10-恒定电流

2004－2005学年度上学期 高中学生学科素质训练 高三物理同步测试（10）—第十单元：恒定电流 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟 第Ⅰ卷（选择题共40分） 一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。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。 1．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质─髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压U=100V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为 （ ） A．0.31μA B．0.62μA C．0.15μA D．0.43μA 2．两个小灯泡的标识分别是L1“6V 6W”，L2“6V 9W”，把它们分别接在同一直流电源上，L1消耗的功率恰好为6W，则L 2消耗的功率为（电源内阻不可忽略） （ ） A．一定小于9W B．一定等于9W C．一定大于9W D．条件不足，不能确定 3．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场 上已经占有了相当大的市场份额。如图所示是 中国科健股份有限公司生产的一块手机电池 外壳上的文字，由此可知此电池的电动势 待机状态下平均工作电流分别是（ ） A．4.2V 14.58mA B．4.2V 700mA C．3.7V 14.58mA D．3.7V 700mA 4．某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量 较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小（b固定在金属块上）。当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是 （ ） A．当汽车加速前进时，甲灯亮 B．当汽车加速前进时，乙灯亮 C．当汽车刹车时，乙灯亮 D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮 5．如图所示的电路，当闭合开关时，灯L1、L2正常发光。由 于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流 的读数变小。试根据上述现象判断，发生的故障可能是 （ ） A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路 6．在图中所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电 压表，它们的示数以安或伏为单位，当电键S闭合后，A、 B、C三块表的示数分别为1、2、3时，灯L1、L2恰好正常 发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1，则可判定（ ） A．A、B、C均为电流表 B．A、B、C均为电压表 C．B为电流表，A、C为电压表 D．B为电压表，A、C为电流表 7．如图所示的电路中，C2=2C1，R2=2R1，下列说法正确的是（ ） A．开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量 B．开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量 C．开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量 D．开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量 8．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计。开关 K接通后流过R2的电流是K接通前的（ ） A． B． C． D． 9．如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b 端移动时，（ ） A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小 10．一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向 直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上 以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A， 设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s2），则此电动机的内阻是 （ ） A．4.8Ω B．3.2Ω C．1.6Ω D．0.4Ω 第Ⅱ卷（非选择题 共110分） 二、本题共三小题，21分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图 11．（8分）测量电源电动势和内电阻的器材如图A所示，请用实线表示导线，将图A中器材连成实验用电路，实验时经测量得出的数据如下表，请在下图B的方格纸上画出U—I图线。利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为 、 。 1 2 3 4 5 6 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 12．（6分）甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值，给定器材为：待测电阻Rx；电流表mA（量程5mA，内阻约为10Ω）；电压表V（量程3V，内阻约为3000Ω）；最大阻值为1700Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干，甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。 （1）由图甲得Rx= ；由图 乙得Rx= 。 （2）在图丙、丁的虚线框中分别画出 甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定 同学测量结果较为准确。 13．（7分）一热敏电阻阻值为温度变化的图象如图，请应用这一热敏电阻自行设计一控制电路，当温度高于某一值后红色指示灯亮，而温度低于这一值时绿色指示灯亮。 给你的器材有：如图乙所示的继电器一只 （a、b为常闭触点，c、d为常开触点）、 热敏电阻一只、滑动变阻器一只、红绿指 示灯各一个、两个独立的电池组、开关两 个、导线若干等，并且说明滑动变阻器的 作用。 三、本题共七小题，89分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。 14．（12分）在如图所示的电路中，所用电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1可调。现将R1调到3.0Ω后固定。已知R2=16Ω，R3= Ω，求： （1）开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？ （2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最 大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间电路消耗的 电功率将是多少？ 15．（12分）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω；R4=35Ω；电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量。 16．（12分）如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5Ω，电键S1始终闭合。当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求 （1）电源的内电阻； （2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的 功率。 17．（13分）大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体（即电阻率较大的物质）；离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V。由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变。统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。（已知地球半径r=6400km，结果保留一位有效数字） 18．（14分）图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当盘中没有放物体时，电压表示数为零。设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。 （1）试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。 （2）由（1）计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为了 使电压表示数与待测质量成正比，请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进， 在图乙的基础上完成改进后的电路图，并推出电 压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。 19．（13分）如图所示的电路中，用电动势E=6V，内阻不计的电池组向电阻R0=20Ω，额定电压U0=4.5V的灯泡供电，求： （1）要使系统的效率不低于 ，变阻器的阻值及它应承 受的最大电流是多大？ （2）处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少？ 它们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取得最大效率？ 20．（13分）一个允许通过最大电流为2A的电源和一个变阻器接成如图（甲）所示的电路，变阻器最大阻值为R0=22Ω，电源路端电压U随外电阻的变化规律如图（乙）所示，图中U=12V的直线为图线的渐近线，求 （1）电源电动势和内电阻。 （2）A、B空载时输出电压范围。 （3）A、B两端所接负载的最小电阻值。 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A A C B A D A B B C 1．A因为R=ρL/s所以R=3.18×108Ω所以I=U/R=0.31μA 2．A因R=U2/P，故R1>R2，接R2时其电源输出电压变小，故L2不能正常工作。 9． B电路中电压表测电源的路端电压，电流表测的是R3上的电流。当P向b滑动时， R3↓→R总↓→I↑→U↓故电压表示数减小，又U=U1+U2，而U1=IR1，所以U1↑→ U2↓→I2↓，又I=I3+I2，I↑，I2↓→I3↑，故电流表示数增大，应选B。 10．C消耗电能克服阻力做功，有UI－I2r=kmgv，代入数据，得r=1.6Ω。 11．E=1.46V r=0.72Ω 12.答案：（1）1060±40Ω 730±40Ω （2）甲 13．答案：（1）设计的电路图如图。 （2）此中滑动变阻器的作用：主要是通过调节满足对热敏电阻的要求。说明：滑动变阻器作分压连接正确，同样得分。 14．解：（1）根据闭合电路欧姆定律得：S断开时：I=10/(16+3+1)=10/20=0.5A S闭合时：RAB=(R2×R3)/(R2+R3)=1.0Ω 所以I=10/(1+3+1)=2.0A （2）S闭合时，RAB=1.0Ω是定值电阻，所以电流越大，功率越大，所以应将R1调为零。 A、B间电路消耗的电功率为：PAB=E2/(RAB+r)=102/2=50W。 15．解：由电阻的串并联得，闭合电路的总电阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r 由欧姆定律得，通过电源的电流I=E/R 电源的端电压U=E－Ir 电阻R3两端的电压U/=R3U/(R2+R3) 通过R4的总电量就是通过电容器的电量Q=CU/ 代入数据解得，Q=2.0×10－4C 16．解：（1）设S2断开时R1消耗的功率为P1，则 ， 代入数据可以解得，r=1Ω （2）设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则 ，解得，U=84V 由闭合电路欧姆定律得，E=U+Ir，代入数据，得I=26A 流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2， A，而I1+I2=I，所以I2=22A， 由 ，代入数据得， W 17．解：已知每秒雷暴带给地球的电荷量为q，则大气的漏电电流为I=q/t=1800A 大气的漏电电阻可由欧姆定律求得U=IR 其中U=3.0×105V，R=ρL/s，L=50km，s=4πr2，代入有关数据解得， ρ=2×1012Ω·m－1 地球的漏电功率为P=UI=5×108W 18．解：（1）设变阻器的上端到滑动端的长度为x，根据题意得，mg=kx，Rx=xR/L 联立求解，得 （2）电路图如图，mg=kx，Rx=xR/L 则 19．解：（1）系统的效率为 ，要使 ，必有 A 由题意知： ， ， 联立解方程组，得 显然 随R的增大而增大，又因为 所以 Ω （2） 当R2趋于无穷大，把变阻器的B端断开，使变阻器与灯泡串联时， 有极大值 20．解：（1）由图知E=12V，r=R时，U=E/2=6V，所以r=2Ω （2）触头至最下端时，UAB=0，触头至最上端时，UAB=ER0/(R0+r)=11V A、B空载时输出电压范围为0～11V。 （3）设所接负载的最小值为R/，此时，电源电流最大等于I=2A，由 可解得，R/=4.9Ω � EMBED PBrush ��� PAGE - 11 - _1148632943.unknown _1148633414.unknown _1149269482.unknown _1151650043.unknown _1149269866.unknown _1149269928.unknown _1149269773.unknown _1148633499.unknown _1148633755.unknown _1148638301.unknown _1148633692.unknown _1148633482.unknown _1148633084.unknown _1148633197.unknown _1148633292.unknown _1148633055.unknown _1148633037.unknown _1148628948.unknown _1148632849.unknown _1148632902.unknown _1148632721.unknown _1147550287.unknown _1148628922.unknown _1148628935.unknown _1148628908.unknown _1146065027.unknown _1146065150.unknown _1146065202.unknown _1146064926.unknown