1、第七章 综合能力测试卷时间 90 分钟 满分 100 分一、选择题(本题包括 10 小题，共 40 分，每小题至少有一个选项正确，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)1有一横截面积为 S 的铜导线，流经其中的电流为 I，设每单位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 e，此时电子的定向移动速度为 v，在 t 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )AnvSt Bnv tC. D.Ite ItSe解析 根据电流的定义式可知，在 t 内通过导线横截面的电荷量 qI t在这段时间内通过的自由电子数为 N qe Ite所以 C 项正确，D 项错由于自由电子
2、定向移动的速率是 v，因此在时间 t 内，位于以横截面 S 为底、长 lv t 的这段导线内的自由电子都能通过横截面( 如图所示)这段导线的体积 VSl Svt，所以 t 内通 过横截面 S 的自由电子数为 Nn VnSv t.选项 A 正确答案 AC2输电线的电阻为 R，电厂输送的电功率为 P，输出电压为U，则用户获得的功率是( )AP BPR/U 2CP DP( )2RU2R PU解析 要注意的是，输送电流不等于 U/R 而等于 P/U.输电线上损失的功率 PI 2R( )2R，所以用户得到的功率 为 PP .选项PUD 正确答案 D3.用电压表检查如图电路中的故障，测得 Uab5.0 V
3、，U cd0 V，U bc0 V，U ad5.0 V则此故障可能是 ( )AL 断路 BR 断路CR断路 DS 断路解析 测得 Uab5.0 V，Uab5.0 V 说明 a，b 分别到电源的线路均已接通，无故障则 此故障可能是 R 断路，B 正确答案 B4图为测量某电源电动势和内阻时得到的 UI 图线用此电源与三个阻值均为 3 的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V则该电路可能为( )解析 由图可知，E U m6 V，U4 V 时，I4 A，因此有644r ，解得 r0.5 ，当路端电压为 4.8 V 时，U 内E U6 4.81.2( V)，由 ，所以 R r 0.52( UU内 Rr
4、 UU内 4.81.2)答案 B5三个相同的电压表接入电路中，如图所示，已知电压表 V1的示数为 8 V，电压表 V3 的示数为 5 V，那么电压表 V2 的示数应为( )A5 V B3 VC8 V D大于 3 V，小于 5 V解析 非理想电压表可看做一个特殊的用电器，电压表的示数为该电阻两端的电压，三个电压表相同说明它们的内阻、量程相同则由欧姆定律得 I 总 ，I3 ，I2I 总 I3 ，即U1R V U3R V U1R V U3R V 3R VU2 3 V.答案 B6.一个电压表由表头 G 与分压电阻 R 串联而成，如图所示，若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施
5、可能加以改进( )A在 R 上串联一个比 R 小得多的电阻B在 R 上串联一个比 R 大得多的电阻C在 R 上并联一个比 R 小得多的电阻D在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻解析 电压表示数偏小应使流过 G 的电流稍增大，即稍减小串联电阻 R 的阻 值，所以 D 正确答案 D7在如图所示的电路中，R 1、R 2 和 R3 皆为定值电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r.设理想电流表 A 的读数为 I，理想电压表 V的读数为 U。当 R1 发生断路时( )AI 变大，U 变小，R 3 的功率不变B I 变大， U 变大，R 3 的功率增大CI 变小，U 变大，R 3 的功率增大DI 变小，U
6、变小，R 3 的功率减小答案 B8(2010潍坊抽测) 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 r REIB电源内阻 r REI mgvI2C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解析 由于电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用，电动机的输入功率 P1UI，热 功率 P2I 2R，输出功率P3mg v，P1P 2P 3，可解得：UIR ，又由闭合电路欧姆定
7、mgvI律得：EU Ir ，解得：r R；当电动 机被卡住时，电动机变EI mgvI2成纯电阻元件，总电流 I 总 ，电流增大，故电源消耗的功率 PER r增大，所以 B、C 正确答案 BC9如图所示，电压 U 保持恒定，C 1、C 2 是两个不同的电容器，且 C1C2，R 1、R 2、R 3 为不同阻值的电阻开始时，C 1 与 C2 所带电荷量相等，如果把 C1 与 R1 对换位置，其他条件不变，下列判断错误的是( )AR 1 一定小于 R2B电路中的总电流比原来小C电容器 C1、C 2 所带电荷量都比原来大D两电容器所带电荷量仍相等解析 首先对电路结构进行分析，R 1、R2串 联，电流相同
8、， C1、C2分别并在 R1、R2两端因 C1C2，它们所带电 荷量相同由QCU CIR 可知， R1R2.C1与 R1对调位置后， R1、R2、R3全部串入电路，总电 阻增加， 电 流减小，即 R1、R2的电压 均减小，C 1并在 R1和R3两端，它的 电压为 UU 2增加，则它的电 荷量增加，而 C2并在R2、R3的两端， 则电压为 (UU 1)也增加，故 C2的电荷量也增加，因而 A、B、C 正确，故 应选 D.答案 D10(2010北京东城区检测)在如图所示的电路中，灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r，闭合开关 S，将滑动变阻器滑片 P 向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )A灯泡
9、 L 变亮B电源的输出功率变小C电容器 C 上的电荷量减少D电流表读数变小，电压表读数变大解析 将滑动变阻器滑片 P 向左移动一段距离后，R 的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A 错误；路端电压变 大，电阻 R 两端电压变大，电容器 C 两端电压变 大， 电容器 C 上 电荷量增加，C 错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡 L的电阻大于电源的内阻 r，则外电路电阻比 r 大得越多，输出功率越小，B 正确答案 BD二、实验题(本题包括 2 小题，共 18 分)11(6 分)(2010长沙市一中月考)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 .步骤如下：(1)
10、用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为_mm ；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为_mm；(3)用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为_ .答案 (1)50.15 (2)4.700 (3)22012(12 分)(2011安徽江南十校联考)(1) 在实验室，小叶同学想测出某种材料的电阻率由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“100”挡时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用_挡(选填 “10”或“1 k”)重新测量换挡后，在
11、测量前先要_(2)要测出 (1)中所给材料样品的电阻率，必须精确测出该段样品的阻值除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：电流表 A1(量程 1 A，内阻 r1 约 0.5 )电流表 A2(量程 30 mA，内阻 r2 约 200 )电压表 V1(量程 6 V，内阻 RV1 等于 20 k)电压表 V2(量程 10 V，内阻 RV2 约 30 k)滑动变阻器 R1(020 ，额定电流 2 A)滑动变阻器 R2(02000 ，额定电流 1 mA )电源 E(电动势为 12 V，内阻 r 约 2 )请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选_若选用其中一组
12、电表的数据，设该段圆柱形材料的长为 L，直径为 d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为_，式中符号的含义为_解析 (1) 欧姆表 0 刻线在表盘右侧，指针偏转较小，说明待测阻值较大，应调 至“1 k ”挡，每次接 挡后，都要重新进行欧姆调零(2)由欧姆表示数可知，待测电阻的阻值约为 Rx1.810 4 ，远大于两个滑动变阻器的阻值，考虑到调节范围尽可能大些，滑动变阻器应采用分压式接法在不超出滑动变阻器额定电流的情况下，应选择阻值较小的，连续性较好R x两端电压为 U2U 1，流经 Rx的电流为 ，则 Rx ，材料的截面积 S( )2，由电阻定U1R V1 U2 U1R V1U1 d2律 R
13、x 得 .LS d2U2 U1R V14U1L答案 (1) 1 k 重新欧姆调零(2)如图所示 R 1 U 1 表示电压表 V1 的示数，U 2 表示电压d2U2 U1R V14U1L表 V2 的示数三、计算题(本题包括 4 个小题，共 42 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题要注明单位)13(10 分)(2010徐州高三期末统考)如图所示，电解槽 A 和电炉 B 并联后接到电源上，已知电炉阻值 R19 ，电源内阻 r1 ，电解槽内阻 r0.5 .当 S1 闭合、S 2 断开时，电炉消耗的功率为 684 W；S 1、S 2 都闭合时，电炉消耗的功率为 475 W试
14、求：(1)电源的电动势 E；(2)S1、S 2 都闭合时，流过电解槽的电流大小、电解槽内阻消耗的功率及电解槽将电能转化为化学能的功率解析 (1)S1闭合，S 2断开，电炉的消耗功率为 P1，电炉中的电流 I1 6 A，P1RE I1(Rr)120 V.(2)S1、S2均合上， 电炉的消耗功率 为 P2，电炉中的电流 IR A5 A，P2R 47519外电压 UI RR95 V，总电流 I 25 A，E UrIA II R20 A.电解槽内阻消耗的功率 P 内 I r200 W.2A电解槽消耗的总功率为 PUI A9520 W1900 W，则其将电能转化为化学能的功率 P 化 PP 内 (190
15、0 200)W 1 700 W.答案 (1)120 V (2)20 A,200 W,1700 W14(10 分) 如图(甲)所示是一种家用电熨斗的电路图R 0 是定值电阻，R 是可变电阻(调温开关)，其电阻值不受温度影响(1)该电熨斗温度最低时的功率为 121 W，温度最高时的功率为484 W，求 R0 的阻值及 R 的阻值变化范围(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量 Q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图(乙)所示，现在温度为 20的房间使用电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为 220，且保持不变，问应将R 的阻值调为多大？解析 (1)处 于温度最低 挡时，功率为 P1 U2Rmax
16、R0，处于温度最高 挡时，功率 为 P2 ，联立解得2202Rmax R0 U2R0 2202R0R0 100 ，Rmax300 .所以 R 阻值变化范 围是 0 到 300 .(2)此时电 熨斗表面温度与环境温度之差 t22020200由图像知电熨斗每秒钟散发的热量 Q440 J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率 P440 W由 P 代入数值得 R10 ，即 应将 R 调至 10 .U2R R0答案 (1)100 ，0300 (2)10 15(10 分) 如图所示电路，已知 R34 ，闭合开关，电流表读数为 0.75 A，电压表读数为 2 V，经一段时间，一个电阻被烧坏，使电流表读
17、数变为 0.8 A，电压表读数变为 3.2 V，问：(1)哪个电阻发生故障？是短路还是断路？(2)R1 的阻值是多少？(3)能否求出电源电动势 E 和内阻 r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由解析 (1)R2断路(2)R2断路后，伏特表的读数就是 R1 两端的电压，因此有：R 14 .U2I2(3)由 EU 2I 2(rR4)和 EI 1R1 (rR 4)I1R1 U1 I1R3R3可得：E4 V， rR 41 因为 R4 未知，所以不能求出 r 的值答案 (1) R2 断路 (2) R14 (3) E4 V 无法求内阻16(12 分) 如图甲的电路中 R1R 2100 是阻值不随温度而变
18、的定值电阻白炽灯泡 L 的伏安特性曲线如图乙的 IU 图线所示电源电动势 E100 V，内阻不计求：(1)当开关 S 断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；(2)当开关 S 闭合时，灯炮两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率解析 (1)当 S 断开时，因 R1是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为 U，电流为 I，根据闭合电路的欧姆定律有： EU IR 1，代入数据得：I1 .U100在 I U 图上作出这条直线，如图所示，这条直 线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40,0.60)由此可知此时流过灯泡的电流为 0.6 A，灯泡上的电压为 40 V，灯泡的实际功率 P 24 W.(2)当 S 闭合时，设灯泡上的电压为 U，电流为 I，根据闭合电路的欧姆定律有：EU(I )R1，代入数据有：50U 50I，即UR2I1U50在 I U 图上作出这条直线，如图所示，这条直 线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25,0.5)由此可知此时流过灯泡的电流为 0.5 A，灯泡上的电压为 25 V，灯泡的实际功率 P 12.5 W.答案 (1)40 V,0.6 A,24 W(2)25 V,0.5 A,12.5 W
