高二物理下册多用电表和集成电路检测题（有答案和解释）

一、单项(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如用它测量一个未知电阻时，指针在1 mA处，则被测电阻的阻值为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．1 000 Ω B．5 000 Ω
C．1 500 Ω D．2 000 Ω
解析：本题主要考查对欧姆表的原理的理解，设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知3×10－3 A＝ER内，1.5×10－3 A＝ER内＋500 Ω，所以R内＝500 Ω，E＝1.5 V，又1×10－3 A＝ER内＋Rx，所以Rx＝1 000 Ω.
答案：A
2.如图1所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的．为了查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是(　　)
图1
A．直流10 V档 B．直流0.5 A档
C．直流2.5 V档 D．欧姆档
解析：根据题中所给条件，首先判定不能选用欧姆档，因为使用欧姆档时，被测元件必须与外电路断开，故D项错误；先考虑电压档，将黑表笔接在b端，如果表针偏转，说明R1与电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动势6 V，故C项错误，否则会烧毁多用电表；如果指针不偏转，说明R1与电源之间的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源之间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接在c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间的导线是断的，否则则说明R2与电源之间的导线是断的，A项正确；再考虑电流档，如果黑表笔接在b端，表针有示数则说明R1与电源间的导线是断的，此时指针示数I＝ER1＋R2＝0.4 A，没有超过量程；如果指针不偏转，说明R1与电源之间的导线是连通的，而R1与R2和R2与电源之间的导线其中之一是断的；黑表笔接在c点时，如果表头指针有示数，证明R1与R2间的导线是断的，此时表头指针示数I＝ER2＝1.2 A，超过表的量程，故B项错误．
答案：A
3.在图2所示的电路中，电源内阻忽略不计，电动势为E，电阻R1、R2阻值相等，保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R2消耗的功率P的说法正确的是(　　)
图2
A．R2增大，P增大；R2减小，P减小
B．R2增大，P减小；R2减小，P增大
C．无论R2是增大还是减小，P均减小
D．无论R2是增大还是减小，P均增大
解析：可把R1和电源看成一体，即认为R1是电源的内阻，则根据以上推论可知，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率(外电路消耗功率)最大，即R1＝R2时，R2消耗的功率最大，所以当改变R2阻值时，无论是增大还是减小，P均减小．故正确答案为C.
答案：C
4．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是(　　)
54 cm彩色电视接收机工作电压170 V～240 V工作频率50 Hz额定功率85 W　　BC—65B电冰箱额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率70 W耗电量：0.50 kW?h/24h
　　　A．　　　　　　　　　　　　B.
FS—69电风扇规格400 mm额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率65 W　　　　　　KFR—33GW空调额定电压220 V工作频率50 Hz制冷/制热电流6.2 A/6.2 A
C．　　　　　　　　　　　　 D.
解析：显然正常工作时电视机功率为85 W．电冰箱的功率为70 W，电风扇的功率为65 W，空调机的最大功率为P＝U?I＝1 364 W，因此，功率最大的是空调机．
答案：D
二、双项(本题共5小题，每小题8分，共40分)
5．下列说法中正确的是(　　)
A．欧姆表的每一挡测量范围都是从0到∞
B．欧姆表只能用来精确地测量电阻
C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大
D．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越小
解析：由于欧姆表刻度不均匀，只能对电阻粗略地进行测量．
答案：AD
6.如图3所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V．由此可知(　　)
图3
A．ab间电路不通，cd间电路不通
B．ab间电路通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．bc间电路不通，cd间电路通
解析：电路中没有电流即I＝0，有两层含义：(1)任何一个电阻两端都没有电压；(2)如果电路中仅有一处断路，则该处两端的电压和电源电压相等．又因b、d两点间以及a、c两点间的电压均和电源电压相等，则说明断点一定在b、d两点间以及a、c两点间，即bc间电路不通．所以C、D正确．
答案：CD
7．电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是(　　)
A．电动机消耗的电能为UIt
B．电动机消耗的电能为I2Rt
C．电动机线圈产生的热量为I2Rt
D．电动机线圈产生的热量为U2t/R
答案：AC
8.在如图4所示的电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻．则以下说法中正确的是(　　)
图4
A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，R1上获得最大功率
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
解析：在讨论R2的功率时，可将R1等效为电源内阻的一部分．根据已有结论当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，即当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率，此时等效电源有最大输出功率，选项A正确；在讨论R1的功率时，可将R2看做电源内阻的一部分，当R2＝0时，R1获得最大功率，故选项B错误，C正确；在讨论电源输出功率时，R1＋R2为外电阻，只有当R1＋R2＝r时电源输出功率最大，由于题中未给出具体值的大小，所以当R2＝0时，电源输出功率不一定最大，D错误．
答案：AC
9.如图5所示，UI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，b点α＝β，则下列说法中正确的是(　　)
图5
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到b时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大
D．从b到c时，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小
解析：在b点α＝β说明此时外电阻R等于内阻，电源有最大输出功率，A对；电源总功率P总＝IE，则电流越大总功率越大，B、C错，D正确．
答案：AD
三、非选择题(本题共3小题，共36分)
10．(10分)图6是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
图6
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的________挡．(用字母序号表示)
A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________．(填“a”或“b”)
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是________．(假设只有下列中的某一项有故障).
测试点电压示数
a、b有示数
c、b有示数
c、d无示数
d、f有示数
A.灯L1断路 B．灯L2短路
C．c、d段断路 D．d、f段断路
(2)用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S________(填“断开”或“闭合”)
②测量结果如下表所示，由此可以判定故障是________.
测量点表针偏情况
c、d
d、e
e、f
A.灯L1断路 B．灯L2断路
C．灯L1、L2都断路 D．d、e间导线断路
解析：(1)多用电表的直流电压挡内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零．因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显起见，量程不宜过大．本题中电源的电动势为6 V，故选10 V量程即可．测试时红表笔应接电势高的a点．根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d无示数，说明c→L1→d间完好；d、f有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是d、f段断路．另外，若灯L2短路，则d、f间应无示数．
(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开．根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯L1断路；接e、f时有示数，说明也不是灯L2断路；接d、e间时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路．
答案：(1)①B　②a　③D　(2)①断开　②D
11.(12分)某同学对录音机中的小电动机用图7所示电路进行实验研究．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.40 V时，电流表的示数为0.20 A，此时电动机未转动．当电压表的示数为2.0 V时，电流表的示数为0.30 A，此时电动机匀速转动．求：
图7
(1)电动机线圈的电阻；
(2)电动机转动时的电功率；
(3)电动机转动时的机械功率；
(4)电动机转动时的效率．
解析：此例中电动机的工作情况有两种：一种为通电后未转动，另一种为通电后匀速转动．电动机未转动时，所消耗的电能全部转化为内能，相当于纯电阻电路，电动机线圈的电阻可根据欧姆定律求出．当电动机转动时，电能转化为机械能和内能，消耗的电功率等于此时电路两端电压乘以通过的电流，转化为电热的功率P热＝I2R，而机械功率就等于消耗的电功率减去电热功率．电动机的效率就等于机械功率与总功率的比值．
(1)电动机线圈的电阻R＝U1I1＝0.40 V0.20 A＝2 Ω
(2)电动机转动时的电功率
P＝U2I2＝2.0 V×0.30 A＝0.6 W
(3)电动机转动时的机械功率
P机＝P－P热＝U2I2－I22R
＝2.0 V×0.30 A－(0.30 A)2×2 Ω
＝0.6 W－0.18 W＝0.42 W
(4)电动机转动时的效率η＝P机P＝0.42 W0.6 W＝70%.
答案：(1)2 Ω　(2)0.6 W　(3)0.42 W　(4)70%
12.(14分)如图8所示，电解槽A和电炉B并联接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻rA＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为684 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率475 W．(电炉电阻不变)，试求：
图8
(1)电源电动势；
(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；
(3)S1、S2都闭合时，电解槽电能转化成化学能的功率．
解析：(1)S1闭合，S2断开时，电炉功率P1＝I2R，所以I＝P1R＝68419 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V.
(2)S1，S2都闭合时，电炉功率P2＝I2RR，所以IR＝P2R＝47519 A＝5 A
路端电压U＝IR?R＝19×5 V＝95 V
通过电源的电流I＝E－Ur＝120－951 A＝25 A
电解槽中电流IA＝I－IR＝20 A
(3)电解槽消耗电功率PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W


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