2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 本章綜合能力提升練(含解析)教科版

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1、本章綜合能力提升練 一、單項(xiàng)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(dǎo)限流器,它由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成.超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流IC,當(dāng)通過(guò)限流器的電流I>IC時(shí),將造成超導(dǎo)體失超,從超導(dǎo)態(tài)(電阻為零,即R1=0)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個(gè)純電阻,且R1=3Ω),以此來(lái)限制電力系統(tǒng)的故障電流.已知超導(dǎo)臨界電流IC=1.2A,限流電阻R2=6Ω,小燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”的字樣,電源電動(dòng)勢(shì)E=8V,內(nèi)阻r=2Ω.原來(lái)電路正常工作,超導(dǎo)部件處于超導(dǎo)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(guò)R2的電流為A B.燈泡L

2、短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài),通過(guò)燈泡的電流為1A C.燈泡L短路后通過(guò)R1的電流為A D.燈泡L短路后通過(guò)R2的電流為2A 答案 C 解析 標(biāo)有“6V 6W”的小燈泡L正常工作時(shí)的電阻R==6Ω,通過(guò)燈泡L的電流I==1A,超導(dǎo)部件處于超導(dǎo)態(tài),其電阻為零,1A電流全部通過(guò)超導(dǎo)部件,即燈泡L短路前通過(guò)R2的電流為零,A錯(cuò)誤;燈泡L短路后,電流增大超過(guò)超導(dǎo)部件的超導(dǎo)臨界電流,將由超導(dǎo)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(guò)燈泡的電流I′==2A,B錯(cuò)誤;由并聯(lián)電路電流分配規(guī)律可知,燈泡L短路后通過(guò)R1的電流為A,通過(guò)R2的電流為A,C正確,D錯(cuò)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(kāi)關(guān)S,當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),三個(gè)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(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),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(guò)R3的電流I3增大.流過(guò)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(cuò)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(kāi)關(guān)S后,將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向右移動(dòng),下列說(shuō)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(dòng),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(cuò)誤;R2兩端的電壓增大,電容器C所帶的電荷量增加,C錯(cuò)誤

5、;通過(guò)R2的電流增大,所以通過(guò)R1支路的電流減小,電流表的示數(shù)變小,A錯(cuò)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(xì)線懸掛一帶電小球;開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在a處,此時(shí)絕緣細(xì)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(fù)電 B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí),細(xì)線的偏角θ變大 C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí),電流表中有電流,方向從上向下 D.當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí),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(fù)電,電容器內(nèi)電場(chǎng)方向水平向右,細(xì)線向右偏,則小球帶正電,故A錯(cuò)誤.滑動(dòng)觸頭從a向b移動(dòng)時(shí),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(xì)線偏角變小,故B錯(cuò)誤.滑動(dòng)觸頭從a向b移動(dòng)時(shí),電容器兩端電壓變小,電容器放電,因A板帶正電,則流過(guò)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(wú)法判斷電源輸出功率的大小變化,故D錯(cuò)誤. 5.(2019·天津市武清區(qū)第一次月考)如圖5所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,平行板電容器兩金屬板水平放置,開(kāi)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?fàn)顟B(tài),G為靈敏電流計(jì).則下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖5 A.若電阻R2斷路,油滴向上加速運(yùn)動(dòng),G中有從b到a的電流 B.在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中,油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G中有從a到b的電流 C.在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中,油滴仍然靜止,G中有從a到b的電流 D.在將S斷開(kāi)后,油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài),G中無(wú)電流通過(guò) 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(chǎng)強(qiáng)度會(huì)變大,導(dǎo)致油滴向上加速運(yùn)

8、動(dòng),故A對(duì); 在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)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(chǎng)強(qiáng)度變大,所以油滴要加速向上運(yùn)動(dòng),故B、C錯(cuò);在將S斷開(kāi)后,電容器放電,板間場(chǎng)強(qiáng)減小,油滴受到的電場(chǎng)力減小,則油滴向下加速運(yùn)動(dòng),G中有從a到b的電流,故D錯(cuò). 二、非選擇題 6.(2018·山東省煙臺(tái)市上學(xué)期期末)圖6中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(kāi)_______mm,游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_(kāi)_______mm. 圖6 答案 4.950 17.25 解析 螺旋測(cè)微器的固定刻度為4.5mm,可動(dòng)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(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為17mm,游標(biāo)尺上第5個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)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(mén)、潛江三市期末聯(lián)考)(1)如圖7甲所示是一個(gè)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(jìn)行了電阻調(diào)零,用此歐姆表測(cè)一阻值為R的電阻時(shí),指針偏轉(zhuǎn)至電流滿刻度的,若用該表測(cè)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_(kāi)_______;已知該電流表滿偏電流為Ig,則此歐姆表內(nèi)電池

10、電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______. (2)用另外一塊多用電表的歐姆擋測(cè)量某定值電阻阻值時(shí),將選擇開(kāi)關(guān)置于“×10Ω”擋,其他操作完全正確,測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏角較小,則應(yīng)換用________(填“×1Ω”或“×100Ω”)擋重新測(cè)量,若倍率擋選擇正確,操作規(guī)范,測(cè)量該電阻時(shí),指針?biāo)肝恢萌鐖D乙所示,此被測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_______Ω. (3)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到2.5V直流電壓擋,若某次實(shí)驗(yàn)測(cè)量直流電壓時(shí),指針位置也如圖乙所示,則所測(cè)電壓應(yīng)為_(kāi)_______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(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)

11、阻為r,滿偏電流為Ig,歐姆表調(diào)零時(shí)Ig=,測(cè)一阻值為R的電阻時(shí)Ig= 測(cè)一未知電阻時(shí)Ig= 聯(lián)立解得r=R,R′=R 則電源電動(dòng)勢(shì)為E=Igr=IgR (2)選擇開(kāi)關(guān)置于“×10Ω”擋,測(cè)電阻時(shí)指針偏角較小,說(shuō)明所選擋位太小,應(yīng)換用“×100Ω”擋重新調(diào)零測(cè)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(kāi)關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋,由題圖乙所示表盤(pán)可知,其分度值為0.05V,被測(cè)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(xué)要利用NTC熱敏電阻測(cè)量溫度,圖8甲為該熱敏電阻的電阻特性曲線,為了測(cè)量某狀態(tài)下的溫度,需先測(cè)

12、量熱敏電阻在該狀態(tài)溫度下的電阻值. 圖8 請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn): (1)若溫度的測(cè)量范圍為0~25℃.不考慮其他因素對(duì)電路的影響,要求誤差較小,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下,請(qǐng)?jiān)趫D乙的虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器R:最大阻值為200Ω E.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)) F.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干 (2)正確接線后,將熱敏電阻置于待測(cè)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_(kāi)_______V. (3)此時(shí)熱敏電阻的阻值為_(kāi)

13、_______kΩ;結(jié)合圖甲可知待測(cè)溫度為_(kāi)_______℃.(計(jì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要電壓從零開(kāi)始,故采用滑動(dòng)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(cè)溫度為25℃(24~26℃). 9.(2018·河南省濮陽(yáng)市第二次模擬)一個(gè)兩端封閉的空心細(xì)長(zhǎng)金屬管,其材料的電阻率為ρ,某學(xué)習(xí)小組為了測(cè)量其

14、內(nèi)徑d,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): (1)用刻度尺測(cè)量金屬管的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬管的外徑D,示數(shù)如圖9甲所示,則D=________mm. 圖9 (2)測(cè)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(cè)金屬管的電阻,其允許通過(guò)的最大電流為2.00A,電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器均安全.電路接入恒流電源前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向初始位置的另一端滑動(dòng)時(shí),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(duì)Rx的測(cè)量

15、沒(méi)有影響. (3)某次實(shí)驗(yàn)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(cè)量值R測(cè)=________Ω. (4)金屬管的內(nèi)徑d=________(用ρ、L、D、R測(cè)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(cè)微器的固定刻度為2.0mm,可動(dòng)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(guò)Rx的電流小,應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的分流大點(diǎn),所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)在b端附近;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端移動(dòng)過(guò)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?yàn)楦陕冯娏骱愣?,所以并?lián)電路兩端電壓增大,即電壓表示數(shù)增大,由于需要測(cè)量Rx兩端電壓,所以電流表的內(nèi)阻對(duì)Rx的測(cè)量沒(méi)有影響. (3)根據(jù)歐姆定律可得R測(cè)==Ω=1.00Ω; (4)根據(jù)電阻定律R測(cè)=ρ,因?yàn)镾=π()2-π()2, 解得d=. 10.(2018·福建省泉州市考前適應(yīng)性模擬)為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值,某同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)了如圖10甲所示的電路,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí),通過(guò)電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測(cè)得數(shù)據(jù),用計(jì)算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線,請(qǐng)回答

17、下列問(wèn)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(dòng)勢(shì)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(guò)原點(diǎn),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(cuò)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(dòng)勢(shì),為1.46V;斜率的絕對(duì)值大小表示內(nèi)電阻,r=Ω=1.65Ω. 9

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