第三章 恒定电流 单元检测（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元检测（解析版）
一、选择题（共40分）
1．下列选项中用比值法来定义物理量的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．在下列物理量中，属于矢量的是（　　）
A．电势差
B．电场强度
C．电势能
D．电动势
3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的热量一定越多
B．公式W=UIt适用于任何电路，而Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
C．热功率P热=I2R=适用于任何电路
D．焦耳定律Q=I2Rt适用于任何电路
4．如图所示，一根横截面积为S的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。棒单位长度所带电荷量为-q，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向（　　）
A．vq，方向与v的方向相反
B．vqS，方向与v的方向相同
C．，方向与v的方向相同
D．，方向与v的方向相反
5．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面积变为原来的，再给它两端加上电压U，则（　　）
A．通过导线的电流仍为I
B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动的速率为
D．导线中自由电子定向移动的速率为
6．某一电流计G的满偏电流为Ig、内阻为Rg，与一电阻箱R并联后构成一电流表A，接在电路中的M、N两点。若增大电阻箱的电阻R，下列说法正确的是（　　）
A．电流表A的内阻增大
B．电流表A的量程增大
C．若MN两端的电流不变，G的指针偏角变小
D．若MN两端的电压不变，G的指针偏角变小
7．如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个可变电阻R改装成的量程更大的电表，下列判断正确的是（　　）
A．改装成了电流表，R减小时量程减小
B．改装成了电流表，R减小时量程增大
C．改装成了电压表，R增大时量程减小
D．改装成了电压表，R增大时量程增大
8．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中为用半导体热敏材料（温度升高，电阻减小）制成的传感器，电流表为值班室的显示器，电源电压U保持不变，当传感器所在处出现火情时，会观察到（　　）
A．电流表示数减小
B．电流表示数增大
C．电压表示数减小
D．电压表示数增大
9．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.20A，则此时（　　）
A．L2的电阻为7.5Ω
B．L1上的电压为L2上电压的2倍
C．L1消耗的电功率为0.30W
D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4
10．如图所示，甲、乙两种粗糙面不同但高度相同的传送带，倾斜于水平地面放置。以同样恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v；在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v。已知B处离地面高度为H，则在物体从A到B的运动过程中（　　）
A．两种传送带对小物体做功相等
B．将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等
C．两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲的小
D．将小物体传送到B处，甲产生的热量大于乙产生的热量
二、实验题（共15分）
11．利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为。带有刻度尺的木板上有和两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱和上、在电阻丝上夹上一个带有接线柱的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：
电池组（电动势为，内阻约1Ω）：电流表A1（量程，内阻约5Ω）：
电流表A2（量程，内阻约）；电阻箱（）；开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值和接入电路的电阻丝长度；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值和接入电路的电阻丝长度；
F.断开开关，整理好器材。
(1)某次测量电阻丝长度（游标卡尺为20分度）和直径时，如图乙所示，则______，______；
(2)实验中电流表应选择______（填“A1”或“A2”）；
(3)用记录的多组电阻箱的阻值和对应的接入电路中电阻丝长度的数据，绘出了如图丙所示的关系图线，图线在轴的截距为，在轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径，写出电阻丝的电阻率表达式______（用给定的物理量符号和已知常数表示）。
(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果______影响（填“有”或“无”）。
12．要描绘一个规格为“3V，1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室准备了以下器材：
①直流电源（电动势E=3V，内阻不计）
②电流表A（量程600mA，电阻约0.01?）
③电压表V（量程15V，电阻约1000?）
④表头G（量程10mA，内阻10?）
⑤滑动变阻器R1（0~5?，最大电流0.8A）
⑥定值电阻R=290?
⑦开关K及导线若干
（1）为了尽可能的减小实验误差完成此实验，实验时除了选①⑤⑦器材外，还需要选的实验器材有：___________（填写仪器前面的序号）；
（2）根据所选的器材在框中设计最合理的实验电路图___________；
（3）某同学通过合理的实验电路图得到了6组灯泡两端电压和流过灯泡电流的数据如下表：
1
2
3
4
5
6
电压（单位：伏）
0.00
0.60
1.20
1.80
2.40
3.00
电流（单位：毫安）
0
180
301
398
450
498
由表格数据画小灯泡的图像___________；
（4）将此小灯泡与电动势为1.5V、内阻为10?的电源串接，小灯泡的实际工作功率为___________W（保留两位有效数字）。
三、解答题（共45分）
13．一个电流表G的内阻rg=200Ω，满偏电流Ig=500μA，现要把它改装成量程为15V的电压表，求：
(1)串联的分压电阻；
(2)50μA刻度处对应的电压值为多少？
14．如图甲所示，用表面绝缘的金属丝绕成的正方形闭合线框abcd放置于粗糙的水平桌面上，线框边长L=40cm、匝数N=50匝、质量m=0.20kg、电阻R=8.0，虚线MN是线框中线，MN左侧空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）时刻线框中感应电流的大小和方向；
（2）时刻线框所受摩擦力的大小和方向。
15．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）
16．在如图所示的电路中，电源为电路提供的电压，电流表允许通过的最大电流，电压表两端允许加的最大电压，两电表均为理想电表，定值电阻。闭合开关，调节电阻箱的阻值，为了保证两电表均不被烧坏，则电阻箱的调节范围为多少？
参考答案
1．B
【详解】
A．加速度是表示速度变化快慢的物理量，由合力和质量共同决定，不是比值定义法，故A错误；
B．导体的电阻在数值上等于导体两端电压与通过它的电流的比值，故B正确；
C．公式
是部分电路欧姆定律的表达式，是电阻定义式的变形，电流的定义式是
故C错误；
D．公式
是电容的决定式，它的定义式是
D错误。
故选B。
2．B
【详解】
电势差、电势能和电动势等物理量只有大小，没有方向都是标量；电场强度既有大小，也有方向，是矢量。
故选B。
3．D
【详解】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的热量的多少还与做功的时间的长短有关，故A错误；
B．公式W=UIt是计算电功的大小，适用于任何的电路，Q=I2Rt用来求电热时可以适用于任何电路，故B错误；
C．当为纯电阻电路时，根据焦耳定律Q=I2Rt和电功率定义式可推导出
P热=I2R
此式适用于任何电路求热功率；根据欧姆定律和功率公式，可以推导出
P热=
此式只适用于纯电阻电路求热功率，故C错误；
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路中求焦耳热，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
如图橡胶棒带负电，等效电流方向与v的方向相反，由电流定义式可得
故选A。
5．D
【详解】
AB．将导线均匀拉长，使其横截面积变为原来的，导线长度要变为原来的2倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律可知，导线电阻变为原来的4倍；
电压U不变，由欧姆定律
可知，电流变为原来的
，选项AB错误；
CD．电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，选项D正确，C错误。
故选D。
6．A
【详解】
A．根据电流表的改装原理可知电流表A的内阻为
则电阻R越大，电流表的内阻RA越大，故A正确；
B．当电流计G的满偏电流为Ig时，电阻箱的电阻R越大，流过电阻箱的电流越小，电流表的量程越小，故B错误；
C．若MN两端的电流不变，电阻箱的电阻R越大，R上分流越小，G的指针偏角越大，故C错误；
D．若MN两端的电压不变，电流计G的电流不变，G的指针偏角不变，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
AB．改装成了电流表，并联分流，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，A错误，B正确；
CD．把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻，串联电阻越大，电压表量程越大，由图示电路图可知，电流计与电阻R并联，改装后电压表量程不变，CD错误。
故选B。
8．BC
【详解】
当传感器所在处出现火情时，电阻减小，则电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电源电压不变，则总电流增大；总电流增大，且支路支路的电压和电阻不变，则该支路电流不变，故支路电路增大；根据欧姆定律可知，电流增大，则两端电压增大，由于和电压之和等于定值，两端电压增大，则电压减小，即电压表读数减小。
故选BC。
9．CD
【详解】
A．L2的电流为0.1A，由图像得L2电压为0.25V，电阻为
A错误；
B．L1的电流为0.2A，由图像得L1的电压为1.5V，
，L1上的电压为L2上电压的6倍，B错误；
C．L1消耗的电功率为
C正确；
D．L2消耗的电功率为
L1、L2消耗的电功率的比值为
L1、L2消耗的电功率的比值等于120，D正确。
故选CD。
10．ACD
【详解】
A．小物体上滑到B的时速度为，摩擦力对小物块做正功，重力对小物块做负功，由动能定理得
，
则两种传送带对小物体做功相等，A正确；
B．将小物体传送到B处，两种传送带电机的效率未知，故消耗的电能不一定相等，B错误；
C．小物体上滑到速度为时，滑行的位移
由速度位移公式
则可得
再由牛顿第二定律
则
C正确；
D．由摩擦生热
可得
，
由牛顿第二定律得
，
解得
，
即
D正确。
故选ACD。
11．
A1
无
【详解】
(1)[1]某次测量电阻丝长度95.0mm-mm×10=85.50
[2]螺旋测微器读数时方法：固定刻度+可动刻度
即
(2)[3]估算回路中的电流
故电流表选择A1
(3)[4]由闭合电路分析可知，回路中电动势不变，总电流不变，则回路中总电阻不变，说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变，设总电阻为C，由
可得
由丙图可得图象斜率的绝对值
求得
(4)[5]
分析表达式
里面不含电流表相关物理量，故由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果无影响。
12．②④⑥
0.048
【详解】
（1）[1]
描绘小灯泡的伏安特性曲线除需要①直流电源⑤滑动变阻器⑦开关K及导线若干以外，因为，根据
故选电流表②
灯泡的额定电压为3V，题中所给电压表量程为15V，量程过大，因此需将表头G串接一定值电阻R来替代电压表，所以需要④和⑥，故还需要②④⑥。
（2）[2]
由于电流表A内阻非常小，故电流表需采用内接法，
实验电路图如图所示
（3）[3]
小灯泡的图像如图所示
（4）[4]
将此小灯泡与电动势为1.5V、内阻为10?的电源串接，根据
即
做出等效电源的I-U图像如图所示
灯泡两端电压为0.4V，通过灯泡的电流为0.12A，灯泡实际功率
13．(1)29800Ω；(2)1.5V
【详解】
(1)串联的分压电阻为
(2)50μA刻度处对应的电压值为
14．（1），电流方向沿逆时针（或电流方向沿adcba）；（2），方向向左
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律可得
再由欧姆定律可得
由楞次定律判断，电流方向沿逆时针（或电流方向沿adcba）。
（2）ad边所受安培力大小
方向向右；线框与桌面之间的最大静摩擦力
所以，由力的平衡可知，线框受到的摩擦力大小为
方向向左。
15．
【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
16．
【详解】
当电压表示数为15
V时
由欧姆定律得
解得
当电流表示数为0.6
A时
由欧姆定律得
解得
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下，电阻箱的调节范围为。