單元質(zhì)量檢測(八)恒定電流一、選擇題(第1～5題只有一項正確，第6～8題有多項正確)1．有兩個標(biāo)有“110V25W”和“110V60W”字樣的燈泡，要把它們接在220V的電源上，燈泡既正常發(fā)光，又最省電的連接方式是下圖中的()解析：選B25W和60W的兩燈泡的額定電流分別為I1＝eq\f(5,22)A，I2＝eq\f(6,11)A，故選項C中兩燈泡不能同時正常發(fā)光，C錯誤；A選項中電阻的功率為P＝110×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,22)＋\f(6,11)))W＝85W，D選項中兩電阻消耗的功率和為P＝110×eq\f(5,22)W＋110×eq\f(6,11)W＝85W，選項A、D中電路消耗的總功率都是170W；B選項中電阻消耗的功率為P＝110×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6,11)－\f(5,22)))W＝35W，該電路消耗的總功率為120W，故選項B滿足條件。2.如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大解析：選A由變阻器R0的滑動端向下滑動可知，R0連入電路的有效電阻減小，R總減小，由I＝eq\f(E,R總＋r)可知I增大，由U內(nèi)＝Ir可知U內(nèi)增大，由E＝U內(nèi)＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝eq\f(U2,R2)可知電流表示數(shù)減小，故A正確。3.(2017·東北三校模擬)如圖所示，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝3Ω，R2＝6Ω，電源電動勢E＝18V，內(nèi)阻不計。下列說法正確的是()A．開關(guān)S斷開時，a、b兩點電勢相等B．開關(guān)S閉合后，a、b兩點間的電流是4AC．開關(guān)S斷開時C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D．不論開關(guān)S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大解析：選CS斷開時外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中無電流通過，電阻兩端電勢相等，由題圖知a點電勢與電源負(fù)極電勢相等，而b點電勢與電源正極電勢相等，A錯誤；S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢，而C1＞C2，由Q＝CU知，此時Q1＞Q2，當(dāng)S閉合時，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I＝eq\f(E,R1＋R2)＝2A，此時兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V，則此時兩電容器所帶電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q2′＝C2U2＝3.6×10－5C，對電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶電荷量也減小，故C正確，B、D錯誤。4．(2017·煙臺聯(lián)考)如圖所示的電路中，開關(guān)閉合時，燈L1、L2正常發(fā)光。由于電路出現(xiàn)故障，燈L1突然變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小。則發(fā)生的故障可能是()A．R1斷路B．R2斷路C．R3斷路D．R4斷路解析：選A由題圖知，R1與燈L1并聯(lián)，若R1斷路則電路的總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律I總＝eq\f(E,R總)，知電路的總電流減小，則并聯(lián)電路R3、R4的總電流減小，并聯(lián)電路兩端的總電壓減小，由歐姆定律可知電流表的讀數(shù)變小，流過燈L2電流變小，燈L2變暗，同理R2兩端的電壓也減小，由路端電壓增大，得到燈L1兩端的電壓增大，燈L1的功率增大，燈L1變亮，A對；若R2斷路，則電路斷開，兩燈不亮，電流表沒有讀數(shù)，B錯；若R3斷路則燈L2不亮，C錯；若R4斷路則電流表沒有讀數(shù)，D錯。5.(2017·山東模擬)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則()A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點P將向上運動D．R3上消耗的功率逐漸增大解析：選A滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，外電路電阻變小，電路總電阻變小，電路電流變大，內(nèi)電壓變大，外電壓變小。電路電流變大使得電阻R1兩端電壓變大，從而電阻R3兩端電壓變小，其消耗功率變小，故選項D錯誤；電阻R3兩端電壓變小，電容器兩端電壓變小，質(zhì)點P因所受靜電力變小會向下運動，因此選項C錯誤；電路電流變大，而通過電阻R3的電流變小，故通過電阻R2支路的電流變大，電流表示數(shù)變大，選項B錯誤；通過電阻R2支路的電流變大，從而電阻R2兩端電壓變大，滑動變阻器兩端電壓變小，電壓表示數(shù)變小，選項A正確。6.如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點的坐標(biāo)分別為P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是()A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是3∶2B．電源1與電源2的電動勢之比是1∶1C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10解析：選AB根據(jù)題圖可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，選項A、B正確；曲線Ⅲ與其他兩條直線的交點坐標(biāo)，表示該小燈泡在這兩種連接狀態(tài)下的工作電壓和工作電流，根據(jù)坐標(biāo)值可求出，此時小燈泡消耗的功率分別為P1＝18.2W和P2＝30W，小燈泡的電阻分別為R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，所以選項C、D錯誤。7.(2017·雅安聯(lián)考)如圖所示，D是一只理想二極管，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部，原有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列措施下，P的運動情況說法正確的是()A．保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止B．保持S閉合，減少A、B板間距離，P向上運動C．?dāng)嚅_S后，增大A、B板間距離，P向下運動D．?dāng)嚅_S后，減少A、B板間距離，P仍靜止解析：選ABD保持S閉合，電源的路端電壓不變。增大A、B板間距離，電容減小，由于二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜鞑荒芊烹姡潆娏坎蛔儯赏普揈＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場強不變，P所受電場力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；保持S閉合，電源的路端電壓不變，電容器的電壓不變，減少A、B板間距離，由E＝eq\f(U,d)可知，板間場強增大，電場力增大，P將向上運動，故B正確；斷開S后，電容器的電量Q不變，由推論E＝eq\f(4πkQ,εrS)得到，板間場強不變，P所受電場力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯誤，D正確。8.(2017·遼寧大連八中模擬)在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判斷正確的是()A.eq\f(U1,I)不變，eq\f(ΔU1,ΔI)不變B.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)變大C.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)不變D.eq\f(U3,I)變大，eq\f(ΔU3,ΔI)不變解析：選ACD因為eq\f(ΔU1,ΔI)＝eq\f(U1,I)＝R1，且R1不變，所以eq\f(U1,I)不變，eq\f(ΔU1,ΔI)不變；因為eq\f(U2,I)＝R2，且R2變大，所以eq\f(U2,I)變大，但eq\f(ΔU2,ΔI)＝eq\f(ΔIR1＋r,ΔI)＝R1＋r，所以eq\f(ΔU2,ΔI)不變；因為eq\f(U3,I)＝R2＋R1，所以eq\f(U3,I)變大，又eq\f(ΔU3,ΔI)＝eq\f(ΔIr,ΔI)＝r，故eq\f(ΔU3,ΔI)不變。選項A、C、D正確。二、實驗題9．某同學(xué)通過實驗測量一種合金的電阻率。(1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖甲所示的部件____(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm。(2)圖乙所示是測量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(zhǔn)確地測出合金絲的阻值，在不更換實驗器材的條件下，對實驗應(yīng)作怎樣的改進？請寫出兩條建議。______________________；______________________。解析：(1)為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先轉(zhuǎn)動鎖緊手柄部件B，合金絲的直徑為0.410mm。(2)題中所述情況說明電壓表被串聯(lián)在電路中，致使電流表讀數(shù)很小，電壓表讀數(shù)接近電壓電動勢，因此電路中連接合金屬絲的接線柱7、9之間部分應(yīng)發(fā)生了斷路。(3)由于eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，因此應(yīng)采用電流表的內(nèi)接法，減小因電壓表分流引起的系統(tǒng)誤差，另外可采用多次測量求平均值的方法，可以減小偶然誤差。答案：(1)B0.410(2)7、9斷路(3)電流表改為內(nèi)接法測量多組電流和電壓值，計算出電阻的平均值10．(2017·威海模擬)某校進行實驗電路設(shè)計比賽，實驗臺上備有下列器材：A．電壓表V1(量程約2V，內(nèi)阻約1kΩ)B．電壓表V2(量程為6V，內(nèi)阻為2kΩ)C．電流計G(量程為3mA，內(nèi)阻約500Ω)D．電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻為0.5Ω)E．滑動變阻器R1(0～15Ω，0.5A)F．滑動變阻器R2(0～1kΩ，0.1A)G．電阻箱R3(0～999.9Ω，0.1A)H．電阻箱R4(0～9999.9Ω，0.2A)I．電源(6V,0.5A)J．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)利用以上器材在圖中所示虛線框內(nèi)設(shè)計最佳測量電路，要求既能確定電壓表V1的量程，又能盡量準(zhǔn)確地測定其內(nèi)阻，在圖中標(biāo)明選用器材的符號，圖中滑動變阻器R應(yīng)選擇________(填寫元件符號)。(2)若已知電壓表V1量程為2V，則下列實驗小組設(shè)計的電路圖中，能用來測定電壓表V1的內(nèi)阻且設(shè)計合理的是________。解析：(1)分壓電路中，在額定電流允許的前提下選擇阻值較小的滑動變阻器更方便調(diào)節(jié)，因此選擇R1。給定器材中電阻箱R4的最大阻值約為電壓表V1內(nèi)阻的10倍，因此最簡測量電路為半偏法電路，如圖所示。由于待測電壓表V1量程未知，不能讀數(shù)，要確定V1的量程，需在半偏法電路兩端并聯(lián)電壓表V2以便讀取總電壓U，這樣既不影響半偏法實驗測量，同時又可以測出測量電路兩端電壓，保證此電壓在調(diào)整電阻箱和滑動變阻器時保持不變，以減小實驗誤差。(2)若電壓表V1量程已知，則可采用伏安法直接測量，電壓表額定電流約為IV＝eq\f(2,1000)A＝2mA，可用電流計G測量電流，電壓則由V1讀取，滑動變阻器阻值R1遠小于測量電路總電阻，應(yīng)采用分壓電路，選項A中電路圖設(shè)計合理；選項B中，滑動變阻器用R2接成限流電路，R2接入電路中的阻值最大時，每1kΩ電阻的電壓約為eq\f(6,2.5)V＝2.4V，超過V1量程，不合理；選項C中V2與V1串聯(lián)，可將V2當(dāng)電流表使用，滿偏電流IV2＝eq\f(6,2000)A＝3mA，與電流計G量程相同，且R2接入電路中的阻值最大時，每1kΩ電阻的電壓約為eq\f(6,4)V＝1.5V，設(shè)計合理；同理，選項D中V2與V1并聯(lián)，V2多余且只能測量電壓，不能計算V1內(nèi)阻，設(shè)計不合理。答案：(1)測量電路見解析圖R1(2)AC11．(2017·浙江模擬)太空探測器在探索宇宙過程中，由太陽能電池板給它提供能源。某中學(xué)物理實驗室有一塊太陽能電池板，當(dāng)有光照射它時(作為電源)，其路端電壓與總電流的關(guān)系圖像如圖甲中的曲線①所示；若沒有光照射它時，相當(dāng)于一個只有電阻的電學(xué)器件，無電動勢。物理實驗探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實驗方法，探究該太陽能電池板在沒有光照射時的伏安特性曲線，利用電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約100Ω)測得的多組數(shù)據(jù)作出的圖像如圖甲中曲線②所示。(1)分析曲線②可知，該電池板作為電阻器件時的阻值隨通過電流的增大而________(填“增大”或“減小”)，若所設(shè)計的電路如圖乙所示，實驗時應(yīng)將圖乙中電壓表另一端a接在________點(填“b”或“c”)。(2)圖乙電路中a端接好后還少接了一根導(dǎo)線，請在圖乙中畫出。(3)分析曲線①可知，該電池板作為電源時的電動勢約為________V，若把它與阻值為1kΩ的定值電阻連接構(gòu)成一個閉合電路，在有光照射的情況下，該太陽能電池板的效率約為________%(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)由圖線②可知，該電池板作為電阻器件時，通過的電流增大兩端電壓增加變慢，可知其阻值隨通過的電流增大而減小；無光照時太陽能電池板的阻值遠大于電流表內(nèi)阻，所以采用電流表內(nèi)接法，即a端接b點。(2)描繪伏安特性曲線要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，即滑動變阻器要采用分壓式接法，故應(yīng)該將滑動變阻器右端與電源正極用導(dǎo)線相連，如圖(a)所示。(3)太陽能電池板的電動勢可由圖線①與縱軸的交點直接讀出，即2.80V；在圖甲中作1kΩ電阻的伏安特性曲線③如圖(b)所示，圖線③與圖線①的交點即電路的工作點，其坐標(biāo)為(1.80,1.80)，電池板的效率η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%＝eq\f(1.80,2.80)×100%≈64%。答案：(1)減小b(2)見解析圖(a)(3)2.806412．(2016·浙江高考)某同學(xué)用伏安法