高二物理上学期同步练习恒定电流.docx
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高二物理上学期同步练习恒定电流
§4恒定电流
(一)
A 卷开始测试
窗体顶端
一、选择题
1、对半导体的导电性能有显著影响的是( )
A.温度 B.微量外加杂质C.声音 D.光照
2、电路中每分钟只有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10-6m2的导线,那么电路中的电流强度是( )
A.0.016mA B.1.6mAC.16μA D.0.16μA
3、如图示电路,电池的电动势为E,内电阻为r,R1和R2是两个固定电阻。
当可变电阻R的滑片向a点移动时,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2将发生如下变化( )
A.I1变大,I2变小 B.I1变大,I2变大C.I1变小,I2变大 D.I1变小,I2变
4、关于电阻率,下列说法中不正确的是( )
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好
B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大
C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它们制作标准电阻
5、如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm,bc=5cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流强度为1A,若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为( )
A.4A B.2AC.
A D.
A
6、如图所示,a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱,现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动时,电路中的电流减小,则接入电路的接线柱可能是( )
A.a和bB.a和cC.b和c D.b和d
7、如图所示,当滑动变阻器的滑键从最左端向右滑过2R/3时,电压表的读数由U0增大到2U0,若电源内阻不计,则下列说法中正确的是( )
A.通过变阻器R的电流增大为原来的2倍B.变阻器两端的电压减小为原来的
倍
C.若R的阻值减小到零,则电压表的示数为4U0D.以上说法都正确
8、家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ与温度t的关系如图所示.由于这种特性,PCT元件具有发热、控温双重功能.对此,以下判断中正确的是( )
A.通电后,其电功率先增大后减小B.通电后,其电功率先减小后增大
C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1或t2不变
D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1至t2间的某一值不变
窗体底端
B 卷
二、解答题
9、将阻值为16Ω的均匀电阻丝变成一闭合圆环,在圆环上取Q为固定点,P为滑键,构成一圆形滑动变阻器,如图所示,要使Q、P间的电阻先后为4Ω和3Ω,则对应的θ角应分别是_______和_______.
10、如图所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向θ,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.
(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a与θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系.
(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?
11、把一根导线对折起来作为一条导线使用,电阻发生了什么变化?
将其均匀地拉伸到原来长度的2倍,假如它的密度和电阻率不发生变化,它的电阻又发生了什么变化?
12、电炉、电阻器的电阻丝一般用电阻率大的合金来制作,而引出线一般是用电阻率小的铝线或铜线,这是为什么?
高压输电线路一般用铝线而不用铜线,这又是为什么?
13、用两根铜线把音响的放大器和音箱连接起来,每根铜线的长度为20m。
为了保证声音质量不受影响,应选用直径至少多大的铜线,才能确保每根铜线的电阻在0.1Ω以下?
14、如图所示的装置是一种低压断路器。
试说明它是如何工作的。
你还知道哪些电路安全装置?
能否设计一个?
15、有分别标有“220V,100W”、“220V,60W”的两个灯泡。
(1)把它们并联接到220V的电压上。
实际功率各是多少?
哪个灯泡更亮?
(2)把它们串联接到220V的电压上,实际功率各是多少?
哪个灯泡更亮?
16、如图所示,照明电路上并联了20盏标有“220V,60W”字样的灯泡。
两条输电线的电阻都是1Ω。
只开10盏灯时,每个灯泡的实际功率是多少?
电灯都打开时,情况又怎样?
(不考虑温度对电阻的影响)
17、照明电路的电压U=220V,并联了20盏电阻R=807Ω(正常发光时的电阻)的电灯,两条输电线的电阻R都是1.0Ω(如图所示),只开10盏灯时整个电路消耗的电功率、输电线上损失的电压和损失的电功率各是多大?
20盏灯都打开时,情况又怎样?
§4测试答案
一、答案:
1-5ABDDBAA6-8CDABCDAD9:
π;
或
π.
提示:
圆形滑动变阻器Q、P之间的电阻为两段圆弧的电阻R1、R2并联所得的总电阻,找出总电阻与θ关系即可求解.
10:
解析:
(1)小球受力如图所示,由牛顿定律得:
a=
=
=gtanθ.设细金属丝与竖直方向夹角为θ时,其与电阻丝交点为D,CD间的电压为U′,则
,故得a=gtanθ=g·
.
(2)因CD间的电压最大值为U/2,即Umax′=U/2,所以amax=
g.
11;解答:
把一根导线对折后作为一条导线使用,此时导线长度变为原来的1/2,横截面积变为原来的2倍,根据电阻定律R=ρl/S可知,电阻将变为原来的1/4。
如果均匀地拉伸到原来长度的2倍,由于密度不变,因此导线的体积将不变,此时,长度变为原来的2倍,而横截面积变为原来的1/2。
根据电阻定律,它的电阻将变为原来的4倍。
12:
解答:
因为电炉、电阻器的电阻丝要求其电阻较大,因此应该用电阻率较大的合金来制作;而引出线要求电阻小,便于电流通过,因此应该选用电阻率较小的材料。
又因为铝或铜价格比较便宜,因此一般是用铝线或铜线。
由于高压输电线路距离很长,为了减小输电线路的电阻,导线一般较粗。
为了减小输电导线的质量,便于线路的架设和安装,一般要选用密度较小的铝线而不用密度较大的铜线。
13:
解答:
查表可知铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m,设铜线的最小直径为d,则横截面积
,而由电阻定律
。
由此可求得铜线的最小直径
。
14:
解答:
从这个装置中可见,正常情况下,电路的“铁棒”开关靠弹簧拉紧将电路接通。
当电路中出现“电流过大”的异常情况时。
图中左边的电磁铁的磁性也将增强,磁力增大,就吸引“铁棒”使“铁棒”向左运动,从而使电路断开。
15:
解答:
(1)因为并联连接电压相等,加在每个灯泡上的电压均达到了额定值,因此它们的实际功率与额定功率相等,分别是100W和60W。
因此,“220V,100W”的灯泡更亮。
(2)灯泡可以看成是纯电阻电路,当把它们串联到220V的电压上时:
灯泡电阻分别为
,
灯泡串联后通过的电流强度相等,且为
根据焦耳定律可求得灯泡实际消耗功率为
P1=I2R1=0.172×484W=14W,P2=I2R2=0.172×807W=23.3W
可见,“220V,60W”的灯泡实际功率更大,更亮。
16:
解答:
每个灯泡的电阻
(1)10盏灯并联时:
灯泡总电阻为
所以电路中总电流为
流过每个电灯的电流为
每个电灯的实际功率是
(2)20盏灯并联时(即全部电灯都打开):
灯泡总电阻为
所以电路中总电流为
流过每个电灯的电流为
每个电灯的实际功率是
17:
解答:
①10盏灯并联时:
电灯的总电阻为
电路中总电流为
整个电路消耗的功率P总=IU=2.66×220W=585W
输电线上损失的电压U损=2IR=2×2.66×1V=5.3V
输电线上损失的电功率P损=2I2R=2×2.662×1W=14W
②20盏灯并联(即全部电灯都打开)时:
电灯总电阻为
电路中总电流为
整个电路消耗的功率P总=IU=5.19×220W=1.14×1003W
输电线上损失的电压U损=2IR=2×5.19×1V=10.4V
输电线上损失的电功率P损=2I2R=2×5.192×1W=54W
说明:
由该题的解答结果可知,用电器增多,电流增大,输电线上的损失也就增大,造成用电器两端电压偏低,获得功率较小,严重时会使用电器不能正常工作。
在用电高峰期,用电器两端电压降低,灯泡亮度减小,就是这个道理。
§5恒定电流
(二)
A 卷开始测试
窗体顶端
一、选择题
1、白炽灯的灯丝断了之后,如果再搭接上还会发光,这时消耗的电功率与原来的相比( )
A.增大 B.减小C.不变 D.以上都有可能
2、图中所示的电路中,电源电压为U,电阻R1=2R2,设通过R1和R2的电流分别为I1和I2,它们消耗的功率分别为P1和P2,则I1︰I2和P1︰P2( )
A.1︰2,2︰1 B.2︰1,2︰1C.1︰2,1︰2 D.2︰1,1︰2
3、把标有“12V,12W”的灯L1和“12V,6W”的灯L2串联起来接在电源电压为12V的电路中,正确的说法是( )
A.L1和L2两灯均能正常发光B.把电源电压提高到24V,L1、L2两灯都能正常发光
C.L1、L2两灯均不能正常发光,但L1灯较亮D.L1、L2两灯均不能正常发光,但L2灯较亮
4、如图所示电路中,由于某一电阻断路,致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断路时要大,则这个断路的电阻可能是( )
A.
B.
C.
D.
5、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干.设电动机线圈的电阻为
,它与电热丝的电阻
串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有( )
A.IU>P B.
C.IU=P D.
6、已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?
( )
A.
B.
C.
D.
7、左图为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计,变阻器总电阻为r。
闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线( )
A.① B.②C.③ D.④
8、如图所示,电源电压不变,当S闭合时,电路的总功率为P;当S断开时,电路的总功率为P′,则( )
A.P>P′ B.P
9、电炉丝坏了,去掉1/4后,接在原来的电源上,在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )
A.3︰4 B.4︰3C.4︰1 D.1︰4
窗体底端
B 卷
二、解答题
10、如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。
安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它们按图接入电路,则
安培表A1的读数___________安培表A2的读数;
安培表A1的偏转角___________安培表A2的偏转角;
伏特表V1的读数___________伏特表V2的读数;
伏特表V1的偏转角___________伏特表V2的偏转角;
(填“大于”,“小于”或“等于”)
11、已知如图,R1=30Ω,R2=15Ω,R3=20Ω,AB间电压U=6V,A端为正C=2μF,为使电容器带电量达到
Q=2×10-6C,应将R4的阻值调节到多大?
12、如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个控温开关,手动闭合后,当此开关温度达到居里点(103℃)时,会自动断开,S2是一个自动控温开关,当温度低于70℃时,会自动闭合;温度高于80℃时,会自动断开.红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯.分流电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯电阻不计.
(1)分析电饭煲的工作原理.
(2)简要回答,如果不闭合开关S1,能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲消耗的电功率之比.
13、现有下列器材:
两节干电池,电流表(0~0.6A;0~3A)、电压表(0~3V;0~15V)、滑动变阻器(10Ω1.5A)、开关各一个,导线若干。
请你用这些器材测量一个小灯泡(额定电压2.5V,额定功率小于1W)的额定功率和正常工作时的电阻。
(1)按本实验要求,用笔画线代替导线将图(甲)中的器材连成实物电路(注意电表量程的选择,连线不要交叉)。
1
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数为______V,这时电流表的示数如图(乙)所示,则这时的电流是_______A。
(3)根据实验数据可测得小灯泡的额定功率为_______W,正常工作的电阻是______Ω。
(4)若某同学在连接实物电路时发生错误,实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变,且灯泡发光较暗,则错误的原因是__________。
14、电动自行车轻便、实用、无污染,很受人们喜爱。
下表是某种型号电动自行车的相关数据,若骑车人质量为80kg,在2h内连续匀速行驶36km。
根据表中数据,求:
(1)这台电动自行车在2h内克服阻力所做的功。
(2)电动自行车匀速行驶时的电流和电功率。
§5测试答案
一、答案:
1-5ACDADCD6-9ACCAB
10:
大于 等于 大于 等于
解析:
电流表实际上是并联了一个电阻,那么A1,A2两个电表上面的电压是相等的,所以通过的电流实际上是相等的。
而电压表是电流表串联电阻改装的,V1,V2是串联的,所以电流相等,那么偏转角肯定也相等。
11:
解析:
由于R1和R2串联分压,可知R1两端电压一定为4V,由电容器的电容知:
为使C的带电量为2×10-6C,其两端电压必须为1V,所以R3的电压可以为3V或5V。
因此R4应调节到20Ω或4Ω。
两次电容器上极板分别带负电和正电。
还可以得出:
当R4由20Ω逐渐减小的到4Ω的全过程中,通过图中P点的电荷量应该是4×10-6C,电流方向为向下。
12:
解析:
(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合;水烧开后,温度升高到103℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态,由于散热,待温度降至70℃时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,S2又自动断开,再次处于保温状态.
(2)如果不闭合开关S1,则不能将饭煮熟,因为只能加热到80℃.
(3)加热时电饭煲消耗的电功率P1=
,保温时电饭煲消耗的电功率P2=
,两式中R并=
Ω.从而有P1∶P2=
=12∶1
13:
解答:
(1)
(2)2.5 0.26
(3)0.65 9.6
(4)滑动变阻器作定值电阻接入电路(或滑动变阻器接入电路的是最大阻值)
14:
解答:
(1)阻力F=20N 在2h内克服阻力匀速行驶的距离为36km
W=Fs=20N×36×103m=7.2×105J
(2)电动自行车在2h内克服阻力所做的功也就是在这段时间内转化为的机械能。
W机=W=7.2×105J
由W电=Pt,得P=UI得:
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- 物理 上学 同步 练习 恒定 电流