2022-2023学年粤教版必修第三册 第四章　闭合电路 单元测试

闭合电路　检测试题

一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.关于家庭用电,下列做法正确的是(　A　)

①在卫生间选用防水开关　②在儿童能触及的范围内,采用带防护门的插座　③让电视机长期处于遥控待机状态　④多个电器接在同一移动插座上

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

解析:在卫生间选用防水开关能够较好地防止触电等事故的发生,故①正确;采用带防护门的插座可避免儿童将手指插入插孔引起触电事故,故②正确;让电视机长期处于遥控待机状态,浪费电能,故③错误;多个电器接在同一移动插座上,当同时开启这些电器时,会造成瞬间电流很大,电压下降,影响电器正常工作,甚至因移动插座连接线超负荷而发热引起火灾,故④错误。

2.关于电源电动势,下列说法正确的是(　B　)

A.同一电源接入不同的电路中,电动势会发生变化

B.1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池大,但电动势相同

C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势越大

D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也

相同

解析:电动势由电源中非静电力的特性所决定,与外电路无关,所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变,故A错误;电动势由电源中非静电力的特性所决定,跟电源的体积无关,虽然1号干电池比7号干电池大,但电动势相同,故B正确;电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,根据W=qE可知,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移送电荷的多少有关,故C错误;电动势、电压和电势差物理意义不同,单位相同,故D错误。

3.小电珠与电动机并联接入电路,两者均正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2,则(　B　)

A.U1<U2 B.>

C.=    D.<

解析:小电珠与电动机并联接入电路,所以U1=U2,故A错误;对小电珠,由欧姆定律可得U1=I1R1,电动机正常工作时,电动机为非纯电阻,所以U2>I2R2,所以>,故B正确,C、D错误。

4.按如图的电路连接好装置,闭合开关后,发现滑动变阻器的滑片移到任何位置电流表均无示数,而电压表示数接近电源的电动势。如果电路只存在一处故障,则出现故障的部位可能是(　C　)

A.电流表断路

B.开关S断路

C.待测电阻Rx断路

D.滑动变阻器R断路

解析:电压表示数接近电源的电动势,说明电压表与电源之间的连接电路是正常的,而滑动变阻器的滑片移到任何位置电流表均无示数,则如果电路只存在一处故障,出现故障的部位可能是待测电阻Rx断路。

5.某学校为了创建绿色校园,新装了一批节能灯。该路灯通过光控开关实现自动控制,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变,如图所示为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),现增加光照强度,则下列判断正确的是(　D　)

A.干路电流减小

B.R0两端电压变小

C.B灯变亮,A灯变暗

D.A、B两灯都变暗

解析:增加光照强度,Rt减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流I增大,电源的内电压增大,路端电压U减小,

则A灯的电压减小,A灯变暗。通过R0的电流I0=I-IA,I增大,而IA减小,则I0增大,R0两端电压U0增大,而R0、B灯的电压之和等于路端电压,路端电压减小,则知B灯的电压减小,B灯变暗,故A、B、C错误,

D正确。

6.如图是用电学方法测水流速度的示意图。小铅球P系在细金属丝下面,悬挂在O点。BC为固定在水平方向的一根粗细均匀的电阻丝,C端在O点正下方,BC与细金属丝接触良好,接触点为D,不计接触点D处的摩擦和金属丝电阻。将小铅球P放入水平流动的水中,稳定时小铅球向左偏离竖直线一定的角度θ,水流速度越大,θ越大。现取一内阻不计的电源和一只理想电压表,将这些器材连接成测量电路,使水不流动时,电压表的示数为零,水流速度增大时,电压表的示数也增大,以下测量电路正确的是(　C　)

解析:A图中电压表测量BD电压,当水不流动时,θ=0°,此时电压表的示数不为零,故A错误;B图中CD段与电压表被短路,没有示数,故B错误;C图中电压表测CD段的电压,水不流动时,θ=0°,电压表示数为零,水流速度增大时,电压表的示数也增大,故C正确;D图中电压表测量BD电压,水不流动时,θ=0°,电压表示数不为零,故D错误。

7.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端,两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则以下说法不正确的是(　D　)

A.R1为定值电阻5 Ω

B.电源的电动势是6 V

C.电源内阻的阻值为5 Ω

D.图线甲是电压表V1的示数随电流变化的图线

解析:当滑片左移时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知,电路中电流增大,则R1两端的电压增大,R2两端的电压减小,故乙表示V1示数的变化;甲表示V2示数的变化;由图像可知,定值电阻 R1== Ω=5 Ω,故A正确,D错误;由图可知,当只有R1接入电路时,电路中电流为0.6 A,电压为 3 V,

则由E=U+Ir可得E=3+0.6r,当滑动变阻器全部接入时,电路中电流为0.2 A,外电路电压为1 V+4 V=5 V,由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r,解得r=5 Ω,E=6 V,故B、C正确。

二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

8.关于多用电表的使用,下列操作正确的是(　AB　)

A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确

B.测电流时,应按图乙连接方式测量

C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量

D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量

解析:根据多用电表“红进黑出”可知,测电压时,红表笔应接电势较高的点,故A正确;测电流时,电流从红表笔进入,故B正确;测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;测二极管的反向电阻时,红表笔应接二极管正极,黑表笔应接二极管负极,故D错误。

9.用如图所示的电路来测量电池电动势和内阻,根据测得的数据作出了如图所示的UI图像,由图可知(　AD　)

A.电池电动势的测量值是1.40 V

B.电池内阻的测量值是3.5 Ω

C.外电路发生短路时的电流为0.4 A

D.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I′=0.2 A

解析:根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,由 UI图像可知图像的斜率的绝对值表示电池的内阻,纵坐标的截距表示电池的电动势,则有r=|k|=|| Ω=1 Ω,E=1.40 V,所以A正确,B错误;外电路发生短路时的电流为I短== A=1.4 A,所以C错误;电压表的示数为1.20 V时,代入公式可得电流表的示数为I′== A=0.2 A,所以D正确。

10.如图所示电路,初始状态时,滑动变阻器的滑片恰在ab中间,记电压表的读数为U1,变化量为ΔU1,记电压表V2的读数为U2,变化量为

ΔU2,则下列说法正确的是(　BD　)

A.若将滑动变阻器滑片滑向a端,则U1、U2都增大

B.若将滑动变阻器滑片滑向b端,则U1减小,U2增大

C.若将滑动变阻器滑片滑向a端,则|ΔU1|=|ΔU2|

D.无论将滑动变阻器滑片滑向a端或b端,都有|ΔU1|>|ΔU2|

解析:若将滑动变阻器滑片滑向a端,滑动变阻器的有效电阻增大,电路总电阻变大,干路电流减小,内电压减小,外电压增大;R2上的电流减小,所以U2减小;外电压为U1、U2之和,所以U1增大;由U=U1+U2,

得ΔU=ΔU1+ΔU2,因为 ΔU>0,ΔU1>0,ΔU2<0,所以ΔU<ΔU1,

|ΔU2|<|ΔU1|,A错误;若将滑动变阻器滑片滑向b端,滑动变阻器的有效电阻减小,电路总电阻变小,干路电流增大,内电压增大,外电压减小;R2上的电流增大,所以U2增大;外电压为U1、U2之和,所以U1减小;由U=U1+U2,得ΔU=ΔU1+ΔU2,因为ΔU<0,ΔU1<0,ΔU2>0,所以

|ΔU|<|ΔU1|,|ΔU2|<|ΔU1|,B正确;根据选项A、B的分析,无论将滑动变阻器滑片滑向a端或b端,都有|ΔU1|>|ΔU2|,C错误,D正确。

三、非选择题:共54分。

11.(7分)(1)如图所示是某同学用多用电表欧姆挡测量一个电阻阻值时的示数和挡位情况,则这个电阻的阻值约为　　　　 Ω。为了测量得更精确些,该同学进行了第二次测量,请选择下面列出的有关步骤,并按先后顺序写出:　　　　。 

A.将两表笔短接,欧姆调零

B.将两表笔分别跟被测电阻两端接触,观察指针位置,记下电阻值

C.将多用电表上的旋钮旋至“×10”挡

D.将多用电表上的旋钮旋至“×1k”挡

(2)如果该图是该同学用直流5 mA挡测量的电流,则电流为　　　 mA。

解析:(1)选用欧姆挡倍率为“×100”挡,待测电阻的阻值约为

2×100 Ω=200 Ω。选择欧姆挡倍率时应使指针落在刻度盘的中间区域,以减小读数误差,所以测该电阻时欧姆挡倍率应选“×10”挡;换挡之后应进行欧姆调零,之后再进行测量,故先后顺序为CAB。

(2)可先将50 mA的量程换算成5 mA的量程,再进行读数,得电流为4.55 mA。

答案:(1)200　CAB　(2)4.55

12.(9分)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2 kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA)。实验室备有如下器材:

A.电压表V(0～3 V,电阻RV约为4.0 kΩ)

B.电流表A1(0～100 mA,电阻RA1约为 5 Ω)

C.电流表A2(0～2 mA,电阻RA2约为5 Ω)

D.滑动变阻器R1(0～40 Ω,额定电流1 A)

E.电阻箱R2(0～999.9 Ω)

F.开关S一只、导线若干

(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,与其对应的实物图

如图甲所示,图中的电流表A应选　　　   　(选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整。 

(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出 图像,如图丙所示,若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=　　　　,内阻 r=　　　　。(用k、b表示) 

解析:(1)电压表量程是0～3 V,通过待测电阻的最大电流I==

A=1.5 mA,因此电流表应选电流表A2,待测电阻R0阻值约为2 kΩ,滑动变阻器R1(0～40 Ω,额定电流1 A)与电阻箱R2(0～999.9 Ω)最大阻值均小于待测电阻阻值,变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据,为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法,且==400>==2,则电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示。

(2)由实验原理可知E=U+Ir=U+r,则 =·+,因此图像的纵轴截距b=,电动势E=,图像的斜率k=,则电源内阻r=kE=。

答案:(1)A2　图见解析　(2)　

13.(11分)如图所示,电路中电源电动势E=10 V,内阻r=1 Ω,R1=4 Ω,

R2=8 Ω,电容C=10 μF。开关S闭合后电路稳定时,求通过R1的电流I和电容器的带电量Q。

解析:根据闭合电路的欧姆定律,电路稳定时,通过R1的电流为I== A=2 A

此时,R1两端电压U1=IR1=2×4 V=8 V

此电压等于电容器两板间电压,所以电容器带电量为

Q=CU1=10×10-6×8 C=8×10-5 C。

答案:2 A　8×10-5 C

14.(12分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,接入如图所示电路中,两板间的距离d=50 cm,电源电动势E=15 V,内阻为r,电阻R1=4 Ω,R2=10 Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带电的小球放入板间恰能保持静止,若小球质量为m=2×10-2 kg,电量q=1×10-2 C,

(g取10 m/s2)问:

(1)小球带正电还是负电?电容器的电压为多大?

(2)电路中的电流为多大?

(3)电源的内阻为多大?

解析:(1)小球放入板间后,受重力和电场力作用,由二力平衡可知,小球应带负电,

且满足mg-q=0

解得U2== V=10 V。

(2)电路中的电流I== A=1 A。

(3)根据闭合电路的欧姆定律得E=U2+I(R1+r)

解得r=1 Ω。

答案:(1)负电　10 V　(2)1 A　(3)1 Ω

15.(15分)在如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,

R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:

(1)电源的电动势和内阻;

(2)定值电阻R2的阻值;

(3)滑动变阻器的最大阻值。

解析:(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率表示电源的内阻,

则有内阻r=||= Ω=20 Ω

电源的电动势为E=U+Ir

取电压U1=16 V,电流I1=0.2 A,

代入解得E=20 V。

(2)当滑片P滑到最右端时,R1被短路,外电路的电阻最小,电流最大。此时电压U2=4 V,电流I2=0.8 A,则定值电阻R2==5 Ω。

(3)当滑片P滑到最左端时,滑动变阻器阻值最大,外电阻最大,电流最小,此时路端电压U1=16 V,电流I1=0.2 A,外电路总电阻为

R==80 Ω

又R=R2+

代入解得R3=300 Ω。

答案:(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω