浙江专版2021年高考物理一轮复习单元评估检测七恒定电流含解析

浙江专版2021年高考物理一轮复习单元评估检测七恒定电流含解析

单元评估检测(七)　恒 定 电 流 ‎(90分钟　100分)‎ 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分)‎ ‎1.(2019·绍兴模拟)关于电动势下列说法正确的是 (　　)‎ A.当外电路断开时,路端电压不等于电源电动势 B.用电压表直接测量电源两极电压得到的电压数值,实际上总略小于电源电动势的准确值 C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关 D.在电源内部,由正极到负极的方向为电动势的方向 ‎【解析】选B。电源电动势等于外电路断路时路端电压,A错误;由于电压表内阻的存在,所以用电压表直接测量电源两极电压时,电压表内阻分压,测量值小于实际值,B正确;电源电动势在数值上等于内、外电路电压之和,但是电动势的大小取决于电源的性质,C错误;电源外部电流从正极到负极,电源内部,电流从负极到正极,所以在电源内部从负极到正极的方向为电动势的方向,D错误。‎ ‎2.一同学用多用电表的欧姆挡测量一个“220 V　40 W”的白炽灯泡的电阻值,测量结果为90 Ω,但用公式P=计算该灯泡的阻值是1 210 Ω,下列说法正确的是 (　　)‎ A.两个电阻值相差太大是不正常的,一定是实验时读错了 B.两个电阻值不同是正常的,因为欧姆表测电阻的误差大 C.两个电阻值相差太大是不正确的,可能是出厂时把灯泡的功率标错了 D.两个电阻值相差很大是正常的,阻值1 210 Ω是灯泡正常工作(温度很高)时的电阻值,阻值90 Ω是灯泡不发光(室温)时的电阻值 ‎【解析】选D。阻值1 210 Ω是灯泡正常工作(温度很高)时的电阻值;而用多用电表的欧姆挡测量白炽灯泡的电阻值时,流经电表的电流很小,电灯的实际电功率很小,灯丝温度很低,电阻率很小,所以电阻值很小。‎ ‎3.(2019·宁波模拟)电动机线圈的电阻为R,电动机正常工作时,两端电压为U,通过电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是 (　　)‎ A.电动机消耗的电能为 B.电动机消耗的电能为I2Rt - 12 -‎ C.电动机线圈生热为I2Rt D.电动机线圈生热为 ‎【解析】选C。电动机是非纯电阻电路,欧姆定律不适用,I≠,消耗的电能为UIt,选项A、B错误;根据焦耳定律可知,电动机线圈生热为I2Rt,选项C正确,D错误。‎ ‎4.下列说法中正确的是 (　　)‎ A.由R=可知,电阻与电压、电流都有关系 B.据ρ=可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比 C.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小 D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零 ‎【解析】选D。R=是电阻的定义式,R与电压和电流无关,故A错误;而ρ=是导体电阻率的定义式,导体的电阻率由材料和温度决定,与R、S、l无关,所以B错误;电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,故C错误;当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象,此时的导体叫超导体,故D正确。‎ ‎5.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。导电介质的电阻率为ρ、制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性作出判断。根据你的判断,R的合理表达式应为 (　　)‎ - 12 -‎ A.R=　 B.R=‎ C.R= D.R=‎ ‎【解析】选B。由电阻定律R=ρ得分母应是面积单位,C、D均错,又l是沿电流方向的长度,故A错,B对。‎ ‎6.智能扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作,现今已慢慢普及,成为上班族或是现代家庭的常用家电用品。如图为某款智能扫地机器人,其参数见下表,工作时将电池内部化学能转化为电能的效率为60%。下列说法中正确的是 (　　)‎ 产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 ‎0.3 L 清扫路线 自由式 液晶显示 有 电池容量 ‎5 000 mAh 充电器 输出 直流24 V/‎ ‎1 000 mA 噪音 ‎≤60 db 额定功率 ‎40 W 行走速度 ‎20 cm/s 工作电压 ‎24 V A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3 h B.该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105 J C.该扫地机器人充满电后能工作5 h D.该扫地机器人充满电后能工作3 h ‎【解析】选B。由表格内的数据可知,电池的容量是5 000 mAh,所带的电量为:q=‎ ‎5 000×10-3 A·3 600 s=1.8×104 C,充电器输出电流为I充=1 000 mA=1 A,所以充电的时间为:t== s=5 h ,故A错误;最多能储存的能量为:W=qU=1.8‎ - 12 -‎ ‎×104×24 J=4.32×105 J,故B正确;额定功率为40 W,所以工作的时间:t1==‎ ‎ s=6.48×103 s=1.8 h,故C、D错误。‎ ‎7.(2019·嘉兴模拟)如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3阻值都为R。在开关S处于闭合状态下,若将开关S1由位置1切换到位置2,则 (　　)‎ A.电压表的示数变大 B.电池内部消耗的功率变大 C.电阻R2两端的电压变大 D.电池的效率变大 ‎【解析】选B。由题意,外电路总电阻从1.5R变到R,电阻变小了,造成总电流增大,路端电压减小,由此判断A、C错,B对;由η=知电池效率减小了,D错。‎ ‎8.将电源、直流电动机与滑动变阻器串联构成一个回路,已知电源电动势为12 V、内阻为3 Ω,直流电动机内阻为1 Ω。调节滑动变阻器使电路中电源的输出功率最大,电动机刚好正常工作(额定功率为6 W),则下列说法中错误的是 (　　)‎ A.通过电动机的电流为2 A　‎ B.电源的效率为50%‎ C.滑动变阻器连入电路部分的阻值为2 Ω D.电动机的发热功率为4 W ‎【解析】选C。由闭合电路欧姆定律E=U+Ir与电源输出功率P=UI,得P=-I2r+IE,即P=-3I2+12I(W),当I=2 A时,电源输出功率最大,Pmax=12 W,A正确;电动机的发热功率为P发热=I2R电=4 W,D正确;电源的效率为=50%,B正确;E=Ir+IR+,代入数据得R=1.5 Ω,此时滑动变阻器连入电路的阻值为1.5 Ω,C错误。‎ - 12 -‎ ‎9.如图所示的直流电路中电源内阻r小于与之串联的定值电阻的阻值R0,滑动变阻器的最大阻值小于与之并联的定值电阻的阻值R。在滑动变阻器的滑片P从最右端滑向最左端的过程中,下列说法正确的是 (　　)‎ A.电压表的示数一直减小 B.电流表的示数一直增大 C.电阻R0消耗的功率一直增大 D.电压表的示数变化值ΔU与相应的电流表示数变化值ΔI比值保持不变 ‎【解析】选D。根据电路图可知,滑动变阻器的左半部分与R串联后与变阻器的右半部分并联,再与R0串联。当滑片P向左滑动时,由于滑动变阻器的最大阻值小于R,所以并联部分电阻一直增大,则总电阻一直增大,电路中总电流一直减小,电源的内电压以及R0所占电压都减小,则由闭合电路欧姆定律可知,电压表示数一直增大,故A错误 ;电流表测量干路电流,根据A的分析可知,电流表示数一直减小,故B错误;根据P0=I2R0可知,I减小,则R0消耗的功率一直减小,故C错误;因U=E-I(R0+r),则=-(r+R0)为定值,则D正确。‎ ‎10.如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是 (　　)‎ A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开开关S ‎【解析】选B。由闭合电路欧姆定律可知:增大R1阻值会使总电阻增大,总电流减小,R1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受电场力增大,油滴向上运动,‎ - 12 -‎ 选项A错误;电路稳定时R2中无电流,R2阻值变化对电路无任何影响,选项B正确;只增大板间距离d,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项C错误;断开开关S,电容器放电,油滴将向下运动,选项D错误。‎ ‎【总结提升】含容电路的分析方法 在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它。分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:‎ ‎(1)电容器两极板间的电压等于该支路两端的电压。‎ ‎(2)当电容器和用电器并联接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。‎ ‎(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。‎ ‎(4)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和。‎ ‎11.如图所示,电路电源电动势为E,内阻r,R1、R2为定值电阻,调节电阻箱R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在此过程中 (　　)‎ A.路端电压增加,增加量一定等于ΔU B.电阻R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU C.通过电阻R1的电流增加,增加量一定大于 D.通过电阻R2的电流减小,但减少量一定小于 ‎【解析】选D。电压表V的示数增大ΔU,R2和r两端的电压减小ΔU,干路电流减小,则R2两端的电压减小,电源的内电压也减小,则路端电压即外电路两端的总电压增大,增加量一定小于ΔU,R2两端的电压减小量一定小于电压表V的示数增大量ΔU,故A、B错误;电压表V - 12 -‎ 的示数增大,则通过R1的电流增加,由于R1是定值电阻,所以其电流增加量一定等于,故C错误;电压表V的示数增大ΔU,R2和r两端的电压减小ΔU,干路电流减小,通过R2的电流减小,电压减小量小于ΔU,所以电流减小量一定小于,故D正确。‎ ‎12.如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻是R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移到b端的过程中,下列描述正确的是 (　　)‎ A.电路的总电流先减小后增大 B.电路的路端电压先减小后增大 C.电源的输出功率先增大后减小 D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大 ‎【解析】选A。当滑动触头从a端滑到b端的过程中,R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小,所以电路中的电流I先减小后增大,路端电压先增大后减小,A项正确,B项错误;因为R外≥r,由电源的输出功率P随R外变化的图象知,电源的输出功率先减小后增大,C错误;将R2+r视为电源内阻,则外电阻先增大后减小,且总小于电源内阻,故R1消耗的功率先增大后减小,D错误。‎ 二、实验题(本题共4小题,共52分)‎ ‎13.(10分)(2019·杭州模拟)小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,为了更准确选取电压表和电流表的合适量程,决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。 ‎ ‎(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示,该同学应该调节________(选填“①”或“②”)位置。 ‎ - 12 -‎ ‎(2)小明使用多用电表欧姆挡的“×10”挡测量小灯泡电阻阻值,读数如图乙所示,为了更准确地进行测量,小明应该旋转开关至欧姆挡______(选填“×100”或“×1”)挡,两表笔短接并调节________(选填“①”或“②”)。 ‎ ‎(3)按正确步骤测量时,指针指在如图丙位置,则小灯泡阻值的测量值为________Ω。 ‎ ‎【解析】(1)由甲图可以知道,使用前指针不指零,应调机械调零旋钮①进行机械调零;‎ ‎(2)因指针偏角过大,则示数太小,说明所选挡位过大,故应换小倍率,所以小明应旋转开关至欧姆挡“×1”挡,两表笔短接,欧姆调零,应调欧姆调零旋钮②;‎ ‎(3)欧姆表读数规则是“示数×倍率”,读数应为28 Ω。‎ 答案:(1)①　(2)×1　②　(3)28‎ ‎14.(12分)在“测定干电池电动势和内阻”的实验中 - 12 -‎ ‎(1)甲同学仅用一只多用电表,选择欧姆挡____________(选填“能”或“不能”)测出干电池的内阻。 ‎ ‎(2)乙同学用待测干电池、滑动变阻器、多用电表、电流表、开关、导线连成如图甲所示电路进行实验。连接多用电表的导线c端应接在图中__________(选填“a”或“b”)接线柱;选择开关位置正确的是图乙中的__________(选填“A”“B”或“C”)。 ‎ ‎(3)正确连线后,闭合开关,缓慢移动滑片至某一位置时两表指针如图丙所示,此时电流表的示数为________A,多用电表读数为________。 ‎ ‎【解析】(1)由于多用电表的欧姆挡内部存在电源,所以电池接多用电表的欧姆挡,可能烧毁多用电表,也不能准确测量电阻。‎ ‎(2)由于干电池内阻较小,与电流表内阻相差不多,因此应采用相对电源的外接法进行测量,故导线c端应接在b端;同时多用电表应作为电压表使用,故应为B。‎ ‎(3)电流表量程为0～0.6 A,故最小分度值为0.02 A,因此读数为0.20 A;电压表量程为0～2.5 V,故最小分度值为0.05 V,则读数为1.05 V。‎ 答案:(1)不能　(2)b　B ‎(3)0.20　1.05±0.05 V ‎15.(15分)某同学为了测量某灯泡内阻,进行了如下实验:‎ ‎(1)首先用多用电表进行粗测,下列操作步骤正确的是________。 ‎ A.甲图,机械调零过程中,红黑表笔短接 B.乙图,对灯泡电阻进行测量 C.丙图,利用所示旋钮进行欧姆调零 D.丁图,实验完成后,挡位调至所示位置 - 12 -‎ ‎(2)选择×10 Ω挡位,在正确的操作步骤下,测量灯泡电阻,测量结果如图戊所示,灯泡的电阻为________ Ω。 ‎ ‎(3)接下来用如图己所示的实物图来测量小灯泡的伏安特性曲线,请根据实物图画出实验电路图。‎ ‎【解析】(1)机械调零过程,红黑表笔需要短接,故A错误;测电阻时手不能接触被测电阻、手不能接触表笔,故B错误;旋转欧姆调零旋钮对欧姆表进行欧姆调零,由丙图所示可知,欧姆调零方法正确,故C正确;多用电表使用完毕应把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,由丁图所示可知,实验完成后,挡位调至的位置错误,故D错误;故选C。‎ ‎(2)选择×10 Ω挡位,由图示表盘可知,灯泡电阻为:2.6×10 Ω=26 Ω。‎ ‎(3)电路设计如图所示。‎ 答案:(1)C　(2)26　(3)见解析 ‎16.(15分)(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:‎ - 12 -‎ ‎(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动________(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。 ‎ ‎(2)选择电阻丝的______________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。 ‎ ‎(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。‎ ‎(4)为测量Rx,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图象如图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见表:‎ U2/V ‎0.50‎ ‎1.02‎ ‎1.54‎ ‎2.05‎ ‎2.55‎ I2/mA ‎20.0‎ ‎40.0‎ ‎60.0‎ ‎80.0‎ ‎100.0‎ 请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图象。‎ ‎(5)由此,可求得电阻丝的Rx=__________Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 ‎ ‎【解析】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后应改用微调旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声。‎ ‎(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量。‎ - 12 -‎ ‎(3)按照电路图,将实物图连线如图:‎ ‎(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图:‎ ‎(5)当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为Rx、R0的电压之和,当电压表接在a、b间时,电压表测的电压为R0的电压,由图可得:Rx+R0= Ω=49 Ω,R0=‎ ‎ Ω=25.5 Ω,所以Rx=23.5 Ω。‎ 答案:(1)C　(2)不同　(3)见解析 ‎(4)图见解析　(5)23.5(23.0～24.0都算对)‎ - 12 -‎