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1、单元素养评价(十)电路及其应用电能一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1“抗疫”期间，关键区域用机器人运送防疫物资，从而降低了感染的风险，某机器人电动机的额定工作电压为36V，正常工作时的额定功率为90W，其所用锂电池的容量为5000mAh，当机器人工作到电池剩余容量为总容量的10%时会停止工作，然后自动充电下列说法正确的是()A机器人正常工作时的电流为0.4AB机器人的内电阻为14.4C机器人可以连续正常工作的时间为108minD.机器人充满电后正常工作期间总共消耗的电能为6.48105J2如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开
2、关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是()A电阻丝的电阻率随温度发生了变化B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C小灯泡的电阻发生了变化D电源的电压随温度发生了变化3.如图所示，图中R1、R2为电阻，K为开关现用多用电表测量流过电阻R2的电流，将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是()A保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处B保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处C将K断开，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处D将K断开，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处4一车载加热器(额定电压为24V)
3、发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则()APabPbcBPabPacCPacPbcDPabPac5.在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是()A电压表和电流表的示数都增大B灯L2变暗，电流表的示数减小C灯L1变亮，电压表的示数减小D灯L2变亮，电容器所带电荷量增加6.如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图像，由此图像可以判断()A电源的内阻消耗的功率最大为9WB电源的效率最大为50%C输出功率最大时，外电路的总电阻为4D电源的电动势为12V72023四川资阳市检测如图
4、甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，测试仪用以测试汽车司机是否酒驾，R1为定值电阻，R2为气敏电阻R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大，则()A测试仪中电压表的示数越小B测试仪中电流表的示数越小C电路消耗的总功率越大D电压表与电流表示数的比值越小二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)82023广东二模离地面高度5.0104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”使得离地面高度5.0104
5、m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3105V已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8103C，地球表面积近似为5.01014m2，则()A该大气层的等效电阻约为600B该大气层的平均漏电电流约为1.8103AC该大气层的平均电阻率约为1.7102mD该大气层的平均电阻率约为1.7108m92023北京市延庆区一模随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计纯电动汽车的发展将极大缓解
6、燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是()电池只数100只电池容量/只1200mAh充电参数(电压/电流)420V，20A放电时平均电压/只3.3VA.电池从完全没电到充满电所需时间为12hB.电池容量的单位mAh就是能量单位C.该电池组充电时的功率为8.4103WD.该电池组充满电时的能量约为1.8108J10.智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.60.7.如图为某一款移动充电宝，其参数见下表下列说法正确的是()容量20000mAh兼
7、容性所有智能手机边充边放否保护电器是输入DC5V2AMAX输出DC5V0.1A2.5A尺寸156*82*22mm转换率0.60产品名称索杨Y10200重量约430gA.充电宝充电时将电能转化为化学能B该充电宝最多能储存的能量为3.6106JC该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2hD用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mAh的手机充电，理论上能充满4次三、非选择题(本题共4个小题，共54分)11(10分)为了测定金属丝的电阻率，某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上，其两端可作为接线柱，一小金属夹夹在金属丝上，且可在金属丝上滑动请完成以下内容(1)某次用螺旋测微器测该金属丝的直
8、径，示数如图甲所示，则其直径d_mm.(2)实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为3.(3)实验室提供的实验器材如下：A电压表V(03V，内阻约20k)B定值电阻10C定值电阻100D蓄电池(电动势约12V，内阻不计)E开关S一只F导线若干实验小组利用上述器材设计并完成实验实验中通过改变金属夹位置进行了多次测量，在实验操作和测量无误的前提下，记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U，并作出关系图线如图乙所示根据题目要求，在虚线框内完成设计的实验电路图，其中定值电阻R应选_(选填“B”或“C”)；金属丝电阻率的表达式_(用a、b、c、d、R表示).12(12分)2022北京卷物理实验
9、一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等(1)用电压表(内阻约为3k)和电流表(内阻约为0.1)测量一个电阻的阻值(约为5).要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的_(选填“甲”或“乙”).(2)一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间有“15”字样用它测量约20k电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为_(填各实验步骤前的字母).A将选择开关置于“1k”位置B将选择开关置于“OFF”位置C将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”(3)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图某同学在实验
10、中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数若电路中仅有一处故障，则_(选填选项前的字母).A导线ab断路B滑动变阻器断路C导线cd断路D滑动变阻器短路13(16分)2022湖北卷某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为_mm.再用游标卡尺测得其长度L.(2)该小
11、组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0，定值电阻R0的阻值为20.0.电阻箱R的最大阻值为999.9.首先将S2置于位置1.闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表R/I/A/A15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根据表中数据，在图丙中绘制出R图像，再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A根据图丙中的图像可得Rx_(结果保留2位有效数字).最后可由表达式_得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表
12、示).(3)该小组根据图乙的电路和图丙的R图像，还可以求得电源电动势E_V，内阻r_.(结果均保留2位有效数字)(4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_(选填“偏大”“偏小”或“不变”).14(16分)练习使用多用电表：(1)如图甲所示，用多用电表按正确的操作步骤测量电学元件的电阻，如果指针偏转角度过小，为了比较精确测量，应将选择开关旋转到_(填“1”“10”或“1k”)的倍率挡位上，并重新调零在重新欧姆调零的过程中，发现电表指针无法对准电阻零刻度线，该多用电表此挡位损坏，为了能继续完成对该
13、元件的电阻的测量，该同学对此电表进行检测，发现电表“100”挡位能正常使用，而其他测量电阻的挡位均损坏该同学发现实验台上还有一只灵敏电流计，一只电阻箱、开关一个和若干导线，利用上述器材，继续完成实验(2)该同学通过一灵敏电流计测量多用电表“100”挡位所用电池的电动势，将多用电表和电流计串联，其中红表笔与多用电表的_(选填“插孔”或“插孔”)相连，同时与灵敏电流计的_(选填“接线柱”或“接线柱”)相连(3)正确连接后，多用电表的读数如图乙所示，读数为_，灵敏电流计表盘示数为500A，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为_V(计算结果保留2位有效数字).(4)利用多用电表“100”挡位，电阻箱、
14、开关和导线测量上述元件的电阻，请在如图丙所示的框图内画出实验电路原理图(5)若电阻箱的阻值调整到R2.0k时，多用电表指针刚好指到1.4k处，通过计算得出该电阻的阻值为_，此时流过多用电表的电流为_单元素养评价（十）1答案：C2解析：导体的电阻与温度有关，对于金属导体而言，电阻率随温度的升高而增大，所以当用酒精灯对电阻丝加热时，电阻丝的温度就会升高，电阻率就会增大，此时电路中的电流就会减小，灯泡的亮度就会变暗，选项A正确答案：A3解析：若保持K闭合，并将多用电表接在a、b间，则多用电表被短路，无法测量流过电阻R2的电流，所以应将K断开，将红表笔接在a处（电流流进），黑表笔接在b处（电流流出），
15、故选项C正确答案：C4解析：接ab，则电路的总电阻为：RabR，接ac，则电路的总电阻为：RacR，接bc，则电路的总电阻为：RbcR，由题知，不管接哪两个接线端点，电压不变，为U24V，根据P可知PabPbcPac，故A、B、C错误，D正确答案：D5解析：将滑动变阻器的滑片P向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压U减小，干路电流I增大，则电压表的示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联电路的电压U2UU1，则U2减小，即I2减小，灯L2变暗，电容器所带电荷量减少，流过电流表的电流IAII2，I增大，I2减小，则IA增大，电流表的
16、示数增大，故C正确答案：C6解析：由题图可知，当电流为1.5A时电源的输出功率最大，这时内阻消耗的功率等于输出功率，为9W，电源的效率为50%，这时电源的总功率为18W，根据PIE，可求得电源的电动势为12V，D项正确；由PrI2r可知，电源的内阻为4，由于不确定外电路是不是纯电阻电路，因此C项错误；随着电流的增大，内阻消耗功率增大，A项错误；随着电流的减小，电源的效率增大，B项错误答案：D7解析：由题图乙可知，酒精浓度越大，气敏电阻阻值越大，所以电路中的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流就越小，即电流表示数越小，根据闭合电路欧姆定律UEI（R1r）可得气敏电阻两端电压就越大，
17、电压表示数就越大，A错误，B正确；电路消耗的总功率为PEI，由上面的分析可知酒精浓度越大，电路中的电流越小，电路消耗的总功率越小，C错误；电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻的阻值大小，因为酒精浓度越大，气敏电阻阻值就越大，所以电压表与电流表示数的比值就越大，D错误答案：B8解析：根据题述，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8103C，由QIt，可得该大气层的平均漏电电流约为1.8103A，选项B正确；由欧姆定律，UIR，可得该大气层的等效电阻约为RU/I，选项A错误；由电阻定律，Rh/S，解得该大气层的平均电阻率约为1.7102m，选项C正确，D错误答案：BC9解析：电池从完全没电到充满电
18、所需时间为t6h，A错误；电池容量的单位mAh是电量的单位，故B错误；该电池组充电时的功率为PUI42020W8400W，C正确；该电池组充满电时的能量为WUIt420V20A6h50.4kWh1.8108J，D正确答案：CD10解析：充电宝充电时将电能转化为化学能，A正确；该充电宝的容量为q20000mAh200001033600C7.2104C，电压为5V，所以充电宝最多能储存的能量EqU57.2104J3.6105J，B错误；以2A的电流充电，充电宝电荷量从零到完全充满所用时间ts3.6104s10h，C错误；由于充电宝的转换率是0.60，所以放电总量为20000mAh0.6012000
19、mAh，给电荷量为零、容量为3000mAh的手机充电的次数n次4次D正确答案：AD11答案：（1）0.752（0.7510.753均可）（3）如图所示B12解析：（1）因为待测电阻约为5，而Rx10，故为了减小误差应该采用电流表的外接法，选用甲图；（2）测量过程中应该先选择合适挡位，根据题意选择“1k”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测量，测量完成后要将开关置于“OFF”挡，顺序为ADCB.（3）闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正常的，试触d时，电压表没
20、有示数说明在cd之间某处发生了断路，选C.答案：（1）甲（2）ADCB（3）C13解析：（1）用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为3.5mm0.01mm20.03.700mm.（2）（3）由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时EI（RAR0rR），即R由图像可知解得E12V，2，解得r3.0再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则EI（rR0RARx），解得Rx6.0根据Rx解得.（3）由（2）可知E12V，r3.0.（4）根据表达式EI（rR0RARx），因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表由相同读数时，得到的Rx的值偏小，即Rx测量值偏大答案：（1）3.700（
21、2）6.0（3）123.0（4）偏大14解析：（1）指针偏转角度小，则电阻阻值过大，此时应将测量挡位调大，即将开关旋转至“1k”挡位（2）使用多用电表时，满足“红正、黑负”的原则，红表笔接“插孔”，而多用电表的电流流向为“红进、黑出”，即电流从黑表笔流出后进入电流计，故黑表笔与电流计“接线柱”相连，而红表笔与电流计“接线柱”相连（3）多用电表挡位为“100”，故此时读数为1900，此值为电流计内阻Rg，多用电表表盘中值电阻为其内阻，故R内1500，根据闭合电路欧姆定律，有EI（RgR内），解得E1.7V.（4）将电阻箱和待测电阻并联，总阻值减小，使其接近多用电表的中值电阻，以减小电阻的测量误差，电路如图所示（5）电阻箱和待测电阻并联的总阻值为R总1.4k，又R总，解得R测4.7k.根据闭合电路欧姆定律，有EI（R总R内），解得I0.59mA.答案：（1）1k（2）插孔接线柱（3）19001.7（4）原理图见解析图（5）4.7k0.59mA