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单元评估检测(八) (45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。15题为单选题,68题为多选题)1.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 ,外电路电阻R=5 ,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于()A.3.0 VB.3.6 VC.4.0 VD.4.2 V【解析】选B。由欧姆定律得I= A=0.6 A,又由闭合电路的欧姆定律得E=I(R+r)=0.6(5+1) V=3.6 V。故选B。2.在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝,如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压U0就变得越高,反之,电压U0就越低,这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制,如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出,放在实验中测量这种电热丝,得到的伏安特性曲线正确的是()【解析】选D。设电热丝的电阻为R丝,则U0=R,结合题意可知,U0越大,说明R丝越小,可见,电热丝温度越低,电阻值越小,故对应的伏安特性曲线为D。3.如图所示,当开关S断开时,电压表示数为3 V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8 V,则外电阻R与电源内阻r之比为()A.53B.35C.23D.32【解析】选D。S断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E=3 V,S闭合时,U外=1.8 V,所以U内=E-U外=1.2 V。因U外=IR,U内=Ir,所以Rr=U外U内=1.8 V1.2 V=32。4.(2018日照模拟)如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3均为定值电阻,V与A均为理想电表;开始时开关S闭合,V与A均有读数,某时刻V和A的读数均变大,则电路中可能出现的故障是()A.R1断路B.R2断路C.R1短路D.R3短路【解析】选B。当R1断路时,电流表示数变为0,A错误;当R2断路时,外电路的总电阻变大,故路端电压变大,即电压表读数变大,电路的总电流减小,故R1上的电压减小,R3两端电压变大,故电流表读数变大,与题目所给的现象吻合,B正确;当R1短路或R3短路时,外电路电阻变小,路端电压变小,即电压表示数变小,C、D错误。5.(2018长治模拟)用标有“6 V3 W”的灯泡L1、“6 V6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势E=9 V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时 ()A.电流表的示数为1 AB.电压表的示数约为6 VC.电源输出功率为4 WD.电源内阻为0.5 【解析】选C。因为两灯泡串联,则电流相等,根据I=可知两灯泡的额定电流分别为:0.5 A、1 A,当一个灯泡正常发光时,只能是L1灯泡,此时电路中的电流为0.5 A,即电流表的示数为0.5 A,选项A错误;从图乙中看出另一个灯泡L2的实际电压为2 V,即电压表的示数约为2 V,选项B错误;此时电源的输出功率为P出=P1+P2=3 W+0.52 W=4 W,选项C正确;外电路的电压为8 V,则电源内阻上的电压为1 V,内阻为:r= =2 ,选项D错误。【加固训练】(多选)图甲是额定电压为8 V的小灯泡的伏安特性曲线,现将该小灯泡与一电阻为7 的定值电阻R串联后,再与一电源串联在一起,如图乙所示,若电源的电动势E=8 V、内阻r=1 ,闭合开关后,下列说法正确的是()A.此时电路中的电流为1 AB.此时R的功率为1.75 WC.灯泡的实际功率为2 WD.电源的输出功率接近2 W【解析】选B、C。将定值电阻看成电源的内阻,由电源的电动势和内阻作出电源的伏安特性曲线如图所示,则交点为灯泡的工作点。由图可知,灯泡的电压U=4 V,电流I=0.5 A,则灯泡的功率P1=UI=40.5 W=2 W,R消耗的功率为P2=I2R=0.527 W=1.75 W,故选项A错误,B、C正确;电源的输出功率P出=P1+P2=3.75 W,选项D错误。6.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列有关说法中正确的是 ()A.只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数不变,带电微粒向上运动D.若断开开关S,电容器所带电荷量变大,带电微粒向上运动【解析】选A、C。只逐渐增大R1的光照强度,R1减小,根据I=可知I增大,由P0=I2R0可知P0增大,电容器电压U=IR2增大,电容器充电,R3中有向上的电流,选项A正确;电路稳定时,R3中无电流,所以R3阻值的变化对电路无影响,选项B错误;只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器两端电压增大,微粒向上运动,但闭合回路电阻不变,电压表示数不变,选项C正确;若断开开关,则电容器对外放电,微粒所受电场力减小,向下运动,选项D错误。【总结提升】含容电路的分析方法在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它。分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:(1)电容器两极板间的电压等于该支路两端的电压。(2)当电容器和用电器并联接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。(4)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和。7.如图所示,I为电流表示数,U为电压表示数,P为定值电阻R2消耗的功率,Q为电容器C所带的电荷量,W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,下列图象能正确反映各物理量关系的是()【解析】选A、B。变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,R2消耗的功率为P=I2R2,PI2,故A正确;电容器C的电压UC=E-I(R2+r),电荷量Q=CUC=CE-I(R2+r),则=-C(R2+r),保持不变,则Q -I图象是向下倾斜的直线,故B正确;电压表示数U=E-Ir,U -I图象应是向下倾斜的直线,故C错误;电源通过电荷量q时电源做的功W=qE,E是电源的电动势,则W -q是过原点的直线,故D错误。8.(2018衡水模拟)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示,一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上,电动机内阻r1=0.5 ,电灯灯丝电阻R=9 (阻值认为保持不变),电源电动势E=12 V,内阻r2=1 ,开关S闭合,电动机正常工作时,电压表读数为9 V。则下列说法正确的是 ()A.流过电源的电流为3 AB.流过电动机的电流为2 AC.电动机的输入功率等于2 WD.电动机对外输出的机械功率16 W【解析】选A、B、D。通过电源的电流I=3 A,故A正确;流过灯泡的电流IL=1 A,所以流过电动机的电流IM=I-IL=2 A,故B正确;电动机的输入功率P入=UIM=18 W,故C错误;电动机对外输出的功率P出=P入-r1=16 W,故D正确。二、实验题(本题共3小题,共36分)9.(10分)(2018保定模拟)物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2 的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的U -I图象和如图丙所示的 -x图象。(1)由图乙可得电源的电动势E=V;内阻r=。(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=0.1210-6m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻率为 m,图丙中图象截距的物理意义是 。(以上结果均保留两位有效数字)(3)此实验用图象法处理数据的优点是直观,但是不能减少或者消除(选填“偶然误差”或“系统误差”)。【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律,电压表示数,即路端电压U=E-I(R0+r),因此,图乙中纵截距,即为电源的电动势E=3.00 V,斜率绝对值表示保护电阻R0与电源内电阻之和,即R0+r= =3.0 ,r=1.0 。(2)图丙中截距对应的电路状态为电路中电阻丝被短路,所测电阻,即为电流表的内阻;由图丙可知,电阻丝长0.6 m,电阻为5.9 ,由电阻定律R=,代入已知条件解得:1.210-6 m。(3)通过图象法处理数据可以消除个别数据由于测量不准确产生的偶然误差,对系统产生的误差没有修正作用。答案:(1)3.00(2.993.02均可)1.0(0.801.0均可)(2)1.210-6电流表内阻为2.0 (3)系统误差10.(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:A.待测电压表V(量程3 V,内阻约几千欧)B.电流表A(量程3 A,内阻0.01 )C.定值电阻R(阻值2 k,额定电流50 mA)D.蓄电池E(电动势略小于3 V,内阻不计)E.多用电表F.开关K1、K2,导线若干有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“100”倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是。(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是。其理由是 。(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好。(4)用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤: ;用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=。【解析】(1)选用“100”倍率,所以读数为30100 =3 000 。(2)较为合理的是丙图,因为待测电压表的内阻较大,乙图中电流表的示数太小,误差太大,丙图中R的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小。(3)实物图如图所示(4)需要直接测量的物理量是:当K2闭合、断开时,电压表读数U1和U2。K2闭合时,示数U1相当于电动势;断开时,两者串联电流相等,即=,所以RV=R。答案:(1)3 000(2)丙乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中R的阻值与待测电压表的阻值接近,误差小(3)见解析图(4)闭合K1,再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2R11.(14分)小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D,设计了如图甲所示的电路进行实验探究,请按要求回答问题:(1)小明按图甲连接好电路,闭合开关S,将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端,发现起始阶段电压表的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持6 V不变,若D为电阻元件,则该过程中它的电阻值的变化情况可能是()A.阻值一直为0B.阻值先不变,后阶段变小C.阻值恒定且远大于R2D.阻值先不变,后阶段变大(2)根据元件D铭牌上的部分信息,小明从网络获知该元件为稳压二极管,它有正负极之分,在电路中当D的正极接高电势时,其i-u图线如图乙中OC所示,当D的负极接高电势时,其i-u图线如图乙中OAB所示,其中AB段为D的稳压工作区,由此可判断图甲中D的黑色端是它的(选填“正”或“负”)极。(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究,图丙中虚线框中是其内部等效电路,已知电源电动势E=9 V,电表满偏电流Ig=3 mA。实验时小明先进行欧姆调零,则调零后多用电表内部总电阻为 ;调零后按图丙连接元件D进行测量,若D恰好处于稳压工作区,则此时测得元件D的阻值应为 。【解析】(1)因在滑片移动过程中,发现起始阶段电压表的示数逐渐增大,后续阶段电压表示数保持6 V不变,则知元件阻值先不变,后阶段变小,故B正确。(2)结合第(1)问中所给条件,可知D元件黑色端为负极。(3)由R总=,解得R总=3 000 ;D恰好处于稳压工作区时,其两端电压U=6 V,而U=,解得RD=6 000 。答案:(1)B(2)负(3)3 000(或3103)6 000(或6103)
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