1、【 精品教育资源文 库 】 第十章 恒定电流 时间 :60分钟 分值 :100分 一、选择题 (每小题 6分 ,共 48分 ) 1.在输液时 ,药液有时会从针口流出体外 ,为了及时发现 ,设计了一种报警装置 ,电路如图所示。 M是贴在针口处的传感器 ,接触到药液时其电阻 RM发生变化 ,导致 S两端电压 U增大 ,装置发出警报 ,此时 ( ) A.RM变大 ,且 R越大 ,U增大越明显 B.RM变大 ,且 R越小 ,U增大越明显 C.RM变小 ,且 R越大 ,U增大越明显 D.RM变小 ,且 R越小 ,U增大越明显 答案 C 当传感器接触药液时 ,其阻值发生变化 ,导致 S 两端电压 U增大
2、 ,则 M两端电压减小 ,可知 RM应变小 ;R与 RM构成并联电路 ,其并联总电阻为 R 并 = = ,可知当 R越大 ,RM减小相同值时 ,R 并 减小得越多 ,因此 S两端电压增大越明显 ,选项 C正确。 2.功率为 10 W的发光二极管 (LED灯 )的亮度与功率为 60 W 的白炽灯相当。根据国家节能战略 ,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有 2只 60 W的白炽灯 ,均用 10 W的 LED灯替代 ,估算出全国一年节省的电能最接近 ( ) A.810 8 kWh B.810 10 kWh C.810 11 kWh D.810 13 kWh 答案 B 假设每户每天只亮灯
3、5个小时 ,每户每年节电 E=2(60 -10)10 -35365 kWh=182.5 kWh 。假设每户有 3口人 ,全国有 4亿户左右。节电总值为 E 总 =410 8182.5 kWh=7.310 10 kWh,故 B 正确。 3.如图所示 ,C为两极板水平放置的平行板电容器 ,闭合开关 S,当滑动变阻器 R1、 R2的滑片处于各自的中点位置时 ,悬在电容器 C两极板间的带电尘埃 P恰好处于静止状态。要使尘埃 P向下加速运动 ,下列方法中可行的是 ( ) 【 精品教育资源文 库 】 A.把 R2的滑片向左移动 B.把 R2的滑 片向右移动 C.把 R1的滑片向左移动 D.把开关 S断开
4、 答案 A 尘埃 P处于静止状态 ,则重力与电场力平衡。若尘埃向下加速运动 ,则电场力减小 ,电容器两极板间的电压减小 ,故向左移动 R2的滑片可以实现这种变化 ,A 正确、 B错。由于稳定时 R1支路无电流 ,故无论如何移动 R1的滑片 ,电容器两极板间的电压都不会改变 ,故尘埃仍平衡 ,C 错误。断开开关 S,电容器两极板间电压增大 ,极板间场强增大 ,尘埃所受电场力增大 ,其向上加速运动 ,故 D错。 4.当电阻两端加上某一稳定电压时 ,通过该电阻的电荷量为 0.3 C,消耗的电能为 0.9 J。 为在相同时间内使 0.6 C的电荷量通过该电阻 ,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 (
5、 ) A.3 V 1.8 J B.3 V 3.6 J C.6 V 1.8 J D.6 V 3.6 J 答案 D 设两次加在电阻 R 上的电压分别为 U1和 U2,通电的时间都为 t。由公式 W1=U1q1和 W1= t可得 :U1=3 V, =0.1。再由 W2=U2q2和 W2= t可求出 :U2=6 V,W2=3.6 J,故选项 D正确。 5.一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒 ,其材料的电阻率为 , 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
6、. C.nev D. 答案 C 金属棒的电阻 R= ,自由电子定向移动形成的电流 I=neSv,金属棒两端电压 U=IR,故金属棒内的电场强度 E= = =nev, 选项 C正确。 【 精品教育资源文 库 】 6.如图所示 ,电源内阻不可忽略 ,电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡 L上标有 “6 V 12 W” 字样 ,电动机的线圈电阻 RM=0.50 。若灯泡正常发光时 ,电源的输出电压为 12 V,此时 ( ) A.整个电路消耗的电功率为 24 W B.电动机的热功率为 12 W C.电动机的输出功率为 12 W D.电动机的输入功率为 12 W 答案 D 小灯泡正常发光 ,由 I=
7、=2 A,得电路中电流为 2 A,电动机的热功率 Q=I2R M=2 W,B错误。电源的输出功率 P 出 =UI=122 W=24 W, 因电源内阻不可忽略 ,A 错误。电动机的输入功率 P 入=(U-UL)I=(12-6)2 W=12 W,D 正确 ,C 错误。 7.电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的 实验中得到的实验图线如图所示 ,图中 U为路端电压 ,I为干路电流 ,a、 b为图线上的两点 ,相应状态下电源的效率分别为 a、 b。由图可知 a、 b的值分别为 ( ) A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 答案 D 电源的效率 = = 。
8、a点对应的路端电压 U为 4个格所对应的值 ,而电动势 E为 6个格所对应的值。因此 a= ;b点对应的路端电压为 2个格所对应的值 ,因此 b= 。故 D项正确。 8.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻 R1、 R2的电压与电流 的关系如图所示。用此电源和电阻 R1、R2组成电路。 R1、 R2可以同时接入电路 ,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大 ,可采用的接法是( ) 【 精品教育资源文 库 】 A.将 R1单独接到电源两端 B.将 R2单独接到电源两端 C.将 R1、 R2串联后接到电源两端 D.将 R1、 R2并联后接到电源两端 答案 A 由题意知电源的电动势 E=3 V,
9、内阻 r=0.5 ,R 1=0.5 ,R 2=1 , 由电源的输出功率特点可知A 对。 二、非选择题 (共 52分 ) 9.(12分 )小亮同学为研究某电学元件 (最大电压不超过 2.5 V,最大电流不超过 0.55 A)的伏安特性曲线 ,在实验室找到了下列实验器材 : A.电压表 (量程是 03 V,内阻是 6 k) B.电压表 (量程是 015 V,内阻是 30 k) C.电流表 (量程是 00.6 A,内阻是 0.5 ) D.电流表 (量程是 03 A,内阻是 0.1 ) E.滑动变阻器 (阻值范围 05 ), 额定电流为 0.6 A F.滑动变阻器 (阻值范围 0100 ), 额定电流
10、为 0.6 A 直流电源 (电动势 E=3 V,内阻不计 ) 开关、导线若干。 该同学设计电路并进行实验 ,通过实验得到如下数据 (I和 U分别表示电学元件 上的电流和电压 )。 I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 为提高实验结果的准确程度 ,电流表选 ;电压表选 ;滑动变阻器选 。 (以上均填写器材代号 ) 请在下面的方框中画出实验电路图 ; 【 精品教育资源文 库 】 在图 (a)中描出该电学元件的伏安
11、特性曲线 ; 图 (a) 据图 (a)中描出的伏安特性曲线可知 ,该电学元件 的电阻随温度而变化的情况为 : ; 把本题中的电学元件接到图 (b)所示电路中 , 图 (b) 若电源电动势 E=2.0 V,内阻不计 ,定值电阻 R=5 , 则此时该电学元件的功率是 W。 答案 C A E 如图 1所示 如图 2所示 元件电阻随温度升高而增大 0.165(0.1400.180 均可 ) 解析 由实验数据知电压最大为 2.00 V,电流最大为 0.50 A,采用分压电路测量 ,滑动变阻器用阻值范围小的 ,所以选用 C、 A、 E。 见答案。 见答案。 元件电阻随温度升高而增大 (由图可看出 )。 画
12、出 R的伏安特性曲线 ,R 与待测元件串联。电流相同 ,见答图 2,I=0.28 A,U=0.59 V,P=0.165 W。 【 精品教育资源文 库 】 10.(12 分 )某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势 E和内电阻 r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱 (最大阻值为 999.9 , 可当标准电阻用 )、一只电流表 (量程 Ig=0.6 A,内阻 rg=0.1 ) 和若干导线。 请根据测定电动势 E和内电阻 r的要求 ,设计图甲中器件的连接方式 ,画线把它们连接起来。 接通开关 ,逐次改变电阻箱的阻值 R,读出与 R对应的电流表的示数 I,并
13、作记录。当电阻箱的阻值R=2.6 时 ,其对应的电流表的示数如图乙所示。处理实验数据时 ,首先计算出每个电流值 I的倒数 ;再制作 R- 坐标图 ,如图丙所示 ,图中已标注出了 的几个与测量对应的坐标点。请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上。 在图丙上把描绘出的坐标点连成图线。 根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E= V,内电阻 r= 。 答案 见图甲 图甲 【 精品教育资源文 库 】 见图 乙 见图乙 1.5(1.461.54) 0.3(0.250.35) 解析 见答案 由欧姆定律 I= 得 R= -(r+rg),由图像斜率和截距可得答案。 11.(14 分 )如图是用
14、直流发电机为保温室中电热器供电的电路图 ,直流发电机的电动势为 250 V,内阻为0.50 , 输电线电阻 R1=R2=1.0 。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温 ,每只电热器的额定电压为 200 V,额定功率为 1 000 W,其他电阻不计 ,也不考虑电热器电阻随温度的变化。求 : (1)为使电热器能正常工作 ,应接入 多少个电热器 ; (2)在电热器正常工作状态下 ,直流发电机对保温室供热的效率 ; (3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。 答案 (1)4 (2)80% (3)6 250 W 解析 (1)设接通 n个电热器时 ,实际使用的电热器都能正常工作 ,此时干路的电
15、流为 I,有 I= = A=20 A 电热器的额定电流 I 额 = = A=5.0 A n= = =4 【 精品教育资源文 库 】 (2)设正常工作时干路电流为 I,直流发电机对保温室供热的效率为 : = = 100%=80% (3)设电热器消耗的总电功率最大时的电流为 I1: P 热总 = R 热总 I1= P 热总 = 当 R 热总 =r+R1+R2时 ,电热器消耗的总电功率有最大值 Pm= =6 250 W 12.(14 分 )在如图所示的电路中 ,R1=2 ,R 2=R3=4 , 当开关 K接 a时 ,R2上消耗的电功率为 4 W,当开关 K接 b 时 ,电压表示数为 4.5 V,试求 : (1)开关 K接 a时 ,通过电源的电流和电源两端的电压 ; (2)开关 K接 b时 ,电源的电动势和内电阻 ; (3)开关 K接 c时 ,通过 R2的电流。 答案 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 (3)0.5 A 解析 (1)K接 a时 ,R1被短路 ,外电阻为 R2,根据电功率公式可得 P= R2 通过电源的电流 I1= =1 A 电源两端的电压 U1=I1R2=4 V (2)K接 a时 ,有 E=U1+I1r=4+r 【 精品教育资源文 库 】 K接 b时 ,R1和 R2串联
