2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第四章 闭合电路 单元检测卷6（含解析）

2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册

第四章 闭合电路 单元检测卷6（含解析）

一、单选题（共28分）

1．如图所示，电源的电动势为E=6V，内阻r=1，保护电阻R0=4，ab是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝，总阻值为10，长度l=1m，横截面积为0.2cm2。下列说法正确的是（　　）

A．当电阻丝接入电路的阻值为1时，电阻丝的功率最大

B．当电阻丝接入电路的阻值为4时，保护电阻的功率最大

C．电源效率的最小值为80%

D．电阻丝的电阻率为

2．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的是（　　）

A．车灯的电流变小 B．路端电压变小

C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大

3．某研究性学习小组用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学记录的实验数据，根据这些数据在图中画出了U-I图线。根据图线得到被测电池的电动势E约为（　　）

A．1.44 V B．1.5 V C．2 V D．2.5 V

4．某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2的阻值相差不大）（　　）

A．AB段断路或BC段短路 B．AB段短路或BC段短路

C．AB段短路或BC段断路 D．AB段断路或BC段断路

5．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电压表和电流表均为理想电表。闭合电路，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表的示数变大 B．电压表的示数不变

C．滑动变阻器接入电路的阻值变大 D．定值电阻消耗的电功率变小

6．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。下列说法正确的是（　　）

A．应选用较新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量

B．应选用内阻比较大旧电池，使得电压表示数变化大

C．滑动变阻器的滑片初始时应放在电阻为零的地方，这样可以保护电压表

D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应连上所有的点。

7．某研究性学习小组用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻，则引起该实验误差的主要原因是（　　）

A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大

B．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大

C．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小

D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小

二、多选题（共12分）

8．如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则（　　）

A．电源内阻

B．电源内阻

C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大

D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小

9．在如图所示的U－I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b点α＝β，则下列说法中正确的是（　　）

A．在b点时电源有最大输出功率

B．在b点时电源的总功率最大

C．从a→b，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大

D．从b→c，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小

10．如图所示，L1、L2是两个规格不同的灯泡，当它们如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A．滑动变阻器两端电压变大

B．L1变暗，L2变亮

C．通过滑动变阻器的电流变小

D．L1变亮，L2变暗

三、实验题（共15分）

11．二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B.某同学研究二极管正、反向电阻的相关实验操作过程如下：

（1）先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 Ω，反向电阻约为50 kΩ，则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接________（填“A”或“B”）；

（2）该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40 kΩ，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间，该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：①50 μA，内阻约为100 Ω；②50 mA，内阻约为50 Ω；③250 mA，内阻约为10 Ω，则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱________（填“3”或“4”）相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用________（填“①”、“②”或“③”），单刀双掷开关S2应拨向接点________（填“5”或“6”）。

12．在电学实验中，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在系统误差。某校课外研究性学习小组进行了消除系统误差的探究实验，下面是一个实例：某探究小组设计了如图1所示的电路，该电路能够测量待测电源的电动势E和内阻r，辅助电源的电动势为E′、内阻为r′，A、B两点间有一灵敏电流计G。实验步骤如下：

①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R和R′，使灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和U1；

②改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2；

③重复步骤②，分别记录电流表和电压表的示数。

④根据电流表和电压表的示数，描点画出U­I图象如图2所示。

回答下面问题：

（1）根据步骤①和②测得的数据得到待测电源的电动势和内阻的表达式分别为E＝________、r＝________。

（2）根据画出的U­I图象得到待测电源电动势E＝______、r＝________（保留一位小数）。

四、解答题（共45分）

13．如图所示的电路中，电阻，，电源的电动势，内阻，电流表的读数。求：

（1）流过电阻的电流是多少？

（2）电阻的阻值是多大？

14．如图电路中，电源的电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，R2=R4=1Ω，R3=8Ω，R5=5Ω，电容器的电容C=100uF，求：

（1）闭合开关S后电容器的带电量；

（2）闭合开关S后，通过电阻R3的总电荷量。

15．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E、内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。

（1）随m增大，流过的电流如何变化，电压表的示数如何变化；

（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。

16．如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。

（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U－I图像中的哪一条直线？

（2）定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少？

（3）求出电源的电动势和内阻；

（4）滑动变阻器的最大功率是多少？

参考答案

1．C

【解析】

【详解】

A．根据推论，当外电阻与电源内阻相等时，电路的输出功率最大。将保护电阻等效为内阻，当电阻丝接入电路的阻值为时，电阻丝的功率最大，选项A错误；

B．电路中电流越大，保护电阻的功率越大，当电阻丝接入电路的阻值为0时，保护电阻的功率最大，选项B错误；

C．外电阻越小，电源效率越小，当电阻丝接入电路的阻值为0时，电源效率的最小值为80%，选项C正确；

D．根据电阻定律

代入数据可得电阻丝的电阻率为

选项D错误；

故选C。

2．C

【解析】

【详解】

A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，故A正确；

B．电路的路端电压为

变小，路端电压变小，故B正确；

C．总电流即干路电流为

减小，干路电流增大，故C错误；

D．电源总功率为

增大，总功率变大，故D正确。

故选C。

3．A

【解析】

【详解】

根据闭合回路的欧姆定律

知在图像中，图线与纵轴的截距表示电源电动势，由图像可读出

E=1.44V

故BCD错误，A正确。

故选A。

4．A

【解析】

【详解】

电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路．根据题意电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能是BC段短路，故A正确，BCD错误。

故选A。

5．A

【解析】

【详解】

当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则总电阻变小，总电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压减小，即电流表示数变大，电压表示数减小；根据P=I2R可知，定值电阻消耗的电功率变大。故选项A正确，BCD错误。

故选A。

6．B

【解析】

【详解】

AB．干电池用久了内阻会变大，为了使电池的路端电压变化明显，实验时应使用内阻较大的旧电池作为被测电源，使得电压表示数变化大，故A错误，B正确；

C．滑动变阻器的滑片初始时应放在接入电路电阻最大的地方，这样可以保护电流表，故C错误；

D．根据实验记录的数据作U-I图像时，应通过尽可能多的点并画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀对称的分布在直线两侧，故D错误。

故选B。

7．C

【解析】

【详解】

由电路图可以看出，由于电压表分流，造成电流表读数小于电源实际输出电流，导致电源电动势和内阻测量值偏小，故ABD错误，C正确。

故选C。

8．BC

【解析】

【详解】

A B. 设电动机的输入电压为，则电动机的输入功率与输出功率，线圈电阻热功率之间关系为

即

解得

根据

解得

A错误，B正确；

C D. 如果电动机转轴被卡住，则有

可知流过电源电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，C正确，D错误；

故选BC。

9．AD

【解析】

【详解】

A．b点对应内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，故A正确；

B．电源的总功率，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，故B错误；

C．从a→b，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，故C错误；

D．若（电源内阻），由路端电压和干路电流可判断从b→c外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，故D正确。

故选AD。

10．ABC

【解析】

【详解】

在闭合回路中当电路某个电学元件物理量发生变化，与其串联的元件的物理量变化方向与其相反，并联元件的物理量变化与其相同，有电流流进流出即可视为串联。

BD．滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动电阻器连入电路的电阻增大，总电阻增大，根据“串反并同”原则，L1串联，L2并联，则L1变暗，L2变亮，B正确，D错误；

AC．根据“串反并同”原则，滑动变阻器两端电压与其并联，通过滑动变阻器的电流与其串联，则滑动变阻器两端电压变大，滑动变阻器的电流变小，AC正确。

故选ABC。

11．     B     3     ①     6

【解析】

【详解】

（1）[1]多用电表测电阻时红表笔接表内电池的负极，所以测二极管的正向电阻时应与二极管的负极相连即与B相连

（2）[2]红表笔是多用电表作直流电流表使用时的正接线柱，故应与接线柱3相连

[3]电压为2 V时，二极管反接时的电流约

所以应选用量程①

[4] 二极管正向电阻约为10 Ω，根据电压表和电流表内阻应采用电流表内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6

12．               1.5     1.0

【解析】

【详解】

（1）[1][2]灵敏电流计的示数为零，知A、B两点的电势差为0，则A、B两点电势相等，此时电压表读数等于电源的外电压，电流表示数为通过电源的电流，改变滑动变阻器、的电阻，重新使得灵敏电流计的示数为零，电流表和电压表的示数为I2和U2；根据

联立解得

（2）[3][4]根据

可知，在U­I图象中斜率的绝对值表示电源内阻，截距表示电源电动势可知

13．（1）1A；（2）

【解析】

【详解】

（1）根据公式，并联部分电压为

电流为

通过的电流为

流过电阻的电流为

代入数据解得

（2）由闭合电路欧姆定律知

两端的电压为

代入数据解得

14．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）上极板带正电，开关S闭合后，外电路的总电阻

总电流为

路端电压

R1两端电压

R4两端电压

电容器的电压等于R1与R4电压之差，为

则得电容器的带电量

（2）开关S断开时，电容器充电电压为电阻R2两端的电压

则充电电荷量

因为U1>U2，外电路中沿着电流方向电势降低，可得电容器下极板的电势高，带正电，上极板的电势低，带负电；因此，闭合开关S后，通过电阻R3的总电荷量

15．（1）流过的电流不变，电压表的示数增大；（2）

【解析】

【详解】

（1）当物体质量m增大时，回路中的总电阻不变，故流过的电流不变，变阻器R上端与滑片间的电阻值增大，因电压表测变阻器R上端与滑片间的电压，故电压表的示数增大。

（2）当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降x，由平衡条件有

根据欧姆定律得

根据电阻定律有

由欧姆定律得

故电压表示数U与所称物体质量m的关系式为

16．（1）V1对应AC、V2对应BC；（2）3Ω；8Ω；（3）8V，1Ω；（4）4W

【解析】

【详解】

（1）当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，由图分析可得V1对应AC、V2对应BC。

（2）由题意得

当滑动变阻器取最大值时，电流最小，而

所以

（3）因为

则内阻

所以

（4）当R=R0+r=4Ω时，滑动变阻器的功率最大，最大功率是