2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册 第三章 恒定电流 单元测试题（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元测试题（解析版）
一、选择题（共40分）
1．随着科技的发展，固态电池的开发成为新能源车制造的重要研究方向。若某公司研发了使用固态电池技术的150kWh电池包，这里与“kWh”相对应的物理量是（　　）
A．电量
B．功率
C．能量
D．电容
2．电流的强弱程度用电流表示，如果用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则有。在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内的电子数是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．一电压表由电流表G和电阻R串联而成，若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以改进（　　）
A．在R上串联一个比R大得多的电阻
B．在R上串联一个比R小得多的电阻
C．在R上并联一个比R小得多的电阻
D．在R上并联一个比R大得多的电阻
4．下列对电源电动势概念的描述，错误的是（　　）
A．电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小
B．电动势的单位和电势差的单位相同，但电动势与电势差的意义不同
C．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化
D．1号干电池和7号干电池的组成材料是一样的，但1号干电池的尺寸较大，所以1号干电池的电动势就比7号干电池大
5．在如图所示的电路中，通过电阻的电流是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V
40W”的灯泡，下列说法正确的是（　　）
A．接在110V的电路上时的功率为20W
B．接在110V的电路上时的功率为10W
C．接在440V的电路上时的功率为160W
D．接在220V的电路上时的功率为80W
7．某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，下列说法正确的是（　　）
A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0
C．在A点，白炽灯的电阻可表示为A点切线斜率的倒数
D．测量出α角的大小，可知A点电阻
8．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在时间内通过横截面积的电子数目可表示为（　　）
A．
B．
C．
D．
9．在如图所示的电路中，接有三只完全相同的电压表，已知V1的示数为12V，V2的示数为4V，电源的内阻不计。则（　　）
A．V3的示数为4V
B．V3的示数大于4V而小于8V
C．电源的电动势等于20V
D．定值电阻的阻值与电压表的内阻相等
10．电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，它相当于在人体和水之间安装了一个电阻，一旦漏电，它能分担大部分电压，将致命的220V电压降低到12V以下，保证洗浴安全，且整个流程为机械原理，永不失效。如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220V，由于曲长管道中水具有电阻（简称“隔电电阻”），因而人体两端的电压不高于12V，下列说法正确的是（　　）
A．曲长管道应选用导电性能差的材料制成
B．在电热水器漏电且接地失效时通过“隔电电阻”的电流远大于通过人体的电流，所以人是安全的
C．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联
D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过
二、实验题（共15分）
11．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径的刻度位置如图
所示，用米尺测量金属丝的长度。金属丝的电阻大约为，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径为______。
(2)现实验室有一灵敏电流表（，），该同学要把它改装成量程为的电压表，应当_____联一阻值为______的定值电阻。
(3)实验中，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数。通过做U-I图像，可得金属丝电阻的测量值为5.2，用米尺测量金属丝的长度为38.80cm，则电阻率ρ=______________（保留两位有效数字）。
12．某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了一个长方体容器，其左、右两侧面内壁粘贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内壁的长，宽，高。将废水注满容器后，进行如下实验操作。
（1）先用多用电表的欧姆挡粗测容器中废水的电阻Rx，选择开关置于“”挡，其示数如图乙所示。
（2）为了精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．直流电源E（电动势约3V，点阻r0约0.1Ω）
B．电压表V（量程0~3V，内阻）
C．电流表A（量程0~3mA，内阻未知）
D．滑动变阻器R1（0~500Ω，额定电流2.0A）
E．滑动变阻器R2（0~50Ω，额定电流2.0A）
F．开关S一个，导线若干
请你根据实验器材，选择合适的滑动变阻器______（填“R1”或“R2”），请为该实验小组设计实验电路图（待测废水用表示），将设计的实验电路图画在答题卡上______。
（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如下表所示。图丙的坐标纸中已经描出了3个点，请在答题卡相应图中将剩余3个点描出，并作出U—I关系图______；
电压U/V
1.46
1.84
1.89
2.10
2.32
2.52
电流I/mA
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率______（保留3位有效数字）。
三、解答题（共45分）
13．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，求：
(1)流过灯泡的电流；
(2)电动机的输出功率；
(3)整个电路消耗的总功率。
14．如图所示，电源电动势为12V，内电阻为r
=
1Ω，R1
=
2Ω，R2
=
6Ω，电动机线圈电阻为0.5Ω，若开关闭合后通过电源的电流为2A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？
15．如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，将一盏额定电压为10V，额定功率为15W的灯泡与一只线圈电阻为1Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光。通电5min，求：
(1)电源提供的总电流；
(2)电流对电动机所做的功；
(3)电动机线圈产生的热量。
16．实验中把测量值与真实值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差（），某同学用如图所示电路测量未知电阻阻值时，测得电压表示数，电流表示数。若电压表内阻，电流表内阻，求本次测量中因电表内阻造成的相对误差。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．C
【详解】
“kWh”相对应的物理量是能量。
故选C。
2．B
【详解】
电子在电场中被加速，则
解得
故选B。
3．D
【详解】
因为使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，故要让电流稍大一点，则应减小总电阻，给R并联一电阻可达到要求，若并联一比R小得多的电阻，其并联值会比并联的电阻阻值还要小，电流增加太多，故应并联一比R大得多的电阻，可使总电阻稍变大，ABC错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小；故A正确，不符合题意；
B．电动势的单位和电势差相同，但电动势与电势差是两个不同的物理量，它们的物理意义不同。故B正确，不符合题意；
C．电动势是电源性质，同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化；故C正确，不符合题意；
D．我们通常所说的1号干电池的尺寸比7号干电池的大，但电动势相同，故D错误，符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
由欧姆定律可知电流
故选C。
6．B
【详解】
AB．由
得灯泡的电阻
所以电压为110V时，功率为
故A错误，B正确；
C．电压为440V时，超过灯泡的额定电压一倍，灯泡烧坏，P=0，故C错误；
D．电压为220V时，与额定电压相等，灯泡正常发光，功率为额定功率，即40W，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．由图示可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电流和电压的比值减小，灯泡的电阻变大，故A错误；
B．在A点，白炽灯的电功率
故B正确；
C．在A点，白炽灯的电阻
故在A点，白炽灯的电阻可表示为A点割线斜率的倒数，而不是A点切线斜率的倒数，故C错误；
D．由于纵坐标与横坐标的标度可能不同，所以不能用计算电阻值，故D错误；
故选B。
8．AC
【分析】
根据电流的微观表达式，求出在时间内通过导体横截面的自由电子的电量，每个电子的电量为q，再确定通过导体横截面的自由电子的数目。
【详解】
根据电流的微观表达式
在时间内通过导体横截面的自由电子的电量
则在时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为
，
将
代入得
故AC正确，BD错误。
故选AC。
【点睛】
本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力，电流的微观表达式，是联系宏观与微观的桥梁，常常用到。
9．CD
【详解】
AB．三只完全相同的电压表内阻RV相同，根据电流关系
I1=I2+I3
则
I1RV=I2RV+I3RV
则V3的示数为12V-4V=8V，选项AB错误；
C．电源内阻不计，则电源的电动势等于电压表V1和V3的读数之和，即E=20V，选项C正确；
D．因R0两端电压为4V，等于电压表V2两端的电压，可知定值电阻的阻值与电压表的内阻相等，选项D正确。
故选CD。
10．AC
【详解】
A．设立曲长管道的目的是为了让它分担大部分电压，因此选电阻值大，导电性能差的材料，故A正确；
B．隔离电阻和人体是串联关系，在电热水器漏电且接地失效时通过“隔电电阻”的电流等于通过人体的电流，因增大了总电阻，电流减小，所以人是安全的，故B错误；
C．由图可知隔离电阻和人体电阻为串联关系，为使隔离电阻分担大部分电压，“隔电电阻”大于“人体电阻”，故C正确；
D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内流过电流很小从而保证人体安全，故D错误。
故选AC。
11．0.700
串
5500
【详解】
(1)[1]金属丝的直径为
0.5mm+0.01mm×20.0=0.700mm
(2)[2][3]要把它改装成量程为的电压表，应当串联的电阻为
(3)[4]根据
则
12．R2
164（160~174均可以）
【详解】
（2）[1]由图可知废水的电阻Rx为
电流表通过的最大电流为
而提供的电流表A量程0~3mA，所以为了多测几组数据，滑动变阻器采用分压接法，应选择选择较小的R2。
[2]
电流表A内阻未知，故选择电流表外接法，电路图如下
（3）[3]描点作图，使实验数据点尽可能均匀分布于所描绘直线的两侧，偏离过大的点应舍去，作出如下图像
（4）[4]根据电路图可以得到U—I关系为
整理得
结合U-I关系图线的斜率，则有
所以
电阻率为
（160~174均可以）
13．(1)2A；(2)10W；(3)24W
【详解】
(1)流过灯泡的电流
(2电动机两端的电压
U1=U－UL=12V－6V=6V
所以电动机的输入功率
P=U1I=6×2W=12W
电动机的热功率
P热=I2RM=4×0.5W=2.0W
则电动机的输出功率
P2=P－I2RM=12W－2W=10W
(3)整个电路消耗的功率
P总=UI=12×2W=24W
14．(1)8W；(2)6W
【详解】
(1)根据纯电阻的功率计算公式
P1
=
I2R1
代入数据有
P1
=
8W
则R1上消耗的电功率为8W。
(2)由电路图可知电阻R2与电动机并联后再与R1串联，则根据闭合电路的欧姆定律有
E
=
Ir
+
IR1
+
U并
再根据欧姆定律
U并
=
I2R2
代入数据有
U并
=
6V，I2
=
1A
根据功率公式
PM
=
U并(I
–
I2)
代入数据有
PM
=
6W
则电动机消耗的电功率为6W。
15．(1)4A；(2)7500J；(3)1875J
【详解】
(1)灯泡两端的电压等于电源两端的电压
U=E?Ir
则总电流
=4A
(2)通过灯泡的电流
=1.5A
通过电动机的电流
=2.5A
电流对电动机所做的功
=2.5×10×5×60J=7500J
(3)电动机线圈产生的热量
=2.52×1×5×60J=1875J
16．
【详解】
根据欧姆定律得
真实值为
本次测量中因电表内阻造成的相对误差为