【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律章末综合检测卷 沪科版选修3-1.doc

【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律章末综合检测卷 沪科版选修3-1 (时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A0.24 J B0.25 JC0.26 J D0.28 J答案C解析根据WUIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W0.6×0.1×1 J0.06 J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能量守恒定律得Q×23%W，所以Q0.26 J.2如图1所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为()图1A1 W B6 W C2 W D2.5 W答案C解析由题图不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E3 V，短路电流为I3 A，所以电源的内阻为r1 .图像上AB线段表示的功率为PABP总I2r(1×312×1) W2 W故正确选项为C.3.在如图2所示的闭合电路中，当滑片P向左移动时，则()图2A电流表示数变大，电压表示数变大B电流表示数变小，电压表示数变大C电流表示数变大，电压表示数变小D电流表示数变小，电压表示数变小答案C解析滑片P向左移动，电阻R接入电路的电阻变小，则总电阻R总也变小，根据闭合电路欧姆定律I可知，回路中电流变大，则电流表的示数变大，电压表两端电压UEI(R0r)变小，故选项C正确4某同学用如图3甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的UI图线，由图可知()图3A电池电动势的测量值是1.00 VB电池内阻的测量值是3.50 C外电路发生短路时的电流为0.40 AD电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I0.20 A答案D解析由闭合电路欧姆定律UEIr知当I0时，UE.UI图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，则r| 1 U轴的电压刻度不是从零开始的，UI图线的横截距不再表示U0时的短路电流，而是表示路端电压为1 V时的干路电流是0.4 A，因为|r常数，从题图中易得，所以I0.20 A所以D选项正确5电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图4所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为()图4A.、B.、C.、 D.、答案D解析电源的效率×100%×100%.a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格因此a；b点对应的路端电压为2个格，因此b.故D正确6如图5所示为甲、乙两灯泡的IU图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率约为()图5A15 W、30 W B30 W、40 WC40 W、60 W D60 W、100 W答案C解析从图像的横坐标(U)为220 V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲0.19 A，I乙0.29 A，则P甲U·I甲40 W，P乙U·I乙60 W，即C项正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)7.如图6所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、抽油烟机等停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢居民楼用电的总功率，其中正确的是()图6API2R BPCPIU DP答案CD解析电路消耗的电功率的计算公式PUI、P是普遍适用的，而A、B两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和抽油烟机都不是纯电阻电器，所以A、B错误，C、D正确8在如图7所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()图7A灯泡L变亮B电源的输出功率变小C电容器C上电荷量减少D电流表读数变小，电压表读数变大答案BD解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，而灯泡L的电阻大于电源的内阻r，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，外电路电阻比r大得更多，输出功率变小，B正确9.如图8所示，已知电源电动势E16 V，内阻r1 ，定值电阻R2 ，通过小灯泡的电流为1 A，已知小灯泡的电阻为3 ，小型直流电动机的线圈电阻r1 ，则()图8A电动机两端的电压为10 VB电动机两端的电压为6 VC电动机的输入功率为10 WD电动机的输出功率为5 W答案AC解析电动机两端的电压UMEI(RRLr)16 V1×(231)V10 V，故选项A正确，选项B错误；电动机的输入功率PUMI10×1 W10 W，P出PI2r10 W1 W9 W，故选项C正确，D错误10如图9所示，电源的电动势E2 V，内阻r2 ，两个定值电阻阻值均为8 ，平行板电容器的电容C3×106 F，则()图9A开关断开时两极板间的电压为VB开关断开时电容器的带电荷量为4×106CC开关接通时两极板间的电压为VD开关接通时电容器的带电荷量为4×106C答案CD解析电容器两极板间的电压等于R2两端电压，开关S断开时，电路中的总电流IA0.2 A，电容器的极板电压UIR20.2×8 V1.6 V，此时电容器的带电荷量QCU3×106×1.6 C4.8×106C，故选项A、B错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I A A，电容器两极板间的电压UIR外×4 V V，此时电容器的带电荷量QCU3×106× C4×106 C，故选项C、D正确三、实验题(本题共2小题，共14分)11(6分)某同学采用如图10甲所示的电路测量干电池的电动势和内阻已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为2 ，电压表(03 V,3 k)，电流表(00.6 A，1.0 )，滑动变阻器有R1(10 ， 2 A)和R2(100 ，0.1 A)各一只图10(1)在实验中滑动变阻器应选用_(填“R1”或“R2”)；(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路答案(1)R1(2)实验电路如图所示12(8分)某同学利用图11所示电路探究电源在不同负载下的输出功率情况图11(1)所得实验数据如下表，请在图12的直角坐标系上画出UI图像.U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55图12(2)根据所画UI图像，可求得电流I0.20 A时电源的输出功率为_ W(结果保留两位有效数字)(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图11电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计在下列选项所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是_(Rx阻值未知)答案(1)见解析图(2)0.37(3)BC解析(1)UI图像如图所示(2)通过图像可得I0.20 A时U1.83 V故PUI0.37 W(3)为了测电源输出功率，电压表必须测出路端电压，D错误；A项中并联的Rx不起作用，A错误；故选B、C.四、计算题(共4小题，共46分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)如图13甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100 ，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的求：图13(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值答案(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析(1)由题图乙中AB线延长交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处可知电源的电动势为E20 V，内阻r20 .(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U24 V、I20.8 A，得R25 .(3)当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外16 V，I总0.2 A，所以R外80 .因为R外R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3300 .14(10分)如图14所示电路中，电源电动势E12 V，内阻r1 ，电阻R19 ，R215 ，电流表A的示数为0.4 A，求电阻R3的阻值和它消耗的电功率图14答案30 1.2 W解析并联电路的电压U2I2R26 V，由闭合电路欧姆定律得EU2I(R1r)解得流过电源的电流为I0.6 A，流过R3的电流为I3II20.2 A，R3的阻值为R330 ，R3消耗的电功率为P3U3I31.2 W.15(14分)在如图15甲所示的电路中，R1 和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中a、b所示电源的电动势E7 V，内阻忽略不计图15(1)调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？(2)调节滑动变阻器R3，使R30，这时电阻R1和R2消耗的电功率各是多少？答案(1)1 000 1 000 800 (2)1.05×102 W1.4×102 W解析(1)R1、R2和R3串联，电流相等，当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I2.5 mA.这时加在电阻R1和R2上的电压U1U22.5 V.由欧姆定律得R1R21 000 滑动变阻器R3两端电压为U3EU1U22 V由欧姆定律得R3800 (2)当R30时U1U2E7 V又因通过电阻R1和R2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I3.5 mA，且U13 VU24 V电阻R1消耗的电功率为P1IU11.05×102 W电阻R2消耗的电功率为P2IU21.4×102 W16(12分)如图16所示，R为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为R12 时，电压表读数为U14 V；当电阻箱读数为R25 时，电压表读数为U25 V求：图16(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？答案(1)6 V1 (2)1 9 W解析(1)由闭合电路欧姆定律EU1rEU2r联立并代入数据解得E6 V，r1 (2)由电功率表达式PR将式变形为P由式知，Rr1 时，P有最大值Pm9 W9