【物理】2020届一轮复习人教新课标稳恒电流单元过关练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标稳恒电流单元过关练（解析版)

‎2020届一轮复习人教新课标 稳恒电流 单元过关练（解析版)‎ ‎1．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为( )‎ A．2:1 B．1:3‎ C．1:2 D．3:1‎ ‎2．LED灯可将电能高效转化为光能，在日常生活中得到普遍应用。某LED灯的额定功率为10W，它以额定功率工作1min消耗的电能为 A．10J B．60J C．600J D．6000J ‎3．“类比法”是一种常用的研究方法.我们知道“做直线运动的物体，可以由v-t(速度一时间)图线和横轴围成的面积求出对应过程的位移”.下列据此类比分析得出的结论，其中正确的是 A．由F-t(力-时间)图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内力F做的功 B．由-x(电势-位移)图线和横轴围成的面积可求出对应位移内的电场力做的功 C．由I-t(电流-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内通过某个元件的电荷量 D．由U-I(电压-电流)图线和横轴围成的面积可求出电流为I时对应元件的电阻 ‎4．如图所示，有一个双量程电流表其中小量程为0～1A。已知表头的满偏电流Ig=500mA，定值电阻R1=20Ω，R2=180Ω，则表头的内阻Rg的值为 A．100Ω B．200Ω C．250Ω D．500Ω ‎5．用某种材料做成的电池，其路端电压U和电流I的关系如图中曲线a所示（电池电动势一定，内阻可变），一电阻两端电压U和通过的电流I的关系如图中直线b所示，当用该电池只对该电阻供电时，电池的内阻为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．关于欧姆定律，下列说法不正确的是（ ）‎ A．欧姆定律适用于金属导电 B．欧姆定律适用于电解质溶液导电 C．欧姆定律适用于纯电阻电路导电 D．欧姆定律适用于任何电路导电 ‎7．下列式子属于比值定义物理量的是 A．t= B．a= C．C= D．‎ ‎8．（多选）电压表、电流表均有小量程电流表（表头）改装而成，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．由表头改装成电压表，需给表头并联一个大电阻 B．由表头改装成电压表，需给表头串联一个大电阻 C．由表头改装成电流表，需给表头串联一个小电阻 D．由表头改装成电流表，需给表头并联一个小电阻 ‎9．（多选）一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是（　　）‎ A．此时金属导线的阻值为4R B．此时通过金属导线的电流为 ‎ C．此时自由电子定向移动的平均速率为 ‎ D．此时自由电子定向移动的平均速率为 ‎ ‎10．（多选）如图，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡都正常发光，且亮度相同，则　　‎ A．三个灯泡的额定功率相同 B．三个灯泡的额定电压相同 C．三个灯泡的电阻按从大到小排列是、、‎ D．当滑片P向左滑动时，灯与变亮而灯变暗 ‎11．某兴趣小组的同学用下列实验器材设计一个电路来比较精确地测量电阻R(约3kΩ)的阻值。‎ A．电压表V1，量程为0~4V，内阻为r1=6kΩ B．电压表V2，量程为0~10V，内阻约为6kΩ C．滑动变阻器R1(0~100Ω)，额定电流1A D．滑动变阻器R2(0~500Ω)，额定电流0.2A E．定值电阻R0=6kΩ F．电源电动势E=12V，内阻很小 G．开关S、导线若干 要求实验中电表示数从零调节，可获得多组测量数据，且电表读数不得小于其量程的，测量结果尽量准确，实验操作方便。‎ ‎(1)由实验要求应选择的实验器材有___________(填器材前面的字母序号)；‎ ‎(2)在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图______________。(电路图上标明所用仪器的代号)‎ ‎(3)用已知量和测量的量表示Rx的表达式RX=___________，说明式中各字母所表示的物理量：___________。‎ ‎12．描绘某电学元件伏安特性曲线，提供实验器材如下：‎ A．待测元件（额定电压5V，额定功率2.5W）；‎ B．电流表A（0.6A，内阻约0.5Ω）；‎ C．电压表V（3V，内阻约3kΩ）；‎ D．电阻箱R（0～9999Ω）；‎ E．滑动变阻器（0～20Ω）；‎ F．滑动变阻器（0～1kΩ）；‎ G．电池（6V）；‎ H．开关，导线若干。‎ ‎(1)为扩大电压表量程，首先采用如图甲所示电路测定电压表内阻，实验操作过程如下：‎ Ⅰ．根据图甲电路，正确操作，完成了实验电路连接。‎ Ⅱ．闭合S，调节变阻器R1的滑片P至某一位置，然后调节电阻箱。读出此时电阻箱阻值R及对应电压表示数U．保持滑片P位置不变，改变电阻箱阻值，读出多组（U，R）数据。‎ Ⅲ．以为纵轴，R为横轴，作图线如图乙所示。‎ ‎①实验中滑动变阻器R1应选择_____（填写器材前序号）。‎ ‎②实验过程中，电阻箱取值为R＝3200Ω时，电压表的表头指针如图丙所示，则读数U＝_____V．接着，为使电压表示数增大到接近满偏，电阻箱取值范围应在2kΩ到3kΩ之间，调节电阻箱正确的操作是：保持“×1000”挡旋钮不动，将“×100”挡旋钮拨到_____（选填“0”或“9”）位置，再将“×1000”挡旋钮拨到_____位置，然后调节电阻箱阻值为适当值。‎ ‎③图乙中，直线的纵截距为a，斜率为k，则电压表内阻RV＝_____。‎ ‎(2)请用笔画线代替导线，在图丁中将描绘电学元件伏安特性曲线的实物电路图连接完整______。‎ ‎13．有一电流表G，内阻为，满偏电流是1mA，求：‎ 如果它改装成量程为的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？‎ 如果它改装成量程的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？‎ ‎14．平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m＝1×10－14kg，电荷量q＝－1×10－14C的微粒恰好静止不动．取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求： ‎ ‎(1)匀强磁场的方向和MN两点间的电势差 ‎(2)ab两端的路端电压；‎ ‎(3)金属棒ab运动的速度．‎ ‎15．如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：‎ ‎（1）电源释放的电功率；‎ ‎（2）电动机消耗的电功率．将电能转化为机械能的功率；‎ ‎16．如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有两个固定卡口M和N，卡口N距缸底的高度H，卡口M距缸底的高度2H。横截面积为S、质量为的活塞下方密封有一定质量的理想气体。开始时活塞处于卡口N处静止，汽缸内气体温度为，压强为。活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，大气压强为。现用电阻为R的电热丝缓慢加热汽缸中的气体，电热丝中的电流为I。重力加速度为g。求：‎ ‎（1）活塞开始上升时气体的温度；‎ ‎（2）活塞恰好上升到卡口M时气体的温度；‎ ‎（3）气体的温度升为的过程持续了时间t，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能。‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 串联电路中电流相等，根据电势差的大小，通过欧姆定律得出电阻的大小关系，再根据电阻定律得出A和B导线的横截面积之比．‎ ‎【详解】‎ A、B两端的电势差分别为6V，4V，电流相等，根据欧姆定律得， ． 根据电阻定律得， 解得： ‎ 根据题意可知： ，故B对；ACD错；‎ 故选B ‎【点睛】‎ 在处理比值题目时，一般不要中间过程计算，而应该把要求的物理量用一个公式表示出来，这样可以减少计算过程中的失误，提高精确度。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ LED灯的额定功率为10W，它以额定功率工作1min=60s内消耗的电能为：W=Pt=10×60=600J；‎ A. 10J，与结论不相符；‎ B. 60J，与结论不相符；‎ C. 600J，与结论相符；‎ D. 6000J，与结论不相符；‎ ‎3．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在x-y坐标系中，图线和横轴围成的面积为：，将x-y换成具体的物理量分析即可得出结论；‎ ‎【详解】‎ A、根据可知，由F-t(力-时间)图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内力F的冲量，故A错误；‎ B、-x(电势-位移)图线和横轴围成的面积没有物理意义，由F-x(电场力-位移)图线和横轴围成的面积可求出对应位移内的电场力做的功，故B错误；‎ C、根据可得由I-t(电流-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内通过某个元件的电荷量，故C正确；‎ D、由U-I（电压-电流）图线，根据P=UI可知U与I的坐标值的乘积求出对应电流做功的功率，根据可知U与I的坐标值的比值求出可求出电流为I时对应元件的电阻，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】‎ 关键明确在x-y坐标系中，图线和横轴围成的面积为：，可以根据此方法求解力的冲量、通过某个元件的电荷量等。‎ ‎4．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 当与电流计并联的电阻越大时，量程越小，可知当接线柱接两端时，量程最小，由欧姆定律可知：带入数据解得：Rg=200Ω，故选B.‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图象可知，该电源电阻供电时，电阻两端电压为U=2V，流经电源电流为：I=0.1A；由闭合电路欧姆定律得电源内阻为：，故A正确，BCD错误。‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 欧姆定律适用于金属导电，选项A正确；‎ B. 欧姆定律适用于电解质溶液导电，选项B正确；‎ C. 欧姆定律适用于纯电阻电路导电，选项C正确；‎ D. 欧姆定律不适用于非纯电阻电路，选项D错误；‎ 此题选择不正确的选项，故选D.‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.公式t=是匀速直线运动时间与位移的公式，不符合比值定义法的共性。故A错误；‎ B.公式a=是牛顿第二定律的表达式，不属于比值定义法，故B错误；‎ C.电容是由电容器本身决定的，与Q、U无关，公式C=是电容的定义式，是比值定义法，故C正确；‎ D.I与U成正比，与R成反比，不符合比值定义法的共性。故D错误。‎ ‎8．BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电流表、电压表都是由小量程的电流表改装而成的．利用并联电阻的分流作用，将灵敏电流表G和电阻并联，改装成安培表．利用串联电阻的分压作用，将灵敏电流表G和电阻串联，改装成安培表．‎ ‎【详解】‎ 把小量程电流表改装成电压表，需要串联一个大的分压电阻，故A错误，B正确；把小量程的电流表改装成电流表，需要并联一个小的分流电阻，故C错误，D正确；故选BD。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查电表改装的原理，电流表、电压表都是由小量程的电流表改装而成的．利用并联电阻的分流作用，将灵敏电流表G和电阻并联，改装成安培表．利用串联电阻的分压作用，将灵敏电流表G和电阻串联，改装成安培表．只要理解并记住电表的改装原理，回答此题非常简单．‎ ‎9．ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的 ，根据电阻定律 分析得到，电阻变为原来的4倍，电压U恒定不变，根据欧姆定律可知，电流变为，故AB正确。‎ CD.电流的微观表达式I=nevS，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积变为原来的 ，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确D错误。‎ ‎10．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图知，变阻器R与1灯并联后与2灯串联，最后与3灯并联。三个小灯泡、、都正常发光，且亮度相同，说明额定功率相同，故A正确；对于灯1、2：通过1的电流小于2的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式分析可知，1的电阻大于2的电阻，灯3的电压大于2、1的电压，当两个灯泡的功率相同时，根据公式，知3的电阻大于1、2的电阻。可见，1灯电阻最大，2灯电阻最小，故三个灯泡的电阻按从大到小排列是 ‎、、，额定功率相等，电阻不等，由知，额定电压不等，故BC错误。若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则变亮。通过电流，I减小，增大，则减小，故L变暗。电压，U增大，减小，则增大，故L变亮。故D正确。故选AD。‎ ‎11．（1）ABCEFG （2）如图： （3） U1：电压表V1的读数；U2：电压表V2的读数；R0：定值电阻的阻值；r1：电压表V1的内阻； ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：(1) (2)要求实验中电表示数从零调起，故滑动变阻器采取分压接法，为方便调节选取小阻值即可，即；由于没有电流表，可以将小量程电压表与定值电阻并联，并联后的阻值与待测电阻的阻值相差不大，所以将小量程电压表与定值电阻并联后与待测电阻串联，实验要求应选择的实验器材有：ABCEFG；实验电路图如图：‎ ‎(3)根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得：，其中 为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻；‎ ‎12．E 2.50 9 2 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）①本实验中要保持R1接入电路的阻值不变，无论怎样调节电阻箱R的阻值，并联部分的电压变化较小，则要求滑动变阻器的阻值应该较小，故实验中滑动变阻器R1应选择E；‎ ‎②实验过程中，电阻箱取值为R＝3200Ω时，电压表的表头指针如图丙所示，则根据指针的位置可得电压表的读数U＝2.50V；为使电压表示数增大到接近满偏，电阻箱取值范围应在2kΩ到3kΩ之间，调节电阻箱正确的操作是：保持“×1000”挡旋钮不动，将“×100”挡旋钮拨到9位置，再将“×1000”挡旋钮拨到2位置，然后调节电阻箱阻值为适当值即可。‎ ‎③设并联部分的总电压为E，根据欧姆定律可得：，整理可得：；图乙中，直线的纵截距为a，斜率为k，则，，则电压表内阻。‎ ‎（2）要描绘某电学元件伏安特性曲线，滑动变阻器采用分压器接法，电流表外接，实物电路图如图所示。‎ ‎13． ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据串并联规律写出表达式，然后解出分压电阻的阻值即可；（2）根据串并联规律列出表达式，然后解出分流电阻即可．‎ ‎【详解】‎ ‎（1）改装为电压表时，根据串并联规律应有：，‎ 代入数据解得：；‎ 改装后电压表的内阻为：；‎ ‎（2）改装为电流表时，应有：，‎ 代入数据解得：；‎ 改装后电流表的内阻为：；‎ ‎14．(1) 竖直向下；0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M板带正电．ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下．‎ 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg＝Eq ‎ 又 ‎ 所以UMN＝＝0.1 V ‎（2）由欧姆定律得通过R3的电流为I＝＝0.05 A 则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I×0.5R1＝0.4 V.‎ ‎（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝BLv 由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V 联立解得v＝1 m/s.‎ ‎15．（1）20W　（2）12W　 8W．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）通过电阻两端的电压求出电路中的电流I，电源的总功率为P=EI，即可求得；‎ ‎（2）由U内=Ir可求得电源内阻分得电压，电动机两端的电压为U=E-U1-U内，电动机消耗的功率为P电=UI；电动机将电能转化为机械能的功率为P机=P电-I2R0．‎ ‎【详解】‎ ‎（1）电动机正常工作时，总电流为：I= ‎ I=A=2 A，‎ 电源释放的电功率为：P=EI =10×2 W=20 W；‎ ‎（2）电动机两端的电压为： U= E﹣Ir﹣U1 ‎ 则U =（10﹣2×0.5﹣3.0）V=6 V；‎ 电动机消耗的电功率为： P电=UI=6×2 W=12 W；‎ 电动机消耗的热功率为： P热=I2R0 =22×1.0 W=4 W；‎ 电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为：P机=P电﹣P热 ‎ P机=（12﹣4）W=8 W；‎ ‎【点睛】‎ 对于电动机电路，关键要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．对于电动机的输出功率，往往要根据能量守恒求解．‎ ‎16．（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）当活塞开始上升时，对活塞由平衡条件得 对气体由查理定律得 解得：‎ ‎（2）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体发生等圧変化，由盖·吕萨克定律得 解得：‎ ‎（3）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体对外界做功 气体吸收的热量为 由热力学第一定律得 解得：‎