江苏省高考物理大一轮复习第八章恒定电流练习手册.docx
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江苏省高考物理大一轮复习第八章恒定电流练习手册
第八章恒定电流
第1讲 欧姆定律 串、并联电路 电阻定律
一、单项选择题
1.如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm,bc=5cm.将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1A;若将C与D接入同一电路中,则电流为( )
A.4AB.2AC.AD.A
2.如图所示,图线a表示的导体的电阻为R1,图线b表示的导体的电阻为R2,则下列说法中正确的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.R1∶R2=3∶1
C.将R1与R2串联后接于同一电源上,则通过它们的电流之比I1∶I2=1∶3
D.将R1与R2并联后接于同一电源上,则它们两端的电压之比U1∶U2=1∶3
3.(2015·安徽卷)一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ.棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v.则金属棒内的电场强度大小为( )
A.B.
C.ρnevD.
A.通过两棒的电流不相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1小于粗棒内场强E2
D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
5.(2016·江西赣州模拟)某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电阻率为ρ、制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R.下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为( )
A.R=B.R=
C.R=D.R=
二、多项选择题
6.关于导体的电阻及电阻率,下列说法中正确的是( )
A.由R=ρ知,导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比,与横截面积S成反比
B.由R=可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象.发生超导现象时,温度不为绝对零度
7.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.加5V电压时,导体的电阻约是5Ω
B.加11V电压时,导体的电阻约是1.4Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
D.对应P点,小灯泡的电阻为R=
9.(2016·河南省百校联考改编)如图甲所示为一电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在如图乙所示的电路中,其中R1=1Ω,R2=R3=2Ω.则下列说法中错误的是( )
甲
乙
A.若C、D间连一电容为C=20μF的电容器,则电容器所带电荷量是1.5×10-5C
B.若C、D间用一导线连接,则电源效率最高
C.若在C、D间连一个理想电流表,其读数是0.375A
D.若在C、D间连一个理想电压表,其读数是0.75V
三、非选择题
10.如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m.当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示.当U=10V时,求电解液的电阻率ρ是多少?
甲
乙
11.如图所示,滑动变阻器R0的滑片P在移动过程中电压表的示数变化范围是0~4V,电流表的示数变化范围是1~0.5A,电源的内阻可忽略不计.求电阻R的阻值、变阻器R0的最大阻值和电源电压U.
第2讲 闭合电路欧姆定律 焦耳定律
一、单项选择题
1.(2017·常州一中)在如图所示电路中,电源电动势为12V,内阻不计,各电阻阻值已在图中标出,开关是闭合的.现将开关断开,测得通过电阻R3的电荷量为1.19×10-5C,则电容器的电容为( )
A.1.75μFB.4.25μFC.5.95μFD.2.48μF
2.(2015·南通三模)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电动机M的线圈电阻为R1.闭合开关S,电动机开始转动,稳定后电路中的电流为I,滑动变阻器接入电路的电阻为R2.则( )
A.电流大小I=
B.电动机两端的电压U=IR1
C.电源的效率η=×100%
D.电动机的机械功率P=IE-I2(R1+R2+r)
3.(2016·扬州四模)图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流.R0为定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是( )
ABCD
A.V1示数减小,A示数增大,=R2
B.V1示数减小,A示数减小,=R1
C.V2示数减小,A示数增大,=R1
D.V2示数不变,A示数增大,=R2
5.(2016·南师附中改编)如图所示,平行金属板中带电质点P原来处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( )
A.R3上消耗的功率逐渐增大
B.电流表读数减小,电压表读数增大
C.电源的输出功率逐渐增大
D.质点P将向上运动
二、多项选择题
6.(2015·南海摸底)在如图所示的图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路.由图象可知( )
A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为2Ω
C.电源的输出功率为2W
D.电源的效率为66.7%
7.(2016·苏州一模)如图所示为一直流电路,电源内阻小于R0,滑动变阻器的最大阻值小于R.在滑动变阻器的滑片P从最右端滑向最左端的过程中,下列说法中错误的是( )
A.电压表的示数一直增大
B.电流表的示数一直增大
C.电阻R0消耗的功率一直增大
D.电源的输出功率先减小后增大
8.(2016·苏北四市三模)如图所示,A为巨磁电阻,当它周围的磁场增强时,其阻值增大,C为电容器,当有磁铁靠近A时,下列说法中正确的有 ( )
A.电流表的示数减小
D.电容器C的电荷量增大
C.电压表的示数变小
D.电源内部消耗的功率变大
A.可求得电源电动势为3V
B.当P滑到变阻器中点G时,电源内电路损耗功率为2.56W
C.当P由A滑到B时电流表示数增大
D.当P由A滑到B时灯泡L变亮
三、非选择题
10.如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略.R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.
(1)S闭合后,稳定时通过R1的电流为多少?
(2)S原来闭合,然后断开,求这个过程中流过R1的总电荷量.
(1)电源的电动势和内阻.
(2)定值电阻R2的阻值.
(3)滑动变阻器的最大阻值.
甲 乙
实验六:
测定金属的电阻率
1.(原创)某同学为了测定金属的电阻率现要测量某一金属丝的电阻Rx,他设计了如图甲所示的测量电路,实验中的电压表为理想电流表.
实验步骤如下所示:
①按图甲连接好实验电路.
②将开关S2断开、开关S1闭合,然后调节电阻箱R和滑动变阻器R',使电压表示数变化明显.待电路稳定后电阻箱和电压表读数如图乙、图丙所示.
③闭合开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后再调节电阻箱R的电阻,使电压表的读数仍然与步骤②中的示数相同,此时电阻箱R的读数R2=80Ω.
(1)在步骤①中电阻箱的读数为R1= Ω,电压表的读数为U= V.
(2)由以上实验测得电阻Rx的阻值为Rx= Ω.
甲 乙
丙
甲 乙
1
2
3
4
5
合金丝的长度L/m
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
电流表读数I/A
0.59
0.51
0.41
0.38
0.33
电流的倒数/A-1
1.69
1.96
2.44
2.63
3.00
(1)如图乙所示,合金丝的直径为 mm.
(2)用表中数据在图丙中画出电流的倒数与合金丝长度的关系图象,合金丝电阻率为 Ω·m.(结果保留一位有效数字)
丙
丁
(3)实验中使用的电流表A是由一只内阻Rg=30Ω、满偏电流Ig=1mA的电流表G改装的.在图丁中虚线框内画出电流表A(0~0.6A量程)的内部电路图,其内阻为 Ω.
3.(改编)某同学想测出在环境温度(室温)下小灯泡(12V,0.11A)的灯丝电阻.
甲 乙
(1)该同学根据自己设计的电路图完成了实物图连接,如图甲所示,请你在图乙中画出该实物图对应的电路图.
(2)该同学合上开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (填“a”或“b”)端.
(3)该同学利用图甲测出了小灯泡电压与标准电阻(R0=20Ω,实验中每测完一组数据都将电源开关断开一段时间后再开始测下一组数据)电压,具体测量数据如下表.为了得出环境温度下灯丝的电阻,此同学在坐标纸上作出灯丝电阻R与电功率P的关系,如图丙所示,图中已作出部分点,请你在相应位置上帮他描出余下点,然后作出R-P图象.
序号
测量数据
计算所得数据
灯丝电
压/mV
标阻电
压/mV
灯丝电
阻/Ω
灯丝电
功率/mW
1
21.1
40.0
10.55
0.042
2
31.8
60.0
10.60
0.095
3
42.8
79.9
10.71
0.171
4
54.4
100.1
10.87
0.272
5
66.3
120.0
11.05
0.398
6
79.1
140.4
11.27
0.555
7
92.6
160.4
11.55
0.743
8
107.3
180.5
11.89
0.968
丙
(4)请你根据以上信息,帮该同学得出环境温度下小灯泡的灯丝电阻为R0= Ω.
4.(2016·泰州一模)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为L= mm.
甲
乙
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径为D= mm.
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为 Ω.
丙
丁
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA、内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~30mA、内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V、内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V、内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V、内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω、允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ、允许通过的最大电流0.5A)
开关S、导线若干
为使实验误差较小,且能测得多组数据进行分析,某同学设计了如图丁所示的电路,试指出其中3处不妥之处:
① .
② .
③ .
5.(2016·苏州一模)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率,用一两端开口的玻璃管通过可移动的密封塞封满一定量的矿泉水.
(1)某同学用如图1所示的游标卡尺的 (填“A”“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图2,则玻璃管的内径d为 cm.
图1
图2
(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图3所示,则该同学接着需要做的实验步骤是:
①换选 (“×10”或“×1k”)挡.② .
图3
图4
图5
(3)该组同学按图4连好电路后,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是( )
A.滑动变阻器阻值太小
B.电路中5、6之间断路
C.电路中7、8之间断路
(4)该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为L,电压表示数为U,电流表示数为I.多次改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的L-图象如图5所示,若图线的斜率为k,则矿泉水的电阻率ρ= (用k、d和常数表示).
实验七:
描绘小灯泡的伏安特性曲线
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表V1(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=15kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ,定值电阻选用 .(均用序号字母填写)
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图.
(3)该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤,描出的伏安特性曲线如图所示,将两个这样的小灯泡并联再与电动势4V内阻为10Ω的电源串联,此时每个小灯泡的发热功率为 W.(结果取两位有效数字)
(1)将图(b)的实物图连接完整.
(2)某次实验时,滑动变阻器的滑片从a向b滑动的过程中,发现电压表和电流表原来几乎没有示数,直到接近b端时示数急剧增大.经检查所有电路连线及仪器都完好,则可能原因是:
.
(3)若描绘出的伏安特性曲线如图(c)所示,则灯泡的额定功率为 W.(保留两位有效数字)
(4)若将两盏这样的灯泡先并联再与电动势12V,内阻2Ω的电源串联,则灯泡的实际功率为 W.(保留两位有效数字)
图(a)
图(b)
图(c)
3.(2015·南通一模)小张和小明测绘标有“3.8V 0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.电源E(4V,内阻约0.4Ω)
B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)
C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω)
E.三个定值电阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)
F.开关及导线若干
(1)小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用 (填“R1”“R2”或“R3”)与电压表 (填“串联”或“并联”),完成改装.
(2)小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中的电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:
① ;
② .
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 (填图中表示导线的序号)出现了 (填“短路”或“断路”).
4.(2015·泰州一模)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(6V 500mA)
B.电流表A(0~0.6A 内阻约0.5Ω)
C.电压表V(0~3V 内阻2kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~1kΩ 100mA)
E.滑动变阻器R2(0~5Ω 1.5A)
F.电阻箱R3(0~9999.9Ω)
G.直流电源E(约6V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(1)将电压表量程扩大为9V,与它串联的电阻箱的阻值应为 kΩ.
(2)图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”).
甲
(3)实验中,变阻器滑片P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5~6.0V间变化,则电路中出现的故障可能是
.
(4)排除故障后,通过实验描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,则常温下灯丝的电阻为 Ω.若灯丝温度每升高1℃,电阻增大约为常温下电阻的万分之八,则将该小灯泡与一电动势为6V、内阻为5Ω的电池组连接时,灯丝的温度约为 ℃(保留两位有效数字).
乙
(5)若电压表V的实际阻值小于2kΩ,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的 (填“上方”或“下方”).
5.(2014·苏州一模)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图所示的电路图.请回答下列问题:
(1)请将图中的实物连线按电路图补充完整.
(2)考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
(3)在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零.原因可能是图中的 (填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)处接触不良.
(4)实验测得表格中的7组数据.请在坐标纸上作出该元件的I-U图线.
序号
电压/V
电流/A
1
0.00
0.00
2
0.40
0.02
3
0.80
0.05
4
1.20
0.12
5
1.60
0.20
6
2.00
0.31
7
2.40
0.44
(5)为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标I、U,由R=求得.乙同学作出该点的切线,求出切线的斜率k,由R=求得.其中 (填“甲”或“乙”)同学的方法正确.
6.(改编)光伏太阳能电池在没光照和没储存电能时它相当于一个电学原件,当有光照时它相当于一个电源.那么光伏电池在这两种状态下的伏安特性曲线是否一样呢?
兴趣小组的同学于是设置了如下实验:
实验一、没光照和没储存电能的情况下:
(1)为测没光照和没储存电能的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,请将图甲所示的电路图连成一个完整的实验电路图.
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙所示的I-U图象.由图可知,当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为r1= Ω.(保留一位有效数字)
甲
乙
丙
丁
实验二、在充足的光照情况下:
(3)为测有充足光照的情况下太阳能电池的伏安特性曲线,该实验小组设计了如图丙所示的电路图,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a,再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,如图丁所示.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5V.则滑动变阻器的测量电阻为R= Ω;曲线b外电路消耗的电功率为P= W.(计算结果保留两位有效数字)
实验八:
测量电源的电动势和内阻
1.(原创)某同学用图1所示的原理图来测定某电源的电动势和内阻.实验时调节电阻箱的阻值并读出相应的电流值.通过多次实验最后得到了如图2所示的-图象.已知R0=8Ω.试分析下列问题.
图1
图2
图3
图4
(1)请根据图1将图3所示的实物图连接好.
(2)某此实验中电阻箱的示数如图4所示,则实验中电阻箱的阻值为R= Ω.
(3)图线的斜率是k= A-1/Ω-1,图象在纵轴上的截距为a= Ω-1;由此可得电池电动势E= V,电源的内阻r= Ω.(k、E、r计算保留三位有效数字)
2.(2015·江苏卷)小明利用如图甲所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.
甲
(1)图甲中电流表的示数为 A.
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
U/V
1.45
1.36
1.27
1.16
1.06
I/A
0.12
0.20
0.28
0.36
0.44
请根据表中的数据,在坐标系中作出U-I图线.
乙
由图线求得电动势E= V,内阻r= Ω.
(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合.其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为 .
3.(2016·无锡一模)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:
一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9Ω)和若干导线.
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 Ω.
1
2
3
4
5
6
R/Ω
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I/mA
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR/V
1.43
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
/A-1
66.7
53.5
40.3
33.9
27.8
20.8
从表格中给定的量任选两个作为纵轴和横轴的变量,在图乙中作出相应图线;并根据图线求出电池的电动势E= V,内阻r= Ω.
甲
乙
4.(2016·南通、泰州、扬州、淮安二模)测量电源的电动势和内阻,提供的器材如下:
A.待测电源(电动势约为8V、内阻约为2Ω)
B.电压表V(0~3V、内阻约3kΩ)
C.电流表A(0~1A)
D.电阻箱R(0~99999.9Ω)
E.滑动变阻器(0~20Ω)
F.滑动变阻器(0~100Ω)
G.开关、导线若干
甲
乙
(1)采用图甲所示电路测量电压表的内阻RV.调节电阻箱R,使电压表指针满偏,此时电阻箱示数为R1;再调节电阻箱R,使电压表指针指在满刻度的一半处,此时电阻箱示数为R2.
①电压表内阻RV= .
②关于上述实验,下列说法中正确的有 .
A.实验中电源可使用待测电源
B.闭合开关S前,应将电阻箱阻值调到最小
C.调节电压表满偏时,电阻箱的阻值是逐渐增大的
D.实验中忽略了电源的内阻,会使测量值偏大
(2)若测得电压表内阻RV=3010Ω,与之串联R= Ω的电阻,将电压表的量程变为9V.
(3)为测量电源的电动势和内阻,请用笔画线代替导线,将图乙电路连接完整.实验中,滑动变阻器应选择 (填“E”或“F”),并指出产生实验误差的一个原因:
.
5.(2016·苏北四市三模)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻,可
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