2011年高考物理总复习质量评估(十)：恒定电流（教师解析版）

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1、章末质量检测(十)恒定电流(时间:90分钟满分:100分)第卷选择题一、选择题(本题包括10个小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是()A.热敏电阻可应用于温度测控装置中B.光敏电阻是一种光电传感器C.电阻丝可应用于电热设备中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析:

2、温度测控装置是应用热敏电阻的阻值随温度的改变而改变的特性,光电传感器是利用光敏电阻的阻值随光照强度的改变而改变的特性.电热设备是利用电阻丝通电时发热的特性，所以A、B、C说法都是正确的.而电阻在电路中既能通过直流也能通过交流,所以D项的说法是错误的.答案:D2.(2010四川成都高三一检,15)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电,硅光电池的原理如图10-1所示,a、b是硅光电池的两个电极,P、N是两块硅半导体,E区是两块半导体自发形成的匀强电场区,P的上表面镀有一层增透膜.光照射到半导体P上,使P内受原子束缚的电子成为自由

3、电子,自由电子经E区电场加速到达半导体N,从而产生电动势,形成电流.以下说法中正确的是()图10-1A.E区匀强电场的方向由P指向NB.电源内部的电流方向由P指向NC.a电极为电池的正极D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置解析:根据题意,E区电场能使P逸出的自由电子向N运动,因负电荷受到的电场力与电场方向相反,所以电场方向由N指向P,由于电流的方向与负电荷的运动方向相反,所以电源内部的电流方向由N指向P,A、B错误;根据以上对电流方向的分析可知,a为电源正极,该电池是将光能转化为电能的装置,C正确,D错误.答案:C3.如图10-2是一火警报警电路的示意图,其中R3为用半导体热敏材料制成的

4、传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小.值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时，电流表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()图10-2A.I变大，U变小B.I变小，U变大C.I变小，U变小D.I变大，U变大解析:发生火灾时，温度升高，R3的电阻减小，电路中的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，即U变小；R1的电压增大，则R2两端的电压减小，通过R2的电流减小.故选项C对.答案:C4.在商店选购一个10 F电容器,在只有一台多用电表的情况下,为了挑选一个优质产品,应选用哪个量程直流电压挡直流电流挡欧姆挡交流电压挡

5、选好量程以后,再将多用电表两根测试笔接待检电容器,如果电容器是优质的,电表指针应该是不偏转偏转至最右边偏转至中值偏转一下又返回最左边正确的选项是()A.B.C.D.解析:应选用多用电表的欧姆挡,测电容器的电阻,优质电容器,电阻无穷大.当把多用电表两根测试笔接在电容器两极板上时,会先对电容器充电,所以指针会偏转一下,充电完毕后,指针会停在最左端电阻无穷大处.答案:D5.某同学欲采用如图10-3所示的电路完成相关实验.图中电流表的量程为0.6 A，内阻约0.1 ;电压表的量程为3 V，内阻约6 k; 为小量程电流表；电源电动势约3 V，内阻较小.下列电路中正确的是()图10-3解析:电阻丝电阻值较

6、小，为减小实验误差，应采用外接法,A正确.电源内阻较小，同理可知应采用外接法，B正确.描绘小灯泡的伏安特性曲线，变化范围大，应采用分压式，C错误.D电路图中应将电阻箱和滑动变阻器对调，才能利用“半偏法”测出电流表的内阻，D错误.答案:AB6.如图10-4甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图乙所示,示数为9 V,电源的电动势为()图10-4A.9.8 VB.10 VC.10.8 VD.11.2 V解析:设电源电动势为E,内阻为r, 2内阻为RV,由闭合电路欧姆定律,解得E=10.8 V,C正确.答案:C7.如图10-5所示,电阻R

7、1=20 ,电动机线圈电阻R2=10 .当开关S断开时,电流表的示数为0.5 A；当开关S闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变.电流表显示的电流I或电路消耗的电功率P应是()图10-5A.I=1.5 AB.I1.5 AC.P=15 WD.P15 W解析:开关S断开时，电流表示数为0.5 A，则U=I1R1=10 V；合上S后，电动机接入电路，因电动机为非纯电阻用电器，故,I1+0.5=1.5 A,故AB错.电路总功率P总=UI总=U(I1+I2)10(1+0.5) W=15 W.则C错,D项对.答案:D8.(2010山东名校联考)一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压.家庭里通常不备电压

8、表,但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压.现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图10-6(a)和(b)所示.测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒,则下列结论正确的是()图10-6A.(b)图中对应的电表读数为32 308度B.在这段时间中,电热水壶消耗的电能为181 500 JC.利用这段时间内电热水壶消耗的电能可供“220 V 60 W”的白炽灯正常工作2 500 sD.此时加在电热水壶上的实际电压为200 V解析:(b)图中对应的电能表读数为3 230.8度，所以A项错误；电热水壶消耗的电能W=(1253.6106)/3 000 J=1.5105 J,B项

9、错误；根据W=Pt计算，可得C项正确；电热水壶实际的电功率,又由得,D项正确.答案:CD9.在如图10-7所示的U-I图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路.由图象可知()图10-7A.电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B.电阻R的阻值为1 C.电源的输出功率为2 WD.电源的效率为66.7%解析:由图象可知，该电源的电动势E=3 V，内电阻，电阻R的阻值.仍由图象可知，用该电源直接与R相连组成闭合电路时，路端电压U=2 V，电流I=2 A，则电源的输出功率P=UI=22 W=4 W，电源的效率，故A、B、D正确

10、，C错.答案:ABD10.如图10-8所示的图线表示某电池组的输出电压与电流的关系(U-I图线),图线表示其输出功率与电流的关系(P-I图线).则下列说法正确的是()图10-8A.电池组的电动势为50 VB.电池组的内阻为C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V解析:电池组的输出电压和电流的关系为:U=EIr,显然直线的斜率的大小等于r,纵轴的截距为电池组的电动势,从图中看出截距为50 V,斜率的大小等于,A对,B错.当电流为I1=2.5 A时,由回路中电流,解得外电路的电阻R外=15 ,C对.当输出功率为120 W时,由图中P-I关系图线中看

11、出对应干路电流为4 A,再从U-I图线中读取对应的输出电压为30 V，D对.答案:ACD第卷非选择题二、填空、计算题(共6题,每题10分,共60分)11.热敏电阻是阻值随温度的改变而变化，且对温度很敏感的元件.某同学把一个热敏电阻连入电路中，通过实验他测出了一组数据，并画出了I-U关系曲线，如图10-9所示，问:图10-9 (1)你认为该同学实验时选用的是图10-10中甲、乙两电路图中的电路图.图10-10(2)试在图10-11中连线使它成为该同学实验用的测量电路.图10-11解析:描绘I-U关系曲线时,电压应从零开始调节,所以应选甲电路.答案:(1)甲(2)连线12.(2010河北保定高三第

12、一学期末调研,22(2)某同学为了测电流表A1的内阻r1的精确值,准备了如下器材:A.电流表A1:量程100 mA,内阻约5 B.电压表V1:量程15 V,内阻约10 kC.电压表V2:量程3 V,内阻约5 kD.定值电阻R0:阻值20 E.滑动变阻器R1:010 ,额定电流为1 AF.滑动变阻器R2:01 000 ,额定电流为0.2 AG.电源E:电动势为6 V,内阻较小H.导线、电键(1)要求电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能使电压表的表针偏转范围大,在如图虚线方框中画出测量用的电路图,并在图中标出所用器材的代号.(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则

13、所测电流表A1的内阻r1的表达式为_,式中各符号的意义是_.解析:电流表的额定电压约为Ug=0.1 A5 =0.5 V，为精确测定通过定值电阻的电流,电流表应内接(如图),则电流表和定值电阻两端电压约为2.5 V,故电压表应采用V2,又因题目要求电流表读数从零开始,故滑动变阻器应采用分压式接法,变阻器应采用R1,故实验电路如图.根据电路图得:电压表测定电流表和定值电阻两端电压,电流表测定通过定值电阻和自身的电流,由欧姆定律可计算出,即:，其中U表示电流表示数,I表示电流表示数,R0表示定值电阻阻值.答案:(1)如图(2)U表示电压表示数,I表示电流表示数,R0表示定值电阻阻值13.在测定干电池

14、的电动势和内阻的实验中，备有下列器材:A.待测干电池(1节)B.电流表G(满偏电流1 mA，内阻Rg=10 )C.电流表A(00.63 A，内阻未知)D.滑动变阻器R1(015 ，10 A)E.滑动变阻器R2(0200 ，1 A)F.定值电阻R0(阻值1 990 )G.开关K与导线若干(1)在实验中，为了操作方便且能够准确进行测量，滑动变阻器应选用_(填“R1”或“R2”)；电流表的量程应为_A挡(填“0.6”或“3”).(2)根据题目提供的实验器材，请设计出测量干电池电动势和内阻的电路原理图，并画在下面的方框内.图10-12(3)图10-12为某同学利用上述设计实验电路测出的数据绘出的I1I

15、2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由此图线可以得到被测干电池的电动势E=_V，内阻r=_.(结果保留两位有效数字)解析:由于没有提供电压表，故要用电流表G串联定值电阻R0来改装成一个量程为2 V的电压表.由闭合电路欧姆定律E=I1(RG+R0)+I2r,可得I1I2图线的表达式应为,则由图线的斜率和截距即可得所测电池的电动势和内阻.答案:(1)R10.6(2)电路原理图如图所示(3)1.51.014.听说水果也能作电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池.他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图10-13所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻.实验中他们多次改变

16、电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中.图10-13(1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案时，甲同学认为应作R-I图，而乙同学认为应该作图，你认为哪个同学的想法更科学？_(填“甲”或“乙”)，其简单理由是:_.外电阻R/电流I/mA电流倒数9 0000.050 219.928 0000.052 818.936 0000.059 416.845 0000.063 315.804 0000.068 014.71图10-14(2)按照(1)中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象.(3)利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动

17、势为_V，内阻为_.(4)完成实验后，该兴趣小组的同学初步得出了水果作为电池不实用的物理原因是_.解析:由电路原理图可知E=I(R+r),则,故图线为直线，由该图线斜率与截距可比较方便地求出水果电池的电动势和内阻.答案:(1)乙画出的图线是一条直线，容易求出电池的电动势和内电阻(2)如图所示(3)0.751.29 00011 000(4)电源内阻过大15.某同学在实验室里测量一未知电阻的阻值.他按照如下步骤进行:(1)他将多用电表机械调零后，先把选择开关置于欧姆挡“100”挡位进行测量，按照正确的步骤操作后，表针指示情况如图10-15所示.根据学过的物理知识可知，这种情况测量误差较大，为了使多

18、用电表测量的结果更准确，应将选择开关旋至欧姆挡的_挡位.换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是_.图10-15(2)该同学用伏安法继续测该电阻的阻值.除被测电阻外，还备有如下实验器材:直流电源，电动势为4 V，内阻不计电压表V1(量程03 V，内阻4 k)电压表V2(量程015 V，内阻15 k)电流表A1(量程03 mA，内阻10 )电流表A2(量程010 mA，内阻5 )滑动变阻器一只，阻值050 开关一只，导线若干上述器材中，电压表应选择_，电流表应选择_(填写字母代号).请在方框内画出实验所用的电路图.解析:(1)欧姆表测电阻，每次换挡后，必须重新进行欧姆表调零.(2)电压表若选V2

19、，则指针偏转太小而使读数误差明显增大，故选V1.由(1)中测量可知该电阻阻值约为300 ，则电路中最大电流为左右，故电流表只能选A2.电路如图所示.答案:(1)10将红黑表笔短接，重新进行欧姆调零(2)V1A2电路图见解析16.如图10-16是一测速计原理图，滑动触头P与某运动的物体相连，当P匀速滑动时，灵敏电流计中有一定的电流通过，从灵敏电流计示数可得运动物体的速度.已知电源的电动势E=4 V，内阻r=10 ,AB为粗细均匀的电阻丝，阻值R=30 ,长度L=30 cm，电容器的电容C=50 F，测得灵敏电流计的示数为IG=0.05 mA,方向由N流向M，试求运动物体的速度大小和方向.图10-16解析:估算流过电阻丝上的电流为,远远大于电容器上的充放电电流.当P移动x时，电容器上电压的变化为其充放电电流又,所以又因IG由N流向M，故电容器放电，故其两端电压变小，因此P右移，物体移动方向向右.答案:0.1 m/s方向向右