11-12学年高二上学期物理寒假作业（2）直流电路（带解析）.docx

高二物理寒假作业（二）直流电路
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1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是(　　)
A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比
C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比
2．如下图所示，要使电阻R1消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节到(　　)
A．R1＋r　　　　　B．R1－r C．r D．0
3．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比为I1∶I2∶I3是(　　)
A．6∶4∶3 B．3∶4∶6 C．2∶3∶4 D．4∶3∶2
4．如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　　)
A．A1、A2的读数之比为1∶1 B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
5．用P＝求出的“220 V,40 W”灯泡电阻为1 210 Ω，用多用电表测得其电阻只有90 Ω，下列说法中正确的是(　　)
A．两个阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数据
B．两个阻值相差悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大
C．两个阻值相差悬殊是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了
D．两个阻值相差悬殊是正常的，1 210 Ω是正常工作状态(温度很高)的阻值，90 Ω是常温下的阻值
6．公式E＝I(R＋r)的应用，电动势为3 V的电池，输出电流为3 A，由此可知(　　)
A．内、外电阻相差1 Ω B．内、外电阻之和为1 Ω C．外电阻为1 Ω D．内电阻为1 Ω
7．如下图所示，电灯A上标有“10 V,10 W”的字样，电灯B上标有“8 V,20 W”的字样，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(不考虑电灯电阻的变化)，则(　　)
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
8.如右图所示，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，则下列说法中正确的是(　　)
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 A”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.
20．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．
(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)．
(3)右图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________ V，内阻r＝____________ Ω.
21．如图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r＝1 Ω，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？

22．在如下图甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如下图乙中Oa、Ob所示．现在电路两端B、C之间加上恒定的电压U0＝7.0 V．调节调动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？

23．如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，电容器的电容C=3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开。
（1）合上S2，待电路稳定以后，求电容器C上电量变化了多少？
（2）合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少？

24.如图所示的电路中，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=1.5Ω，C=20μF当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W求:
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)闭合S时，电源的输出功率；
(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?

高二物理寒假作业（二）直流电路 参考答案
1．解析：　对于同种材料的导体，电阻率可以认为是个定值，根据电阻定律R＝ρ可知横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B错误；由欧姆定律知R＝U/I，此式是电阻的定义式，电阻R与电压U、电流I无正反比关系，故C、D错误．
答案：　A
2．解析：　R1消耗的功率为P＝I2R1，可见当电流最大时，R1消耗的功率最大，由闭合电路的欧姆定律得：I＝E/(R1＋R2＋r)，当R2＝0时电流最大，R1消耗的功率最大．D正确，A、B、C错误．
答案：　D
3．解析：　本题考查并联电路电流关系．设并联电路两端电压为U，则I1∶I2∶I3＝∶∶∶＝∶∶＝6∶4∶3.故正确答案为A.
答案：　A
4．解析：选BC.由电表A1、A2量程之比5∶1，则其内阻由R＝可得内阻之比为1∶5.A1、A2并联故流经A1、A2电流之比与内阻成反比为5∶1，所以读数之比为5∶1，故B正确．由电表改装原理可得A1、A2并联如图所示．故流经电流计电流相等，两指针偏转角度相等，故C正确，D错．
5．答案：　D
6．解析：　由闭合电路欧姆定律I＝可知，内、外电阻之和为1 Ω.
答案：　B
7．解析：　对于直流电路动态问题，宜采用“结构分析法”，沿“局部→整体→局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串、并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论，
可以求得电灯A的电阻RA＝10 Ω，电灯B的电阻RB＝3.2 Ω，所以，当滑动触头由a向b端滑动的过程中，总电阻一直减小．故正确答案为B.
答案：　B
8．解析：　由E＝30 V，电动机两端电压10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V，则I＝ 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；由P热＝I2RM＝4×1 W＝4 W，故C正确；由P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确．
答案：　BCD
9．解析：　电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对D错．
答案：　A

10．解析：　由R＝可知，在U一定时，I与R成反比，即RA∶RB＝4∶1，又根据电阻定律R＝ρ＝ρ＝ρ可知，当ρ、V一定时，R∝，
即有＝＝，所以＝＝.
答案：　A
11．答案：　C
12．解析：　a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝，由公式P＝，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错．
答案：　B
13．解析：　当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．
答案：　B
14．解析：　若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．
答案：　B
15．解析：　由全电路欧姆定律U＝E－Ir知当I＝0时，U＝E.U－I直线的斜率表示电源的内阻，
则r＝＝ Ω＝1 Ω.
U轴的电压刻度不是从零开始的，U－I图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压1 V时的干路电流是0.4 A，因为＝r＝常数，从图中易知＝，所以I′＝0.2 A.
答案：　AD
16．解析：　滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A正确；B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．
答案：　A
17．解析：　设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律，可得I＝，则U＝E－IR＝E－，由此可得＝＋，由此判断A正确．
答案：　A
18．解析：　(1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，所以A项应选．直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出．图中电流表的正、负接线柱接对了，所以选项B不选．图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表的量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以选项C不选．图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选．
答案：　(1)AD　(2)这个实验正确的电路图如图
19．解析：　(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．
(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．
答案：　(1)待测金属丝　(2)直流电压10 V　红　0　E　E
20．解析：　(1)电路连接如下图．
(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端．
(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，
内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.
答案：　(1) (2)B　(3)1.5　1.0
21．解析：　R1上消耗的功率P1＝I2R1＝9×1 W＝9 W电动机两端的电压
U＝E－I(R1＋r)＝12 V－3×(1＋1) V＝6 V
通过R2的电流为I1＝＝ A＝1 A
通过电动机的电流为I2＝I－I1＝2 A
故电动机消耗的电功率为P2＝I2U＝2×6 W＝12 W.
答案：　9 W　12 W
22．解析：　R1、R2和R3串联、电流相等．当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，得R1＝R2，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I＝2.5 mA，加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5 V，由欧姆定律得R1＝R2＝＝1 000 Ω，滑动变阻器R3两端的电压为U3＝U0－U1－U2＝2 V，由欧姆定律得R3＝＝800 Ω.
答案：　R1＝R2＝1 000 Ω　R3＝800 Ω

23．解：（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1， 根据闭合电路欧姆定律有 ， =
合上开关S2后，电容电压为，干路电流为．根据闭合电路欧姆定律有
， =
所以电容器上电量变化了
（2）合上S2后，电容上电量为Q，
断开S1后，和的电流与阻值成反比，故流过的电量与阻值成反比。
故流过的电量 ⑦
24．解:（1）S断开时 ①
S闭合时 ②
解①、②两式得E=4V，r=0.5Ω
(2)S闭合时
(3)S断开时，UC=3V，Q1=CUC=6×10-5C，
S合上时，U′C=0,Q2=0