【物理】2020届一轮复习人教版第九章恒定电流作业（山东专用）

【物理】2020届一轮复习人教版第九章恒定电流作业（山东专用）

第九章 恒定电流 章末检测 一、选择题 ‎1.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近(　　)‎ A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h 答案　B　假设每户每天只亮灯5个小时,每户每年节电E=2×(60-10)×10-3×5×365 kW·h=182.5 kW·h。假设每户有3口人,全国有4亿户左右。节电总值为E总=4×108×182.5 kW·h=7.3×1010 kW·h,故B正确。‎ ‎2.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是(　　)‎ A.把R2的滑片向左移动 B.把R2的滑片向右移动 C.把R1的滑片向左移动 D.把开关S断开 答案　A　尘埃P处于静止状态,则重力与电场力平衡。若尘埃向下加速运动,则电场力减小,电容器两极板间的电压减小,故向左移动R2的滑片可以实现这种变化,A正确、B错。由于稳定时R1支路无电流,故无论如何移动R1的滑片,电容器两极板间的电压都不会改变,故尘埃仍平衡,C错误。断开开关S,电容器两极板间电压增大,极板间场强增大,尘埃所受电场力增大,其向上加速运动,故D错。‎ ‎3.如图所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10 V,已知电动机线圈电阻RM=1 Ω,则下列说法中错误的是(　　)‎ A.通过电动机的电流为10 A B.电动机的输入功率为20 W C.电动机的热功率为4 W D.电动机的输出功率为16 W 答案　A　由E=30 V,电动机两端电压U=10 V,可得R和电源内阻上分担的电压为20 V,则I=‎20‎‎9+1‎ A=2 A,故A错;电动机输入功率P=UI=10 V×2 A=20 W,故B正确;P热=I2RM=4×1 W=4 W,故C正确;P输出=P-P热=20 W-4 W=16 W,故D正确。‎ ‎4.(多选)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云、地之间的电势差约为1.0×109 V,云、地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时间约为60 μs。假定闪电前云、地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是(　　)‎ A.闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C.闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/m D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J 答案　AC　由电流的定义式I=Qt知I=‎6‎‎60×1‎‎0‎‎-6‎ A=1×105 A,A正确;整个过程的平均功率P=Wt=qUt=‎6×1.0×1‎‎0‎‎9‎‎0.2‎ W=3×1010 W(t代0.2或0.3),B错误;由E=Ud=‎1.0×1‎‎0‎‎9‎‎1×1‎‎0‎‎3‎ V/m=1×106 V/m,C正确;整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W=qU=6×109 J,D错。‎ ‎5.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r。当可变电阻的滑片P向b移动时,电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是(　　)‎ A.U1变大,U2变小 B.U1变大,U2变大 C.U1变小,U2变小 D.U1变小,U2变大 答案　A　当滑片P向b移动时,电路中总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I变小,由欧姆定律得U2=IR变小,再由闭合电路欧姆定律得U1=E-Ir变大,故本题应选A。‎ ‎6.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的接法是(　　)‎ A.将R1单独接到电源两端 B.将R2单独接到电源两端 C.将R1、R2串联后接到电源两端 D.将R1、R2并联后接到电源两端 答案　A　由题意知电源的电动势E=3 V,内阻r=0.5 Ω,R1=0.5 Ω,R2=1 Ω,由电源的输出功率特点可知A对。‎ 二、非选择题 ‎7.多用电表是常用的测量仪器,某同学练习使用多用电表时的操作如下:‎ ‎(1)图1中是多用电表的刻度盘,当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时,连接的电路如图2所示,图中多用电表测定的是通过　　　　(选填“甲电阻”、“乙电阻”或“总电阻”)的电流,测得的值是　　　　 mA。 ‎ 图1‎ 图2‎ ‎(2)该同学用此多用电表测量一个阻值约2.0×104 Ω的电阻,若操作过程有如图3所示的两步操作,则在这两步操作中　　　　(选填“A合理”、“B合理”或“都不合理”)。 ‎ 图3‎ ‎(3)该同学还将多用电表选择开关拨到直流2.5 V挡,先进行机械调零,后直接将表笔与某一蓄电池的正负极相连测量电源的电动势,则测量值与真实值相比　　　(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。 ‎ 答案　(1)乙电阻　31.0　(2)都不合理　(3)偏小 解析　(1)分析电路图可知,多用电表与电阻乙串联、与电阻甲并联,故多用电表测定的是通过电阻乙的电流。‎ ‎(2)已经知道电阻阻值约为2.0×104 Ω,所以应该直接选择“×1k”的倍率。‎ 用手捏住表针与导线时,测得的是待测电阻与人体电阻的并联值。‎ ‎(3)选直流电压挡时,多用电表相当于一个大电阻,直接与电源连成回路时,测量的是电源的路端电压,故测量值小于电源的电动势。‎ ‎8.某实验小组用下列器材测定干电池的电动势和内阻:‎ 灵敏电流计(内阻约为50 Ω);电压表(0~3 V,内阻约为100 kΩ);‎ 电阻箱R1(0~9 999 Ω);滑动变阻器R2(0~100 Ω,1.5 A);‎ 旧干电池一节;开关、导线若干。‎ ‎(1)先测灵敏电流计的内阻,电路如图甲所示,测得电压表示数为2 V,灵敏电流计示数为4 mA,电阻箱旋钮位置如图乙所示,则灵敏电流计内阻为　　　　Ω。 ‎ ‎(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱R1的阻值调为　　　　Ω。 ‎ ‎(3)用电压表和改装后的灵敏电流计测干电池的电动势和内阻,实验小组设计了如图a、b两种电路,则能够比较准确地完成实验的电路图为　　　　。(填“a”或“b”) ‎ ‎(4)根据选择好的电路,调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数,并作出U-IG图像如图丙所示。由作出的U-IG图线求得干电池的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。 ‎ 答案　(1)45　(2)5　(3)a　(4)1.4　15.5‎ 解析　(1)由题图乙可知,电阻箱的阻值为455 Ω,而UI=Rg+455 Ω,得灵敏电流计内阻Rg=45 Ω。‎ ‎(2)由并联电路的特点知,IgRg=(10Ig-Ig)R1,解得R1=5 Ω。‎ ‎(3)因灵敏电流计改装后的电阻值确定,为4.5 Ω,可将其看做电源内阻的一部分,这样可准确地求得电池内阻,故应选电路图a。‎ ‎(4)由闭合电路欧姆定律知,E=U+10IG(r+4.5 Ω),结合图像,图线的截距表示电池的电动势,即E=1.4 V;图线的斜率表示10(r+4.5 Ω),即10(r+4.5 Ω)=‎1.4V-0.8V‎3.0×1‎0‎‎-3‎A,解得r=15.5 Ω。‎ ‎9.如图所示,电源电动势E=6 V,电源内阻不计。定值电阻R1=2.4 kΩ、R2=4.8 kΩ。‎ ‎(1)若在a、b之间接一个C=100 μF的电容器,闭合开关S,电路稳定后,求电容器上所带电荷量。‎ ‎(2)若在a、b之间接一个内阻RV=4.8 kΩ的电压表,求电压表的示数。‎ 答案　(1)4×10-4 C　(2)3 V 解析　(1)设电容器上的电压为UC UC=R‎2‎R‎1‎‎+‎R‎2‎E 电容器的带电荷量Q=CUC 解得:Q=4×10-4 C ‎(2)设电压表与R2并联后的总电阻为R并 R并=‎R‎2‎RVR‎2‎‎+‎RV UV=R并R‎1‎‎+‎R并E 解得电压表的示数:UV=3 V。‎ ‎10.如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图,直流发电机的电动势为250 V,内阻为0.50 Ω,输电线电阻R1=R2=1.0 Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为1 000 W,其他电阻不计,也不考虑电热器电阻随温度的变化。求:‎ ‎(1)为使电热器能正常工作,应接入多少个电热器;‎ ‎(2)在电热器正常工作状态下,直流发电机对保温室供热的效率;‎ ‎(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。‎ 答案　(1)4　(2)80%　(3)6 250 W 解析　(1)设接通n个电热器时,实际使用的电热器都能正常工作,此时干路的电流为I,有 I=E-‎U额r+R‎1‎+‎R‎2‎=‎250-200‎‎2.5‎ A=20 A 电热器的额定电流 I额=P额U额=‎1000‎‎200‎ A=5.0 A n=II额=‎20‎‎5.0‎=4‎ ‎(2)设正常工作时干路电流为I,直流发电机对保温室供热的效率为η:‎ η=U额IEI=‎200‎‎250‎×100%=80%‎ ‎(3)设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1:‎ P热总=I‎1‎‎2‎R热总 I1=‎Er+R‎1‎+R‎2‎+‎R热总 P热总=‎E‎2‎‎(r+R‎1‎+R‎2‎-‎R热总‎)‎‎2‎R热总‎+4(r+R‎1‎+R‎2‎)‎ 当R热总=r+R1+R2时,电热器消耗的总电功率有最大值 Pm=E‎2‎‎4(r+R‎1‎+R‎2‎)‎=6 250 W