1、单元素养检测(四)(第4章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题，每小题3分，共27分)1.下列做法中符合安全用电的是()A.直接用湿手接触带电设备B.移动家用电器前先断开电源C.遇到用电器着火立即泼水灭火D.发现有人触电时直接用手去拉触电者【解析】选B。水是导体，用湿手接触带电设备时，可能会因导电而发生触电事故，故A错误；移动家用电器时一定要断开电源，防止触电，故B正确；普通的水是导电的，发现用电器着火，不能用水浇，可以用干粉灭火器，故C错误；当发现有人触电时，应该立即采取的措施是：迅速切断电源或用绝缘体挑开电线，不能用手拉开电线和触电的人，这样自己也
2、会触电，故D错误。2.使用家电时，以下做法中，有利于节约用电的是()A.停用空调时，只通过遥控器关机B.使用空调时总将其自动温度控制器设定在16 C.看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关D.使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速挡【解析】选C。停用空调时，可以通过遥控器关机，但对节约用电无作用，可以拔除电源，因为待机电路要耗少部分电，故A错误；使用空调时总将其自动温度控制器设定在16 会耗电多，当内外温差较小时较省电，故B错误；看完电视不是通过遥控器关机，而是及时关闭电源总开关，可以给待机电路断电，省电，故C正确；使用电风扇时，不管温度多高，都将风扇开到最高风速挡，耗电
3、较多，故D错误。故选C。3.关于电源电动势的说法，正确的是()A.电源的电动势大小等于路端电压B.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变D.一节新电池的电动势都是1.5 V【解析】选C。电源电动势大小等于外电路断路时的路端电压，故A错误；电源电动势的大小是由电源中非静电力的性质决定的，跟外电路无关，故B错误，C正确；我们常用的干电池的电动势为1.5 V但是不一定都是，D错误。故选C。【补偿训练】关于闭合电路，下列说法正确的是()A.电源短路时，放电电流为无限大B.电源短路时，内电压等于电源电动势C.用电器增加时，路端电压一定增大D.把电
4、压表直接和电源连接时，电压表的示数总等于电源电动势【解析】选B。电源被短路时，电源电流为：I=，由于电源有内电阻，故电流不是无限大，内电压等于电源电动势，故A错误，B正确；当用电器增加，可能是串联的用电器增加，也可能是并联的用电器增大。当串联的用电器增加时，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律知，路端电压一定增大；当并联的用电器增多时，总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律知，路端电压一定减小，故C错误；据闭合电路的欧姆定律知，内外电路上的电压之和等于电源电动势，电压表直接和电源连接时，电压表的示数表示外电压，故D错误。故选B。4.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫
5、，如图为科沃斯520扫地机器人，已知其工作额定电压为15 V，额定功率为30 W，充电额定电压为24 V，额定电流为0.5 A，充电时间约240 min，电池容量为2 000 mAh，则下列说法正确的是()A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作的电压为24 VC.机器人正常工作时的电流为4 AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时【解析】选D。电池容量是指电池的存储电量，即电流与时间的乘积，单位是“Ah”，不是储存电能的大小，故A错误；机器人正常工作的电压为15 V，故B错误；机器人正常工作时的电流I= A=2 A，故C错误；机器人充满电后一次工作时间为t= h=1 h，故
6、D正确。故选D。5.如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知()A.R的阻值为0.5 B.电源电动势为4.0 V，内阻为0.5 C.电源的短路电流为1.0 AD.电源内部消耗功率为2.0 W【解析】选D。由图像可知，外电阻R= =2 ，故A错误；由图像可知，电源电动势E=4.0 V，短路电流I短=2.0 A，电源内阻r=2 ，故B、C错误；由两图像的交点坐标，可得电阻两端的电压为2 V，流过电阻的电流为1.0 A，电源内部消耗的功率为P=I2r=122 W=2 W，故D正确。故选D。【补偿训练
7、】如图是根据某次测定电源的电动势和内阻的实验记录的数据作出的路端电压U与干路电流I的图线，下列说法正确的是()A.路端电压U越大，干路电流I越大B.横轴截距表示短路电流，即I0=0.4 AC.此电源的内阻为5 D.此电源的最大输出功率为0.5 W【解析】选D。根据I=知，U越大，电流越小，故A错误；由图示图像可知，外电路电压为1.2 V时，电路电流为0.4 A，横轴截距不是短路电流，故B错误；图像的斜率的绝对值等于电源的内阻，电源内阻r= =2 ，故C错误；图像与纵轴截距的坐标值是电源电动势，由图像可知，电源电动势E=2 V，最大输出功率为P=0.5 W，故D正确，故选D。6.一个电源接9 电
8、阻时，电源两端的电压为1.8 V，接19 电阻时，电源两端的电压为1.9 V，则电源的电动势和内阻分别为()A.2 V1.5 B.2.5 V1.5 C.2 V1.0 D.2.5 V1.0 【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)闭合电路的欧姆定律的三种表达式：E=U+Ir，E=I(r+R)，E=(R+r)。(2)根据闭合电路欧姆定律分别列出两不同电阻的电压表达式，联立组成方程组求解电源的电动势E和内电阻r。【解析】选C。根据闭合电路欧姆定律得：E=(R1+r)E=(R2+r)联立组成方程组得：r=1 ，E=2 V；故C正确，A、B、D错误。故选C。7.如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，
9、其中R3为用半导体热敏材料(温度升高，电阻值减小)制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器，当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()A.I变大，U变大B.I变大，U变小C.I变小，U变小D.I变小，U变大【解析】选C。当出现火情时，热敏电阻R3的阻值减小，则外电路总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大；由：U=E-Ir可知，路端电压减小，则图中报警器两端的电压U将减小；因总电流增大，则R1两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过R2中的电流I减小，故C正确，A、B、D错误。 故选C。【补偿训练】直流电路如图所
10、示，电源内阻不能忽略，S闭合。在滑动变阻器的滑片P从最左向右移动时，错误的是()A.电源的总功率一定减小B.电源的效率一定增大C.电源的内部损耗功率一定减小D.电源的输出功率一定先增大后减小【解析】选D。由题图可知，当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源的电动势和内阻不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小，电源总功率P=EI，则知电源的总功率一定减小，故A正确；电源的效率：=100%=100%，滑动变阻器阻值R变大，路端电压U增大，则电源效率一定增大，故B正确；电源内阻r不变，电流I减小，电源的热功率：P=I2r一定减小，故C正确；当滑动变阻
11、器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故D错误。本题选错误的，故选D。8.如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，使电流表A的读数变大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗，关于故障的判断下列说法中正确的是()A.可能是R3短路B.可能是R2断路C.可能是R2短路D.可能是R4短路【解析】选D。由电路元件各物理量动态变化的规律“串反并同”可知，只有当R4短路时，外电路电阻减小，总电流增大，电流表A的读数变大，R4的电流增大，电压表V的读数变大，灯泡L的亮度变暗。故D正确。故选D。9.如图所示是用量程
12、为03 mA的电流表改装为欧姆表的电路，其中表内电池的电动势为1.5 V，那么，在电流表的2 mA刻度处所对应的电阻刻度是()A.250 B.500 C.750 D.100 【解析】选A。由题意，欧姆表短接时，通过电流表的电流为满偏电流，则欧姆表的内阻为：Rg= =500 ，接入待测电阻后：Rx=-Rg=250 ，则待测电阻的阻值为250 。故B、C、D错误，A正确。二、实验探究题(本大题共1小题，共12分)10.(1)如图甲是一个简易的多用电表简化电路图，作为电压表使用时，选择开关应接_；作为欧姆表使用时，选择开关应接_(均选填“1”“2”或“3”)。使用时，电流一定从_端流入多用电表(选填
13、“A”或“B”)。(2)用多用电表测量电阻实验中，将选择开关旋转到欧姆挡“100”挡位，测量时指针偏转如图乙所示，下列操作正确的是_ A.将选择开关旋转到欧姆挡“10”B.将选择开关旋转到欧姆挡“1 k”C.换挡后直接接入待测电阻测量D.换挡后先将两表笔短接调零，再接入待测电阻进行测量(3)某照明电路出现故障，其电路如图丙所示，该电路用标称值为12 V的蓄电池作为电源，导线与接线柱接触良好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。 断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图丁所示，读数为_V，说明_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”
14、或“小灯”)正常；红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图丁相同，可判定发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。【解题指南】解答此题应注意以下四点：(1)欧姆表作为电压表时，要串联一个电阻，作为欧姆表时要连接电源，电流一定从红表笔流入；(2)欧姆表0点在右端，如图时说明电阻太小；(3)更换挡位时需重新欧姆调零；(4)电压表测量的是路端电压，接近电源的电动势，说明蓄电池正常。【解析】(1)由图所示可知，作为电压表使用时，选择开关应接位置3；作为欧姆表使用时，选择开关应接2，内部电源被接通，构成欧姆表，可测量电阻；使用时，电流一定从红表笔流入
15、，即从A端流入。(2)将选择开关旋转到欧姆挡“10”挡位，测量时指针偏转太大，故需重新欧姆调零后，选择小量程，A、D正确；(3)读数为11.5 V，电压表测量的是路端电压，接近电源的电动势，说明蓄电池正常；闭合开关后，多用表指示读数等于路端电压，说明小灯泡断路。答案：(1)32 A(2) A、D(3)11.5 蓄电池 小灯三、计算题(本题共2小题，共21分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(10分)如图所示的电路中，电源的电动势为5 V，R1=R2=2 ，C=50 F，理想电压表的示数为4 V，求：(1)电源的内电阻；(2)电容器所带的电荷量。【解析】(1)根据闭合
16、电路欧姆定律及部分电路欧姆定律得：E=U+Ir，(2分)U=I(R1+R2)(2分)代入数据解得：r=1 (2分)(2)电容器C与R1并联，则U1=IR1，而q=CU1(2分)代入数据解得：q=110-4 C(2分)答案：(1)1 (2)110-4 C12.(11分)如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A。当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内阻。【解析】当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得：U1=E-I1r即E=1.6+0.4r，(4分)当S断开时，只有R1接入电路，则外电路电阻变大，电
17、压表示数变大，电流表示数变小，由闭合电路欧姆定律得：U2=E-I2r即E=(1.6+0.1)+(0.4-0.1)r，(4分)由得：E=2 V，r=1 。(3分)答案：2 V1 【补偿训练】如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=300 A，内阻rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k ，电池的电动势E=1.5 V、内阻r=0.5 。求： (1)对此表进行欧姆调零时，R应调为多大；(2)按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的200 A处，则Rx的值为多大。【解析】(1)由Ig=，代入数据解得：R=4 899.5 (2)由Ig=，代入数据解得：Rx=2 500 答
18、案：(1)4 899.5 (2)2 500 【等级性考试】(30分钟40分)13.(5分)(多选)关于多用表表面的欧姆挡刻度线，下列说法正确的是()A.零欧姆刻度线与零电流刻度线重合B.零欧姆刻度线与电流表满偏的刻度线重合C.欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密D.欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越小，刻度线越密【解析】选B、C。零欧姆刻线在最右侧，零电流刻度线在最左端，它们的刻度线不重合，故A错误，B正确；欧姆挡刻度分布不均匀，欧姆值越大，刻度线越密，故C正确，D错误。故选B、C。14.(5分)(多选)如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻
19、，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向a端移动，则()A.电源的总功率减小B.R3消耗的功率增大C.I1增大，I2减小，U增大D.I1减小，I2不变，U减小【解析】选A、C。R2的滑动触点向a端移动时，R2增大，整个电路的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，即电压表示数U增大，R3电压减小，R1、R2并联电压增大，通过R1的电流I1增大，即A1示数增大，而总电流I减小，则通过R2的电流I2减小，即A2示数I2减小，故C正确；D错误；电源的总功率P总=IE，总电流I减小，电源的总功率减小
20、，故A正确；R3消耗的功率P=I2R3，总电流减小，R3消耗的功率减小，故B错误；故选A、C。【总结提升】解决动态平衡问题的解题思路(1)分析电路，确定电压表测的是什么电压，电流表测定的是什么电流，抓住电动势和内阻不变。(2)采用局部整体局部的方法，利用闭合电路欧姆定律进行分析，某一个电阻增加，总电阻增加，总电流减少，路端电压增加，然后再判断各用电器和各支路电流和电压的变化。(3)根据P总=IE分析电源总功率变化情况，由P=I2R3分析R3消耗的功率。15.(5分)在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()A.R1短路B.R2断路C.R3断路D.R4
21、短路【解析】选B、C。由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此可排除选项A、D；假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B对；假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)的电压和电流增大，灯B中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确。16.(12分)用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R1=16 ，(1)闭合开关S后，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查
22、发现电路中存在断路故障，则该故障可能在_(选填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，记录多组电压表的示数U1、U2，如表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2-U1图像。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图像可知，电源电动势E=_V，内阻r=_。(结果均保留两位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是_。【解题指南】解答此题应注意以下四点：(1)本题中将电压表与定值电阻并联充当电流表使用。(2)明确电路结构，从而分析故障原因；(3)根据描点法可得出对应
23、的图像；(4)根据闭合电路欧姆定律进行分析，列出对应的表达式，从而明确图像的意义并求出电动势和内电阻。【解析】(1)电压表V1无读数，电压表V2有读数，说明V1与电源断开，而V2与电源是连接的，故发生断路的是cd；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的图像；(3)根据电路图由闭合电路欧姆定律可知：E=U1+U2+，变形可得：U2=E-U1，由图可知，图像与纵轴的截距表示电动势，故E=6.0 V(5.86.2 V范围内均可)，图像的斜率k=1.5，解得r=8 (7.88.2 范围内均可)(4)本实验中由于电压表V1分流作用而使测量电流偏小，从而出现误差。答案：(1) cd(2)见解析(3)6.
24、0(5.86.2范围内均可)8(7.88.2范围内均可)(4)电压表V1分流17.(13分)如图所示，一电荷量q=310-5 C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。开关S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角=37。已知两板相距d=0.1 m，电源电动势E=15 V，内阻r=0.5 ，电阻R1=3 ，R2=R3=R4=8 。g取10 m/s2，已知sin 37=0.6，cos 37=0.8.求：(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度大小；(3)带电小球的质量。【解析】(1)R2、R3并联再与R1串联，阻值R外=7.0 ，R总=R外+r=7.5 ，(1分)根据闭合电路欧姆定律有I= A=2 A(1分)P出=I2R外=227 W=28 W。(2分)(2)U外=IR外=27 V=14 V，(2分)E= V/m=140 V/m(2分)(3)小球静止，由力的平衡条件得Eq=mgtan 37，(2分)m= kg=5.610-4 kg(3分)答案：(1)28 W(2)140 V/m(3)5.610-4 kg