B．A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大 C．V1的读数比V2的读数大

D．V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大

解析 A1、A2两电流表并联，两端电压相等，则通过表头的电流相同，则两电流表的偏转角度相同，但A1的量程比A2的大，所以A1的读数大．V1、V2两电压表串联，通过表头的电流相同，同样它们的偏转角相同，但因V1的量程大于V2的量程，所以V1的读数大．

答案 AC

三、非选择题(40分)

12．(12分)一个电源和一个滑动变阻器接成图8甲所示的电路，滑动变阻器的最大阻值R0＝22 Ω，电源路端电压U随外电阻R 的变化规律如图8乙所示，试求：

图8

(1)电源的电动势E和内电阻r；

(2)A、B两端(不接负载)输出电压的范围．

解析 (1)由图可知E＝12 V，当外电阻为2 Ω时，外电压为6 V，由E＝UU

＋R可得r＝2 Ω

(2)I＝

E12A＝0.5 A R0＋r22＋2

当A滑到最下端时，A、B两端输出电压最小UABmin＝0 当A滑到最上端时，A、B两端输出电压最大 UABmax＝IR0＝11 V

所以A、B两端输出电压范围：0≤U≤11V. 答案 (1)12 V 2 Ω (2)0≤U≤11 V

R

13．(13分)如图9所示的电路，外电阻均为R，电源内阻为4当S断开时，在电容器极板间放一个质量为m，带电荷量为q的电荷恰能静止．当S闭合时，电容器极板间放一个质量仍为m，带电荷量为q′的电荷，恰能静止，则q∶q′为多少．

图9

解析 S断开时，R外＝R，电容器两极板间电压为路端电压U＝IR＝4U4qE＝5，电荷静止，则mg＝qd＝5d.

当S闭合时，R外′＝1U′＝3U

3R·R3

＝R，电容器两极板间电压： 3R＋R4

ER＋r

外

U′1ER外′1E31

＝3＝3R＝E.电荷静止，则mg＝q′

R344d＝r＋R外′

4＋4R

q′E

4dq∶q′＝5∶16.

答案 5∶16

14．(15分)实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等．

图10

(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：(请填写第②步操作)

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔，选择电阻挡“×1”．

②_______________________________________________________. ③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图11所示．

图11

(2)根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图11的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝的电阻．

(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图12所示，金属丝的直径为

________mm.

图12

(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺旋管所用金属丝长度约为________m．(结果保留三位有效数字)

(5)他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据(只需写出简要步骤)．

___________________________________________________________ ___________________________________________________________

解析 (1)②将红、黑表笔短接进行欧姆挡调零． (2)D (3)0.260 mm (4)l d 2

由R＝ρSS＝π 2 得：l＝12.5 m.

(5)用电阻测量法，断开电键，把万用表拨至R×10 挡，红表笔接电源正极端，黑表笔依次放在A、P、B，若有阻值，表明电路为通路，若阻值为“∞”，表明有断路；然后把红笔移至A端，黑笔依次测量Rx、电流表A，同理进行判断．

答案

(1)见解析(2)D (3)0.260(4)12.5(5)见解析

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