第三章 恒定电流 单元测试题1（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1（解析版）
一、选择题（共40分）
1．某电阻的阻值为5Ω，通过的电流为2A，则它在5s的时间内产生的热量为（　　）
A．100J
B．20J
C．200J
D．2J
2．按如图甲所示连接电路，实验中闭合电键S后，逐渐调节电阻箱的电阻，并记录阻值R和电流表的示数I，用描点法得如图乙所示其电I电阻R的图像。当电阻箱阻值时，则此时电阻箱消耗的电功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，两个定值电阻、串联后接在电压稳定于的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于、的电压表接在两端，电压表的示数为。如果他把电压表改接在两端，则电压表的示数将（　　）
A．等于
B．小于
C．大于小于
D．等于或大于
4．用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为和的电压表，串联后用来测量的电压，则（　　）
A．两表头的指针的偏角相同，示数不同
B．两表头的指针的偏角相同，示数相同
C．两表头的指针的偏角不相同，示数相同
D．两表头的指针的偏角不相同，示数不同
5．电动自行车具有快捷、环保的优势，已经成为人们出行的重要交通工具。某品牌电动自行车的电动机额定电压为36V，额定电流为6A，额定输出功率为180W，电动机的内电阻为（　　）
A．7.2
B．6.0
C．5.0
D．1.0
6．某导体的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该导体是线性元件
B．曲线的切线的斜率表示导体的电阻
C．随着导体两端的电压增大，导体的电阻增大
D．该导体的电阻率不随导体两端的电压变化而变化
7．李伟同学在学习电表改装的原理以后，想找器材实践一下，于是他从学校实验室找来了一个小量程电流计G（表头），查阅说明书，知道了该电流表满偏电流为50μA，内阻为800Ω，他想把该电流计改装成0~1mA和0~10mA的双量程电流表，电路图如下图所示。下列说法正确的是（　　）
A．改装后开关接2时量程为0~1mA
B．改装后的电流表量程均随电阻R2的阻值增大而减小
C．改装后的电流表量程均随电阻R1的阻值增大而减小
D．改装后开关接2时电流表内阻大于开关接1时的内阻
8．欧姆定律适用于（　　）
A．金属导电
B．气体导电
C．电解液导电
D．所有导电物质
9．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为“iRobot”扫地机器人，已知其电池容量2000mAh，额定工作电压15V，额定功率30W，则下列说法正确的是（　　）
A．扫地机器人的电阻是10Ω
B．题中“mAh”是能量的单位
C．扫地机器人正常工作时的电流是2A
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为1h
10．一根粗细均匀的金属导线两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（　　）
A．通过金属导线的电流为
B．通过金属导线的电流为
C．自由电子定向移动的平均速率为
D．自由电子定向移动的平均速率为
二、实验题（共15分）
11．某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：
（1）当开关断开，接a时，该电火锅选用______档工作（选填“高温”、“中温”或“低温”）。
（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大?（________）接入电路的电热丝的阻值是多少?
（________）
（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功?
（________）若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高多少℃?
（________）
额定电压
220V
额定功率
高温档
中温档
低温档
880W
440W
220W
12．某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求能够多次测量并尽可能减小实验误差。实验室备有以下器材：
A．直流电源（6V，内阻不计）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C．电流表A（0~0.6A，内阻未知）
D．滑动变阻器R（0~20Ω，5A）
E．滑动变阻器R（0~200Ω，1A）
F．定值电阻（阻值1990Ω）
G．开关与导线若干
（1）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用___________。（填写器材前的序号）
（2）由于提供的器材无电压表，需利用电流表G串联定值电阻改装成量程为___________V的电压表。
（3）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件的伏安特性曲线的电路原理图（可用表示）。（画在虚线框内）（_______）
（4）将上述电子元件和另一电子元件接入如图甲所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中、所示。电源的电动势，内阻忽略不计。调节滑动变阻器，使电子元件和消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件的阻值为___________Ω，接入电路的阻值为___________Ω。（结果保留两位有效数字）
三、解答题（共45分）
13．氢原子核外只有一个电子，该电子在库仑力作用下绕核做半径为R的匀速圆周运动，假想我们在电子的轨道上取一个横截面，则该电子每周期内通过该截面一次。用k表示静电力常量，e表示元电荷，m表示电子的质量。求该电子绕核运动而形成的环形电流的电流强度。
14．有一起重机用的是直流电动机，如图所示，其内阻r＝0.8Ω，线路电阻R＝10Ω，电源电压U＝150V，伏特表的示数为110V，求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入到电动机的功率P入。
15．有一起重机用的直流电动机，如图所示，其内阻，线路电阻，电源电压，电压表示数为110V，求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入到电动机的功率；
（3）电动机的发热功率，电动机的输出功率。
16．由四个电阻连接成的混联电路如图，R?1?=8
Ω，R?2?=4
Ω，R?3=6
Ω，R?4?=3
Ω。
（1）求a、d之间的总电阻。
（2）如果把21
V的电压加在a、d两端，通过每个电阻的电流是多少？
参考答案
1．A
【详解】
由焦耳定律得
故选A。
2．A
【详解】
根据乙图可知，当电阻箱阻值时，此时电流为0.2A，则此时电阻箱消耗的电功率为
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．B
【详解】
电压表接在两端，电压表的示数为，此时两端的电压为4V，则说明、的电阻之比大于2:1，把电压表改接在两端，由于内阻不是远大于、，则电压表与并联之后的阻值小于，所以、两端的电压之比依然大于2:1，所以电压表的示数将小于。
故选B。
4．A
【详解】
因为两个表头是串联关系，所以流过表头的电流大小一样，所以两表头的指针偏转角度相同，因为量程不同，内阻不同，所以示数不同，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
根据题意得
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
ABC．根据
可知图像的点与原点连线的斜率表示导体的电阻，不是某点切线的斜率表示电阻，随着电压的增大，图像的点与原点连线的斜率增大，则知随着电压的增大导体的电阻不断增大，该导体伏安特性曲线是弯曲的曲线，不是线性元件，AB错误C正确；
D．导体的电阻率跟导体材料、温度有关，当导体两端的电压变化时导体的温度就会变化，则导体的电阻率就可能变化，D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．开关接1时表头与R1、R2并联，分流电阻较小，量程较小，开关接2时，表头先与R2串联，再与R1并联，分流电阻较小，量程较大，故改装后开关接2时量程为0~10mA，A错误；
BC．当开关接1时，量程为
当开关接2时，量程为
故随R1的增大，I1、I2均减小，随R2的增大，I1减小，I2增大，B错误，C正确；
D．将I1=1mA、I2=10mA代入BC解析中的表达式可得
，
开关接1时，内阻为
开关接2时的内阻为
故改装后开关接2时电流表内阻小于开关接1时的内阻，D错误。
故选C。
8．AC
【详解】
AC．金属、电解质溶液是线性元件，欧姆定律能适用，故AC正确；
BD．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用，故BD错误。
故选AC。
9．CD
【详解】
A．扫地机器人是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，无法计算扫地机器人的电阻，A错误；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，由Q=It可知“mAh”是电量的单位，B错误；
C．扫地机器人正常工作时的电流是
D．扫地机器人充满电后一次工作时间约为
D正确。
故选CD。
10．BC
【详解】
AB．将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律分析，得电阻变为原来的4倍，电压U恒定不变，根据欧姆定律可知，电流变为原来的，故A错误，B正确；
CD．电流的微观表达式，其中n、e不变，电流Ⅰ为原来的，横截面积S变为原来的，则自由电子定向移动的速率为，故C正确，D错误。
故选BC。
11．低温
2A
110Ω
3.96×105J
80
【详解】
(1)
[1]由图知，当S1断开，S2接a端，R1和R2串联，此时电路总电阻最大，由
可知，此时功率最小，则该电火锅选用低温工作。
(2)
[2]中温档断开，接b
时，电阻R2单独接入电路，此时电路中电流
[3]由欧姆定律
(3)[4]电流做的功
[5]因电热丝产生的热量全部被水吸收，则由
，
解得
因为在一个标准大气压下水温最高为100℃，且水的初温是20℃，所以只能使水升高80℃。
12．D
6
10
4.0
【详解】
(1)[1]要求描绘伏安特性曲线，能够多次测量数据，滑动变阻器应采用分压式接法，选阻值较小的D方便调节。
(2)[2]由于
故利用电流表G串联定值电阻改装成量程为6V的电压表。
(3)[3]由题中电子元件参数可得待测电阻约为14.4Ω，应采用电流表外接法，故实验电路如图所示
(4)[4]电子元件和消耗的电功率恰好相等，由乙图可知，此时两元件的电压、电流均为
，
则此时电子元件的阻值为
[5]此时滑动变阻器两端的电压为
流过滑动变阻器的电流为
则接入电路的阻值为
13．
【详解】
电子绕原子核做匀速圆周运动，有
周期，解得
电子绕原子核运动的等效电流为
解得
14．(1)
4A；(2)
440W
【详解】
(1)对电阻R，根据欧姆定律得
=40V
电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为4A。
(2)电动机的输入功率是
P入=UMI=110×4W=440W
15．（1）4A；（2）440W；（3）12.8W，427.2W
【详解】
（1）电路中电阻R这一段电路是纯电阻电路，所以
由于R与电动机串联，所以电动机内部线圈中的电流也为
（2）输入到电动机的功率为
（3）电动机的发热功率为
则电动机的输出功率为
16．（1）14Ω；（2）1.5A，1.5A
，
0.5A，1A
【详解】
（1）由图可知，R3与R4并联后再与R1、R2串联，故a、d之间的总电阻为
（2）由欧姆定律得干路中电流为
此即通过R1、R2的电流
设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则得
解得