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(hào)，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(xì)均勻的電阻絲彎成一個(gè)閉合的圓環(huán)接入電路中，電路與圓環(huán)的O點(diǎn)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(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)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(shí)并聯(lián)電阻最大，從m點(diǎn)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(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)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(jì)，R為電阻箱．閉合開關(guān)，當(dāng)R取不同阻值時(shí)，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(dòng)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(biāo)有“220 V 100 W”，L3和L4都標(biāo)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(shí)際功率最小，L3燈最暗，選C.
答案：C
二、 雙項(xiàng)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(gè)超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I＞IC時(shí)，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(本題認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(本題認(rèn)為是一個(gè)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(biāo)有“6 V，6 W”，電源電動(dòng)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(shí)，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?yàn)闊襞荻搪泛螅?R1與R2并聯(lián)再與電源內(nèi)阻串聯(lián)，故計(jì)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(dòng)勢為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，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(cuò)誤．
答案：AD
圖7
8．如圖7所示的電路中，電池電動(dòng)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(shí)，電路中總電阻為3R2＋r；當(dāng)開關(guān)S1接2時(shí)，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(xiàng)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(xiàng)B正確．當(dāng)開關(guān)S1接1時(shí)，R2兩端電壓UR2＝R32RU＝23U，當(dāng)開關(guān)S1接2時(shí)，R2兩端電壓UR2＝R2RU＝12U，R2兩端電壓變小，選項(xiàng)C選項(xiàng)錯(cuò)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(shí)，總電阻變小，電池的效率減小，選項(xiàng)D錯(cuò)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(biāo)為1 A，那么由圖象可知( )
A．電源的電動(dòng)勢為3 V
B．電源的內(nèi)阻為3 Ω
C．當(dāng)I＝1 A時(shí)，電源的輸出功率為2 W
D．當(dāng)I＝1 A時(shí)，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(shí)，外電路短路，此時(shí)I2r＝P得r＝1 Ω，電動(dòng)勢E＝Ir＝3 V，當(dāng)電流I＝1 A時(shí)，根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r得此時(shí)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(dòng)勢為E，電源內(nèi)阻為r，串聯(lián)的固定電阻為R2，滑動(dòng)變阻器的總電阻是R1，電阻大小關(guān)系為R1＝R2＝r，則在滑動(dòng)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(dòng)變阻器R1上消耗的功率先減小后增大
解析：當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a滑到b的過程中，R1接入電路的電阻(實(shí)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(xiàng)均正確；因?yàn)镽外總大于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(xiàng)錯(cuò)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(cuò)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(fù)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(fù)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)時(shí)，要使圖線是直線應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？如何由圖象求得待測電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻？(3)按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，從下面的實(shí)物圖中(圖11)挑選實(shí)物并進(jìn)行連線．
圖11
解析：(1)實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢E，由截距b＝r/E求出內(nèi)阻r.
(3)實(shí)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(shí)，在電容器極板間放一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為q的電荷恰能靜止．當(dāng)S閉合時(shí)，電容器極板間放一個(gè)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(shí)，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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(gè)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?jiān)趫D13乙的虛線方框中畫出此實(shí)驗(yàn)的電路圖．
甲 乙
圖13
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖在圖14的實(shí)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(dòng)變阻器必須采用分壓式接法；因?yàn)殡妷罕韮?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(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
(3)當(dāng)小燈泡兩端電壓為12 V時(shí)，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(shí)驗(yàn)電路如下圖甲所示
(2)實(shí)物連線如下圖乙所示
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相關(guān)閱讀：高二物理下學(xué)期期末考試測試卷[1]