2020学年高二物理上学期 寒假作业（2）直流电路

2020学年高二物理上学期 寒假作业（2）直流电路

高二物理寒假作业（二）直流电路 ‎ ‎1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是(　　)‎ A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比 ‎2．如下图所示，要使电阻R1消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节到(　　)‎ A．R1＋r　　　　　B．R1－r C．r D．0‎ ‎3．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比为I1∶I2∶I3是(　　)‎ A．6∶4∶3 B．3∶4∶6 C．2∶3∶4 D．4∶3∶2‎ ‎4．如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　　)‎ A．A1、A2的读数之比为1∶1 B．A1、A2的读数之比为5∶1‎ C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5‎ ‎5．用P＝求出的“220 V,40 W”灯泡电阻为1 210 Ω，用多用电表测得其电阻只有90 Ω，下列说法中正确的是(　　)‎ A．两个阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数据 B．两个阻值相差悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大 C．两个阻值相差悬殊是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了 D．两个阻值相差悬殊是正常的，1 210 Ω是正常工作状态(温度很高)的阻值，90 Ω是常温下的阻值 ‎6．公式E＝I(R＋r)的应用，电动势为3 V的电池，输出电流为‎3 A，由此可知(　　)‎ A．内、外电阻相差1 Ω B．内、外电阻之和为1 Ω C．外电阻为1 Ω D．内电阻为1 Ω ‎7．如下图所示，电灯A上标有“10 V,10 W”的字样，电灯B上标有“8 V,20 W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6 Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，则(　　)‎ A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大 B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小 C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大 D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小 ‎8.如右图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．通过电动机的电流为‎10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的热功率为4 W D．电动机的输出功率为16 W ‎9．电阻R和电动机M串联接到电路中，如右图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2.则有(　　)‎ A．U1＜U2，Q1＝Q2　　　　　　　　 B．U1＝U2，Q1＝Q2‎ C．W1＝W2，Q1＞Q2 D．W1＜W2，Q1＜Q2‎ ‎10．两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，其电流之比IA∶IB＝1∶4，则横截面积之比SA∶SB为(　　)‎ A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1‎ ‎11．如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　　)‎ A．L1变亮，L2和L3皆变暗 B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗 C．L1变暗，L2变亮，L3也变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗 ‎12．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)‎ A．a方式为“高”挡 B．b方式为“低”挡 C．c方式为“关”挡 D．d方式为“中”挡 ‎13．在如右图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(　　)‎ A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小 ‎14．如下图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(　　)‎ A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变小 C．通过R2的电流变小 D．电源内阻消耗的电压变大 ‎15．如下图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如下图所示的U－I图线，由图可知(　　)‎ A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为3.50 Ω C．外电路发生短路时的电流为‎0.40 A D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝‎‎0.20 A ‎16‎ ‎．如右图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是(　　)‎ A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 ‎17．利用右图所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的－R图象应该是(　　)‎ ‎18．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如下图所示．‎ ‎(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是________．‎ A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 ‎(2)在下面方框里画出这个实验的正确电路图．‎ ‎19．在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：‎ ‎(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．‎ ‎(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×‎100”‎“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.‎ ‎20．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．‎ ‎(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．‎ ‎(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)．‎ ‎(3)右图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________ V，内阻r＝____________ Ω.‎ ‎21．如图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r＝1 Ω，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为‎3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？‎ ‎22．在如下图甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如下图乙中Oa、Ob所示．现在电路两端B、C之间加上恒定的电压U0＝7.0 V．调节调动变阻器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？‎ ‎　‎ ‎23．如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，电容器的电容C=3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开。‎ ‎（1）合上S2，待电路稳定以后，求电容器C上电量变化了多少？‎ ‎（2）合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少？‎ ‎24.如图所示的电路中，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=1.5Ω，C=20μF当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W求:‎ ‎(1)电源的电动势和内电阻；‎ ‎(2)闭合S时，电源的输出功率；‎ ‎(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?‎ 高二物理寒假作业（二）直流电路 参考答案 ‎1．解析：　对于同种材料的导体，电阻率可以认为是个定值，根据电阻定律R＝ρ可知横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B错误；由欧姆定律知R＝U/I，此式是电阻的定义式，电阻R与电压U、电流I无正反比关系，故C、D错误．‎ 答案：　A ‎2．解析：　R1消耗的功率为P＝I2R1，可见当电流最大时，R1消耗的功率最大，由闭合电路的欧姆定律得：I＝E/(R1＋R2＋r)，当R2＝0时电流最大，R1消耗的功率最大．D正确，A、B、C错误．‎ 答案：　D ‎3．解析：　本题考查并联电路电流关系．设并联电路两端电压为U，则I1∶I2∶I3＝∶∶∶＝∶∶＝6∶4∶3.故正确答案为A.‎ 答案：　A ‎4．解析：选BC.由电表A1、A2量程之比5∶1，则其内阻由R＝可得内阻之比为1∶5.A1、A2并联故流经A1、A2电流之比与内阻成反比为5∶1，所以读数之比为5∶1，故B正确．由电表改装原理可得A1、A2并联如图所示．故流经电流计电流相等，两指针偏转角度相等，故C正确，D错．‎ ‎5．答案：　D ‎6．解析：　由闭合电路欧姆定律I＝可知，内、外电阻之和为1 Ω.‎ 答案：　B ‎7．解析：　对于直流电路动态问题，宜采用“结构分析法”，沿“局部→整体→局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串、并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论，‎ 可以求得电灯A的电阻RA＝10 Ω，电灯B的电阻RB＝3.2 Ω，所以，当滑动触头由a向b端滑动的过程中，总电阻一直减小．故正确答案为B.‎ 答案：　B ‎8．解析：　由E＝30 V，电动机两端电压10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V，则I＝ A＝‎2 A，故A错；电动机输入功率P＝UI＝10 V×‎2 A＝20 W，故B正确；由P热＝I2RM＝4×1 W＝4 W，故C正确；由P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确．‎ 答案：　BCD ‎9．解析：　电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对D错．‎ 答案：　A ‎10．解析：　由R＝可知，在U一定时，I与R成反比，即RA∶RB＝4∶1，又根据电阻定律R＝ρ＝ρ＝ρ可知，当ρ、V一定时，R∝，‎ 即有＝＝，所以＝＝.‎ 答案：　A ‎11．答案：　C ‎12．解析：　a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝，由公式P＝，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错．‎ 答案：　B ‎13．解析：　当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．‎ 答案：　B ‎14．解析：　若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．‎ 答案：　B ‎15．解析：　由全电路欧姆定律U＝E－Ir知当I＝0时，U＝E.U－I直线的斜率表示电源的内阻，‎ 则r＝＝ Ω＝1 Ω.‎ U轴的电压刻度不是从零开始的，U－I图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压1 V时的干路电流是‎0.4 A，因为＝r＝常数，从图中易知＝，所以I′＝‎0.2 A.‎ 答案：　AD ‎16．解析：　滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1‎ ‎)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A正确；B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．‎ 答案：　A ‎17．解析：　设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律，可得I＝，则U＝E－IR＝E－，由此可得＝＋，由此判断A正确．‎ 答案：　A ‎18．解析：　(1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，所以A项应选．直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出．图中电流表的正、负接线柱接对了，所以选项B不选．图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表的量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以选项C不选．图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选．‎ 答案：　(1)AD　(2)这个实验正确的电路图如图 ‎19．解析：　(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．‎ ‎(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．‎ 答案：　(1)待测金属丝　(2)直流电压10 V　红　0　E　E ‎20．解析：　(1)电路连接如下图．‎ ‎(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端．‎ ‎(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，‎ 内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.‎ 答案：　(1) (2)B　(3)1.5　1.0‎ ‎21．解析：　R1上消耗的功率P1＝I2R1＝9×1 W＝9 W电动机两端的电压 U＝E－I(R1＋r)＝12 V－3×(1＋1) V＝6 V 通过R2的电流为I1＝＝ A＝‎‎1 A 通过电动机的电流为I2＝I－I1＝‎‎2 A 故电动机消耗的电功率为P2＝I2U＝2×6 W＝12 W.‎ 答案：　9 W　12 W ‎22．解析：　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，得R1＝R2，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I＝2.5 mA，加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5 V，由欧姆定律得R1＝R2＝＝1 000 Ω，滑动变阻器R3两端的电压为U3＝U0－U1－U2＝2 V，由欧姆定律得R3＝＝800 Ω.‎ 答案：　R1＝R2＝1 000 Ω　R3＝800 Ω ‎23．解：（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1， 根据闭合电路欧姆定律有 ， =‎ 合上开关S2后，电容电压为，干路电流为．根据闭合电路欧姆定律有 ‎， =‎ 所以电容器上电量变化了 ‎ ‎（2）合上S2后，电容上电量为Q，‎ 断开S1后，和的电流与阻值成反比，故流过的电量与阻值成反比。‎ 故流过的电量 ⑦‎ ‎24．解:（1）S断开时 ①‎ S闭合时 ②‎ 解①、②两式得E=4V，r=0.5Ω ‎(2)S闭合时 ‎(3)S断开时，UC=3V，Q1=CUC=6×10‎-5C，‎ S合上时，U′C=0,Q2=0‎