《恒定电流》单元测试题含答案.docx
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《恒定电流》单元测试题含答案
第二章《恒定电流》单元测试题
一、选择题
1.关于电源电动势大小的说法,正确的是()
A.同一种电池,体积越大,电动势也越大
B.电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C.电路断开时,电源的非静电力做功为0,电动势并不为0
D.电路中电流越大,电源的非静电力做功越多,电动势也越大
2.铅蓄电池的电动势为2V,这表示()
A.蓄电池两极间的电压为2V
B.蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能
C.电路中每通过1C电量,电源把2J的化学能转化为电能
D.电路中通过相同的电荷量时,蓄电池比1节干电池非静电力做的功多
3.在1min内通过阻值为5Ω的导体横截面的电量为240C,那么加在该导体两端的电压是()
A.20VB.48VC.120VD.1200V
4.横截面积为S的铜导线,流过的电流为I,设单位体积的导体中有n个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动的平均速度设为v,在时间Δt内,通过导线横截面的自由电子数为()
A.nvSΔt B.nvΔt
C.
D.
5.图1所示是两个不同电阻的I-U图象,则图象①②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I-U图象所在区域分别是()
A.①表示大电阻值的图象,并联后在区域III
B.①表示小电阻值的图象,并联后在区域Ⅱ
C.②表示大电阻值的图象,并联后在区域Ⅱ
D.②表示大电阻值的图象,串联后在区域III
6.如图2所示,定值电阻R=20Ω,电动机线圈的电阻R0=10Ω,当开关S断开时,电流表的示数是0.5A。
当开关S闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()
A.I=1.5AB.I<1.5A
C.P=15WD.P<15W
7.如图3所示,用半偏法测量一只电流表的内阻,下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是()
A.闭合S1,调节R1使电流表满偏,再闭合S2,调节R2使电流表半偏,读出R2的阻值
B.闭合S1,调节R1使电流表满偏,再闭合S2,调节R1使电流表半偏,读出R2的阻值
C.闭合S1、S2,调节R1使电流表满偏,再调节R2使电流表半偏,读出R2的阻值
D.闭合S1、S2,调节R2使电流表满偏,再调节R1使电流表半偏,读出R2的阻值
8.如图4所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为8V。
如果他把电压表改接在R2两端,则电压表的示数将()
图4
A.小于4VB.等于4V
C.大于4V,小于8VD.等于或大于8V
9.电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电。
关于路端电压,下列说法中正确的是()
A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变
B.因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大
C.因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大
D.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压减小
10.如图5-a所示是一个欧姆表的示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图5-b中的图()
图5-a图5-b
11.在如图6所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。
为了查出断导线,某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数,在下列选挡中,符合操作规程的是()
A.直流10V挡B.直流0.5A挡
C.直流2.5V挡D.欧姆挡
12.如图7所示,直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象,直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的效率分别为()
A.4W、33.3%B.2W、33.3%
C.4W、67%D.2W、67%
13.如图8所示的电路中,开关S1、S2、S3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,极板间悬浮着一油滴P,欲使P向下运动,应断开开关()
A.S1B.S2
C.S3 D.S4
14.家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件。
PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度T的关系如图9所示,T0为室温。
由于这种特性,PTC元件通电后,能够达到稳定状态,它的温度保持不变。
对此,以下说法正确的是()
A.通电后其消耗的功率先增大,后减小
B.通电后其消耗的功率先减小,后增大
C.稳定状态时,温度保持在T1~T2的某一值不变
D.稳定状态时,温度保持在T1值不变
15.在如图10所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
开关闭合后,灯泡L能正常发光。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
A.灯泡L将变暗
B.灯泡L将变亮
C.电容器C所带的电荷量将减小
D.电容器C所带的电荷量将增大
16.如图11为一逻辑电路,根据电路图完成它的真值表。
其输出端从上到下排列的结果正确的是( )
输入
输出
A
B
C
0
0
0
1
1
0
1
1
A.0010
B.0011
C.1010
D.0001
二、实验题
17.一把游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标尺上有20个小的等分刻度。
如图12所示,用它测量某一钢球的直径,钢球的直径是mm。
图12
18.一个标有“3.8V2W”的小灯泡,要通过实验描绘出这个小灯泡的伏安特性曲线,某同学按图13-a所示方式连接电路,画出图13-b所示小灯泡的I-U图象。
(1)电流为0.40A时小灯泡的阻值为_________Ω,小灯泡消耗的电功率为________W。
(2)实验中,电路的所有元件都完好,且电压表和电流表也均调好零点。
a、b、c、d、e、f、g、h为连接电路所用的导线。
一位同学闭合开关后,反复调节滑动变阻器,灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数无法调为零,则电路中断路的导线为__________。
19.某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中,用刻度尺测量金属丝的接入长度为l=0.720m,用螺旋测微器测量金属丝直径(刻度位置如图14所示),用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5Ω),然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下实验器材:
A.直流电源:
电动势约3V,内阻很小;
B.电流表A:
量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω;
C.电压表V:
量程0~3V,内阻3kΩ;
D.滑动变阻器:
最大阻值20Ω;
E.开关、导线等。
(1)从图中读出金属丝的直径为mm;
(2)根据所提供的器材,在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图;
(3)若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx=4.0Ω,则这种金属材料的电阻率为Ω·m(保留二位有效数字)。
20.将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表
改装成电压表并进行核对。
(1)利用如图15所示的电路测量电流表
的内阻(图中电源的电动势E=4V):
先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的一半,读出此时R′的阻值为450Ω,则电流表内阻的测量值Rg=Ω,这个测量值比电流表内阻的真实值(填“偏大”或“偏小”)。
(2)将该表改装成量程为3V的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为R0= Ω的电阻。
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题纸上画出实验电路图。
21.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1Ω和1kΩ。
右边为实验原理图,下边为所需器材的实物图。
(1)试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。
(2)一位同学在实验中记录的6组数据如表所示,试根据这些数据在图17中画出U-I图线。
根据图线可读出被测电池的电动势E=_______V,内电阻r=______Ω。
I(A)
0.15
0.23
0.35
0.36
0.54
0.61
U(V)
1.39
1.35
1.27
1.20
1.13
1.08
三、计算题
22.如图18所示,电源电动势E=6V,电源内阻不计。
定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ。
(1)若在ab之间接一个C=100μF的电容器,闭合开关S,电路稳定后,求电容器上所带的电量;
(2)若在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表,求电压表的示数。
23.如图19所示,电阻R1=2Ω,小灯泡L上标有“3V1.5W”,电源内阻r=1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知),当触头P滑动到最上端a时安培表的读数为lA,小灯泡L恰好正常发光,求:
(1)滑动变阻器的最大阻值R0;
(2)当触头P滑动到最下端b时,求电源的总功率及输出功率。
24.图20中电源电动势E=12V,内电阻r=0.5Ω。
将一盏额定电压为8V,额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100min。
问:
(1)电源提供的能量是多少?
(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少?
(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少?
(4)电动机的效率为多少?
25.如图21所示为一种测定风力的仪器的原理图,P为金属球,悬挂在一细长金属丝下面,O是悬挂点,保护电阻为R0,CD是水平放置的光滑电阻丝,与悬挂金属球的细金属丝始终保持良好接触。
无风时细金属丝与电阻丝右端点C接触,此时电路中电流为I0;有风时金属丝将相对竖直方向偏转一定角度,这个角度与风力大小有关。
已知风力方向水平向左,OC=h,CD=L,金属球质量为m,电阻丝单位长度的阻值为k,电源内阻和金属丝电阻均不计。
当电流表的示数为I'时,此时风力大小为F,试推出:
(1)风力大小F与偏角的关系式;
(2)风力大小F与电流表示数I'的关系式。
(写成F=……的形式)
参考答案
一、选择题
1.BC2.CD3.A4.AC5.D6.BD7.A8.A9.D
10.A11.A
12.C
提示:
由直线a知,E=3V
r=
=0.5Ω
由直线b知,R=
=1Ω
13.C
14.AC
分析:
PTC元件通电时(电压为U一定),产生热量,它的温度由T0开始升高,电阻率随温度升高而变小,元件的电阻减小,电流变大,发热功率增大,当温度T>T1后,其电阻率ρ随温度升高而增大,电流变小,元件的发热功率随之减小,直到在相同的时间内产生的热量与散发的热量相等时,元件的温度保持不变,达到稳定状态。
其温度在T1~T2间的某一值。
这时如果因某种原因温度稍升高,则电阻率变大,电功率减小,单位时间内产生的热量减少,使温度减下来;如果温度稍有降低,则电阻率变小,电功率增大,单位时间产生热量增多,使温度上升,所以它能保持稳定状态。
15.AD
16.A
二、实验题
17.8.55
18.4.75Ω;0.76W;g
19.
(1)0.600
(2)
(3)1.6×10-6
20.
(1)450;偏小;
(2)串联;9550(3)
21.
(1)实验电路图略
(2)1.50(1.45~1.55);0.69(0.64~0.74)
(图象注意舍弃第4点)
三、计算题
22.答案:
(1)Q=4×10-4C
(2)UV=3V
解:
(1)设电容器上的电压为UC:
UC=
E
电容器的带电量Q=CUC
解得:
Q=4×10-4C
(2)设电压表与R2并联后电阻为R并=
①
则电压表上的电压为:
UV=
E②
解得:
UV=3V
23.答案:
(1)R0=
=6Ω
(2)P总=EI=12W,P出=EI-I2r=8W
解:
(1)当触头P滑动到最上端a时,
流过小灯泡L的电流为:
IL=
=0.5A
流过滑动变阻器的电流:
I0=IA-IL=0.5A
故:
R0=
=6Ω
(2)电源电动势为:
E=UL+IA(R1+r)=6V①
当触头P,滑动到最下端b时,滑动变阻器和小灯泡均被短路。
电路中总电流为:
I=
=2A②
故电源的总功率为:
P总=EI=12W
输出功率为:
P出=EI-I2r=8W
24.
(1)5.76×105J
(2)0.96×105J,2.88×105J
(3)0.96×105J,1.08×105J
(4)62.5%
解:
(1)灯泡两端电压等于电源两端电压,且U=E-Ir,
则总电流I=8A,
电源提供的能量:
E总=IEt=8×12×100×60=5.76×105(J)。
(2)通过灯泡的电流I1=
=2(A),电流对灯泡所做的功
W1=Pt=16×100×60=0.96×105(J)
通过电动机的电流I2=8-2=6(A),
电流对电动机所做的功W2=I2Ut=6×8×60×100=2.88×105(J)
(3)灯丝产生的热量Q1=W1=0.96×105(J),
电动机线圈产生的热量Q2=I
rt=62×0.5×60×100=1.08×105(J)
(4)电动机的效率:
η=
×100%
η=62.5%
25.答案:
(1)F=mgtan
(2)F=
解:
(1)分析小球的受力,根据图示
可判断F=mgtan
(2)风力为F时,可知
tan=
①
金属丝与电阻的接触点到C点的距离为l:
=tan ②
接触点到D点的距离为:
L-l=L-htan=L-h
③
此时电路电流示数为I′,可知E=I′[R0+(L-h
)k]
无风时E=I0(R0+Lk)⑤
联立④⑤,得
F=
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- 恒定电流 恒定 电流 单元测试 答案