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2013-2014学年度常德市六中第二章单元考试卷 考试范围：恒定电流；考试时间：100分钟； 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．计算题要有必要的文字说明和计算过程。 第I 卷（选择题） 一、选择题（题型注释） 本题共有15小题,每小题4分,共计60分,其中特别标示有下画线的小题是多选外，其它均不单选。多选题部分正确得2分，有错误选项不得分。 1．一个电流表的满偏电流Ig=1mA ，内阻Rg=500Ω，要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上 A ．串联一个10k Ω的电阻B ．并联一个10k Ω的电阻 C ．串联一个9．5k Ω的电阻D ．并联一个9．5k Ω的电阻 2．如图所示，闭合电键S ，灯L 1、L 2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L 1变暗，电流表读数变小，则故障可能是 A ．R 1断路 B ．R 2断路 C ．R 3短路 D ．R 4短路 3．如图所示的电路中，U=120 V ，滑动变阻器R 2的最大值为 200Ω，R 1=100Ω。当滑片P 滑至R 2的中点时，a 、b 两端的电压为（ ） A ．40 V B.60 V C. 80 V D. 120 V 4．R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω，R 1允许通过的最大电流为1.5 A ，R 2两端允许加的最大电压为10 V ．若将它们串联，加在电路两端的最大电压可以是( ) A ．45 V B ．5 V C ．25 V D ．15 V 5．一条粗细均匀的电阻丝，电阻为R ，圆形横截面的直径为d 。若将它拉制成直径为10d 的均匀细丝，电阻变为( ) A.10000R B.100R C.10000R D.100R 6．两电源电动势分别为E 1、E 2（E 1>E 2），内阻分别为r 1、r 2。当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相等。若将R 减少为R'，电源输出功率分别为P 1、P 2，则（ ） A ．r 1 A．48W B．47W C．44W D．32W 14．如图电路中三只电阻的阻值之比为 123 ::1:2:2 R R R=，两只电容器 的电容之比为 12 :3:2 C C=，电源电动势E恒定，内阻忽略不计。当电 键K断开时，稳定后电容器 1 C、 2 C所带的电荷量分别为 1 q和 2 q；当电 键K闭合时，稳定后电容器 1 C、 2 C所带的电荷量分别为' 1 q和' 2 q。下列结论正确的是( ) A． 1 q: 2 q=3:4 B． 1 q: 2 q=3:2 C． 1 q:' 1 q=3:5 D． 2 q:' 2 q=4:5 15．电阻R与两个完全相同的理想晶体二极管D1和D2，连接成如图所示 的电路，两端的电势差u ab=10V时，流经a点的电流为0.01A，当电势差 u ab=-0.2V时流经a点的电流仍为0.01A，则电阻R的阻值为（） A、1020Ω B、1000Ω C、980Ω D、 20Ω 附加题 2011年日本发生严重核辐射泄露事故，使得人们开始将目光再次投入到更为安全的太阳能技术 上。硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定某种硅光电池的电动势和内电阻,设计了如图 甲所示电路,图中与A.串联的定值电阻的阻值为R0,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进 行下述实验 : (1)闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表A l、A2的值I1,I2.为了作出此电池的U-I曲线,需要计算出 电路的路端电压U,则U=(用题中所给字母表示)； (2)根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E=V,在流过电流表A2 的电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r= Ω； (3)若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内阻r=Ω.(计算结果保留两位有效 数字) （10分）某中学物理实验室里有一块量程为500 μA，内阻R约为200 Ω的电流表（也称微安 表），现需要准确测量它的内电阻R。一同学根据实验室现有的器材设计了如图所示的实验电 路。 电路中部分器材的规格如下： 未校准的电流表（也称毫安表）mA：量程1 mA，内阻约为100 Ω。 滑动变阻器R1：20 Ω, 1 A。 电阻箱R2：999.9 Ω。 直流电源E: 电动势3 V, 内阻很小。 根据所设计的实验电路的原理图，回答下列问题： （1）为了保证实验操作过程的安全（即不论滑动变阻器R1的滑动头如何调节，都不会烧坏电 表），下列定值电阻R3的阻值最合适为 A.200 B.400 C.600 D.800 （2）把实验步骤补充完整。 a、闭合开关之前应将滑动变阻器R1的滑动触头调到其位置（填“最左端”或“最右端”） b、将S1闭合，将S2置向1端闭合，调节滑动变阻器使微安表满偏，记下此时毫安表的读数I； c、将S2置，滑动变阻器滑动头的位置保持不变，调节使毫安表的读数仍为I，读出此时电阻箱 的读数为R； d、则R g=。 第3页共6页◎第4页共6页 第5页 共6页 ◎ 第6页 共6页 第II 卷（非选择题） 二、填空题 共3小题，总计16分 16．（8分）用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A ．待测电阻R x （大约100Ω） B ．直流毫安表A 1（量程0~10mA ，内阻约为100Ω） C ．直流毫安表A 2（量程0~40mA ，内阻约为40Ω） D ．直流电压表V 1（量程0~3V ，内阻约为5k Ω） E ．直流电压表V 2（量程0~15V ，内阻约为15k Ω） F ．直流电源（输出电压4V ，内阻计） G ．滑动变阻器R （阻值范围0~50Ω，允许最大电流1A ） H ．开关一个、导线若干 (1).根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确， 直流毫安表应选，直流电压表应选。（填序号A 、B 、C 、D ） (2).在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大。 17．（4分）一量程为0.6 A 的电流表，其刻度盘如图所示，今在此电流表的两端间并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的21，使之成为一新的电流表，则图示的刻度盘上的每一小格表示________A. 18．（4分）某同学用多用电表的“×10 Ω”挡测电阻，他的主要操作步骤如下： A.将选择开关拨至“OFF ”位置 B.把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度上 C.把选择开关置于“×10 Ω”挡 D.把两表笔分别与待测电阻的两端相接触并读数 这位同学在实验中正确的操作步骤顺序是_________________________. 若该同学在读数时发现指针正指在表盘的“15”刻度处（如图所示），则该电阻的阻值是_______Ω. 三、计算题（共3小题，总计24分，要求写出必要的文字说明和计算过程） 19．（6分）如图所示电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电动机的电阻R M =1.0Ω,电阻R 1=1.5Ω.电动机正常工作时, 电压表的示数U 1=3.0V,求: (1)电源释放的总电功率P (2)电动机将电能转化为机械能的机械功率．．．．P J (3)电源的输出功率P 出。 20．（9分）如图所示， 变阻器R 1的最大电阻是6Ω，R 2 = 6Ω， 电源内阻r =1Ω， 闭合S 使滑动头P 滑到R 1中点时， L 恰能正常发光， 此时电源总功率为16W ， 电源输出功率为12W. 求： （1）电源电动势E （2）灯电阻R L ； （3）断开S 要灯仍正常发光P 点应如何滑动，并求该时候电源的输出功率。 21．（9分）如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数变化情况如乙图中的AC 、BC 两直线所示。不考虑电表内阻对电路的影响。 (1)电压表V 1、V 2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？ (2)电源的电动势和内阻分别是多少？ (3)变阻器R 的最大阻值是多少？ 参考答案 1．C 【解析】 试题分析：把电流表改装成电压表需要串联一个电阻，电阻的大小为：31050095009.5110 g g U V R R K I -=-=-Ω=Ω=Ω?,C 正确，ABD 错误。 考点：本题考查了电表的改装问题 2．B 【解析】本题考查电路的串并联问题，R 1与L 1并联，R 2和R 3并联后再和R 4串联最后再和L 2并联，L 1变暗，通过的电流减小，R 1如果断，L 1变亮，R 3如果短路，电流表读数会增大，R 4如果短路， 电流表示数变大； 3．A 【解析】 试题分析：由题意可知，滑片P 滑至R 2的中点时，变阻器下半部分电阻为100 Ω，下半部分电阻与R 1并联的阻值为R 并=50Ω，则a ．b 两端的电压为U ab = 5050100 +×120V=40V。 考点：欧姆定律，电阻的串并联 4．D 【解析】 试题分析：根据欧姆定律可得，两电阻允许通过的最大电流分别为：所以两电阻串联时，允许通过的最大电流为I=I 2=0.5A ，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路两端允许加的最大电压U=I 2（R 1+R 2）=15V ，所以D 正确。 考点：本题考查串并联电路的规律、欧姆定律的应用等。 5．C 【解析】 试题分析：将电阻丝的直径拉成原来的110时，横截面积变为原来的1100 ，长度变为原来的100倍，由l R s ρ=可知电阻变为原来的10000倍，即10000R ，故选项C 正确． 考点：考查电阻定律的应用． 6．D 【解析】 试题分析：将一电动势为E 、内电阻为r 的电源与一阻值为R 的电阻组成一闭合回路，路端电压U 和干路电流I 的关系为U=E-Ir ．在U-I 直角坐标系中作U-I 图线，则该图线为一条在纵轴上截距为E 、斜率为-r 的直线．这条线可被称为电源的伏安特性曲线．如果再在此坐标系中作出外电阻R 的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R ，则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态，此交点的 横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率．依题意作电池甲和乙及电阻R 的伏安特性曲线．由于两电池分别接R 时，R 消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如图所示，由于α1＞α2，所以r 1＞r 2． 作R′的伏安特性曲线，由图可知：当甲电池接R′时，P 1=U 1I 1；当乙电池接R′时，P 2=U 2I 2．由于U 1＜U 2，I 1＜I 2，所以P 1＜P 2． D 正确。 考点： 7．C 【解析】 试题分析：由题意可知，电路的路端电压U=8V ，则电动机两端的电压是8V ，故选项A 错误；内电压U 内=E-U=12V-8V=4V ，则电路中的干路电流I=40.5 U r =内 A=8A ，灯泡的额定电流为2A ，通过电动机的电流时6A ，故选项B 错误C 正确；电源内阻的热功率Q=I 2r=82×0.5W=32W ，故 选项D 错误。 考点：闭合电路的欧姆定律，焦耳定律 8．D 【解析】 试题分析：合上电键S 后，外电阻减小，故干路电流增加，电流表读数增大；根据U=E-Ir 可知，路端电压减小，故电压表读数减小，故选项ABC 错误，D 正确。 考点：简单的电路动态分析问题，闭合电路的欧姆定律 9．AD 【解析】 试题分析：由a 图线得到，电阻R=1Ω，由b 图线得到，电源的电动势为E=3V ，短路电流为I 短=6A ，内阻为r=0.5Ω，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电路中电流为I= E R r +=2A ，路端电压为U=E-Ir=2V ，则电源的输出功率为P=UI=4W ，电源的效率为η=UI EI ≈67%，故本题选AD 。 考点：本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解，电源的输出功率和效率的计算 10．C 【解析】 试题分析：由电源的总功率P EI =可知其对应图线OAC ，由C 点数据可得3E V =；由电源内部的热功率2 =r P I 热可知其对应图线OBC ，由C 点数据可得1r =Ω．当I=1A 时，电源的 输出功率22=r 31112P EI I W -=?-?=出，故选项C 正确． 考点：本题考查学生对图像的分析解答能力，解答时要依据电源的总功率P EI =和电源内部的热功率2 =r P I 热先找出其对应的图线，再求解电动势和内阻，最后根据能量关系求解输出功率． 11．BC 【解析】 试题分析：滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的阻值变大，所以电路中的外电阻R 变大，由闭合电路的欧姆定律E IR Ir =+可知电路中总电流E I R r =+减小，即电流表示数减小，灯泡L 2两端的电压变小，其亮度变暗，由路端电压U E Ir =-可知电压表示数变大，根据部分电路的欧姆定律的12L L U U U =+可知灯泡L 1两端的电压变大，其亮度变亮，由以上分析可知选项BC 正确． 考点：本题考查了电路的动态分析，要从滑动变阻器的阻值变化入手，遵从先部分再整体后部分的思路分析，主要利用闭合电路的欧姆定律和部分电路的欧姆定律解答． 12．D 【解析】 试题分析：电动机正常工作时，电动机消耗的电功率P 电=UI ，电动机的发热功率P 热=I 2r ， 故选项A 、C 正确。由于欧姆定律不再成立，P 热≠2 U r ，根据能量守恒定律得到，电动机的输出功率P 出=P 电-P 热=UI-I 2r ，故选项B 正确。电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路， 电能有一部分转化为内能，则有UIt ＞I 2rt ，得到U ＞Ir ，故选项D 错误． 考点：非纯电阻电路中的电功、电功率 13．D 【解析】 考点：本题考查电动机的输出功率。 14．B 【解析】 试题分析：在电路中电容器是断路，当电键K 断开时，整个电路处于断路，没有电路，电阻两端没有电压。电容器1C 左端与电源接通，右极板虽经过3R 但3R 两端没有电压所以电势与电源右极相同，即1C 两端电压等于电源电压，同理2C 两端的电压也等于电源电压，根据电容器的电荷量Q CU =判断1212==3:2q q C C ：：。当电键K 闭合时，三个电阻串联，根据串联电路电压之比等于电阻比判断，123123==1:2:2R R R U U U ：：：：，电容器1C 与12 R R 并联，电压等于12R R 的电压，电容器2C 与23R R 并联，电压等于23R R 的电压，所以12(12)22)34C C U U =++=：：(：,那么12''1212==9C C q q C U C U ：：：8对照选项B 对ACD 错。 考点：串并联电路 电容器 15．c 【解析】当电势差Uab=－0.2V 时，二极管D2导通，正向电压为0.2V ，当电势差Uab=10V 时，二极管D1导通，电阻两端的电压：U=10-0.2=9.8V 。电阻中电流：I=0.01A 。故R=U/I=9.8V/0.01A=980Ω，选C. 附加题． 【解析】分析：（1）理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压． （2）在硅光电池的U-I 图象，当I=0，U=E ，图线斜率的绝对值表示内阻． （3）通过作图求解，作出电阻为6Ω它两端的电压和通过它电流的图线，与图乙中U-I 图线有交点，交点对应电压电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流． 解答：解：（1）理想电流表和定值电阻构成一电压表，可测量外电压．所以U=I 1R 0． （2）在硅光电池的U-I 图象，当I=0，U=E ，图线斜率的绝对值表示内阻．所以E=2.90V ，在流过电流表A 2的电流小于200mA 的情况下，此电池的内阻r=4.00Ω． （3）作出6Ω定值电阻的U-I 图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压、电流表示硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻时的电压和电流． 所以r=I U E -=5.6Ω． 故本题答案为：（1）I 1R 0（2）2.90，4.00（3）5.60 点评：本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义． (1)(B);(2)最左端; 拨向2; R 2 ; R .( 每空2分) 【解析】（1）当变阻器的滑片调到最右端时，320 )100200(105.0) (3331≈?+??=++=-R R R R R I U E mA A g g μ，解得R 3的阻值近似为400Ω 故选B （2）a 、闭合开关之前应将滑动变阻器R 1的滑动触头调到其最左端，使分压部分电压为零 c 、利用替代法，将S 2置于2，滑动变阻器滑动头的位置保持不变，调节R 2 使毫安表的读数仍为I d 、则R g =R 故答案为：最左端; 2; R 2 ; R 16．直流毫安表应选 C ，（2分）直流电压表应选 D 。（2分） ．在方框内画出实验电路图：（分压、外接）（2分） 【解析】本题主要考查电流表，电压表量程的选择，伏安法中电流表的内接法和外接法的选择，滑动变阻器的分压式和限流式的选择。属于基础性题目！ 1 由器材中我们看到电源的电压为4v ，而待测电阻阻值大约为100欧，且不考虑电阻器阻值，那么电路中的最大电流为40毫安！故电流表应该选C 。电源的输出电压为4v ，若选择15v 量程则指针最大偏转幅度不超过三分之一，误差较大！故电压表选择D 2题目中有这样的一句话“要求电压和电流的变化范围尽可能大”这暗示我们滑动变阻器要使用分压式！电路使用分压式的几种情况有：A 当要求电流或电压变化的范围尽可能大或从0开始可持续调节时；B 当被测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值时；C 当采用线流式，电路中的实际电压或电流的最小值仍比被测电阻两端的电压或经过的电流大时！ 电流表的阻值40欧与被测电阻相差不大，若采用内接法那么电压所测电压误差相当大，因为电流表分压较明显！故应采用外接法。 内接法外接法的选择：当被测电阻远大于电流表阻值时用内接法,否则用外接法 17．0.06 【解析】设电流表的内阻为R ，则并联电阻为 2 R ；设并联电阻后电流表的量程为I 1，根据并联电路各支路电压相等可得电流表两端电压0.6R 等于电阻2R 两端电压(I-0.6)2 R ，解得I=1.8 A ，故每一分度值为A 308.1=0.06 A. 18．CBDA 150 【解析】正确的操作步骤是把选择开关置于“×10 Ω”挡；然后把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度上；把两表笔分别与待测电阻的两端相接触后读数；最后将选择开关拨至“OFF ”位置. 所以正确的步骤顺序是：C 、B 、D 、A. 欧姆表的读数R=15×10 Ω=150 Ω. 19．（1）20W ；（2）8W ；（3）18W ； 【解析】 试题分析：（1）I=U V /R 1=2A ① （1分） 所释放功率： P=EI=20W ② （1分） （2）U M =E-U 1-Ir=6V ，电动机消耗功率P M =IU M =12W ③（1分） P M0=I 2R M =4W ，所以电动机机械功率P J =P M - P M0=8W ④（1分） （3）电源输出功率P 出=P-I 2r=20W-2W=18w ⑤（2分） 考点：电功率 20．1、E=8V 2、3Ω 3、向右滑动 4、7W 【解析】本题考查闭合电路欧姆定律，由电源输出功率和焦耳热功率可求得电路中的总电流，再由电源功率P =EI 可求得电源功率，由闭合电路欧姆定律可求得电源内电压，从而求得路端电压，由欧姆定律可求得流过R2的电流，从而由干路电流数值可求得流过L 电流大小，由Ｐ在中点位置，可知滑动变阻器阻值，可求得滑动变阻器分得电压，从而求得灯泡Ｌ两端电压，由欧姆定律求得灯泡电阻 （1）由闭合电路的功率关系得：P 总＝P 出＋P 内 …………1分 又：P 内＝I 2r ，…………1分 解得电路中的总电流为：I ＝(（P 总－P 出）/r)1/2＝(（16－12）/1)1/2＝2A…………1分 由P 总＝IE 解得电动势为： E ＝P 总/I ＝16/2＝8V…………1分 路端电压为：U ＝E －Ir ＝8－2×1＝6V…………1分 流过R 2的电流为：I 2＝U/R 2＝6/6＝1A…………1分 流过R 1、L 的电流为：I L ＝I －I 2＝（2－1）＝1A…………1分 R 1上的电压为：U 1＝I 1R 1/2＝1×2=2V…………1分 灯电阻为：R L ＝U L /I L ＝（U －U 1）/I L ＝（6－2）/1＝4Ω…………1分 （2）断开S 后，由（1）问的解知，要使灯正常发光， 则流过灯的电流必为1A ，灯两端的电压必为4V ，…………1分 此时内阻上的电压为：Ur ＝I L r ＝1×1＝1V…………1分 滑变电阻器上分得的电压为：U ＝E －U L －Ur ＝（8－4－1）＝3V…………1分 滑变电阻器的阻值为：R ＝U/I L ＝3/1＝3Ω，…………1分 所以滑变电阻器的阻值是增大了，其触头应向右移动。…………1分 此时电源的路端电压为：U 端= U L +U=7V…………1分 电源的输出功率为：P 出＝I L U 端＝1×7＝7W…………1分 21．（1）V 1对应AC 线，V 2对应BC 线（2 E=8V ，r=1Ω（3）R=12Ω 【解析】（1）V 1对应AC 线，V 2对应BC 线 （2）对应图线上的B 点有：E=U B +Ir ， 对应图线上的C 点有：E=U B +Ir ，解得E=8V ，r=1Ω （3）Ω=--=??=35 .025.160I U R 当R 全部接入电路时，对应BC 线上的B 点，则 05.05.7R R +=Ω，得R=12Ω （1）电流为0.5A 时电压表V1小于路端电压，所以V 1对应AC 线，V 2对应BC 线（2）因为图线BC 为路端电压，图线BC 与纵坐标的交点即为电源电动势，斜率大小为电源内阻，图线AC 为电阻R0，图线斜率即为电阻值，当R 全部接入电路时，对应BC 线上的B 点，由此可求得R 与R0电阻之和，从而求得变阻器最大阻值
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