单元质检八 恒定电流(时间:45分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.在科学研究中,经常用“电导率”这一概念来表示物质导电本领的强弱,电导率是电阻率的倒数,下图是硫酸浓度与电导率的关系图,下列判断正确的是( )A.电导率的单位可以用Ω/m表示B.对于硫酸,浓度越高导电本领越强C.可以根据电导率来确定硫酸浓度D.某一浓度的硫酸导电时,遵从欧姆定律2.电子绕核运动可以看作一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动,用e表示电荷量,m表示电子的质量,k为静电力常量。则( )A.电子运动的速率为v=eB.电子运动的周期为T=C.电子运动形成的电流I=eD.电子运动形成的电流I=3.如图所示,电源电动势E=8V,内阻为r=0.5Ω,“3V3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作,电动机的线圈电阻R0=1.5Ω,下列说法正确的是( )A.通过电动机的电流为1.6AB.电动机的效率是62.5%C.电动机的输入功率为1.5WD.电动机的输出功率为3W4.阻值相等的三个电阻R、电容器C及电池E(内阻不计)连接成如图所示电路。保持开关S1闭合,开关S2断开,电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S2,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2,则Q1与Q2的比值为( )\nA.B.C.D.5.如图所示,直线a表示某电源路端电压与电流的关系,直线b为某一电阻R的U-I图线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )A.R的阻值为0.5ΩB.电源电动势为4.0V,内阻为0.5ΩC.2s内电阻R上消耗的电能为4JD.若将两个相同的电阻R串联接入该电源,则电流变为之前的6.如图所示的电路中,电表均为理想电表,R1、R2、R4为定值电阻,R3为滑动变阻器,当滑动变阻器滑片向右移动时( )A.电流表A1的示数减小B.电流表A2的示数减小C.电压表V的示数减小D.电阻R2消耗的功率增大7.如图所示,电源内阻为r,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,滑动变阻器最大阻值为R0。假设灯的电阻不变,某同学闭合开关后,将滑动变阻器滑片P由a端向b端移动时,则( )A.若R2>R0,L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2>R0,电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2<R0,L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2<R0,电源的效率一定逐渐变大二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)\n8.如图所示,一块均匀的长方体金属块,长为a,宽为b,厚为c,已知a∶b∶c=3∶1∶2,在长方体的左、右、前、后分别引出A、B、C、D四个接线柱,现分别在AB、CD两端施加恒定电压U1、U2,相应的沿电流方向电子定向移动的平均速度为v1、v2,单位时间内流过垂直电流方向横截面积的电荷量为q1、q2,若U1=U2,则( )A.v1∶v2=1∶3B.v1∶v2=3∶1C.q1∶q2=9∶1D.q1∶q2=1∶99.如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,则( )A.变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变B.电压表示数U和电流表示数I的比值不变C.电阻R0两端电压减小,减小量为ΔUD.电容器所带的电荷量增大,增加量为CΔU10.(2021江苏滨海中学高三一模)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )A.电压表的示数变大,电流表的示数变小B.电压表的示数变小,电流表的示数变大C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变三、实验题(本题共3小题,共40分)11.(12分)(2021河南郑州三模)某同学欲采用下列器材研究一个额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线。A.直流电源(3V,内阻不计)B.电流表(0~3A,内阻约0.03Ω)C.电流表(0~0.6A,内阻约0.13Ω)D.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)G.滑动变阻器(0~1000Ω,额定电流0.5A)\nH.开关、导线等(1)为减小测量误差,滑动变阻器应选用 (选填仪器前的代号)。 (2)该同学选择电流表外接法,且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些。请在图甲虚线框中画出正确的实验电路图。(3)闭合开关,逐次改变滑动变阻器滑片的位置,在下表中记录与之对应的电流表的示数I,电压表的示数U。其中某组电流表、电压表的示数如图乙所示。请把图乙中电流表、电压表示数填入表中的空格处。I/A00.100.130.160.190.21 0.270.30U/V00.100.200.400.801.20 2.002.50(4)处理实验数据时,绘制了如图丙所示的I-U坐标图,请将表中测量数据对应的点画在图丙中,并在图丙中绘制出小灯泡的I-U图线。丙12.(14分)某同学设计了用如图所示的电路,来测量电源的电动势E和内阻r,图中两个电流表A1、A2完全相同,定值电阻阻值为R0,则:(1)闭合开关S0前,先将电阻箱接入电路的阻值调到 (选填“最大”或“最小”)再闭合开关S0,\n闭合关开S1,然后,调节电阻箱的阻值,使电流表A2的指针偏转较大(接近满偏),读出电流表A2的电流值I0和这时电阻箱的阻值R1;断开开关S1,调节电阻箱的阻值,使电流表A2的示数再次为I0,记下这时电阻箱的阻值R2,则电流表A1的阻值为 。 (2)闭合开关S0、S2,断开开关S1,依次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后电阻箱的阻值R和电流表A1的示数I,根据记录的R、I,作出IR-I,则图象可能是 。 (3)若根据第(2)问记录的R、I,作出-R图象,通过对图象的处理,得到图象与纵轴的截距为a,图象的斜率为b,则电源的电动势E= ,电源的内阻r= 。 13.(14分)(2020吉林高三模拟)某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg,再进行改装,然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有:电源E(电动势为4.5V,内阻约1.2Ω)滑动变阻器R1(最大阻值为5000Ω,允许通过的最大电流约为0.02A)滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流约为1.0A)电阻箱R(最大阻值为999.9Ω,允许通过的最大电流约为0.2A)标准电压表V0(最大量程为3.0V,内阻约为4000Ω)开关两个,导线若干他的操作过程如下:(1)先按如图(a)所示的电路,测量电流表G的内阻Rg,其步骤为:①将滑动变阻器R1调到最大,保持开关S2断开,闭合开关S1,再调节滑动变阻器R1,使电流表G的指针指在满刻度Ig处。\n②保持滑动变阻器R1的阻值不变,再闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处,即I=Ig,此时电阻箱上示数如图(b)所示,则电流表G的内阻Rg= Ω。 (2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值,通过计算后,在表头G上串联一个电阻R,就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V,如图(c)所示,则这个定值电阻的阻值为R= Ω。 (3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准,要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准,试在图(d)的方框中补全校准电路图,并标出所选用器材的符号,其中改装的电压表和标准电压表已画出。(4)由于电流表G内阻Rg的测量值 (选填“小于”或“大于”)真实值,改装电压表V时串联电阻R的阻值 (选填“偏大”或“偏小”),因此在校准过程中,改装的电压表的示数总比标准表的示数 (选填“偏大”或“偏小”)。 \n单元质检八 恒定电流1.D 解析:由电阻定律R=ρ得ρ=,电阻率的单位为Ω·m,由于电导率为电阻率的倒数即σ=,故A错误;由题图可知,对于硫酸,浓度越高导电性能不一定越好,B错误;电导率与浓度没有确定关系,因此不能用电导率来确定浓度,C错误;硫酸的导电性能与其浓度有关,但是对确定浓度的硫酸来说仍遵守欧姆定律,D正确。2.A 解析:氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力,则有k=m,解得v=e,A正确;电子的运动的周期T=,B错误;电子运动形成的电流I=,C、D错误。3.D 解析:灯泡L正常发光,通过灯泡的电流IL==1A,电动机与灯泡串联,通过电动机的电流IM=IL=1A,故A错误;路端电压U=E-Ir=7.5V,电动机两端的电压UM=U-UL=4.5V,电动机的输入功率P入=UMIM=4.5×1W=4.5W,电动机的输出功率P输出=UMIM-R0=4.5W-12×1.5W=3W,电动机的效率η=×100%=66.7%,故B、C错误,D正确。4.A 解析:开关S1闭合,开关S2断开时的等效电路如图甲所示,电路稳定时电容器两极板之间的电压为U1=,电容器所带的电荷量为Q1=CU1=;开关S1、S2闭合后的等效电路如图乙所示,电路稳定时电容器两极板之间的电压为U2=E,电容器所带的电荷量为Q2=CU2=CE,则,A正确,B、C、D错误。5.C 解析:R的U-I图线的斜率大小等于R的阻值,则R=2.0Ω,A错误;根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,当I=0时,U=E,可得出电源的电动势E=4V,内阻等于图线的斜率的绝对值,则r==Ω=2Ω,B错误;2s内电阻R上消耗的电能为W=IUt=1×2×2J=4J,C正确;若将两个相同的电阻R串联接入该电源,则电流变为I'=A=A,D错误。\n6.C 解析:滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,总电流增大,电流表A2示数增大,B错误;内电压增大,外电压减小,R4两端的电压增大,R2两端的电压减小,R2中电流减小,消耗的功率减小,D错误;R1中电流增大,电流表A1示数增大,A错误;R1两端电压增大,电源内电压增大,因此电压表示数减小,C正确。7.C 解析:当R2>R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻增大,所以总电流减小,通过灯L1的电流减小,L1变暗,通过L2的电流变大,L2变亮,因不知道电源内阻与外电阻的大小关系,所以电源的输出功率无法判断,A、B均错误;当R2<R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,故L1先变暗后变亮,C正确;外电阻先增大后减小,所以电源的效率先增大后减小,D错误。8.AD 解析:由题意可知UAB=U1=I1RAB=nebcv1·ρ=ρnev1a,同理UCD=U2=I2RCD=neacv2·ρ=ρnev2b,因U1=U2,则v1∶v2=b∶a=1∶3,A正确、B错误;因为IAB=nebcv1、ICD=neacv2、,即单位时间内流过垂直电流方向横截面积的电荷量之比q1∶q2=1∶9,C错误、D正确。9.AD 解析:闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电流表示数减小,电压表示数增大,变化过程中ΔU和ΔI的比值等于定值电阻R0与电源内阻r之和,保持不变;电压表示数U和电流表示数I的比值等于可变电阻R的阻值,增大,选项A正确,B错误;电阻R0两端电压减小,减小量小于ΔU,选项C错误;电容器所带的电荷量增大,增加量为CΔU,选项D正确。10.BD 解析:由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,而酒驾驾驶员吹气时,酒精浓度变大,R变小,由闭合电路的欧姆定律可知I=,U=E-I(R0+r),可知电流表示数变大、电压表示数变小,A错误,B正确;电源的输出功率与外阻R外的图象如图所示,由图可看出当R外=r时电源的输出功率最大,而酒精气体浓度越大导致R+R0减小,若开始时有R+R0>r则随着R减小电源的输出功率增大,若R+R0<r则随着R减小电源的输出功率减小,C错误;根据闭合电路的欧姆定律有E=U1+I1(r+R0),E=U2+I2(r+R0),整理后有=r+R0,则无论R怎么变,那么电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,D正确。11.答案:(1)F (2)见解析图 (3)0.24 1.60 (4)见解析图解析:(1)为了方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器。(2)描绘小灯泡伏安特性,小灯泡两端电压变化范围尽量大些,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,电路图如图甲所示:\n甲(3)电流表量程为0~0.6A,由图示电流表知道其分度值为0.02A,示数为0.24A,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.6V;(4)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后用平滑曲线把各点连接起来,作出灯泡的I-U图如图乙所示。乙12.答案:(1)最大 R1-R2 (2)D (3)+R2-R0-R1解析:(1)为了防止电路中的电流过大,闭合开关S1之前,应将电阻箱接入电路的电阻调到最大,根据等效替代可知,电流表A1的阻值为R1-R2。(2)由于开始时电流表接近满偏,因此调节电阻箱使电流表的示数逐渐减小,即电阻箱的阻值逐渐调大,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+RA1+R0+r),即IR=E-I(r+R0+RA1),D正确。(3)由闭合电路欧姆定律得E=I(R+RA1+R0+r),得R+(r+R0+RA1),根据题意有=b,得E=,由(r+R0+RA1)=a得r=-R0-(R1-R2)=+R2-R0-R1。13.答案:(1)105.0 (2)2895 (3)见解析图 (4)小于 偏大 偏小解析:(1)电阻箱的读数为RK=105.0Ω,电流表的内阻为Rg=105.0Ω。(2)由电压表的改装原理可知R=(n-1)Rg=Rg=-Rg=2895Ω。(3)要求电压从0到最大值之间逐一进行校准,因此应采用分压法,滑动变阻器选用R2,标准电压表和改装电压表应并联。电路图如图所示。(4)用半偏法测电流表内阻Rg时,由于电阻箱R的连入使得电路总电流变大,致使\nRg的测量值偏小,这样在改装电压表时串联电阻R=(n-1)Rg=-Rg,其阻值偏大,使得校准时通过其电流值偏小,故改装的电压表示数小于标准表的示数。
