粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波本章综合与测试学案及答案

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一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．(2020·重庆万州区期末)一闭合电路中的电源电动势恒定，下列说法中正确的是( )
A．路端电压一定大于内电路的电压
B．路端电压随外电阻的增大而增大
C．外电路短路时，路端电压等于电源电动势
D．外电路断路时，路端电压为零
答案 B
解析 根据闭合电路欧姆定律知，路端电压为：U＝IR＝eq \f(E,R＋r)R，可知路端电压的大小要看内外电阻之比，故路端电压不一定大于内电路的电压，故A错误；根据路端电压U＝IR＝eq \f(E,R＋r)R，可知路端电压与R不成正比，但随外电阻增大而增大，故B正确；外电路短路时，电源内电压等于电源电动势，路端电压为零，故C错误；外电路断路时，电路中电流I为零，内电压为零，路端电压等于电源电动势，故D错误．
2．有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V 60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )
A．日光灯最多 B．电烙铁最多
C．电风扇最多 D．一样多
答案 B
解析 电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来产生热量的，而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)．综上所述，B正确．
3．(2019·江苏卷)如图1所示的电路中，电阻R＝2 Ω.断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为( )
图1
A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω
答案 A
解析 当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路欧姆定律可知，I＝eq \f(E,R＋r)，联立解得r＝1 Ω，故A正确，B、C、D错误．
4.(2019·长治二中月考)在研究微型电动机的性能时，可采用如图2所示的实验电路，电路中电表均为理想电表．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V．则当这台电动机正常运转时( )
图2
A．电动机的内阻为20 Ω
B．电动机的内阻为7.5 Ω
C．电动机的输出功率为30 W
D．电动机的输出功率为22 W
答案 D
解析 电动机停止转动时可把电动机看成纯电阻，由欧姆定律可得电动机内阻为r＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(1.0 V,0.5 A)＝2 Ω，故A、B错误；电动机正常运转时消耗电能并将其转化为输出功和热能，因此电动机输出功率P出＝UI－I2r＝22 W，故C错误，D正确．
5.(2020·西南大学附中模拟)智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家用电器．如图3为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率η＝60%.下列说法正确的是( )
图3
A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3 h
B．该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105 J
C．该扫地机器人充满电后能工作5 h
D．该扫地机器人充满电后能工作4 h
答案 B
解析 由题表可知，电池的容量为5 000 mA·h，所带的电荷量为q＝5 000×10－3 A×3 600 s＝1.8×104 C，充电器输出电流为I＝1 000 mA＝1 A，所以该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间为t＝eq \f(q,I)＝eq \f(1.8×104,1) s＝5 h，故A错误；该扫地机器人最多能储存的能量为W＝qU＝1.8×104×24 J＝4.32×105 J，故B正确；该扫地机器人的额定功率为40 W，所以充满电后工作的时间t＝eq \f(ηW,P)＝eq \f(4.32×105×60%,40) s＝1.8 h，故C、D错误．
6.(2020·天津二中模拟)在如图4所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V均为理想电表．在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是( )
图4
A．电压表示数变小
B．电流表示数变小
C．电容器C所带电荷量增多
D．a点的电势降低
答案 D
解析 在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大，A错误；电阻R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，则U2变小，电容器两极板间电压变小，其所带电荷量减小，C错误；通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大，B错误；根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电势差，U2变小，则a点的电势降低，D正确．
7．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则以下说法错误的是( )
A.电动机的输入功率为576 W
B．电动机的内耗功率为226 W
C．该车获得的牵引力为104 N
D．该车受到的阻力为63 N
答案 C
解析 电动机的输入功率P入＝48×12 W＝576 W，选项A正确，不符合题意；电动机的内耗功率P内＝P入－P出＝226 W，选项B正确，不符合题意；电动自行车速度最大时，牵引力F与阻力f大小相等，由P出＝fvm得f＝eq \f(P出,vm)＝63 N，选项C错误，符合题意，D正确，不符合题意．
8．如图5所示，灯泡A标有“10 V 10 W”，灯泡B标有“8 V 20 W”，电源内阻不可忽略，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(不考虑灯泡电阻的变化)( )
图5
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
答案 B
解析 根据P＝eq \f(U2,R)，可以求得灯泡A的电阻RA＝10 Ω，灯泡B的电阻RB＝3.2 Ω，因为RA>RB＋Rab，根据并联电路电阻的特点可知当滑动触头由a端向b端滑动的过程中，总电阻一直减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流一直增大，路端电压一直减小，则电流表示数一直增大，电压表示数一直减小，故选项B正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)
9．关于电动势，下列说法正确的是( )
A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值
C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大
答案 BD
解析 电源电动势等于电源没有接入电路时正负两极间的电势差，故A错误；当用电压表直接测量电源两极时，因电源有内阻，内电路有电压，所以电压表测得的电压数值略小于电源电动势的准确值，故B正确；电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，只与电源本身有关，与外电路无关，电源电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大，故C错误，D正确．
10．某种小灯泡的U－I图线如图6甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表．现闭合开关S，电压表V1的示数为4.0 V，电源内阻r＝5 Ω，则下列说法正确的是( )
图6
A．电压表V2的示数为1.0 V
B．电源的输出功率为3.0 W
C．电流表A2的示数为0.6 A
D．电源的电动势为8 V
答案 ABD
解析 电压表V1的示数为4.0 V，由小灯泡的U－I图像得到通过L1的电流为0.6 A，而另外两个相同的灯泡并联，其电流均为0.3 A，再根据U－I图像得到其电压为1.0 V，故电压表V2的示数为1.0 V，电流表A2的示数为0.3 A，故选项A正确，选项C错误；路端电压为4.0 V＋1.0 V＝5.0 V，干路电流为0.6 A，故电源的输出功率为P＝UI＝5.0×0.6 W＝3.0 W，故选项B正确；由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，得5.0 V＝E－0.6×5 V，则电源电动势为8 V，故选项D正确．
11.如图7所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线．由该图可知下列说法中正确的是( )
图7
A．电源的电动势为4 V
B．电源的内电阻为1 Ω
C．电源输出功率最大值为8 W
D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W
答案 ABD
解析 由题图图线的交点可知PR＝I2R＝Pr＝I2r＝4 W，而I＝2 A，故R＝r＝1 Ω，E＝I(R＋r)＝4 V，A、B正确；电源被短路时，电源消耗的最大功率Pr′＝eq \f(E2,r)＝16 W，D正确；电源输出的最大功率为Pmax＝eq \f(E2,4r)＝4 W，C错误．
12．在如图8所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，R1、R2、R3均为定值电阻，平行板电容器中带电粒子P现处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是( )
图8
A．电流表读数增大
B．电压表读数增大
C．粒子P将向下运动
D．R3上消耗的功率保持不变
答案 AC
解析 粒子P原来处于静止状态，重力和静电力平衡；滑动变阻器R4的滑片向b端移动，R4接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，总电流变大，内电阻和R1两端的电压变大，并联电路两端的电压变小，电容器两端的电压变小，粒子P所受静电力变小，带电粒子P将向下运动，故C正确；由于并联电路两端电压变小，定值电阻R3的电流IR3变小，电流表读数IA＝I总－IR3，所以电流表的读数变大，电阻R2两端的电压变大，所以R4两端的电压变小，电压表的读数变小，故A正确，B错误；由于R3两端的电压减小，，所以电阻R3上消耗的功率减小，故D错误．
三、非选择题(本题共6小题，共60分)
13．(8分)某学生用多用电表测电阻．使用的实验器材有多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线．
图9
(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔________，调整____________，使指针指向“0 Ω”．
(2)再将调节好的多用电表红表笔和图9甲中的________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，欧姆表的读数如图乙所示，则被测电阻为________ kΩ.
(3)图甲中的电压表有两个量程(0～3 V，内阻为R1；0～15 V，内阻为R2)，则R1________R2(填“>”“＝”或“