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单元检测 恒定电流
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一、选择题(本题8小题,每小题7分,共56分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)
1.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V。若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端,则灯泡消耗的电功率( )
A.等于36 W B.小于36 W,大于9 W
C.等于9 W D.小于9 W
2.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω。电流表和电压表均为抱负电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是( )
A.2 A B.8 A C.50 A D.58 A
3.如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )
A.R1接在电源上时,电源的效率高 B.R2接在电源上时,电源的效率高
C.R1接在电源上时,电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大
4.如图所示电路中,R0为定值电阻,当滑片P向右移动过程中,下列推断正确的是( )
A.电压表V1、电流表A的读数都增大
B.电压表V1与电流表A读数的比值保持不变
C.电压表V2与电流表A读数的比值保持不变
D.电压表V1、电流表A读数变化量的比值保持不变
5.硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,高速大路上安装的“电子眼”通常也接受硅光电池供电。硅光电池的原理如图所示,a、b是硅光电池的两个电极,P、N是两块硅半导体,E区是两块半导体自发形成的匀强电场区,P的上表面镀有一层增透膜。光照射到半导体P上,使P内受原子束缚的电子成为自由电子,自由电子经E区电场加速到达半导体N,从而产生电动势,形成电流。以下说法中正确的是( )
A.E区匀强电场的方向由P指向N
B.电源内部的电流方向由P指向N
C.a电极为电池的正极
D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
6.如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线。用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V。则该电路可能为( )
7.如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则( )
A.电容器中的电场强度将增大 B.电容器上的电荷量将削减
C.电容器的电容将减小 D.液滴将向下运动
8.某同学按如图电路进行试验,电压表内阻看做无限大,电流表内阻看做零。试验中由于电路发生故障,发觉两电压表示数相同了(但不为零),若这种状况的发生是由用电器引起的,则可能的故障缘由是( )
A.R3短路 B.RP短路 C.R3断开 D.R2断开
二、非选择题(共44分)
9.(14分)(2011·安徽理综)(1)某同学使用多用电表粗略测量肯定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1 k”挡位,测量时针偏转如图甲所示。请你简述接下来的测量过程:
甲
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
(2)接下来接受“伏安法”较精确 地测量该电阻的阻值,所用试验器材如图乙所示。
乙
其中电压表内阻约为5 k,电流表内阻约为5 Ω。图中部分电路已经连接好,请完成试验电路的连接。
(3)图丙是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量________;当S旋到位置______时,可用来测量电流,其中S旋到位置______时量程较大。
丙
10.(12分)一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器,接成如图甲所示的电路。滑动变阻器最大阻值为R0=22 Ω,电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示,图中U=12 V的直线为图线的渐近线,试求:
(1)电源电动势E和内阻r;
(2)A、B空载时输出电压的范围;
(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时,干路电流不能超过2 A,A、B两端所接负载电阻至少多大。
11.(18分)电路如图所示,电源电动势E=28 V,内阻r=2 Ω,电阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板距离相等,极板长l=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)
参考答案
1.B 解析:若白炽灯泡的电阻不变,由P=得电压减小一半,灯泡消耗的电功率为原来的,即P=9 W,实际上电阻减小,则灯泡消耗的实际电功率应大于9 W,故选项B正确。
2.C 解析:只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=12 V+10×0.05 V=12.5 V,R灯== Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为:I电动机=-I′= A-8 A=50 A,故选项C正确。
3.A 解析:电源的效率η===,由于R1>R2,故R1接在电源上时,电源的效率高,A项正确,B项错误;将电阻接在电源上,电阻的UI图象与电源两端电压与电流关系图象的交点,表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图象中只可看出电流的数值,由于图线的斜率等于电阻的阻值,由图象可知,R2与电源的内阻相等,所以电源接R2时比接R1时输出功率大,故C、D错。
4.CD 解析:滑片P向右移动,R接入电路中的电阻增大,总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I减小,内电压U内=Ir减小,外电压U外=E-U内增大,R0的电压V2减小,R的电压V1增大,故选项A错误;R0为定值电阻,电压表V2与电流表A读数的比值保持不变,R接入电路中的电阻增大,电压表V1与电流表A读数变化量的比值增大,故选项B错误,C正确;电压表V1、电流表A读数变化量的比值为内阻与R0之和,选项D正确。
5.C 解析:由于自由电子经E区电场加速到半导体N,所以E区匀强电场的方向由N指向P,选项A错;因正电荷定向移动的方向为电流方向,与电子移动方向相反,所以选项B错;由电流方向知,选项C正确;由题意知硅光电池是一种把光能转化为电能的装置,选项D错。
6.B 解析:由题图可知电源电动势为6 V,电源内阻为0.5 Ω。对A图I== A=4 A,U=IR外=4 V;对B图,I==2.4 A,U=IR外=4.8 V;对C图,I==0.63 A,U=5.68 V;对D图,I==1.2 A,U=5.4 V。故B项正确。
7.BD 解析:若将滑片向左移动,则R总增大,干路电流减小;R2两端电压减小,因电容器与R2并联,所以电容器两端电压减小,电荷量削减,电场强度减小,液滴将向下运动,故B、D对,A错;由平行板电容器电容C=可知,电容器的电容不变,选项C错误。
8.BD 解析:由电路分析可知,若R3短路,则RP、R2被短路,这时,电压表V2示数为零,A错;若RP短路,电压表V2两端电压,即为R3两端电压,和电压表V1示数应相同,B对;若R3断开,电压表V2所测量的为R2两端电压,而电压表V1所测量的为R2和RP两端电压,故C错;若R2断开,电压表V2和V1都测量R3两端电压,故D对。
9.答案:(1)①断开待测电阻,将选择开关旋到 “×100”挡
②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0”
③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值
(2)如图所示
(3)电阻 1、2 1
10.答案:(1)12 V 2 Ω (2)0~11 V (3)4.9
解析:(1)由乙图可知,当R→∞时,E=12 V
而当U=6 V时,应有r=R=2 Ω。
(2)当滑片滑至上端时,UAB最大
Umax=E=11 V
当滑片滑至下端时,UAB为零
因此,A、B空载时输出电压范围为0~11 V。
(3)A、B两端接某一负载电阻后,滑动变阻器滑片移至上端时,干路电流最大。
此时I=
为了电源不过载,应保证I≤2 A
代入数据得Rx≥4.9 Ω
即所接负载电阻最小值为4.9 Ω。
11.答案:(1)6.0×10-12 C (2)不能从C的电场中射出。
解析:(1)S断开时,电阻R3两端电压为U3=E=16 V
S闭合后,外阻为
R==6 Ω
端电压为U=E=21 V
电阻R3两端电压为U3′=U=14 V
则所求流过R4的总电荷量为
ΔQ=CU3-CU3′=6.0×10-12 C。
(2)设微粒质量为m,电荷量为q,当开关S断开时有:=mg
当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则mg-=ma
设微粒能从C的电场中射出,则水平方向:t=
竖直方向:y=at2
由以上各式求得:y=6.25 m>
故微粒不能从C的电场中射出。
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