1．“神舟”六號載人飛船上的電子儀器及各種動作的控制都是靠太陽能電池供電的．由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)．“神舟”飛船上的太陽能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計的單晶硅太陽能電池．在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達23%.單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動勢，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上太陽光的能量是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J
解析：根據(jù)W＝UIt可得每秒太陽能電池的能量為W＝0.06 J，設(shè)太陽能每秒照射的能量為Q，則Q×23%＝W，可解得Q＝0.26 J.
答案：C
2．如圖1所示的門電路符號，下列說法中正確的是(　　)
圖1
A．甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門
B．甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門
C．甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門
D．甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門
答案：C
圖2
3．如圖2所示，將一根粗細均勻的電阻絲彎成一個閉合的圓環(huán)接入電路中，電路與圓環(huán)的O點固定，P為與圓環(huán)接觸良好的滑片．閉合開關(guān)S，在滑片P緩慢地由m點經(jīng)n點移到q點的過程中，電容器C所帶的電荷量將(　　)
A．由小變大 B．由大變小
C．先變小后變大 D．先變大后變小
解析：閉合圓環(huán)電阻等效為優(yōu)弧和劣弧的并聯(lián)電阻，滑片P在圖示位置時并聯(lián)電阻最大，從m點到題圖所示位置過程中圓環(huán)總電阻變大，從圖示位置到q位置過程中圓環(huán)總電阻變小，則滑片由m點經(jīng)n點移到q點的過程中，電路中電阻先變大后變小，通過R的電流先變小后變大，電阻R兩端的電勢差先變小后變大，則電容器上電壓先變小后變大，由C＝QU，電容器C帶電荷量先變小后變大，C正確．
答案：C
圖3
4．利用圖3所示電路可以測出電壓表的內(nèi)阻．已知電源的內(nèi)阻可以忽略不計，R為電阻箱．閉合開關(guān)，當(dāng)R取不同阻值時，電壓表對應(yīng)有不同讀數(shù)U.多次改變電阻箱的阻值，所得到的1U－R圖象應(yīng)該是(　　)
解析：設(shè)電源電動勢為E，電壓表內(nèi)阻為RV，電壓表的讀數(shù)為U，則由閉合電路的歐姆定律，可得I＝ERV＋R，則U＝E－IR＝E－ERRV＋R，由此可得1U＝RERV＋1E，由此判斷A正確．
答案：A
圖4
5．有四盞燈，接入如圖4所示的電路中，L1和L2都標有“220 V　100 W”，L3和L4都標有“220 V　40 W”，把電路接通后，最暗的燈將是(　　)
A．L1 B．L2
C．L3 D．L4
解析：本題考查的是燈泡的電功率問題，關(guān)鍵是巧妙選取公式來分析．根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率，P＝U2R，R＝U2P可知，R1＝R2＜R3＝R4，由于I1＞I2，I3＜I4，所以根據(jù)P＝I2R，可知P1＞P2，P3＜P4.由于U2＝U3，所以根據(jù)P＝U2R可知，P2＞P3.綜合以上分析有：P1＞P2＞P3，P4＞P3，所以燈L3實際功率最小，L3燈最暗，選C.
答案：C
二、 雙項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)
6．高溫超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖5所示．超導(dǎo)部件有一個超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I＞IC時，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(本題認為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎�常態(tài)(本題認為是一個純電阻)，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流．已知超導(dǎo)部件的正常電阻為R1＝3 Ω，超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2 A，限流電阻R2＝6 Ω，小燈泡L上標有“6 V，6 W”，電源電動勢E＝8 V，內(nèi)阻r＝2 Ω.原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路．則(　　)
圖5
A．短路前通過R1的電流為23A
B．超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)
C．短路后通過R1的電流為2 A
D．短路后通過R1的電流為43 A
解析：由P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時，通過它的電流為1 A小于超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2 A，所以短路前通過R1的電流為1 A，因為燈泡短路后， R1與R2并聯(lián)再與電源內(nèi)阻串聯(lián)，故計算可知短路后通過R1的電流為43 A.
答案：BD
7．在如圖6甲所示的電路中，電源電動勢為3.0 V，內(nèi)阻不計，L1、L2、L3為三只相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖6乙所示．當(dāng)開關(guān)閉合后，下列判斷正確的是(　　)
圖6
A．燈泡L1的電阻為12 Ω
B．通過燈泡L1的電流為燈泡L2的電流的2倍
C．燈泡L1消耗的電功率為0.35 W
D．燈泡L2消耗的電功率為0.30 W
解析：L1兩端的電壓為3.0 V，由伏安特性曲線得它的阻值為R1＝3.00.25 Ω＝12 Ω.L2、L3兩端的電壓相等為1.5 V．由伏安曲線得它們的電阻R2＝R3＝1.50.20 Ω＝7.5 Ω.顯然通過燈泡L1的電流應(yīng)小于通過燈泡L2的電流的2倍．P1＝3.0×0.25 W＝0.75 W，P2＝1.5×0.20 W＝0.30 W，A、D正確，B錯誤．
答案：AD
圖7
8．如圖7所示的電路中，電池電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同，在開關(guān)S處于閉合狀態(tài)下，將開關(guān)S1由位置1切換到位置2，則(　　)
A．電壓表的示數(shù)減小
B．電池內(nèi)部消耗的功率變大
C．電阻R2兩端的電壓變大
D．電池的效率變大
解析：設(shè)電阻R1＝R2＝R3＝R，當(dāng)開關(guān)S1接1時，電路中總電阻為3R2＋r；當(dāng)開關(guān)S1接2時，電路中總電阻為2R3＋r，總電阻變小，由I干＝ER總，R總變小，I干變大，路端電壓U＝E－I干r，電源的E、r不變，則路端電壓減小，即伏特表讀數(shù)減小，選項A正確．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2干r，I干變大，P內(nèi)增大，選項B正確．當(dāng)開關(guān)S1接1時，R2兩端電壓UR2＝R32RU＝23U，當(dāng)開關(guān)S1接2時，R2兩端電壓UR2＝R2RU＝12U，R2兩端電壓變小，選項C選項錯誤．電池的效率η＝I2干R總I2干?R總＋r??100%＝R總R總＋r?100%＝11＋rR總?100%，則當(dāng)開關(guān)S1由接1改為接2時，總電阻變小，電池的效率減小，選項D錯誤．
答案：AB
9.
圖8
如圖8所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線．拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線．若A、B的橫坐標為1 A，那么由圖象可知(　　)
A．電源的電動勢為3 V
B．電源的內(nèi)阻為3 Ω
C．當(dāng)I＝1 A時，電源的輸出功率為2 W
D．當(dāng)I＝1 A時，電源兩端電壓為1 V
解析：當(dāng)總功率等于內(nèi)電路熱功率時，外電路短路，此時I2r＝P得r＝1 Ω，電動勢E＝Ir＝3 V，當(dāng)電流I＝1 A時，根據(jù)E＝U＋Ir得此時U＝2 V，輸出功率P出＝IU＝2 W.
答案：AC
10．如圖9所示電路中，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻為r，串聯(lián)的固定電阻為R2，滑動變阻器的總電阻是R1，電阻大小關(guān)系為R1＝R2＝r，則在滑動觸頭從a端移到b端的過程中，下列描述正確的是(　　)
圖9
A．電路的總電流先減小后增大
B．電路的路端電壓先增大后減小
C．電源的輸出功率先增大后減小
D．滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大
解析：當(dāng)滑動觸頭從a滑到b的過程中，R1接入電路的電阻(實際上是RaP與RbP的并聯(lián)電阻)先增大后減小，所以電路中的電流I先減小后增大，路端電壓先增大后減小，A、B項均正確；因為R外總大于r，由電源的輸出功率P隨R外變化的圖象知，電源的輸出功率先減小后增大，C項錯誤；將R2＋r視為電源內(nèi)阻，則外電阻先增大后減小，且總小于電源內(nèi)阻，故R1消耗的功率先增大后減小，D錯誤．
答案：AB
11．在如圖10所示的電路中，電容器C的上極板帶正電，為了使該極板仍帶正電且電荷量增大，下列辦法中可采用的是(　　)
圖10
A．增大R1，其他電阻不變
B．增大R2，其他電阻不變
C．增大R3，其他電阻不變
D．增大R4，其他電阻不變
解析：要使電容器極板帶電荷量增大，就必須使電容器的極板電勢差增大(Q＝CU)，而要使電勢差增大，可以保持負極板電勢不變，升高原正極板的電勢(題目要求，該極板仍帶正電)；或者保持原正極板電勢不變，降低原負極板的電勢．能滿足上述要求的辦法有兩種，增大R1的阻值，其他電阻不變；增大R4的阻值，其他電阻不變．
答案：AD
三、非選擇題(本題共3小題，共44分)
12．(14分)實驗室中有下列器材：量程3 V的電壓表○V，量程0.6 A的電流表○A ，電阻箱R，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．欲測量某一電源的電動勢E和內(nèi)阻r(E約為4.5 V，r約為1.5 Ω)．
(1)請選擇合適的器材，設(shè)計一個實驗方案(只要求在下面的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖)．(2)用圖象法處理實驗得到的數(shù)據(jù)時，要使圖線是直線應(yīng)如何建立坐標系？如何由圖象求得待測電源的電動勢E和內(nèi)阻？(3)按你設(shè)計的實驗電路原理圖，從下面的實物圖中(圖11)挑選實物并進行連線．
圖11
解析：(1)實驗電路原理圖如圖所示．
(2)由原理式：E＝I(R＋r)，變形得1I＝1ER＋rE，以1/I為縱軸，以R為橫軸，得到的圖線是直線，可由斜率k＝1/E求出電動勢E，由截距b＝r/E求出內(nèi)阻r.
(3)實物圖連線如圖所示．
答案：見解析
13．(14分)如圖12所示的電路，外電阻均為R，電源內(nèi)阻為R4.當(dāng)S斷開時，在電容器極板間放一個質(zhì)量為m，帶電荷量為q的電荷恰能靜止．當(dāng)S閉合時，電容器極板間放一個質(zhì)量仍為m，帶電荷量為q′的電荷，恰能靜止，則q∶q′為多少．
圖12
解析：S斷開時，R外＝R，電容器兩極板間電壓為路端電壓U＝IR＝Er＋RR＝45E，電荷靜止，則
mg＝qUd＝4qE5d.
當(dāng)S閉合時，R外′＝3R?R3R＋R＝34R，電容器兩極板間電壓：U′＝13U外＝13?ER外′r＋R外′＝13?ER4＋34R?34R＝14E.
電荷靜止，則mg＝q′U′d＝q′E4d，所以q∶q′＝5∶16.
答案：5∶16
14．(16分)某同學(xué)使用了如下器材：電源E(電動勢12 V)；電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻約15 kΩ)；電流表A(量程100 mA，內(nèi)阻約10 Ω)；滑動變阻器(最大電阻為50 Ω)；單刀單擲開關(guān)；導(dǎo)線若干．測出了一個小燈泡的伏安特性曲線如圖13所示，已知小燈泡的額定電壓為12 V.
(1)請在圖13乙的虛線方框中畫出此實驗的電路圖．
甲　　　　　　　　乙
圖13
(2)根據(jù)設(shè)計的電路圖在圖14的實物圖上連線．
圖14
(3)由小燈泡的伏安特性曲線可知小燈泡的額定功率為P額＝________W，小燈泡電阻的變化特性為________．
解析：(1)從IU圖線可以看出，電壓從0開始調(diào)節(jié)，故滑動變阻器必須采用分壓式接法；因為電壓表內(nèi)阻RV、電流表內(nèi)阻RA、小燈泡電阻RL滿足RVRL>RLRA，故采用電流表外接法．實驗電路圖如圖所示．
(3)當(dāng)小燈泡兩端電壓為12 V時，從圖象上可以讀出電流為96 mA，所以小燈泡的額定功率
P＝UI＝12×0.096 W＝1.15 W.
答案：(1)實驗電路如下圖甲所示
(2)實物連線如下圖乙所示


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