第七章章末达标验收.doc

(教师用书独具)
(时间：50分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得2分，有错选或不答的得0分)
1．如图1是电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表的示数为U，电流表示数为I，通电时间是t，下面的说法正确的是(　　)

图1
A．It是时间t内流到铜板上的阳离子带的总电荷量
B．IUt是时间t内该电路所产生的总焦耳热
C．IUt是时间t内该电路消耗的总电能
D．IU是电能转化成化学能的功率
解析：选AC　由电流的定义式I＝知It是时间t内流到铜板上的阳离子的总电荷量，A正确；由W＝IUt知，IUt是时间t内该电路消耗的总的电能，少部分产生焦耳热，大部分转化为化学能，故B、D错，C正确。
2.在如图2所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是(　　)

图2
A．电动机的输出功率为14 W
B．电动机两端的电压为7 V
C．电动机产生的热功率为4 W
D．电源输出的电功率为24 W
解析：选B　电动机与定值电阻R0之间串联，电流相等，大小等于电流表示数为2.0 A，由闭合电路的欧姆定律可得，电动机两端电压的大小为UM＝E－I(r＋R0)＝7 V，所以电动机的输出功率为：P＝UMI－I2RM＝12 W，A错误，B正确；电动机的热功率：PrM＝I2RM＝2 W，C错误；电源的输出功率为：P出＝EI－I2r＝20 W，D错误。
3．(2012·山东四市联考)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图3所示的电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区。则(　　)

图3
A．电灯L变亮　　　　　　　　 B．电灯L变暗
C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大
解析：选AC　探测装置进入强磁场区以后，磁敏电阻阻值变大，回路的总电阻变大，总电流变小，电流表示数减小，电源内电阻分压变小，路端电压变大，电灯L亮度增加，A、C正确，B、D错误。
4．(2012·银川模拟)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图4甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后连在电压恒为U 的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有(　　)

图4
A．P1＝4PD B．PD＝
C．PD＝P2 D．P1<4P2
解析：选D　由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后连在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当三者按照题图所示电路连接时，电阻器D两端电压小于U，故其电阻大于两个标准电阻R1、R2的阻值，因而通过电阻器D的电流要小于通过电阻R2的电流，即IR1<2IR2，据此可知D正确。
5.在如图5所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流再次达到稳定后，则与P移动前相比(　　)

图5
A．电流表示数变小，电压表示数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C的电荷量增加
D．电源的总功率变大
解析：选AC　当触头P向a端移动时，滑动变阻器有效阻值增大，回路中总电流I减小，路端电压U＝E－Ir，故U增大，A正确，B错误；电容器两端电压增大，电荷量增加，C正确；电源的总功率P＝IE减小，D错误。
6.如图6所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法不正确的是(　　)

图6
A．电源1和电源2的内阻之比是11∶7
B．电源1和电源2的电动势之比是1∶1
C．在这两种状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
解析：选CD　两电源的电动势相同，均为10 V，电源1和电源2的内阻之比是11∶7，小灯泡消耗的功率分别为15 W和27.5 W，两种连接状态下，小灯泡的电阻分别为 Ω和 Ω，电阻之比为33∶50。本题选CD。
7.(2012·湖北八校联考)在如图7所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障(　　)

图7
A．R1短路　　　　　　 B．R2短路
C．R3短路 D．R1断路
解析：选A　R1断路和R2短路，电流表读数为零，则B、D错误；R1短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电流表读数增大，电压表读数U＝IR3增大，则A正确；R3短路，电压表读数为零，则C错误。
8. (2012·合肥质检)如图8所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻R3为定值电阻，R1、R2为滑动变阻器，A、B为电容器两个水平放置的极板。当滑动变阻器R1、R2的滑动触头处于图示位置时，A、B两极板间的带电油滴静止不动。则下列说法中正确的是(　　)

图8
A．把R2的触头向右缓慢移动时，油滴向下运动
B．把R1的触头向右缓慢移动时，油滴向上运动
C．缓慢增大极板A、B间的距离，油滴静止不动
D．缓慢减小极板A、B的正对面积，油滴向上运动
解析：选B　因为滑动变阻器R2与平行板电容器串联，故无论R2变大还是变小，电容器两极板间的电压都等于路端电压，故A错误；当滑动变阻器R1的滑动触头向右移动时，接入电路的电阻变大，则电路的总电阻变大，电流变小，内电压变小，路端电压变大，电容器两极板间的电压变大，所以电场力变大，油滴向上运动，故B正确；当增大极板间的距离时，因为电压不变，由E＝，电场强度变小，故电场力变小，油滴向下运动，C错误；当减小极板的正对面积时，因为电压不变，A、B两极板间距离不变，则电场力不变，油滴静止不动，故D错误。
9．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图9甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是(　　)

图9
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
解析：选D　由乙图知从t1～t2内，电流均匀变大，说明压敏电阻阻值变小，受到的压力逐渐变大，知小车一定向右做加速度变大的运动，A、B错；从t2～t3时间内，电流恒定但比0～t1时间内电流大，说明压敏电阻阻值比原来小且恒定，故它一定受到了恒定的压力，小车必做匀加速直线运动，D正确。
10．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图10所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω。电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了(　　)

图10
A．35.8 W B．43.2 W
C．48.2 W D．76.8 W
解析：选B　电动机未启动时，U＝E－Ir＝12 V，P灯＝UI＝120 W，R灯＝＝1.2 Ω，
电动机启动时，U′＝E－I′r＝9.6 V
车灯消耗的电功率为P灯′＝＝ W＝76.8 W
ΔP＝P灯－P灯′＝120 W－76.8 W＝43.2 W。
11．如图11甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻，(1)断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－图线，(2)断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知(　　)

图11
A．电源电动势为3.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．Rx的阻值为0.5 Ω
D．S1断开、S2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小
解析：选BC　由I＝得R＝－r，则R－图象的斜率k＝E＝2.0 V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，B选项正确，S2断开，S1闭合时，R＋r＝；S1断开，S2闭合时，Rx＋R＋r＝，所以，Rx＝－＝0.5 Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以，电路中的外电阻大于内阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，D选项错误。
12.(2012·盐城质检)如图12所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是(　　)

图12
A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数也增大
B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小
C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
解析：选C　当P向a移动时，R2阻值减小，总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，因R1的阻值不变，所以R1两端的电压U1＝IR1增大，R2两端的电压U2减小，因为路端电压减小，所以R2的电压减小量大于R1的电压增大量；同理可分析，当P向b移动时，U1减小，U2增大，R2的电压增大量大于R1的电压减小量，故选项C正确。
二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和解答步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(12分)在实验室中，小叶同学想测出某种材料的电阻率。
(1)由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“×100 Ω”挡时发现指针偏转情况如图13所示，则样品的电阻约为________ kΩ。为了测量更准确些，他应该换用________挡(填“×10 Ω”或“×1 k”)重新测量。换挡后，在测量前先要________。

图13
(2)另一同学想利用学过的电路知识，设计实验电路，精确测出该段样品的阻值。除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：
电流表A1：量程1 A，内阻r1约为0.5 Ω
电流表A2：量程约30 mA，内阻r2约200 Ω
电压表V1：量程6 V，内阻RV1为20 kΩ
电压表V2：量程10 V，内阻RV2约30 kΩ
滑动变阻器R1：0～20 Ω，额定电流2 A
滑动变阻器R2：0～2 000 Ω，额定电流1 mA
电源E：电动势为12 V，内阻r约2 Ω
①请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图，并在图上标注出所选器材的符号。
②若该段圆柱形材料的长为L，直径为d，选用一组电表的数据表示这种材料电阻率ρ＝________，式中符号的含义为________。
解析：(1)电阻Rx＝170×100 Ω＝17 kΩ。用“×100 Ω”挡指针偏角过小，说明该电阻为较大电阻，所选倍率过小，应换较大倍率“×1 k”挡，换挡后重新欧姆调零。
(2)①通过该电阻的电流最大值约为：Im＝≈0.7 mA，故所给两电流表量程过大，不能用来测量通过待测电阻Rx的电流；所给电压表V1内阻已知，且内阻与待测电阻的阻值相差不大，若电压表V1与待测电阻Rx串联接在电源两端，电压表V1分压值完全可以达到3 V以上，I1＝即为通过待测电阻的真实电流；用量程较大的电压表V2测电压表V1与待测电阻Rx串联的总电压为U2，则U2－U1为待测电阻的真实电压；所给滑动变阻器R1、R2的阻值均比待测电阻小很多，所以供电电路只能用分压式，若用R2，电路中最小电流为I＝＝6 mA，滑动变阻器R2则会被烧坏，所以滑动变阻器选R1。电路图如图所示。
②由欧姆定律可得：Rx＝＝，结合电阻定律：Rx＝ρ＝，两式联立可解得：ρ＝。　
答案：(1)17　×1 k　欧姆调零　(2)①图见解析　②　U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数
14．(8分)一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率；
(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；
(3)线圈的电阻。
解析：(1)电动机的输入功率
P入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W。
(2)电动机提升重物的机械功率
P机＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4W。
根据能量关系P入＝P机＋PQ，得生热的功率
PQ＝P入－P机＝(0.6－0.4)W＝0.2 W。
所产生热量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J。
(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻R＝＝ Ω＝5 Ω。
答案：(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω
15. (10分)在如图14所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω。电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF。电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4的总电量。

图14
解析：由电阻的串、并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝＋r
由欧姆定律得，通过电源的电流I＝
电源的路端电压U＝E－Ir
电阻R3两端的电压U′＝U
通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′
由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4 C
答案：2.0×10－4 C
16．(10分)如图15所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W，电阻R1为4 Ω，R2为6 Ω，电源内阻r为0.6 Ω，电源的效率为94%，求：

图15
(1)a、b两点间的电压；
(2)电源的电动势。
解析：(1)电源内部热功率P内＝I2r
又P内＝P总(1－η)
故I＝ ＝2 A
由于R1、R2并联，所以
Uab＝I＝4.8 V
(2)由P总＝IE得E＝＝20 V
答案：(1)4.8 V　(2)20 V