2016-2017学年高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路章末综合测评鲁科版选修

第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻电路时，以下说法正确的是()A当外电阻增大时，路端电压增大B当外电阻减小时，路端电压增大C当外电阻减小时，电池的输出功率一定增大D当外电阻减小时，电池的输出功率一定减小【解析】由闭合电路欧姆定律得：UEIrE，当外电阻增大时，路端电压增大，即A正确；由电源的输出功率随外电阻的变化关系图象得，当外电阻变化时，其输出功率可能增加也可能减小，即C、D均错误【答案】A2下列说法中正确的是()A欧姆表的每一挡的测量范围都是0B用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的C用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越大D用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小 【解析】欧姆表的每一挡的测量范围是0，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是不一样的，所以B错；用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越小，所以C、D错【答案】A3一块太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 的电阻构成一闭合电路，则它的路端电压是 ()A100 mVB200 mVC300 mVD400 mV【解析】电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，所以电动势E800 mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短，所以电源内阻r 20 .该电源与20 的电阻连成闭合电路时，电路中电流I mA20 mA，所以路端电压UIR400 mV.故正确答案为D.【答案】D4如图1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()图1AR1接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高CR1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【解析】电源的效率，由于UBUC，故R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确，B项错误；电源的输出功率PI2R，则P12R1，P22R2，P1P2，故C、D错误【答案】A5某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图2所示的电路，研究串并联电路的特点实验中观察到的现象是() 【导学号：34660113】图2AS2断开，S1与a连接，三只灯泡都熄灭BS2断开，S1与b连接，三只灯泡亮度相同CS2闭合，S1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同DS2闭合，S1与b连接，三只灯泡都发光，L3的亮度小于L2的亮度【解析】S2断开，S1与a连接时，三只灯泡串联，三只灯泡都发光，且亮度相同，A错误；S2断开，S1与b连接时，L1、L2两只灯泡串联，L3被断开没有接入电路，B错误；S2闭合，S1与a连接时，只有L2亮，L1和L3被短路，C错误；S2闭合，S1与b连接时，L1和L3并联，然后与L2串联，此时三只灯泡都发光，L3的亮度与L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正确【答案】D6如图3所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示由该图可知()图3A电源的电动势为4 VB电源的内电阻为2 C电源输出功率的最大值为16 WD电源消耗的最大功率为16 W【解析】图中交点表示内、外电路消耗功率相等，此时的功率和电流分别为4 W和2 A，由P内I2r，代入数据得r1 ，故B错误；由P外I2R知R1 ，内电阻等于外电阻，电动势为EI(Rr)4 V，A正确外电阻和内电阻相等时电源输出的功率最大，最大值为4 W，C错误电源消耗的功率为PEIm，当R0时电流最大为4 A，Pm16 W，故D正确【答案】AD7一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个电阻箱及电源连接成如图4所示的电路今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，要使油滴上升，可采用的办法是() 【导学号：34660114】图4A增大R1B增大R2C增大R3D减小R2【解析】带电油滴受到向上的静电力和向下的重力，若要使其上升，应增加静电力，也就是增加电容器两端电压，电容器两端电压与R3两端电压相等，R3与R2串联，所以增大R3或减小R2都行【答案】CD8在如图5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()图5AR1短路BR2断路CR3断路DR4短路【解析】由于A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【答案】BC二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)9(10分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中(如图6甲)甲乙图6(1)移动滑动变阻器的滑片应特别注意防止_(2)现备有以下器材：A干电池1节B滑动变阻器(050 )C滑动变阻器(01 750 )D电压表(03 V)E电压表(015 V)F电流表(00.6 A)G电流表(03 A)其中滑动变阻器应选_，电压表应选_，电流表应选_(3)图乙是根据实验数据画出的UI图象由此可知这个干电池的电动势E_ V，内电阻r_ .【解析】(1)若滑动变阻器接入电路的电阻太小，则电路中电流太大，容易烧坏电流表(2)滑动变阻器的阻值不需太大，可选B；通常干电池电动势为1.5 V，故电压表可选D，电流表可选F.(3)由题图乙可知E1.5 V，r 0.75 .【答案】(1)滑动变阻器接入电路电阻太小，电路中电流太大，烧坏电流表(2)BDF(3)1.50.7510(12分)在练习使用多用电表的实验中：(1)某同学连接的电路如图7所示【导学号：34660115】图7若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过_的电流；若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是_的电阻；若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时()A若双手捏住两表笔金属杆，则测量值将偏大B若测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量C若选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 D若欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大【解析】(1)多用电表与R1串联，则选择直流电流挡时，测得的是通过R1的电流；若断开电路中的开关，多用电表使用电阻挡，则R1和R2串联接在多用电表两端，此时测得的是R1和R2串联的电阻；若多用电表选用直流电压挡，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则多用电表与R2并联，所以此时测得的是R2(或电源)两端的电压(2)双手捏住两表笔金属杆，相当于给待测电阻又并联了一个电阻，测量值将偏小，选项A错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，要看指针偏角情况，若偏角太大，说明待测电阻较小，应减小倍率，重新调零后再进行测量，若偏角太小，说明待测电阻较大，应增大倍率，重新调零后再进行测量，选项B错误；选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250 ，选项C错误；欧姆表内的电池使用时间太长，则电动势E减小，完成调零过程则有Ig(式中Ig为满偏电流，是一定值，R内为欧姆表总内阻即中值电阻，随E变化)，测量电阻Rx时，根据闭合电路欧姆定律有I，由此可知当E减小时，I减小，指针偏角减小，所以测量值将偏大，选项D正确【答案】(1)R1R1和R2串联R2(或电源)(2)D 11(12分)如图8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图8【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：U1EI1r即E1.60.4r，当S断开时，只有R1接入电路，则外电路电阻变大，电压表示数变大，电流表示数变小，由闭合电路欧姆定律得：U2EI2r即E(1.60.1)(0.40.1)r，由得：E2 V，r1 .【答案】2 V1 12(18分)如图9所示，一电荷量q3105 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d0.1 m，电源电动势E15 V，内阻r0.5 ，电阻R13 ，R2R3R48 .g取10 m/s2，已知sin 370.6，cos 370.8.求：【导学号：34660116】图9(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r7.5 ，根据闭合电路欧姆定律有I A2 A，P出I2R外227 W28 W.(2)U外IR外27 V14 V， E V/m140 V/m.(3)小球静止，由力的平衡条件得Eqmgtan 37，m kg5.6104 kg.【答案】(1)28 W(2)140 V/m(3)5.6104 kg7