第十二章 章末检测试卷(四)

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章末检测试卷(四)
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．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间电压得到的数值，实际上总略大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　D
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错误；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越大，故C错误，D正确．
2.如图1所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)

图1
A．P＝I2R B．P＝
C．P＝IU D．以上公式都可以
答案　C
3．(2020·攀枝花市十五中高二期中)在如图2所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，现使R3阻值增大，则(　　)

图2
A．V表读数变大
B．A表读数变大
C．R1两端的电压升高
D．流过R2的电流减小
答案　A
解析　由题图可知，R2与R3并联，再与R1串联，当R3阻值增大时，电路中总阻值增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，故电流表示数减小，故B错误；内电压减小，由U＝E－Ir可知，路端电压增大，电压表示数增大，故A正确；因总电流减小，故R1两端的电压降低，故C错误；因内电压以及R1两端的电压降低，故并联部分电压增大，R2中电流增大，故D错误．
4.如图3所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是(　　)

图3
A．电流表坏了或未接好
B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D．电流表和灯L1、L2都坏了
答案　B
解析　由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是点a经L1到点b间的电路中有断路，故B正确．
5.(2020·湖州菱湖中学高一期中)如图4所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈的电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　　)

图4
A．通过电动机的电流为10 A
B．电动机的输入功率为2 W
C．电源的输出功率为4 W
D．电动机的输出功率为16 W
答案　D
解析　由E＝30 V，电动机两端电压为10 V可得电阻R和电源内阻上分担的电压为20 V，则I＝＝ A＝2 A，故A错误；电动机的输入功率P＝UI＝10×2 W＝20 W，故B错误；电源的热功率Pr＝I2r＝22×1 W＝4 W，电源的输出功率为P出＝IE－Pr＝(2×30－4) W＝56 W，故C错误；电动机的热功率P热＝I2RM＝22×1 W＝4 W，电动机的输出功率P出′＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确．
6.(2020·天津二中模拟)在如图5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5
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，其所带电荷量减少，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.(2020·江苏陆慕高级中学月考)如图6所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法正确的是(　　)

图6
A．此电源的内阻为1.5 Ω
B．灯泡D1的额定电压为3 V，额定功率为6 W
C．把灯泡D1换成规格为“3 V　20 W”的灯泡D2，电源的输出功率将变小
D．由于灯泡D1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光的过程，欧姆定律不适用
答案　B
解析　由题图可知，电源的电动势E＝4 V，内阻r＝||＝ Ω＝0.5 Ω，A错误；两图线的交点坐标表示灯泡D1与电源连接时的工作状态，此时灯泡两端的电压U1＝3 V，流过灯泡的电流I1＝2 A，灯泡消耗的电功率为P1＝U1I1＝6 W，由于灯泡D1恰好能正常发光，则灯泡D1的额定电压为3 V，额定功率为6 W，B正确；灯泡D1恰好正常发光时，电阻R1＝＝1.5 Ω，规格为“3 V　20 W”的灯泡D2的电阻R2＝＝ Ω＝0.45 Ω，可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻，根据电源的内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，可知把灯泡D1换成灯泡D2，电源的输出功率将变大，C错误；灯泡是纯电阻元件，欧姆定律仍适用，图线为曲线是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大，D错误．
8.(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7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7
产品名称
科沃斯地宝
尘盒容量
0.3 L
清扫路线
自由式
液晶显示
有
电池容量
5 000 mA·h
充电器输出
24 V/1 000 mA
噪声
≤60 dB
额定功率
40 W
行走速度
20 cm/s
工作电压
24 V

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＝＝ 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＝＝ s＝1.8 h，故C、D错误．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)
9．(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．外电路断路时，路端电压等于电源电动势
D．外电路短路时，路端电压为零
答案　BCD
解析　根据闭合电路欧姆定律知，路端电压为：U＝IR＝R，当内电阻大于外电阻时，路端电压小于内电路的电压，故A错误；根据路端电压U＝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C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D正确．
10.在如图8所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，C为平行板电容器，在两板之间的带电液滴恰好处于静止状态．由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是(　　)

图8
A．电流表示数变大
B．电压表示数变大
C．液滴将向上运动
D．液滴仍保持静止
答案　ABC
解析　灯泡L的灯丝突然烧断，则灯泡断路，电路中的总电阻增大，总电流I减小，路端电压增大，R1两端的电压减小，R2和R3两端的电压增大，即电容器两端的电压增大，则液滴将向上运动，选项C正确，D错误；综上分析可知，灯丝烧断后，电流表示数增大，电压表测量R2两端的电压，根据U2＝IR2可知电压表示数也增大，选项A、B正确．
11.如图9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9
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′＝＝16 W，D正确；电源输出的最大功率为Pmax＝＝4 W，C错误．
12．在图10甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化．图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况．则下列说法正确的是(　　)

图10
A．图线a表示的是电压表V3的示数的变化情况
B．图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况
C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表A示数的变化量ΔI的比值的绝对值变小
D．此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表A示数的变化量ΔI的比值的绝对值不变
答案　ABD
解析　滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，可知路端电压减小，即电压表V1示数减小，电压表V2的示数增大，电压表V3的示数减小，由于U1＝U2＋U3，则知电压表V3示数变化最快，故图线a表示的是电压表V3的示数变化情况，图线c表示的是电压表V2的示数变化情况，故A、B正确；由闭合电路欧姆定律得U1＝E－Ir，则||＝r，保持不变，故C错误；由闭合电路欧姆定律得U3＝E－I(r＋R1)，则||＝R1＋r，保持不变，故D正确．
三、非选择题(本题共6小题，共60分)
13．(7分)(2020·湖州市菱湖中学高一期中)在“测定电池的电动势和内电阻”实验中．
(1)某同学用多用电表粗测一节干电池的电动势，选择开关应置于合适位置，下列符合要求的是________．


(2)该同学根据图11甲中的电路图将实验仪器连接成如图乙所示的实验电路，a、b、c、d四条导线中，其中有两条导线连接错误，这两条导线是________．


图11
(3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值，并根据实验数据得到如图丙所示的U－I图线，由此可知该电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(均保留3位有效数字)
答案　(1)B(1分)　(2)b、c(2分)　(3)1.46(2分)　0.774(2分)
解析　(1)干电池的电动势约为1.5 V，故应选择直流2.5 V挡，故A、C、D错误，B正确．
(2)由原理图可知，电流表采用了相对电源的外接法；则由图可知，b线应接在电流表中间接线柱，c线应接电流表的左边接线柱，故b、c两条导线连接错误．
(3)根据U＝E－Ir可知，U－I图线与纵轴的交点即为电源的电动势E＝1.46 V，图线斜率的绝对值表示内阻，r＝ Ω≈0.774 Ω.
14．(8分)某同学用如图12甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5 A．实验室提供的器材如下：电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)；开关、导线若干．



图12
(1)请根据图甲的电路图在图乙中连线，将器材连接成实验电路．
(2)实验时，改变电阻箱R的阻值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据．根据实验数据绘出如图丙所示的－图线．由图线得出电池组的电动势E＝______ V，内阻r＝________ Ω.(结果均保留三位小数)
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是________．
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
答案　(1)见解析图(2分)　(2)2.86(2.84～2.88均可)(2分)　5.84(5.80～5.88均可)(2分)　(3)CD(2分)
解析　(1)电路连接如图

(2)根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋，变换为＝·＋，结合题图丙可得图线斜率k＝＝＝，图线在纵轴上的截距b＝＝0.35，解得电池组的电动势E≈2.86 V，内阻r≈5.84 Ω.
(3)电压表的分流作用引起的误差属于系统误差；读数引起的误差属于偶然误差；应用图像法处理数据时舍去一些不合理的点，可以减小偶然误差；将电压表的内阻计算在内可减小系统误差，故C、D正确．
15.(8分)在如图13所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数分别改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势和内电阻．

图13
答案　2 V　1 Ω
解析　S断开，R外增大，由I＝知电流表示数减小，
即I′＝0.3 A(1分)
U＝E－Ir，故电压表示数增大，
即U′＝1.7 V(1分)
由闭合电路欧姆定律知，S闭合时：E＝U＋Ir(2分)
S断开时：E＝U′＋I′r(2分)
联立解得r＝1 Ω，E＝2 V．(2分)
16.(10分)如图14所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，定值电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，理想电压表的示数U1＝3.0 V．求：

图14
(1)电源的总功率；
(2)电源的输出功率；
(3)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率．
答案　(1)20 W　(2)18 W　(3)12 W　8 W
解析　(1)已知电压表的示数U1＝3.0 V和定值电阻R1＝1.5 Ω，根据欧姆定律可求出电路中的电流
I＝＝2.0 A(2分)
电源的总功率P总＝EI＝20 W(1分)
(2)电源的输出功率P出＝EI－I2r＝18 W(2分)
(3)根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压
U2＝E－U1－Ir＝6 V(2分)
电动机消耗的电功率P电＝U2I＝12 W(1分)
电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率P机＝U2I－I2R0＝8 W．(2分)
17．(12分)如图15所示电路中，电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定．已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，问：

图15
(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间消耗的最大电功率是多少？
答案　(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W
解析　(1)开关S断开时，
I1＝＝ A＝0.4 A(2分)
开关S接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝2 Ω(2分)
I1′＝＝ A≈0.667 A．(2分)
(2)开关S接通时，A、B之间的总电阻R23＝2 Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间电路的电功率才最大．
I＝＝ A＝ A(3分)
PAB＝I2R23＝2×2 W≈3.556 W．(3分)
18．(15分)(2020·重庆十一中模拟)某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103 kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I＝50 A，输出电压U＝200 V．在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机．(g取10 m/s2)

图16
(1)求汽车所受阻力大小；
(2)若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图16所示，其中R1＝0.1 Ω，R2＝1 950 Ω，求电动机M的热功率．
答案　(1)900 N　(2)730.5 W
解析　(1)蓄电池输出功率P＝UI＝200 V×50 A＝1×104 W(2分)
机械功率P机＝90%P＝Fv(1分)
解得F＝900 N(1分)
汽车匀速行驶过程中受力平衡，则F阻＝F＝900 N(2分)
(2)电动机M两端电压U′＝U－IR1＝195 V(2分)
R2中电流I2＝＝0.1 A(1分)
电动机输入电流I′＝I－I2＝49.9 A(2分)
电动机输入功率P入＝U′I′＝9 730.5 W(2分)
机械功率P机＝9 000 W
电动机M的热功率P热＝P入－P机＝730.5 W．(2分)