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1、本章綜合能力提升練
一、單項選擇題
1.(2018·安徽省黃山市模擬)如圖1所示,虛線框內(nèi)為高溫超導限流器,它由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成.超導部件有一個超導臨界電流IC,當通過限流器的電流I>IC時,將造成超導體失超,從超導態(tài)(電阻為零,即R1=0)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個純電阻,且R1=3Ω),以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流.已知超導臨界電流IC=1.2A,限流電阻R2=6Ω,小燈泡L上標有“6V 6W”的字樣,電源電動勢E=8V,內(nèi)阻r=2Ω.原來電路正常工作,超導部件處于超導態(tài),燈泡L正常發(fā)光,現(xiàn)燈泡L突然發(fā)生短路,則( )
圖1
A.燈泡L短路前通過R2的電流為A
B.燈泡L
2、短路后超導部件將由超導態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài),通過燈泡的電流為1A
C.燈泡L短路后通過R1的電流為A
D.燈泡L短路后通過R2的電流為2A
答案 C
解析 標有“6V 6W”的小燈泡L正常工作時的電阻R==6Ω,通過燈泡L的電流I==1A,超導部件處于超導態(tài),其電阻為零,1A電流全部通過超導部件,即燈泡L短路前通過R2的電流為零,A錯誤;燈泡L短路后,電流增大超過超導部件的超導臨界電流,將由超導態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài),外電路電阻R′==2Ω,由閉合電路歐姆定律可得,通過燈泡的電流I′==2A,B錯誤;由并聯(lián)電路電流分配規(guī)律可知,燈泡L短路后通過R1的電流為A,通過R2的電流為A,C正確,D錯誤.
3、2.(2018·廣東省韶關(guān)市模擬)在如圖2所示電路中,閉合開關(guān)S,當把滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,三個理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2表示,下列判斷正確的是( )
圖2
A.I減小,U1增大 B.I增大,U2減小
C.I增大,U1減小 D.I減小,U2增大
答案 D
解析 閉合開關(guān)S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,干路電流I總減小,路端電壓U增大,R3兩端的電壓等于路端電壓,則流過R3的電流I3增大.流過電流表的電流I=I總-I3,I總減小,I3增大,則I減小,R1兩端的電壓減小,即電壓表V1的示
4、數(shù)U1減小,電壓表V2示數(shù)U2=U-U1,U增大,U1減小,則U2增大,故D正確,A、B、C錯誤.
3.(2018·山東省青島市二模)如圖3所示電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表.閉合開關(guān)S后,將滑動變阻器R1的滑片向右移動,下列說法正確的是( )
圖3
A.電流表A的示數(shù)變大
B.電壓表V的示數(shù)變大
C.電容器C所帶的電荷量減少
D.電源的效率增加
答案 D
解析 R1的滑片向右移動,接入電路的電阻增大,電路的總電阻增大,由I=知,干路中的電流減小,路端電壓增大,R3兩端的電壓減小,電壓表V的示數(shù)變小,B錯誤;R2兩端的電壓增大,電容器C所帶的電荷量增加,C錯誤
5、;通過R2的電流增大,所以通過R1支路的電流減小,電流表的示數(shù)變小,A錯誤;電源的效率η=×100%=×100%,所以效率增加,D正確.
4.(2018·閩粵期末大聯(lián)考)如圖4所示,A和B為豎直放置的平行金屬板,在兩極板間用絕緣細線懸掛一帶電小球;開始時開關(guān)S閉合且滑動變阻器的滑動觸頭P在a處,此時絕緣細線向右偏離,與豎直方向夾角為θ.電源的內(nèi)阻不能忽略,下列判斷正確的是( )
圖4
A.小球帶負電
B.當滑動觸頭從a向b滑動時,細線的偏角θ變大
C.當滑動觸頭從a向b滑動時,電流表中有電流,方向從上向下
D.當滑動觸頭從a向b滑動時,電源的輸出功率一定變大
答
6、案 C
解析 由題圖知,A板帶正電,B板帶負電,電容器內(nèi)電場方向水平向右,細線向右偏,則小球帶正電,故A錯誤.滑動觸頭從a向b移動時,R變小,外電路總電阻變小,總電流變大,路端電壓U=E-Ir變小,電容器兩端電壓變小,細線偏角變小,故B錯誤.滑動觸頭從a向b移動時,電容器兩端電壓變小,電容器放電,因A板帶正電,則流過電流表的電流方向從上向下,故C正確.由于不知外電阻與內(nèi)阻大小關(guān)系,無法判斷電源輸出功率的大小變化,故D錯誤.
5.(2019·天津市武清區(qū)第一次月考)如圖5所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,平行板電容器兩金屬板水平放置,開關(guān)S是閉合的,兩板間一質(zhì)量為m,電荷量大小為q的油滴恰好處
7、于靜止狀態(tài),G為靈敏電流計.則下列說法正確的是( )
圖5
A.若電阻R2斷路,油滴向上加速運動,G中有從b到a的電流
B.在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,油滴向下加速運動,G中有從a到b的電流
C.在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,油滴仍然靜止,G中有從a到b的電流
D.在將S斷開后,油滴仍保持靜止狀態(tài),G中無電流通過
答案 A
解析 若電阻R2斷路,則外電路電阻變大,總電流變小,路端電壓變大,R1兩端電壓變小,所以電容器兩端的電壓變大,根據(jù)Q=CU,可知電容器要充電,所以G中有從b到a的電流,由于電壓增大,所以電容器兩極板間的電場強度會變大,導致油滴向上加速運
8、動,故A對;
在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,回路中總電阻變大,總電流變小,所以電容器兩端的電壓變大,根據(jù)Q=CU,可知電容器要充電,故G中有從b到a的電流,由于電壓變大,所以電容器中的電場強度變大,所以油滴要加速向上運動,故B、C錯;在將S斷開后,電容器放電,板間場強減小,油滴受到的電場力減小,則油滴向下加速運動,G中有從a到b的電流,故D錯.
二、非選擇題
6.(2018·山東省煙臺市上學期期末)圖6中螺旋測微器的讀數(shù)為________mm,游標卡尺的讀數(shù)為________mm.
圖6
答案 4.950 17.25
解析 螺旋測微器的固定刻度為4.5mm,可動刻度為4
9、5.0×0.01mm=0.450mm,所以最終讀數(shù)為4.5mm+0.450mm=4.950mm.
游標卡尺的主尺讀數(shù)為17mm,游標尺上第5個刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標讀數(shù)為5×0.05mm=0.25mm,所以最終讀數(shù)為:17mm+0.25mm=17.25mm.
7.(2018·湖北省仙桃、天門、潛江三市期末聯(lián)考)(1)如圖7甲所示是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖,此歐姆表已經(jīng)按要求進行了電阻調(diào)零,用此歐姆表測一阻值為R的電阻時,指針偏轉(zhuǎn)至電流滿刻度的,若用該表測一未知電阻,指針偏轉(zhuǎn)到電流滿刻度的,則此未知電阻的阻值為________;已知該電流表滿偏電流為Ig,則此歐姆表內(nèi)電池
10、電動勢為________.
(2)用另外一塊多用電表的歐姆擋測量某定值電阻阻值時,將選擇開關(guān)置于“×10Ω”擋,其他操作完全正確,測量時發(fā)現(xiàn)指針偏角較小,則應換用________(填“×1Ω”或“×100Ω”)擋重新測量,若倍率擋選擇正確,操作規(guī)范,測量該電阻時,指針所指位置如圖乙所示,此被測電阻的阻值為________Ω.
(3)將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到2.5V直流電壓擋,若某次實驗測量直流電壓時,指針位置也如圖乙所示,則所測電壓應為________V.
圖7
答案 (1)R IgR (2)×100Ω (3.20±0.02)×103 (3)0.80
解析 (1)設(shè)電動勢為E,內(nèi)
11、阻為r,滿偏電流為Ig,歐姆表調(diào)零時Ig=,測一阻值為R的電阻時Ig=
測一未知電阻時Ig=
聯(lián)立解得r=R,R′=R
則電源電動勢為E=Igr=IgR
(2)選擇開關(guān)置于“×10Ω”擋,測電阻時指針偏角較小,說明所選擋位太小,應換用“×100Ω”擋重新調(diào)零測量;由題圖乙所示可知,歐姆表示數(shù)為:32×100Ω=3.2×103Ω
(3)選擇開關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋,由題圖乙所示表盤可知,其分度值為0.05V,被測電壓是0.80V.
8.(2018·福建省南平市第一次質(zhì)檢)某興趣小組同學要利用NTC熱敏電阻測量溫度,圖8甲為該熱敏電阻的電阻特性曲線,為了測量某狀態(tài)下的溫度,需先測
12、量熱敏電阻在該狀態(tài)溫度下的電阻值.
圖8
請按要求完成下列實驗:
(1)若溫度的測量范圍為0~25℃.不考慮其他因素對電路的影響,要求誤差較小,實驗室提供的器材如下,請在圖乙的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖.
A.NTC熱敏電阻
B.電壓表V:量程5V,內(nèi)阻約3kΩ
C.電流表A:量程5mA,內(nèi)阻為250Ω
D.滑動變阻器R:最大阻值為200Ω
E.直流電源E(電動勢6V,內(nèi)阻不計)
F.開關(guān)S,導線若干
(2)正確接線后,將熱敏電阻置于待測狀態(tài)下,接通電源,電流表的示數(shù)是3.20mA,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表的讀數(shù)為________V.
(3)此時熱敏電阻的阻值為_
13、_______kΩ;結(jié)合圖甲可知待測溫度為________℃.(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1)如圖所示
(2)4.00 (3)1.0 25(24~26)
解析 (1)實驗過程中需要電壓從零開始,故采用滑動變阻器的分壓式接法,由于熱敏電阻阻值大,所以采用電流表的內(nèi)接法,電路圖如圖所示:
(2)電壓表分度值為0.1V,所以讀數(shù)為4.00V.
(3)熱敏電阻的阻值為R=-RA=Ω-250Ω=1000Ω=1kΩ,從題圖甲中可知待測溫度為25℃(24~26℃).
9.(2018·河南省濮陽市第二次模擬)一個兩端封閉的空心細長金屬管,其材料的電阻率為ρ,某學習小組為了測量其
14、內(nèi)徑d,進行了如下實驗:
(1)用刻度尺測量金屬管的長度L,用螺旋測微器測出金屬管的外徑D,示數(shù)如圖9甲所示,則D=________mm.
圖9
(2)測量金屬管的電阻Rx的電路如圖乙所示,其中電源為恒流電源,能為電路提供恒定的電流I0=3.00A,Rx為待測金屬管的電阻,其允許通過的最大電流為2.00A,電壓表、電流表、滑動變阻器均安全.電路接入恒流電源前,滑動變阻器的滑片應置于________(填“a”或“b”)端附近,當滑動變阻器的滑片向初始位置的另一端滑動時,電壓表的示數(shù)_______(填“增大”或“減小”).該電路中______(填“電壓表”或“電流表”)的內(nèi)阻對Rx的測量
15、沒有影響.
(3)某次實驗中,若電壓表的示數(shù)U=1.20V,電流表示數(shù)I=1.80A,則金屬管的電阻測量值R測=________Ω.
(4)金屬管的內(nèi)徑d=________(用ρ、L、D、R測表示).
答案 (1)2.097(2.096~2.098) (2)b 增大 電流表
(3)1.00 (4)
解析 (1)螺旋測微器的固定刻度為2.0mm,可動刻度為9.7×0.01mm=0.097mm,所以最終讀數(shù)為2.0mm+0.097mm=2.097mm.
(2)為了使通過Rx的電流小,應讓滑動變阻器的分流大點,所以滑動變阻器應在b端附近;當滑動變阻器的滑片向a端移動過程中,其連入電路的電
16、阻增大,所以并聯(lián)電路總電阻增大,因為干路電流恒定,所以并聯(lián)電路兩端電壓增大,即電壓表示數(shù)增大,由于需要測量Rx兩端電壓,所以電流表的內(nèi)阻對Rx的測量沒有影響.
(3)根據(jù)歐姆定律可得R測==Ω=1.00Ω;
(4)根據(jù)電阻定律R測=ρ,因為S=π()2-π()2,
解得d=.
10.(2018·福建省泉州市考前適應性模擬)為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值,某同學利用傳感器設(shè)計了如圖10甲所示的電路,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,通過電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù),用計算機分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線,請回答
17、下列問題:
圖10
(1)根據(jù)圖乙中的M、N兩條直線可知,________.
A.直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
B.直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
C.直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
D.直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的
(2)根據(jù)圖乙可以求得定值電阻R0=________Ω.
(3)電源電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω.
答案 (1)BC (2)2.0 (3)1.46(1.44~1.48) 1.65(1.60~1.70)
解析 (1)定值電阻的U-I圖線是正比函數(shù)圖線,一定經(jīng)過原點,故圖線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的;而圖線N的電壓隨電流的增大而減小,故為電源的伏安特性曲線,是由電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的,故B、C正確,A、D錯誤;
(2)由題圖乙圖線M可知,R0=Ω=2.0Ω;
(3)由U=E-Ir可知,圖線N的縱截距表示電源電動勢,為1.46V;斜率的絕對值大小表示內(nèi)電阻,r=Ω=1.65Ω.
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