1、第二章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一个选项正确,第710题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时,用多用电表测得A、B间的电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A.P=I2RB.P=U2RC.P=IUD.以上公式都可以解析:因居民楼内各种电器都有,所以
2、不是纯电阻电路,只能用功率公式P=IU计算。所以选项C正确,A、B、D错误。答案:C2竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球,将平行金属板按如图所示的电路连接,绝缘线与左极板的夹角为。当滑动变阻器R的滑片在a位置时,电流表的示数为I1,夹角为1;当滑片在b位置时,电流表的示数为I2,夹角为2,则()A.12,I12,I1I2C.1=2,I1=I2D.12,I1=I2解析:在滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,即电路中的电流不变,I1=I2;但滑片移动时,影响平行金属板两端的电压,有UaUb,故有板间电场EaEb,由小球受力平衡得12,所以选项D对,选项A、B、
3、C错。答案:D3用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,G是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑片P的位置,当通过电流表G的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为()A.l1l2R0B.l1l1+l2R0C.l2l1R0D.l2l1+l2R0解析:设MN之间的电压为U,则R0上的电压为UR=UR0+RxR0,MP上的电压为UM=Ul1S+l2Sl1S由题意UR=UM得Rx=l2l1R0,C项正确。答案:C4如图所示电路中灯泡L1发光,灯泡L2、L3均不亮,A1有读数,A2没有读数,则产生的故障应是(设只有一处存在故障)()A.
4、灯泡L1断路B.灯泡L2断路C.灯泡L2短路D.灯泡L3短路解析:若L1灯泡断路,则L1不亮,A1不会有示数,这和题目已知条件矛盾,因此A错误;若L2断路,则A1不会有示数,故B错误;若L2短路,由于L2和A1支路无电阻,并联电路两端电压为零,所以A2和L3支路无电流,灯L1亮,C正确;若L3短路,则A2应有示数,A1无示数,故D错误。答案:C5如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距
5、离D.断开开关S解析:由闭合电路欧姆定律可知:增大R1阻值会使总电阻增大,总电流减小,R1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受电场力增大,油滴向上运动,选项A错误;电路稳定时R2中无电流,R2阻值变化对电路无任何影响,则选项B正确;只增大板间距离d,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项C错误;断开开关S,电容器放电,油滴将向下运动,选项D错误。答案:B6在如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在开关S处于闭合状态时,若将开关S1由位置1切换到位置2,则()A.电压表的示数变大B.电池内部消耗的功率变大C.电阻R2
6、两端的电压变大D.电池的效率变大解析:由题意,外电路总电阻从1.5R变到23R,电阻变小了,造成总电流增大,路端电压减小,由此判断A、C错,B对;由=UE知效率减小了,D错。答案:B7如图所示,电阻R1=20 ,电动机线圈的阻值R2=10 。当开关打开时,电流表的示数是I0=0.5 A;当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A.I=1.5 AB.I1.5 AC.P=15 WD.P15 W解析:由题意知,电路两端的电压U=R1I0=10 V,闭合开关后,当电压全部加在电动机的内阻上时,它的电流为1 A,但只有一部分电压加在电动机内阻上,所以I
7、1.5 A,B正确。同理电动机所消耗的功率也小于10 W,则电路消耗的电功率P15 W,D正确。答案:BD8小灯泡通电后,其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,下列说法正确的是 ()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2C.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2-I1D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析:由图象可知,图线上各点的UI值,随U增大而增大,即灯泡电阻增大,A对;图线上某点UI的值表示该电压时导体的电阻,所以P点电阻为U1I2,故B对,C错;对应于P点
8、,小灯泡的功率为U1I1,数值上等于矩形PQOM的面积,故D对。答案:ABD9如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻,以下说法正确的是()A.当R2=R1+r时,R2上获得功率最大B.当R1=R2+r时,R1上获得功率最大C.当R2=0时,R1上获得功率最大D.当R2=0时,电源的输出功率最大解析:讨论R2消耗功率时,把R1看成电源内阻,当R2=R1+r时,R2消耗功率最大,A对;R1为定值电阻,通过电流越大,消耗功率越大,因此R2=0时,R1获得功率最大,B错,C对;因为R1与r的大小未知,无法判断R2为多少时,电源输出功率最大,D错。答案:AC10一个T形电
9、路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 ,另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计,则()A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V解析:当cd端短路时,等效电路如图甲所示,R总=R1+R2R3R2+R3=40 ;同理,当ab端短路时,R总=49.2 ,故A对,B错。当ab两端接通测试电源时,等效电路如图乙所示,根据欧姆定律得I=ER1+R3=10010+40 A=2 A,所以Ucd=IR3=80 V;同
10、理,当cd接电源时,Uab=25 V,故C对,D错。甲乙答案:AC二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)11(8分)在测定金属的电阻率的实验中,提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于 1 mm,长度约为80 cm,阻值约为3 ,使用的电压表有3 V(内阻约为3 k)和15 V(内阻约为15 k)两个量程,电流表有0.6 A(内阻约为0.1 )和3 A(内阻约为0.02 )两个量程,供限流用的滑动变阻器有A.010 ;B.0100 ;C.01 500 三种,可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种,则:(1)为减小电阻的测量误差,应选用图所示的电路。(2)为
11、了使测量便于调节,应选用编号为的滑动变阻器。(3)电压表的量程应选用 V。(4)电流表的量程应选用 A。解析:(1)由于金属丝的电阻是小电阻,所以应采用电流表外接法,即选用图乙所示电路。(2)由于实验所用电源是一节干电池,其电动势E=1.5 V,所以用编号为A的滑动变阻器作限流电阻,才能使电路中的电流有明显变化。(3)加在电压表两端的电压不超过1.5 V,所以电压表的量程应选用3 V。(4)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,Imax=1.53 A=0.5 A,所以电流表的量程应选用0.6 A。答案:(1)乙(2)A(3)3(4)0.612(8分)(2018全国卷)某同学组装一
12、个多用电表。可选用的器材有微安表头(量程100 A,内阻900 );电阻箱R1(阻值范围0999.9 );电阻箱R2(阻值范围099 999.9 );导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表,组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。(2)电阻箱的阻值应取R1= ,R2= 。(保留到个位)解析:(1)微安表改装为1 mA的电流表,需要并联小于其内阻的电阻,起分流作用,应选R1;改后的电流表再改装为大量程的电压
13、表时需要串联较大的电阻,起分压作用,应选R2。电路如图所示。(2)微安表与R1并联,有Igrg=(I-Ig)R1,其中I=1 mA,Ig=100 A,rg=900 ,代入得R1=100 。改装后的电流表量程为I=1 mA,内阻为Rg=R1rgR1+rg=90 ;改装后的电流表与R2串联,有IR2=U-IRg,其中U=3 V,得R2=2 910 。答案:(1)见解析图 (2)1002 910三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数,根据表中提供的信息
14、,探究以下问题:规格后轮驱动直流永磁毂电机车型26电动自行车额定输出功率120 W整车质量30 kg额定电压40 V最大载重120 kg额定电流3.5 A(1)在额定电压下工作时,该电机的内阻是多少?其效率为多大?(2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02,在最大载重的情况下,人骑车行驶的最大速度为多大?(g取10 m/s2)解析:(1)由功率之间的关系知UI=I2r+P出,所以r=1.63 效率为=P出UI=120140=85.7%。(2)当车以最大速度行驶时有P出=0.02(m0+m)gvm所以vm=P出0.02(m0+m)g=4 m/s。答案:(1)1.63 85.7%(2)4
15、m/s14(10分)某同学在研究微型直流电动机的性能时,采用如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值,使电动机无法转动,此时电流表和电压表的示数分别为0.2 A和0.3 V。重新调节R的阻值,使电动机能够正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为1.0 A和6.0 V。(电流表、电压表均为理想电表)求:(1)这台电动机的线圈电阻;(2)电动机正常运转时的输出功率。解析:(1)当电动机停止转动时,可看作纯电阻元件,由欧姆定律得:线圈电阻R0=U1I1,代入数据得R0=1.5 。(2)当电动机恢复正常运转时,有P电=U2I2P热=I22R0P电=P热+P出由式得P出=U2I2-I22R0,代入数据
16、得P出=4.5 W。答案:(1)1.5 (2)4.5 W15(12分)如图所示,一电荷量q=310-4 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。S合上后,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=12 V,内阻r=2 ,电阻R1=4 ,R2=R3=R4=12 。g取 10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)流过电源的电流;(2)两板间的电场强度的大小;(3)小球的质量。解析:(1)R2与R3并联后的电阻值R23=R2R3R2+R3=6 由闭合电路欧姆定律得I=ER1+R23+r=1 A。(2)电
17、容器两板间的电压UC=I(R1+R23)电容器两板间的电场强度E1=UCd=I(R1+R23)d=100 N/C。(3)小球处于静止状态,所受电场力为F,由平衡条件得F=mgtan 又有F=qE1,所以m=qE1gtan解得m=410-3 kg。答案:(1)1 A(2)100 N/C(3)410-3 kg16(12分)在如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 ,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的端电压U随干路电流I的变化图线如图乙所示。其中图线上的A、B两点是滑动变阻器的滑片在两个不同端点时分别得到的。求:(1)电源的电动势和
18、内阻;(2)定值电阻R2的值;(3)滑动变阻器R3的最大值;(4)上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。解析:(1)由闭合电路欧姆定律U=E-Ir,将图像中A、B两点的电压和电流代入,解得E=20 V,r=20 。(2)当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,此时外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故由B点的U、I值可求出R2的阻值为R2=UBIB=40.8 =5 。(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时,R3阻值最大。设此时外电路总电阻为R,由图像中A点坐标求出R=UAIA=160.2 =80 。又R=R1R3R1+R3+R2,代入数据可解得R3=300 。(4)R3调到最大值时,R1、R3两端的电压达到最大值,R1消耗的功率也达到最大。由于此时对应于图像上A点,故电路中总电流I=0.2 A。R1两端的最大电压为UR1=E-I(R2+r)=20 V-0.2(5+20) V=15 V。R1消耗的最大功率为PR1=UR12R1=152100 W=2.25 W。当R3的滑片从最右端滑至最左端时,外电路总电阻从小于电源内阻r变至大于r,当外电阻和内电阻相等时,电源输出功率最大,其值为Pmax=E24r=202420 W=5 W。答案:(1)20 V20 (2)5 (3)300 (4)2.25 W5 W
