人教版高中物理选修31第二章恒定电流检测题B带答案文档格式.docx
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Ub,故有板间电场Ea<
Eb,由小球受力平衡得θ1<
θ2,所以选项D对,选项A、B、c错。
D
用图示的电路可以测量电阻的阻值。
图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,G是灵敏度很高的电流表,N是一段均匀的电阻丝。
闭合开关,改变滑片P的位置,当通过电流表G的电流为零时,测得P=l1,PN=l2,则Rx的阻值为
A
c
设N之间的电压为U,则R0上的电压为URU
由题意UR=U得Rx
如图所示电路中灯泡L1发光,灯泡L2、L3均不亮,A1有读数,A2没有读数,则产生的故障应是
A.灯泡L1断路
B.灯泡L2断路
c.灯泡L2短路
D.灯泡L3短路
若L1灯泡断路,则L1不亮,A1不会有示数,这和题目已知条件矛盾,因此A错误;
若L2断路,则A1不会有示数,故B错误;
若L2短路,由于L2和A1支路无电阻,并联电路两端电压为零,所以A2和L3支路无电流,灯L1亮,c正确;
若L3短路,则A2应有示数,A1无示数,故D错误。
如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器c的极板水平放置。
闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。
如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是
A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值
c.增大两板间的距离D.断开开关S
由闭合电路欧姆定律可知:
增大R1阻值会使总电阻增大,总电流减小,R1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受电场力增大,油滴向上运动,选项A错误;
电路稳定时R2中无电流,R2阻值变化对电路无任何影响,则选项B正确;
只增大板间距离d,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项c错误;
断开开关S,电容器放电,油滴将向下运动,选项D错误。
B
如图所示的电路中,电池的电动势为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处于闭合状态时,若将开关S1由位置1切换到位置2,则
A.电压表的示数变大
B.电池内部消耗的功率变大
c.电阻R2两端的电压变大
D.电池的效率变大
由题意,外电路总电阻从1.5R变,造成总电流增大,路端电压减小,由此判断A、c错,B对;
由η,D错。
如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈的阻值R2=10Ω。
当开关打开时,电流表的示数是I0=0.5A;
当开关合上后,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=15D.P<
15
由题意知,电路两端的电压U=R1I0=10V,闭合开关后,当电压全部加在电动机的内阻上时,它的电流为1A,但只有一部分电压加在电动机内阻上,所以I<
1.5A,B正确。
同理电动机所消耗的功率也小于10,则电路消耗的电功率P<
15,D正确。
BD
小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,P为I轴的垂线,下列说法中正确的是
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R
c.对应P点,小灯泡的电阻为R
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQo所围的面积
由图象可知,图线上各点,随U增大而增大,即灯泡电阻增大,A对;
图线上某,所以P点电阻B对,c错;
对应于P点,小灯泡的功率为U1I1,数值上等于矩形PQo的面积,故D对。
ABD
如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻,以下说法中正确的是
A.当R2=R1+r时,R2上获得功率最大
B.当R1=R2+r时,R1获得功率最大
c.当R2=0时,R1上获得功率最大
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
讨论R2消耗功率时,把R1看成电源内阻,当R2=R1+r时,R2消耗功率最大,A对;
R1为定值电阻,通过电流越大,消耗功率越大,因此R2=0时,R1获得功率最大,B错,c对;
因为R1与r的大小未知,无法判断R2为多少时,电源输出功率最大,D错。
Ac
0.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω
c.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V
当cd端短路时,等效电路如图甲所示,R总=R1Ω;
同理,当ab端短路时,R总'
=49.2Ω,故A对,B错。
当ab两端接通测试电源时,等效电路如图乙所示,根据欧姆定律得IA=2A,所以Ucd=IR3=80V;
同理,当cd接电源时,Uab=25V,故c对,D错。
甲
乙
二、填空题
1.在“测定金属的电阻率”的实验中,提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于1,长度约为80c,阻值约为3Ω,使用的电压表有3V和15V两个量程,电流表有0.6A和3A两个量程,供限流用的滑动变阻器有A.0~10Ω;
B.0~100Ω;
c.0~1500Ω三种,可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种,则:
为减小电阻的测量误差,应选用
图所示的电路。
为了使测量便于调节,应选用编号为
的滑动变阻器。
电压表的量程应选用
V。
电流表的量程应选用
A。
由于金属丝的电阻是小电阻,所以应采用电流表外接法,即选用图乙所示电路。
由于实验所用电源是一节干电池,其电动势E=1.5V,所以用编号为A的滑动变阻器作限流电阻,才能使电路中的电流有明显变化。
加在电压表两端的电压不超过1.5V,所以电压表的量程应选用3V。
当滑动变阻器连入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,IaxA=0.5A,所以电流表的量程应选用0.6A。
乙 A 3 0.6
某实验小组研究两个未知元件X和y的伏安特性,使用的器材包括电压表、电流表、定值电阻等。
使用多用电表粗测元件X的电阻。
选择“×
1”欧姆挡测量,示数如图甲所示,读数为
Ω。
据此应选择图甲中的
电路进行实验。
连接所选电路,闭合S;
滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐
;
依次记录电流及相应的电压;
将元件X换成元件y,重复实验。
图乙是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件
是非线性元件。
该小组还借助X和y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图乙所示。
闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;
断开S2,电压表读数为1.00V。
利用图乙可算得E=
V,r=
多用电表欧姆挡读数不估读,所测阻值等于指针所指数值乘倍率,所以示数为10×
1Ω=10Ω;
由于电压表内阻与电流表内阻乘积大于元件阻值粗测值的二次方,即RV•RA,应选用电流表的外接法,故选b电路进行实验。
滑动变阻器滑片P从左向右滑动,待测元件所并联的滑动变阻器电阻丝长度增加,电阻变大,待测元件两端电压在增大,所以电流表的示数逐渐增大。
由题图乙中的图象可知y线上各点与原点连线斜率在变化,即各工作状态点下y元件电阻不是定值,X元件是定值电阻,所以y元件是非线性元件,X元件是线性元件。
由题图乙知R线=10Ω,当S1、S2均闭合时,由闭合电路欧姆定律得E=UV1S1闭合S2断开时,由闭合电路欧姆定律得E=UV2E=3.15V,r=0.5Ω,由于要求结果均保留两位有效数字,所以E=3.2V,r=0.50Ω。
10 b 增大 y 3.2 0.50
三、计算题
3.表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数,根据表中提供的信息,探究以下问题:
规格后轮驱动直流永磁毂电机
车型26″电动自行车额定输出功率120
整车质量30g额定电压40V
最大载重120g额定电流3.5A
在额定电压下工作时,该电机的内阻是多少?
其效率为多大?
假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02,在最大载重量的情况下,人骑车行驶的最大速度为多大?
由功率之间的关系知UI=I2r+P出,所以r≈1.63Ω
效率为η
当车以最大速度行驶时有
P出=0.02g•v
所以v/s。
1.63Ω 85.7% 4/s
如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,U=2.4V。
若在a、b间接一只理想电压表,它的读数是多少?
在a、b间接一只理想电压表时,原电路可以简化为
串联后电阻为R串=R2+R3=4Ω+6Ω=10Ω,
R串与R1并联后电阻为RΩ,
再与R4串联后总电阻为
R总=R分+R4=5Ω+3Ω=8Ω,
此时干路电流为IA,
R4两端的电压U4=I总R4=0.3A×
3Ω=0.9V,
所以R2、R3串联后两端的电压为
U串=U-U4=2.4V-0.9V=1.5V,
R2、R3串联后电流IA,
R3两端的电压为
U3=I分R3=0.15A×
6Ω=0.9V,
电阻R3、R4两端的电压之和也就是电压表的示数
U'
=U3+U4=0.9V+0.9V=1.8V。
1.8V
如图所示,一电荷量q=3×
10-4c带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置、足够大的平行金属板中的o点。
S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°
。
已知两板相距d=0.1,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=4Ω,R2=R3=R4=12Ω。
g取10/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8。
求:
流过电源的电流。
两板间的电场强度的大小。
小球的质量。
R2与R3并联后的电阻值
R23Ω
由闭合电路欧姆定律得
IA。
电容器两板间的电压
Uc=I
电容器两板间的电场强度
E1N/c。
小球处于静止状态,所受电场力为F,由平衡条件得
F=gtanα
又有F=qE1,所以
解得=4×
10-3g。
1A 100N/c 4×
10-3g
在如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的端电压U随干路电流I的变化图线如图乙所示。
其中图线上的A、B两点是滑动变阻器的滑片在两个不同端点时分别得到的。
电源的电动势和内阻。
定值电阻R2的值。
滑动变阻器R3的最大值。
上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
由闭合电路欧姆定律U=E-Ir,将图象中A、B两点的电压和电流代入,解得E=20V,r=20Ω。
当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,此时外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故由B点的U、I值可求出R2的阻值为R2Ω=5Ω。
滑动变阻器的滑片置于最左端时,R3阻值最大。
设此时外电路总电阻为R,由图象中A点坐标求出
RΩ=80Ω。
又R
代入数据可解得R3=300Ω。
R3调到最大值时,R1、R3两端的电压达到最大值,R1消耗的功率也达到最大。
由于此时对应于图象上A点,故电路中总电流I=0.2A。
R1两端的最大电压为
UR1=E-I=20V-0.2×
V=15V。
R1消耗的最大功率为
PR1=2.25。
当R3的滑片从最右端滑至最左端时,外电路总电阻从小于电源内阻r变至大于r,当外电阻和内电阻相等时,电源输出功率最大,其值为
Pax=5。
20V 20Ω 5Ω 300Ω 2.25 5
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- 人教版 高中物理 选修 31 第二 恒定 电流 检测 答案