第十章 电路及其应用 单元测试(含解析)2024-2025学年高二上学期物理沪科版(2020)必修第三册

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第十章 电路及其应用 单元测试(含解析)2024-2025学年高二上学期物理沪科版(2020)必修第三册

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第十章 电路及其应用 单元测试
一、单选题
1.关于电源的电动势,下列说法中不正确的是( )
A.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
B.电源的电动势就是电源电压,也就是路端电压
C.电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功
D.电源的电动势由电源自身决定,与外电路的组成无关
2.蓄电池的电动势为2V,用该电源为某电路供电,电路中每通过3C电荷量时,关于电路中的能量转化,以下说法正确的是(  )
A.在电源外部把6J的电势能转变为化学能
B.电路把6J的电势能转变为其他形式的能
C.在电源内部把6J的电势能转变为化学能
D.在电源内部把3J的化学能转变为电势能
3.下列关于电源和电源的电动势、路端电压说法错误的是( )
A.铅蓄电池能够将化学能转变为电能
B.电源的电动势等于路端电压与内电压之和
C.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
D.一节干电池的输出电压恒为1.5V
4.某电力公司曾举办“计量日进您家”活动,免费上门为市民做出家庭用电耗能诊断分析,针对每户家庭提出个性化的节能建议,根据专家统计,每使用1度(千瓦时)电,就相应消耗了0.40kg的标准煤,同时产生0.272kg碳粉尘,0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg碳氧化物,下表是电力技术人员实测提供的数据,估算一户普通家庭待机一年相应产生的二氧化硫污染物约为( )
每户普通家庭家用电器平均数 一台台式电脑 2台平板电视机 2台空调 1台洗衣机 1台无线路由器 1台饮水机
每台电器待机平均功率(W) 0.6 0.75 1.2 0.6 2 0.4
A.2.0kg B.20kg C.200kg D.2000kg
5.在4s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的总电荷量为8C,向左迁移的负离子所带的总电荷量为8C,那么电解槽中的电流为( )
A.1 A B.4 A C.5 A D.8A
6.如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为,,,,电源电动势,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是(  )
A. B. C. D.
7.测量R的电阻时,如图是伏安法测电阻的部分电路,测量时开关先后接通a和b,观察到电流表的示数有显著变化,电压表的示数几乎不变。为了使测量结果准确(  )
A.S应接a,测量值偏大
B.S应接a,测量值偏小
C.S应接b,测量值偏小
D.S应接b,测量值偏大
8.如图为利用欧姆表测量电阻Rx的电阻值的电路,欧姆表内部表头的满偏电流为Ig=3×10-4A、内阻rg=100Ω,电源的电动势为E=1.5V,电源的内阻不计,保护电阻的阻值为R0=50Ω,滑动变阻器的全值电阻为。若用该欧姆表较精确地测量电阻Rx,则Rx的范围为(  )
A. B.3~8kΩ
C.300~800Ω D.30~80Ω
9.有一灵敏电流计,其表头内阻,满偏电流,以下说法正确的是(  )
A.把它改成量程为1.5V的电压表,应串联一个15kΩ的电阻
B.把它改成量程为1.0A的电流表,应串联一个1Ω的电阻
C.把它改成量程为1.0A的电流表,测量某电流时读数为0.5A,流过表头的电流为50μA
D.把它改成量程为1.5V的电压表后,校对电表时发现读数总是偏小,应再串联一个小电阻
10.四个定值电阻连成如图所示的电路。、的规格为“10V 4W”,、的规格为“10V 2W”。当把它们接入到电压为U的电源两端时,其中功率最大的是(  )
A. B. C. D.
11.仿真遥控塔式旋臂起重机儿童玩具利用电动机提升重物,电动机所在电路如图所示,闭合开关,电动机卡死,电压表的示数为;电动机正常工作时,电压表的示数为,已知电源电动势,内阻,电阻,下列说法正确的是(  )

A.电动机内部线圈的电阻为
B.电动机内部线圈的电阻为
C.电动机正常工作时电流为
D.电动机正常工作时消耗的电功率为
12.如图所示,电路中电源电动势为,内阻为,为电容器,为小灯泡,为定值电阻,闭合开关,小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离,滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则(  )
A.电源的输出功率一定增大
B.保持不变,比小,且他们都保持不变
C.灯泡逐渐变亮
D.当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭
二、多选题
13.欧姆定律适用于( )
A.金属导电 B.电解液导电
C.气体导电 D.任何物质导电
14.关于电源电动势,以下说法正确的是(  )
A.电动势表征电源把其他形式的能转化成电能的本领大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压
B.由公式E=可知,电动势E的大小跟W和q的比值相等,跟W的大小和q的大小无关,由电源本身决定
C.1号干电池比5号干电池大,但是电动势相等,内阻也相同
D.电动势的大小随外电路电阻的增大而增大
15.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,开关S闭合,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是(  )
A.理想电压表的示数增大 B.电源的输出功率减小
C. D.与的比值不变
16.关于电源的电动势,下面说法正确的是(  )
A.电源的电动势就是电源两极间的电压
B.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
C.电动势的数值等于内、外电路电压之和
D.电动势只由电源性质决定,与外电路无关
三、实验题
17.使用多用电表。
(1)机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度 的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。
(2)将红、黑表笔分别插入“ ”、“ ”插孔。
(3)测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于 挡,测小灯泡两端的电压。
②按如图乙所示连好电路,将选择开关置于 挡,测量通过小灯泡的电流。
18.某学习小组欲探究小灯泡(“3V、1.5W”)的伏安特性,可提供的实验器材如下:
A.电池组:电动势约4.5V,内阻可不计;
B.双量程的电压表V1:量程为0~3V、内阻约为3kΩ;V2:量程为0~15V、内阻约为15kΩ
C.双量程的电流表;A1:量程为0~0.6A、内阻约为1Ω;A2:量程为0~3A、内阻约为0.1Ω
D.滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω、允许通过最大电流为2A;
E.开关S,导线若干。
在尽量提高测量精度的情况下,请回答下列问题:
(1)根据以上器材,用笔画线代替导线将实物图1连接成完整电路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑动片应移到 端(选填“A”或“B”);
(3)调节滑动变阻器得到电压、电流数据如下表,请在图2所示的坐标纸上画出小灯泡的U– I图线。
组数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0 0.28 0.58 0.92 1.50 2.00 3.00
I/A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.45 0.49
(4)根据图线可估得小灯泡在常温下的电阻约为 Ω(结果保留2位有效数字)。
19.“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图1所示,a、b、c、d是四种不同规格的金属丝。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示。
编号 材 料 长度 (m) 横截 面积 (mm2)
A 镍铬合金 0.8 0.8
B 镍铬合金 0.5 0.5
C 镍铬合金 0.3 0.5
D 镍铬合金 0.3 1.0
E 康铜丝 0.3 0.5
F 康铜丝 0.8 0.8
(1)实验时某同学选择了表中的编号C与其他三种规格进行研究,电路图中四种金属丝中的其他三种规格应选表格中的 (用编号表示另三个,任意顺序填写)。
(2)在相互交流时,有位学生提出用如图2所示的电路,只要将图2中P端分别和触点1、2、3、4相接,读出电流,利用电流跟电阻成反比的关系,也能探究出导体电阻与影响其因素的定量关系,你认为上述方法是否正确 (填“是”或“否”),如正确请说出理由;若不正确,请说出原因 .
20.将满偏电流、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对。
(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势):先闭合,调节,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合,保持不变,调节,使电流表指针偏转到满刻度的,读出此时的阻值为,则电流表内阻的测量值Rg= 。
(2)将该表改装成量程为的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为 的电阻。
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图 。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D A B A D B C D
题号 11 12 13 14 15 16
答案 B B AB AB CD BCD
1.B
【详解】A.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故A正确;
B.当电路闭合时,由于存在内阻,电动势大于路端电压,当电路断开时,电动势等于路端电压,故B错误;
C.电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功,故C正确;
D.电源的电动势由电源自身决定,与外电路的组成无关,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
2.B
【详解】AB.电源外部,静电力做功为6J,将6J的电势能转变为其他形式的能,可能是内能,也可能是机械能,也可能是化学能,A错误,B正确;
CD.在电源的内部非静电力做功为6J,说明将6J的化学能转变为电势能,CD错误;
故选B。
【点睛】在电源的内部非静电力做功,将其他形式能量转化为电势能,在电源外部,静电力做功,将电势能转化为其他形式能量。
3.D
【详解】A.铅蓄电池能够将化学能转变为电能,A正确,不符合题意;
B.电源的电动势等于路端电压与内电压之和,B正确,不符合题意;
C.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,C正确,不符合题意;
D.接入电路后,两极电压为路端电压,若外电路正常工作,则路端电压小于电动势,D错误,符合题意。
故选D。
4.A
【详解】一户普通家庭所有家电待机功率约为
由W=Pt,待机一年消耗电能为
根据题意,每消耗1度(千瓦时)电,相应产生0.03kg的二氧化硫,所以一户普通家庭电器待机一年相应产生的二氧化硫约为
0.03×57kg≈2.0kg
故选A。
5.B
【详解】电解槽中的电流为
故选B。
6.A
【详解】由电路图可知R3与R4串联后与R2并联,再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为
由闭合电路欧姆定律可知,干路电流即经过R1的电流为
并联部分各支路电流大小与电阻成反比,则
四个灯泡的实际功率分别为
,,,
故四个灯泡中功率最大的是R1。
故选A。
7.D
【详解】由于电压表偏差较小,接到a、b两端都不会产生较大误差,而电流表偏差较大,因此电流必须准确测量, S应该接b,根据欧姆定律
由于电压测量值偏大,从而电阻的测量值偏大。
故选D。
8.B
【详解】欧姆表在中值电阻附近测量是较准确的。设中值电阻为R中,欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内阻R内;根据闭合电路欧姆定律,满偏时
半偏时
联立解得
欧姆表的中值电阻为5kΩ,欧姆表能准确测量的阻值范围在5kΩ附近即为3~8kΩ,故选B。
9.C
【详解】AD.电流计满偏时
把它改成量程为1.5V的电压表,需要串联一个电阻分压
故该电阻为
校对电表时发现读数总是偏小,说明串联接入的分压电阻阻值偏大,应再并联一个非常大电阻,选项AD错误;
B.把它改成量程为1.0A的电流表,需要并联一个电阻分流,并联的电阻阻值为
选项B错误;
C.把电流计改装成1.0A的电流表,测0.5A电流时,正好是满偏的一半,则流过表头的电流为50μA,选项C正确。
故选C。
10.D
【详解】根据
可知
因流过电流相等,根据
P=I2R
可知
因电阻两端电压相等,根据
可知
因电阻相等,,根据
P=I2R
可知

故选D。
11.B
【详解】AB.电动机卡死,根据闭合电路欧姆定律
解得
根据欧姆定律
解得
故A错误,B正确;
C.电动机正常工作时电流为
故C错误;
D.电动机正常工作时的电压
电动机正常工作时消耗的电功率为
故D错误。
故选B。
12.B
【详解】A.设外电路总电阻,由题意得电源的输出功率
上式整理可得
由上式可知,当时,电源输出功率最大。因为定值电阻与电源内阻的阻值大小不确定,所以将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离时,电源的输出功率可能减小可能增大。故A错误;
B.由图可知,电压表、、分别测定值电阻两端电压、电源路端电压、滑动变阻器及小灯泡总电压。电流表测的电流为流经电源内阻、定值电阻、滑动变阻器、灯泡的电流。
由欧姆定律可得
由图及题意可得
由以上两式可得
故B正确;
C.滑动变阻器向左滑动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,闭合电路中的总电阻也变大,由闭合电路欧姆定律可得,电路的电流减小,即通过灯泡的电流减小,灯泡逐渐变暗。故C错误;
D.当电路稳定后,由于电容器的两极板储存有电荷,所以在开关断开时,电容器、滑动变阻器、灯泡会形成回路使电容器两极板电荷中和,从而形成电流,所以小灯泡不会立刻熄灭。故D错误。
故选B。
13.AB
【详解】欧姆定律适用于金属导电和电解液导电,不适应与气体导电;
故选AB。
14.AB
【详解】A.电动势表征电源把其他形式的能转化成电能的本领大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,A正确;
BD.电动势由电源本身的性质决定,与W、q无关,与所接的外电路无关,B正确,D错误;
C.1号干电池和5号干电池的电动势相等,但内阻不同,C错误.。
故选AB。
15.CD
【详解】A.分析电路可知,当开关S闭合,滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端;将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,电路电流增大;而理想电压表测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
将滑动变阻器的滑片向下滑动,电路电流增大,内阻上分得的电压变大,电源路端电压减小,理想电压表的示数减小,故A错误;
B.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下
当电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的外电阻阻值减小且趋近内阻r,电源的输出功率增大,故B错误;
C.理想电压表测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表测量定值电阻两端的电压,据欧姆定律可得
理想电压表测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,当电路中电流增大,电阻R的阻值不变,故理想电压表、、的示数变化量的绝对值关系为
故C正确;
D.理想电压表测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
滑动变阻器滑动后,有
两式相减,所以与的比值 为
比值为定值,保持不变,故D正确。
故选CD。
16.BCD
【详解】A.电动势是正电荷在电源内部由负极移动到正极的过程中非静电力做的功与电荷量之比,在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压,当电源接入外电路时,电源内有电势降,电源两极间的电压小于电动势,故A错误;
B.电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故B正确;
C.根据闭合电路欧姆定律可知,电动势的数值等于内、外电路电压之和,故C正确;
D.电动势由电源性质决定,与外电路无关,故D正确。
故选BCD。
17. 左端 + - 直流电压 直流电流
【详解】(1)[1]机械调零就是使表盘内的指针在使用前调整与最左端刻度线对齐;
(2)[2][3]使用万用表时,红表笔接正极,黑表笔接负极。
(3)[4]图甲中,电源为直流电源,万用表与小灯泡并联,测小灯泡两端的电压,需要将万用表选择开关置于直流电压挡;
[5]图乙中,电源为直流电源,万用表与小灯泡串联,测通过小灯泡的电流,需要将万用表选择开关置于直流电流挡。
18. 连线图见解析 A U– I曲线见解析 2.9/2.8/3.0
【详解】(1)因待测灯泡的阻值较小,故采用电流表外接;滑动变阻器用分压电路;连线如图1所示;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑动片应移到A;
(3)小灯泡的U– I图线如图;
(4)作出过O点的切线,如图所示;常温下的电阻图线过原点的切线的斜率;故
19. BDE/BED/DBE/DEB/EBD/EDB 否 因为P端分别和触点1、2、3、4相接时,电阻两端的电压不一定相同,所以电流和电阻不一定成反比,不能探究出导体电阻与影响其因素的定量关系。
【详解】(1)[1]串联电路中电流相同,可以通过控制相同材料、相同横截面积下采用不同长度观察电压的差别来研究长度与电阻的关系,故应选B;可以通过控制相同材料、相同长度下采用不同横截面积观察电压的差别来研究导体横截面积与电阻的关系,故应选D;可以通过控制相同长度、相同横截面积下采用不同材料来研究材料的性质与导体电阻的关系,故应选E。
(2)[2]该同学提出的方法不正确;
[3] 因为P端分别和触点1、2、3、4相接时,电阻两端的电压不一定相同,所以电流和电阻不一定成反比,不能探究出导体电阻与影响其因素的定量关系。
20. 100 串联 9900 见解析
【详解】(1)[1]由于闭合和后,电流表与电阻箱串联,其两端电压相等,可得
解得
(2)[2]改装电流表需在电流表两端串联一个电阻,起到分压的作用。
[3]串联的电阻大小为
(3)[4]改装后的电压表与标准电压表进行核对时,应该并联在标准电压表两端,电路图和实物连线图如图所示

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