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1、2022年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三第三章《恒定電流》單元教案1
一、選擇題。共12小題,共48分。下列各小題中,有的有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但選不全的得2分,選錯(cuò)或不選的得0分。
1、R1和R2分別標(biāo)有“2Ω、1.0A”和“4Ω、0.5A”,將它們串聯(lián)后接入電路中,如圖所示,則此電路中允許消耗的最大功率為( )
A. 6.0 W B. 5.0 W C. 3.0 W D. 1.5 W
2、在圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器,R0為定值電阻,
R為滑動(dòng)變阻器。開關(guān)閉合后,燈泡L能正
2、常發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),下列
判斷正確的是 ( )
A.燈泡L將變暗
B.燈泡L將變亮
C.電容器C的電量將減小
D.電容器C的電量將增大
3、分別測(cè)量兩個(gè)電池的路端電壓和電流,得到如圖所示的a、b兩條U-I圖線,比較兩圖線,可得出結(jié)論( )
A.a(chǎn)電池的電動(dòng)勢(shì)較小、內(nèi)阻較大
B.a(chǎn)電池的電動(dòng)勢(shì)較大、內(nèi)阻較大
C.b電池的電動(dòng)勢(shì)較大、內(nèi)阻較小
D.b電池的電動(dòng)勢(shì)較小、內(nèi)阻較大
4、在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),可采用圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,
使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為
3、0.5 A和1.0 V;重新調(diào)節(jié)R,使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則有關(guān)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的說法正確的是( )
A.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為8 w B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為30 W
C.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為2 Ω D.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為7.5 Ω
5、關(guān)于閉合電路的性質(zhì),下列說法不正確的是( )
A.外電路斷路時(shí),路端電壓最高 B.外電路短路時(shí),電源的功率最大
C.外電路電阻變大時(shí),電源的輸出功率變大
D.不管外電路電阻怎樣變化,其電源的內(nèi)、外電壓之和保持不變
6、如圖所示,甲、乙兩電路中電源完全相同,
4、電阻R1>R2,在兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,下列判斷正確的是( )
A.電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較多的是乙電路 B.R1上產(chǎn)生的電熱比R2上產(chǎn)生的電熱多
C.電源做功較多的是甲電路 D.甲、乙兩電路中電源做功相等
7、如圖甲所示,在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從一端滑到另一端的過程中,兩塊理想電壓表的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化情況如圖乙所示,則滑動(dòng)變阻器的最大阻值和定值電阻R0的值分別為( )
A.3Ω,12Ω B.15Ω,3Ω
C.12Ω,3Ω D.4Ω,15Ω
8、如圖所示
5、,一電壓表和可變電阻器R串聯(lián)后接在一個(gè)電壓恒定的電源兩端,如
果可變電阻的阻值減小到原來的,電壓表的示數(shù)將由U變?yōu)?U,則( )
A.流過R的電流將增大到原來的2倍
B.R兩端的電壓將減來原來的
C.R上消耗的功率將變?yōu)樵瓉淼?
D.當(dāng)R阻值變?yōu)榱銜r(shí),電壓表示數(shù)將增大到3U
9、如圖所示電路的三根導(dǎo)線中有一根是斷的。電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的。為了查出斷導(dǎo)線,某學(xué)生想先用萬用表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端,并觀察萬用表指針的示數(shù)。在下列選擋中,符合操作規(guī)程的是:( )
A
6、.直流10V擋 B.直流0.5A擋
C.直流2.5V擋 D.歐姆擋
10、在電源電壓不變的情況下,為使正常工作的電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加一倍,下列措施可行的是( )
A、剪去一半的電阻絲 B、并聯(lián)一根相同的電阻絲
C、串聯(lián)一根相同的電阻絲 D、使電熱器兩端的電壓增大一倍
E
V
r
R
A
B
C1
C2
S
P
11、如圖所示,電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,A為電壓表,內(nèi)阻為10kΩ,B為靜電計(jì),兩個(gè)電容器的電容分別為C1和C2,將電鍵S合上一段時(shí)間后,下列說法中正確的是( )
7、A.若C1>C2,則電壓表兩端的電勢(shì)差大于靜電計(jì)兩端的電勢(shì)差
B.若將變阻器滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng),則電容器C2上帶電量增大
C.C1上帶電量為零
D.再將電鍵S打開,然后使電容器C2兩極板間距離增大,則靜電計(jì)張角也增大
12、如圖所示,汽車蓄電池與車燈、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)組成的電路,蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω,電表可視為理想電表.只接通S1時(shí),電流表示數(shù)為10A,電壓表示數(shù)為12V;再接通S2,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),電流表示數(shù)變?yōu)?A,則此時(shí)通過啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電流是( )
A.2A B.8A
C.50A D.58A
二、實(shí)驗(yàn)題。每個(gè)空格3分,
8、共15分。
13、某同學(xué)做“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)。
①需要通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的物理量有:
(寫出名稱和符號(hào))。
②這位同學(xué)采用伏安法測(cè)定一段阻值約為5左右的金屬絲的電阻。有以下器材可
供選擇:(要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確)
A.電池組(3V,內(nèi)阻約1)
B.電流表(0—3A,內(nèi)阻約0.025)
C.電流表(0—0.6A,內(nèi)阻約0.125)
D.電壓表(0—3V,內(nèi)阻約3k
9、)
E.電壓表(0—15V,內(nèi)阻約15k)
F.滑動(dòng)變阻器(0—20,額定電流1A)
G.滑動(dòng)變阻器(0—1000,額定電流0.3A)
H.開關(guān),導(dǎo)線
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用的器材是 (填寫各器材的字母代號(hào))。
請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
這位同學(xué)在一次測(cè)量時(shí),電流表、電壓表的示數(shù)如下圖所示。由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出金屬絲的電阻為 。
③用伏安法測(cè)金屬絲電阻存在系統(tǒng)誤差。為了減小系統(tǒng)誤差,有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案。其中Rx是待測(cè)電阻,R是電阻箱,R1、R2是已知阻值的定值電阻。合上開關(guān)S,靈
10、敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)。將R調(diào)至阻值為R0時(shí),靈敏電阻計(jì)的示數(shù)為零。由此可計(jì)算出待測(cè)電阻Rx 。(用R1、R2、R0表示)
三、計(jì)算題。共4小題,共57分。寫出必要的文字說明、計(jì)算步驟和解題依據(jù),只寫出最后答案的不得分。
A
V
E , r
s
R
L
R'
P
14、(14分)如圖所示,電燈L標(biāo)有“4V,1W”的字樣,滑動(dòng)變阻器R′總電阻為50Ω,當(dāng)滑片P滑至某位置時(shí),L恰好正常發(fā)光,此時(shí)理想電流表示數(shù)為0.45A,由于某處電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時(shí)理想電流表示數(shù)
11、變?yōu)?.5A,理想電壓表示數(shù)為10V,若導(dǎo)線完好,電路中各處接觸良好,試問:
(1)發(fā)生的故障是短路還是斷路?發(fā)生在何處?
(2)發(fā)生故障前,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是多大?
(3)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為多大?
15、(14分)下表是一輛電動(dòng)自行車的部分技術(shù)指標(biāo),其中額定車速是指電動(dòng)車滿載情況下在平直道路上以額定功率勻速行駛的速度。
額定車速
車質(zhì)量
載重
電源
電源輸出電壓
充電時(shí)間
額定輸
出功率
電動(dòng)機(jī)額定工
作電壓和電流
18km/h
40kg
80kg
36V/12Ah
≥36V
6~8h
180W
36V/6A
請(qǐng)參考表中數(shù)據(jù)
12、,完成下列問題(g取10m/s2):
(1)此車所配電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少?
(2)在行駛過程中電動(dòng)車受阻力是車重(包括滿載重)的k倍,試計(jì)算k的大小。
(3)若電動(dòng)車滿載時(shí)在平直道路上以額定功率行駛,且阻力大小恒定,當(dāng)車速為3m/s時(shí),加速度為多少?
16、(14分)如圖14所示,ε1=3V,r1=0.5Ω,R1=R2=5.5Ω,平行板電容器的兩板距離d=1cm,當(dāng)電鍵K接通時(shí),極板中的一個(gè)質(zhì)量m=4×10-3g,電量為q=1.0×10-7C的帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。求:
(1)K斷開后,微粒向什么方向運(yùn)動(dòng),加速度多大?
(2)若電容為1000pF,K斷開
13、后,有多少電量的電荷流過R2?
17、(15分)有一種測(cè)量壓力的電子秤,其原理如圖15所示。E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源。R0是一個(gè)阻值為400Ω的限流電阻。G是由理想電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器。R是壓敏電阻,其阻值可隨壓力大小變化而改變,其關(guān)系如下表所示。C是一個(gè)用來保護(hù)顯示器的電容器。秤臺(tái)的重力忽略不計(jì)。
壓力F/N
0
50
100
150
200
250
300
......
電阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
......
(1)在坐標(biāo)系中畫出電阻R隨壓力F變化的圖線,并歸納
14、出電值R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式。
(2)寫出壓力與電流的關(guān)系式,說明該測(cè)力顯示器的刻度是否均勻。
S
G
R
R0
E
秤臺(tái)
C
(3)若電容器的耐壓值為5V,該電子秤的量程是多少牛頓?
參考答案
一、選擇題:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
AD
B
C
C
AD
C
ABD
A
B
CD
C
二、實(shí)驗(yàn)題:
13、①加在金屬絲兩端的電壓U,通過金屬絲的電流I,金屬絲的長度L,金屬絲的直徑D (3分)
15、(少答一項(xiàng)扣1分)
②ACDFH (3分)(含有錯(cuò)誤答案不給分)
電路圖如圖所示(3分)(電流表內(nèi)接不給分)
5.22(3分)
③ (3分)
三、計(jì)算題:
14、解:(1)電路發(fā)生故障后,電流表讀數(shù)增大,路端電壓U=UR=IRR也增大,因而外電路總電阻增大,故一定是外電路發(fā)生斷路。由于電流表和電壓表有讀數(shù),R和變阻器R′不可能發(fā)生斷路,故是燈L發(fā)生斷路。(4分)
(2)L斷路后,外電器只有R(因無電流流過R′),故電壓表示數(shù)即為路端電壓,根據(jù)部分電路歐姆定律可得:R=U/IR=10/0.5Ω=20Ω(2分);L未斷路時(shí),燈L正常發(fā)光,則流過電燈的電流為:IL=PL/
16、UL=1/4 A=0.25A;這時(shí)的路端電壓則變阻器R′兩端的電壓為UR′=U′-UL=5V,所以,變阻器連入電路的電阻為R′=UR′/IL=20Ω(2分)
(3)由閉合電路歐姆定律得:故障前E=9+(0.45+0.25)r(2分),故障后E=10+0.5r(2分),解之得:E=12.5V,r=5Ω (2分)
15、解:(1)從表中可知,輸出功率P出=180W,
輸入功率P入=UI=36×6W=216W …………2分
Pr=I2r=P入-P出 …………2分
…………2分
(2)P額= …………2分
…………2分
17、 (3)P額=Fv
F-k(M+m)g=(M+m)a …………2分
由上式得:a=0.2m/s2 …………2分
16、解:(1)當(dāng)K接通電路穩(wěn)定時(shí),等效電路圖如圖所示。ε1、r1和R1形成閉合回路,A,B兩點(diǎn)間的電壓為:
……2分
電容器中帶電粒子處于平衡狀態(tài),則所受合力為零,
F-mg=0
……4分
在B,R2,ε2,C,A支路中沒有電流,R2兩端等勢(shì)將其簡(jiǎn)化,
U+ε2=UAB,ε2=U-UAB=1.25V
當(dāng)K斷開電路再次達(dá)到穩(wěn)定后,回路中無電流電路結(jié)構(gòu)為圖所示。電容器兩端電壓U′=ε2=1.25V
即帶電粒子將以6.875m/s2的加速度向下做勻加速運(yùn)動(dòng)?!?分
(2)K接通時(shí),電容器帶電量為Q=CU=4×1O-9C……2分
K斷開時(shí),電容器帶電量為Q′=CU′=1.25×10-9(C)……2分
△Q=Q—Q′=2.75×10-9C……1分
有總量為2.75×10-9(C)的電子從R2由下至上流過?!?分
17、