高中物理4.4 现代家庭电路当堂达标检测题

【精品】第4节现代家庭电路-1优质练习

一.填空题

1．如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻R的U-I图线，用该电源和电阻组成闭合电路，由图像可知电源的电动势为______V；电源内阻为______ Ω；电源的输出功率是______W；电路的总功率分别是______W。

2．在闭合电路中，电源的端电压为U，内电阻为r，电路中的电流为I，则电源的电动势E = __________，能反映闭合电路中“能的转化和守恒”思想的关系式为__________。（用E．U．I．r表示）

3．如图所示电路，电源内阻不可忽略，电压表．电流表均为理想电表，R1．R2均为定值电阻。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，电流表A的变化情况是__________；若电压表V示数变化的绝对值为△U，电流表A示数变化的绝对值为△I，则的变化情况是__________，你判断的理由是：_____________。

4．某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I与电压U之间遵循的规律，其中。现将该棒接在如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电动势，内阻。现将变阻器R的滑动片向右移动，则中的电流将_____（选填“增大”．“减小”或“不变”）。若电流表A1的读数为，则电流表A2的读数为_____A。

5．全面了解汽车的运行状态（速度．水箱温度．油量）是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制了一种测定油箱内油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表（图中没有画出），通过观察电压表示数，可以了解油量情况。已知R'》R， 你认为电压表应该接在图中的_________两点之间，按照你的接法请回答∶当油箱中油量增大时，电压表的示数将_________（填“增大”或“减小”）。

6．某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I与电压U之间遵循的规律，其中。现将该棒R0接在如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5。现将变阻器R的滑动片向右移动，则R0中的电流将______（选填“增大”．“减小”或“不变”）。若电流表A1的读数为1.0A，则电流表A2的读数为______A。

7．感冒发热是冬春季节常见的疾病，用电子体温计测量体温既方便又安全。电子体温计的工作原理是利用热敏电阻阻值随温度的变化将温度转化为电学量。某同学想利用一热敏电阻和一数字电压表制作一个电子体温计。

(1)该同学用多用电表欧姆“×10”挡，粗测了热敏电阻的阻值，测量结果如图甲所示，则该热敏电阻该次测量的电阻阻值为___Ω。

(2)该同学在用伏安法测热敏电阻在不同温度下的电阻时，得到如图乙所示的电阻阻值Rt与温度t的关系图像，由图像可知热敏电阻在34下的电阻为___Ω。

(3)该同学利用这个热敏电阻和一数字电压表制作的电子温度计电路如图丙所示，其中电源电动势E=1.5V，内阻不计，电压反馈电阻R1=32Ω，R0为保护电阻，Rt为热敏电阻，R2为比例匹配定值电阻，则温度越高，数字电压表显示的电压越___（选填“大”或“小”）；为了让温度从35到42变化时数字电压表的示数能从0.35V到0.42V变化，则比例匹配电阻阻值R2=___Ω。

8．某电热水壶的铭牌如图所示，某同学使用该电热水壶烧水，在额定电压下工作时，通过电热水壶的电流是____，工作 5min产生的焦耳热是____J

9．如图，电源电动势为12V，内阻r为1Ω，电阻R为1Ω，小灯泡L标有“6V  12W”，电动机线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，小灯泡和电动机均能正常工作，则电源的总功率为_________W；电动机的输出功率为_________W。

10．图中的一氧化碳浓度传感器相当于一个纯电阻原件，已知其电阻值的倒数与一氧化碳浓度成正比。将传感器接在如图所示的电路中，其中．为定值电阻，电源电压恒定。当该传感器探测到的汽车尾气中一氧化碳浓度达到国家排放标准的最高浓度时，电压表达读数为。现测量A汽车尾气时，电表示数大于，A车尾气一氧化碳浓度____国定排放标准，若该仪器中电池用久了，测量B汽车尾气时，电表示数等于，则B车尾气一氧化碳浓度______国家排放标准。（以上两空均填“符合”或“不符合”）

11．在如图所示的电路中，，，电压表的示数为，电池的内阻，电流表的示数为_______，电池的电动势为_______.

12．在如图所示的电路中，电源内电阻为 r,R1．R3分别为两个定值电阻。闭合电键S,当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐________(选填“增大”．“减小”．“不变”)。若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为,伏特表V2示数变化量的大小, 则比值是_______________ (选填“增大”．“减小”． “不变”)

13．如图所示，当电阻为R 时，电流表读数为I，换成3R 之后，电流表读数为，换成 3R 时的电压与电阻为R 时的电压之比为______，电源电动势为______。

14．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。

(1)现有电源（4V，内阻可不计）．滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：

A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）

B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）

C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）

为减小测量误差，在实验中，电流表应选用____（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的___（选填“甲”或“乙”）。

(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。（      ）

(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I．电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值=___Ω（保留两位有效数字）。

(4)选用乙电路产生误差的主要原因是_____。

(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U—x关系的示意图中正确的是___。

15．兴趣学习小组将电压表改装成测量物体质量的仪器，如图1所示。

所用实验器材有：

直流电源：电动势为E，内阻为r；

理想电压表V：量程；

滑动变阻器R：规格；

竖直固定的粗细均匀的直电阻丝：总长为，总阻值为；

竖直弹簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝接触良好且无摩擦；

开关S以及导线若干。

实验步骤如下：

（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝上端a处，秤盘处于静止状态。

（2）直流电源的图象如图2所示，则电源电动势_______V，内阻_______。

（3）在弹簧的弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝下端b处，要使此时电压表达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的阻值为_______。已知弹簧的劲度系数，当地重力加速度，则被测物的质量_______。由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即将该电压表改装成了测量物体质量的仪器，则质量刻度是______（填“均匀”或“非均匀”）的。

（4）直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大。在此情况下，改装成的测量物体质量的仪器的数与被测的质量的真值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。

16．在图电路中，已知R1=3Ω，R2=R3=6Ω，路端电压U=30V，则

（1）K1．K2都断开时，三个电阻两端的电压之U1∶U2∶U3= __________

（2）K1．K2都闭合时，通过三个电阻的电流之比I1∶I2∶I3=_________   

（3）K1闭合，K2断开时，电路消耗总功率P =__________

17．如图，已知电源内阻r=1Ω，定值电阻R1=2Ω，R2=12Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω。闭合电键S，当变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，电流表A的示数_________________（填“增大”．“减小”．“先增大后减小”或者“先减小后增大”）。在电流表A的示数减小0.2A的过程中，伏特表V的示数变化了_________________V。

18．如图，当开关K断开时，电源内电路功率为P1；K闭合时，电源内电路功率为P 2。若两种情况下电源的输出功率相等，则P1____ P2；R2 ______r。（选填“大于”．“等于”或“小于”）

参考答案与试题解析

1．【答案】3    0.5    4    6   

【解析】

[1]由图线A，图线与纵轴交点坐标为电源电动势，即E=3V

[2]图线A斜率的绝对值为电源内阻，即

[3]图线A与图线B的交点坐标即为电路电流和路端电压，即U=2V，I=2A，则电源的输出功率为

[4]电路的总功率为

2．【答案】U+Ir    EI= UI +I2r   

【解析】

[1]根据闭合电路的电动势等于内外电路的电压之后，有

[2]根据全电路的能量守恒，电源提供的电能在内电路和外电路上消耗，有

EI= UI +I2r

3．【答案】变小    不变    （U=IR2，U’=I’R2，△U=△I R2,也可根据图像）   

【解析】【来源】2020届上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断卷物理试题

【详解】

[1][2][3]．由电路图可知，R2与R0并联后与R1串联，电压表测量并联支路的电压，电流表测量R2的电流；当滑动端向下滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，R1和内阻r上的电压变大，则并联支路电压减小，即电压表V读数减小，电流表A示数减小；因R2是固定电阻，则

可知不变。

4．【答案】增大    0.6   

【解析】

[1]现将变阻器R的滑动片向右移动，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大；对于，电压增大，根据

可知，中的电流将增大。

[2]根据闭合电路的欧姆定律可知，电源内阻分到的电压

则

则中的电流

则电流表A2的读数为

5．【答案】b．c    减小   

【解析】【来源】福建省福州格致中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1][2]如图所示，定值电阻R′和滑动变阻器R是串联关系，当油箱中油量减少时，浮标下降，杠杆的右端上升，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律知回路中电流减小，则定值电阻两端的电压减小，路端电压增大，此时滑动变阻器两端的电压增大；当油箱中油量增加时，浮标上升，杠杆的右端下降，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路的欧姆定律知回路中电流增加，则定值电阻两端的电压增大，路端电压减小，此时滑动变阻器两端的电压减小；已知R'》R，所以把电压表接在b．c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小。

6．【答案】    (1). 增大    (2). 0.6

【解析】

【详解】[1]变阻器R的滑动片向右移动，变阻器接入电路的有效电阻增大，电路的总电阻增大，电流变小，即电流表A1的读数变小，内电压变小，外电压增大，则R0中的电流增大。

[2]根据闭合电路的欧姆定律得

根据

得

则电流表A2的读数为

7．【答案】    ①. 130    ②. 125    ③. 大    ④. 720

【解析】

【详解】(1) 该热敏电阻该次测量的电阻阻值为

(2)由图像可知热敏电阻在34下的电阻为

(3)由电路丙可知，热敏电阻Rt与比例匹配定值电阻R2并联，温度越高，由乙图可知热敏电阻Rt越小，则热敏电阻Rt与R2并联的电阻越小，由串联分压可知，电压反馈电阻R1上分担的电压越大，则数字电压表显示的电压越大；

温度为35时，热敏电阻Rt的阻值为120，电压反馈电阻R1的电压为0.35V，此时干路电流为，根据闭合电路欧姆定律，有

温度为42时，热敏电阻Rt的阻值为90，电压反馈电阻R1的电压为0.42V，此时干路电流为，根据闭合电路欧姆定律，有

联立可得

8．【答案】5.0       

【解析】

[1]由表可知，额定电压U=220V，额定功率P=1100W，根据

通过电热水壶的电流

[2] 工作 5min产生的焦耳热

9．【答案】    ①. 36    ②. 5.5

【解析】

【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律有

解得

电源的总功率为

[2]通过小灯泡的电流为

通过电动机的电流为

电动机的输出功率为

10．【答案】符合    符合   

【解析】【来源】闵行区高二年级第一学期期末统考卷

【详解】

[1]．电压表读数越大，则R1以及内阻上的电压越小，电路总电流越小，可知总电阻越大，说明传感器的电阻变大，则一氧化碳的浓度小，则当电表示数大于U0，A车尾气一氧化碳浓度符合国定排放标准；

[2]．该仪器中电池用久了，若其他物理量不变，则电压表读数应该减小，但是此时电压表读数仍为U0，说明传感器的电阻变大了，一氧化碳浓度小了，则B车尾气一氧化碳浓度符合国家排放标准。

11．【答案】1.5A    4.2V   

【解析】

【详解】

[1]通过的电流为：

通过的电流为：

电流表的示数为：

[2]电池的电动势为：

12．【答案】减小    不变   

【解析】【来源】上海市复旦大学附属中学2018-2019学年高三上学期期中等级性考试物理试题

【详解】

[1][2]当变阻器的滑动触头P向下滑动时,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,电阻两端的电压减小,所以伏特表的示数逐渐减小,伏特表的示数

所以伏特表示数变化量的大小为

所以比值是定值大小不变。

13．【答案】2∶1    4IR   

【解析】

[1]根据欧姆定律得

[2]根据闭合电路的欧姆定律得

，

解得

14．【答案】  (1). B    (2). 甲    (3). 如图所示     (4). 5.2    (5). 电压表测量值大于Rx两端的电压值    (6). A

【解析】(1)[1][2]电路中可能出现的最大电流为，则电流表选用B；电源电动势4V，则电压表选用C； 因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则采用电流表外接，故选甲电路；

(2)[3]电路连线如图：

(3)[4]电流表最小刻度为0.02A，则读数为0.50A，电压表最小刻度为0.1V，则读数为2.60V，可得该电阻的测量值

(4)[5] 选用乙电路产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值；

(5)[6]根据闭合电路欧姆定律与电阻定律

当滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则U-x图象如图A所示。

故选A。

15．【答案】4.0    1    2    10    均匀    偏小   

【解析】【来源】2021届吉林省松原市前郭尔罗斯自治县第五中学高三（下）5月物理试题

(2)[1][2]图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，可得，。

(3)[3]电压表达到满偏时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为，可得

解得。

[4][5]由平衡条件可得

解得，因为电压表示数与弹簧形变成正比，被测物的质量也与弹簧形变成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是均匀的。

(4)[6]直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大，电路中电流偏小，当右端点P处于相同位置时，电压表示数较小，改装成的测量物体质量的仪器的示数与被测物的质量的真实值相比偏小。

16．【答案】1∶2∶2    2∶1∶1    150W   

【解析】【来源】福建省莆田九中2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

【详解】

[1] K1．K2都断开时，三个电阻串联到一起，所以通过三个电阻的电流相同，由可知，电压比等于电阻比，又电阻比为1:2:2，所以电压比为1:2:2；

[2] K1．K2都闭合时，三个电阻并联到一起，所以三个电阻两端的电压相同，由可知，电流比等于电阻的反 比，又电阻比为1:2:2，所以电流比为2:1:1；

[3] K1闭合，K2断开时，R1，R2被短路，整个电路只有R3接入电路，电路消耗总功率为：

；

17．【答案】减小    0.6   

【解析】【来源】2021届上海市虹口区高三（下）学习能力诊断测试（二模）物理试题

[1]由图知

与串联，再与并联，根据串并联电路的特点得

因为，根据数学知识知当与最接近时，并联电阻最大，故变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，与相差越来越小，即并联电阻阻值逐渐增大，故电流表的示数减小。

[2]根据闭合电路欧姆定律得

整理得

故

则

18．【答案】小于    小于   

【解析】

[1]当开关K断开时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P1为

当开关K闭合时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P2为

因为R1不为0，故

[2]因两种情况下电源的输出功率相等，故

即

简化得

两边同除以得

故

可得