物理教科版选修3-1单元测试：第二章直流电路含解析

第二章测评

(时间：90分钟满分：100分）

一、选择题(本题包括12个小题，共48分)

1在下列用电器中，哪些属于纯电阻用电器…()

A．电扇和电吹风B．电烙铁和电热毯

C．洗衣机和电冰箱D．电动机

2黄昏时电灯比深夜暗，是因为黄昏时()

A．线路总电阻变大,电流变小

B．干线电流过大，线路损失电压增大

C．总电流一定，支路增多分去了电流

D．总电阻变小,各支路电流变小

3实验室用的小灯泡灯丝的IU特性曲线可用以下哪个图象来表示（）

4当外电路电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间外电路放出的热量正好相等，则电源的内阻为（）

A．1 ΩB．2 Ω

C．4 ΩD．8 Ω

5在如下图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如下图乙所示．当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断中，正确的是()

A．灯泡L1的电阻为12 Ω

B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2倍

C．灯泡L1消耗的电功率为0.75 W

D．灯泡L2消耗的电功率为0.30 W

6一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω。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 Ω

B．当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω

C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V

D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V

7电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（)

A．电压表和电流表读数都增大

B．电压表和电流表读数都减小

C．电压表读数增大，电流表读数减小

D．电压表读数减小，电流表读数增大

8某同学设计了一个转向灯电路(如图所示)，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源，当S置于位置1时,以下判断正确的是(）

A．L的功率小于额定功率

B．L1亮，其功率等于额定功率

C．L2亮，其功率等于额定功率

D．含L支路的总功率较另一支路的大

9如图，电源内阻不计．为使电容器的带电荷量增大，可采取以下哪些方法(）

A．增大R1B．增大R2

C．增大R3D．减小R1

10如图所示，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，当变阻器的滑动头P向左移动时（）

A．R1的功率将增大B．R2的功率将减小

C．电源的功率将增大D．电源的效率将减小

11如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（)

A．小灯泡L1、L3变暗,L2变亮

B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮

C．ΔU1＜ΔU2

D．ΔU1＞ΔU2

12在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2 A和24 V，则这台电动机正常运转时的输出功率为()

A．32 W B．44 W

C．47 W D．48 W

二、填空题（13题6分，14题10分，共16分)

13如图所示为一正在测量中的多用电表表盘．

（1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为______ Ω。

（2）如果是用直流10 mA挡测量电流,则读数为______ mA.

（3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为____ V。

14用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路．

微安表μA（量程200 μA，内阻约200 Ω);

电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ）；

电阻R0(阻值约20 kΩ）；

滑动变阻器R（最大阻值50 Ω，额定电流1 A）；

电池组E（电动势3 V，内阻不计)；

开关S及导线若干．

三、计算题（每小题12分，共36分)

15在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝10 Ω,R2＝10 Ω,R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF.电容器原来不带电．求接通电键S后流过R4的总电荷量．

16如图所示,R为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V;当电阻箱读

数为R2＝5 Ω时,电压表读数为U2＝5 V．求：

（1)电源的电动势E和内阻r。

（2）当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？

17一个允许通过最大电流为2 A的电源和滑动变阻器

连接成图(甲）所示电路，滑动变阻器的最大阻值R0＝22 Ω.电源路端电压U随外电阻R变化规律如图（乙)所示，试求：

(1)电源的电动势E和内阻r。

（2)A、B两端（不接负载）输出电压的范围．

（3)允许A、B两端所接负载的最小电阻值．

参考答案

1答案:B

2答案：BD

3解析：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化．随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也

将随之增大,电阻增大，U 越大，IU 曲线上对应点与原点连线的斜率必然越小．

答案:A

4解析：当外电路电阻分别为R 1＝8 Ω时，单位时间外电路放出的热量P ＝（错误!）2R 1,当外电路电阻分别为R 2＝2 Ω时，单位时间外电路放出的热量P ＝（E R 2＋r )2R 2，两次单位时间放出的热量正好相等，即:（E

8＋r ）2×8＝

（错误!）2×2，解得:r ＝4 Ω.

答案：C

5解析：开关闭合后,L 1两端的电压为3 V ，由乙图可知电流为0。25 A ，所以电阻为：R ＝错误!＝错误! Ω＝12 Ω，所以A 对．

由串联电路的规律得L 2 、L 3两端的电压均为1.5 V ，由乙图知，电流为0。20 A ，所以B 错． L 1消耗的电功率为P 1＝U 1I 1＝3。0×0。25 W ＝0。75 W ，所以C 对． L 2消耗的电功率为P 2＝U 2I 2＝1。5×0。20 W ＝0。30 W ，所以D 对． 答案:ACD

6解析：当cd 端短路时，等效电路如下图所示,R 123＝R 1＋错误!＝40 Ω，A 对B 错．

当a 、b 两端接通测试电源时，等效电路如下图所示，根据欧姆定律得：I ＝错误!＝错误! A ＝2 A ，所以U cd ＝IR 3＝80 V.

答案：AC

7解析：由图可知滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，滑动变阻器连入电路中的阻值R 增大,则外电路的总阻值R 总增大，干路电流I ＝

E

R 总＋r

,因R 总增大，所以I 减小;路端电压U ＝E －Ir ，因I 减小，所以U 增大，即电压表的读数增大;R 2两端电压U 2＝E －I （R 1＋r ），因I 减小，所以U 2增大,由I 2＝错误!知,I 2增大,即电流表的读数增大，故选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．

答案：A

8解析:S置于位置1时,灯L和灯L2串联后再与L1并联，由于电源有内阻，故路端电压小于电源电压，由于L 和L2的额定电压都为6 V,而L与L2串联后的总电压(路端电压)不到6 V，所以L和L2的功率小于额定功率，A正确、C错，L1两端的电压（路端电压)远也小于6 V，故L1的功率也小于其额定功率，B错，由于两支路电压相同,但含L的支路电阻大于另一支路电阻,由P＝错误!知,含L支路的总功率小于另一支路，D错．答案：A

9解析：由于稳定后电容器相当于断路,因此R3上无电流,电容器相当于和R2并联．只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带电荷量．改变R3不能改变电容器的带电荷量．因此选B、D。

答案：BD

10解析：当变阻器的滑动头P向左移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小,电路中的总电阻减小，电路中的总电流增大，而电源内阻是不变的，电源的内电压增大，而电源电动势不变，所以R1两端的电压减小，所以R1的功率将减小,所以A错误；R1的电流将减小，而电路中的总电流增大,所以通过R2电流增大，所以R2的功率将增大，所以B错误；因电路中的总电流增大，而电源电动势不变，所以电源的功率P＝EI将增大，所以C正确；电源的效率η＝错误!＝错误!，由题意知：外电路总电阻减小，所以电源的效率将减小,所以D正确．答案:CD

11解析：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小．与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗．U1减小，U2增大，而路端电压U＝U1＋U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量，选B、D.

答案：BD

12答案：A

13解析:(1）因为选的是×10 Ω挡,所以读数为6.0×10 Ω＝60 Ω。

（2)因为用直流10 mA挡测电流，所以对应下面10 mA挡读数为7.18 mA(注意从直流刻度区读）．

(3)用直流5 V挡测时，电压为错误!×5 V＝3。59 V。

答案:(1)60(2）7.18（3)3.59

14解析：因为要描绘电阻的伏安特性曲线，电压必须从零开始连续调节，所以用分压式电路,电阻较大,用内接

法误差小,电路如图所示．

答案：见解析．

15解析：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝错误!＋r

由欧姆定律得，通过电源的电流I＝错误!

电源的路端电压U＝E－Ir

电阻R3两端的电压U′＝错误!U

通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q＝CU′

由以上各式并代入数据解得Q＝2。0×10－4 C

答案:2。0×10－4 C

16解析：(1)由闭合电路欧姆定律，得

E＝U1＋错误!r ①

E＝U2＋错误!r ②

联立①②并代入数据解得E＝6 V，r＝1 Ω

(2)由电功率表达式P＝错误!R，③

将③式变形为P＝错误!④

由④式知，R＝r＝1 Ω时P有最大值

Pm＝错误!＝9 W。

答案：(1)6 V 1 Ω(2）1 Ω9 W

17解析：（1)由图象可知当R→∞时，E＝U＝12 V，当R＝r时，U＝E/2＝6 V，由图象可知r＝R＝2 Ω；

(2）当A在R0的左端，U AB＝0，当A在R0的右端时，U AB＝ER0/(R0＋r）＝11 V，所以A、B两端输出电压的范围为0～11 V；

(3)电源允许通过的最大电流为2 A，也就是外电路的最小路端电压为Umin＝E－Imaxr＝8 V，外电路的最小电阻为Rmin′＝Umin/Imax＝4 Ω。设AB端所接最小电阻为R，当变阻器滑动片在R0的右端时外电路电阻最小．此时，R外＝错误!＝Rmin，

代入数据：错误!＝4，故R＝4.9 Ω.

答案:(1）12 V 2 Ω(2）0～11 V（3)4。9 Ω