1、章末自测卷(第八章)(限时：45 分钟)一、单项选择题1.经典物理学认为金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞，且金属导体中通过恒定电流形成了稳恒的电场，已知铜的电阻率为，单位体积内的自由电子数量为 n，自由电子的质量为 m、带电荷量为 e，假设自由电子与金属离子碰撞后减速到零，且碰撞时间极短，则铜导线中自由电子连续两次与金属离子碰撞的时间间隔的平均值为( )A. B. C. D.2mne 2mne2 2mne2 2nme2答案 B解析 设铜导线的长度为 l，横截面积为 S，金属导线内的匀强电场场强为 E，则电子定向移动的加速度为 a ，经过时间 t
2、 获得的定向移动速度为 vat ，在时间 t 内的平均速度eEm eEtm为 v ，则由电流微观 表达式 IneS t，由欧姆定律和电阻定律可知 v12 eEt2m v ne2ES2m lS UI，联立解得 t ，B 正确.ElI 2mne22.在如图 1 所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻 R 的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则( )图 1A.R 的阻值变大B.路端电压不变C.干路电流减小D.路端电压和干路电流的比值减小答案 D解析 由题意知，理想电压表的示数减小，说明与电压表并 联的电阻变小，即可变电阻 R 接入电路的电阻变小，选项 A 错误；由闭合电路欧姆定律知，电路
3、总电流变大，路端 电压变小，选项 B、C 错误 ；由于外电路总电阻变小，结合电阻定义式 R 知，路端电压和干路电流的比UI值减小，选项 D 正确.3.如图 2 所示，K 1、K 2 闭合时，一质量为 m、带电荷量为 q 的液滴，静止在电容器的 A、B两平行金属板间.现保持 K1 闭合，将 K2 断开，然后将 B 板向下平移到图中虚线位置，则下列说法正确的是( )图 2A.电容器的电容增大B.A 板电势比电路中 Q 点电势高C.液滴将向下运动D.液滴的电势能增加答案 B解析 由平行板电容器电容的决定式可知，板 间距离增大，电容减小，A 项错误；K 1、K2闭合时，R 1 中无电流通过，故 B 板
4、电势为零， 电容器两极板电势差与 R2 两端电压相等，电阻 R2 下端接地，故 Q 点与电容器上极板电势相等.断开开关 K2，电路结构未发生变化，Q 点电势不变，电容器所带电荷量保持不变，B 板下移，即板 间距离 d 增大，由 C 可知，d 增大，其QU rS4kd他物理量保持不变，则两极板 电势差 U 增大， B 板电势为零不变，故 A 板电势升高， B 项正确；由场强与电势差关系 E 及 可知， E ，故两极板间场强不变，因此带电液滴Ud QU rS4kd 4kQrS受电场力不变，液滴保持静止，C 项错误；根据 UEd 知，液滴距离下极板 B 的距离增大，所以液滴所在位置与 B 板的电势差
5、增大，B 板电势为零，故液滴所在位置电势 升高，液滴静止，上极板与电源正极相连，故液滴带负电，由 Epq 可知液滴的电势能降低，D 项错误.4.(2018山东淄博调研)如图 3 所示的电路中.电源电动势为 E，内阻为 R，L 1 和 L2 为相同的灯泡，每个灯泡(阻值恒定不变 )的电阻和定值电阻相同，阻值均为 R，电压表为理想电表，K 为单刀双掷开关，当开关由 1 位置打到 2 位置时，下列说法中正确的是( )图 3A.L1 亮度不变，L 2 将变暗B.L1 将变亮，L 2 将变暗C.电源内阻的发热功率将变小D.电压表读数将变小答案 D解析 开关掷到位置 1 时，灯泡 L1 和 L2 并联，并
6、 联电阻 R 并 ，电路总电阻 R 总RRR R R2RR ，干路电流 I ，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡 L1R2 5R2 ER总 2E5R和 L2 的电流相等，即 I1I 2 .开关掷到 2 位置时，灯泡 L1 与定值电阻串联，然后与灯泡E5RL2 并联，并联电阻为 R 并 ，电路总电阻 R 总 R ，干路 电流R RRR R R 2R3 2R3 5R3I ，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡 L1 的电流ER总 3E5RI1I ，流过灯泡 L2 的电流 I2I .据此判断，开关由 1 位置打到 2 位13 E5R 23 2E5R置时，流过灯泡 L1 的电流大小不变，灯泡
7、亮度不 变，流 过灯泡 L2 的电流变大，灯泡变亮，所以选项 A、B 错误.总电流变大，电源内阻的发热功率变大，选项 C 错误.总电流变大，内电压变大，路端电压变小，电压表示数变小，选项 D 正确.二、多项选择题5.电动汽车是以车载电源为动力，开启了“绿色出行”的新模式.某电动汽车电源电动势为400 V，内阻为 0.5 ，充满电时储存的可用电能为 64 kWh，汽车运行时电源的放电电流为100 A，熄火后电源的放电电流为 100 mA.下列说法正确的是( )A.汽车运行时，电源持续放电的时间可超过 1 hB.汽车熄火后，电源持续放电的时间可超过 60 天C.汽车运行时电源的输出功率为 35 k
8、WD.汽车运行时电源的效率为 95%答案 ABC解析 充满电储存电能 WE 64 kWh，汽车运行时， 电源的放电电流为 I1100 A，放电功率P1EI 1400 100 W40 kW，电源持续放电的时间 t1 1.6 h，超 过 1 h，选项 A 正确；WEP1汽车熄火后，电源的放电电流 为 I2100 mA，放 电功率 P2EI 24000.1 W0.04 kW，电源持续放电的时间 t2 1 600 h，约 66.7 天，可超 过 60 天，选项 B 正确；汽车运行时电源WEP2输出功率 P 出 P 1I 12r40 kW5 kW35 kW，选项 C 正确；汽车运行时电源效率 100%8
9、7.5% ，选项 D 错误.P出P16.A、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板 A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一个带电小球(可视为点电荷).两块金属板接在如图 4 所示的电路中，电路中的 R1 为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小) ，R 2 为滑动变阻器， R3 为定值电阻.当 R2 的滑片 P 在中间时闭合开关 S，此时电流表和电压表的示数分别为 I 和 U，带电小球静止时绝缘细线与金属板 A 的夹角为 ，电源电动势 E 和内阻 r 一定，电表均为理想电表 .下列说法中正确的是( )图 4A.无论将 R2 的滑动触头 P 向 a 端移动还是向 b 端移动， 均不会变化B
10、.若将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 减小，U 减小C.保持滑动触头 P 不动，用较强的光照射 R1，则小球重新达到稳定后 变小D.保持滑动触头 P 不动，用较强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值的比值不变答案 ACD7.如图 5 所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为 0，反向电阻为)连接，电源负极接地 .开始时电容器不带电，闭合开关 S，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中的 P 点.在开关 S 保持接通的状态下，下列说法正确的是( )图 5A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动B.当电容器的上极板向上移动时
11、，带电油滴会向下运动C.当电容器的下极板向下移动时，P 点的电势不变D.当电容器的下极板向左移动时， P 点的电势会升高答案 AD解析 带电油滴恰好静止，其合力 为零，受到 竖直向下的重力和 竖直向上的电场力，即mgqE.当滑动变阻器的滑片向上滑 动时，其电阻值变大，电容器两端的电压 U 变大，对电容器进行充电，两极板间电场强 度 E 变大， 带电油滴受到的电场力大于重力，会向上运 动，选项 A 正确；当电容器的上极板向上移 动时，极板间距 d 变大，根据 C ，电容器的电rS4kd QU荷量 Q 应减小，但由于二极管的单向导电性， 电容器只能进行充电，不能 进行放电，故此时，电容器的电荷量
12、Q 不变，电场强度 E 不变，带电油滴仍静止不动，选项 B 错误；同Ud 4kQrS理，当电容器的下极板向下移 动时， d 变大，电场强度 E 不变，而 P 点到下极板的距离变大且下极板的电势不变，故 P 点电势升高， 选项 C 错误；当电容器的下极板向左移动时，S 变小，根据 C 和二极管的单向导电性，电容器的电荷量 Q 不变，电场强度 E 变大，rS4kd QU 4kQrS而 P 点到下极板的距离不变，故 P 点电势升高， 选项 D 正确.三、非选择题8.(2017安徽江南十校联考)某同学身边有一电动势未知的电源和电压表 A，他想用以下器材组装成欧姆表，并比较准确地测量该电源的电动势和电压
13、表 B 的内阻.现有下列器材：电压表 A，满偏电压 3 V，内阻为 1 k待测电压表 B，量程 15 V，内阻为几千欧电动势约 15 V，内阻 3 的直流电源最大阻值为 10 k 的滑动变阻器 R1最大阻值为 1 k 的滑动变阻器 R2(1)本实验中应选择滑动变阻器 (选填“R 1”或“R 2”).请在下面的方框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图；(2)该同学组装完毕并进行欧姆调零后，将待测电压表接入电路中，两电压表示数如图 6 所示，A、B 电压表读数分别为 V、 V；图 6(3)通过本实验测得该电源的电动势为 V，电压表 B 的内阻为 .(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)R 1 如
14、图所示(2)1.00 9.5(3)14 9.510 3解析 (1)组装欧姆表应将电源与表头串联，由于只给出一个 3 V 量程的电压表可供使用，故只能利用电源、电压表和滑动变 阻器串联使用；欧姆表的中 值电阻等于其内阻，欧姆 调零时，表头应满偏，因电源电动势约为 15 V，电压表分压 3 V，则滑动变阻器分压约为 12 V，则此时滑动变阻器阻值应为电压表内阻的 4 倍， 则滑动变阻器应选 最大阻值为 10 k的 R1.(2)A 电压表读 数为 1.00 V，B 电压表读数为 9.5 V.(3)欧姆调零时， 电压表 A 满偏，则此时电流 I1 0.003 A3 V1 000 I1ERA R1 r而
15、接入待测电压表后，电流 I2 0.001 AUARA又 I2Er R1 RB RARB 9.510 3 UBI2解得 E14 V，R B9.510 3 9.(2017河南六市一联)某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图 7 所示.ab是一段粗细均匀的金属电阻丝，R 0 是阻值为 6 的保护电阻，学生电源的输出电压为 10 V，电流表可视为理想电表.图 7(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图 8 所示，其直径为 mm.图 8(2)先接通电源，后闭合开关，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障( 电路中故障只有一处)，先将选择开关旋至直流电压挡，测得各点间的电压如下表格.e、d
16、间电压 e、 c 间电压 e、b 间电压 e、a 间电压 e、h 间电压0 V 10 V 10 V 10 V 10 V由此可以判断电路发生的故障是 .(3)排除故障后进行实验，闭合开关 K，调节线夹的位置，记录金属电阻丝 ab 接入电路的长度 L 和对应的电流表的示数 I，根据得到的实验数据，作出了 L 图象，如图 9 所示.由图1I象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为 m( 取 3，保留 1 位有效数字).图 9(4)若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值 真实值.(选填“大于” “等于”或“小于”)答案 (1)0.900.001 (2) c、d 间断路 (3)61
17、0 6 (4) 等于解析 (1)直径 d0.500 mm 40.00.01 mm0.900 mm.(2)因 e、c 间电压为 10 V，而 e、d 间电压为 0 V，则可判断发生的故障是 c、d 间断路.(3)由欧姆定律有 I ，UR0 RL又 RL ，S( )2，LS d2得 L ，1I 4d2U R0U再结合图象得出 1.0 A 1 m1 ，4d2U解得 610 6 m.(4)若考虑电流表内阻，则由欧姆定律有 I ，ER0 RA RL又 RL ，S( )2，LS d2得 L ，1I 4d2U R0 RAU可知电流表内阻对电阻率的测量值没有影响.10.(2017山西五校四联)在“ 描绘小灯泡
18、的伏安特性曲线”的实验中，需要测量一个规格为“2.5 V 0.5 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流.现有如下器材：A.直流电源(电动势 3.0 V，内阻不计)B.电流表 (量程 3 A，内阻约为 0.1 )C.电流表 (量程 600 mA，内阻约 2 )D.电压表 (量程 3 V，内阻约 3 k)E.电压表 (量程 15 V，内阻约为 15 k)F.滑动变阻器 R(最大阻值 10 ，额定电流 1 A)(1)实验中，电流表应选择 ；电压表应选择 .(填所选器材前的字母)(2)为了尽可能地减小实验误差，请根据正确选择的器材设计电路并在方框中作出该电路图.(3)在正确操作的情况下，某同学根据实验
19、所得的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图 10所示.实验中，若把该小灯泡和一个阻值为 9 的定值电阻串联在电动势为 3 V、内阻为 1 的直流电源上，则小灯泡此时的电阻为 .(结果保留两位有效数字)图 10答案 (1)C D(2)如图所示(3)1.5(1.41.6 均可)解析 (1)因灯泡的额定电压为 2.5 V，额定电流为 0.5 A，因此 为保证实验的安全和准确，电压表应选择 D，电流表应选择 C.(2)本实验要求通过灯泡的电流由零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，因灯泡正常发光时电阻为 RL 5 ，较小，则电流表采用外接法.2.50.5(3)作出等效电源(电动势 3 V，内阻 10 )的 IU 图线，由 图可知两图线交点坐标为(0.4 V,0.26 A)，则灯泡此 时电阻为 1.5 .0.4 V0.26 A
