第三章 恒定电流 单元达标（解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元达标（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．下述关于使用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　）
A．测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“0”处
B．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
C．测电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后再测
D．在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
2．如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是（　　）
A．C、D两点之间的高度差将变大
B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小
C．A、B两点之间的高度差不变
D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大
3．锦州某学校新装了一批节能路灯如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　）
A．A灯变暗，B灯变亮
B．电源内阻消耗的功率变大
C．电源的效率变大
D．上电流的变化量等于上电流变化量
4．在如图所示的电路中，定值电阻、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，则（　　）
A．、两点的电势差
B．电容器所带电荷量为
C．断开开关，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D．断开开关，稳定后流过电阻的电流与断开前相比将发生变化
5．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻组成电路，可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法是（　　）
A．将单独接到电源两端
B．将并联后接到电源两端
C．将串联后接到电源两端
D．将单独接到电源两端
6．如图所示，电路中c点接地。若不考虑电流表和电压表对电路的影响，将滑动变阻器的滑片向a端移动，则（　　）
A．a点电势升高
B．电源的输出功率增加
C．电压表读数减小
D．电源的效率变小
7．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表的示数减小，电流表的示数减小
B．电压表的示数增大，电流表的示数减小
C．电源对外输出功率减小
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
8．下述关于使用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是（　　）
A．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
B．测量阻值不同的电阻时都必须重新欧姆调零
C．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起以使表笔与待测电阻接触良好
D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到“”挡或交流电压最高挡
9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R2为定值电阻，R1为光敏电阻（当照射光强度增大时，阻值减小），R3为滑动变阻器，则下列判断正确的是（　　）
A．仅增加光照强度时，电容器所带电量增加
B．电源的输出功率一定减小
C．仅滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器处于放电状态
D．仅滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的总功率增大
10．如图所示，直流电路中，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻时（　　）
A．电源的总功率增大
B．A板的电势降低
C．液滴向下运动
D．电容器所带电荷量增加
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．测定干电池的电动势和内阻的电路如图（a）所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制出图（b）所示的图像。
(1)由图（b）求得电池的电动势______________V（保留3位有效数字），内阻______________Ω（保留2位有效数字）。
(2)实验中因电表内阻的影响，电动势测量值_______________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
(3)根据实验数据可绘出图（c）所示的图像。若图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率_______________，电表内阻对电阻率的测量______________（选填“有”或“没有”）影响。
12．充电宝是手机、平板电脑及时充电的一种重要工具。可将充电宝视为跟蓄电池和电池一样的可移动直流电源，其电动势约为5V，内阻较小。A组同学设计了如图甲所电路测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，他们剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，另外两根导线空置不用。实验室还提供了如下器材：
A．量程是3.0A的电流传感器
B．量程是6V的电压传感器
C．阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器
D．阻值为0~30Ω，额定电流为3A的滑动变阻器
E.阻值为1.5Ω的定值电阻
F.开关S一个，导线若干
（1）实验中滑动变阻器应选用___________（填相应器材前的字母）。
（2）该组同学记录8组数据并在图乙中的坐标纸上画出该充电宝的U-I图线。由图线可知该充电宝的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留到小数点后两位）
（3）B组同学也利用A组用的同一套器材完成此实验，误把图甲中电压传感器在d点的接线接在c点，测得数据也在同一坐标中出U-I图像，其他操作、读数等都准确无误。则B组画的图线与纵轴的交点相应的电压值、图线斜率的绝对值大小和A组相比，分别是___________和___________（均填“偏大”“相同”“偏小”或“无法确定”）
二、实验题（共15分）
13．如图所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？
14．如图所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势E=6V，当变阻箱阻值为R=5Ω时，闭合电键后，电压表读数U=5V，求：
（1）电路中的电流I和电源内阻r；
（2）电源的输出功率P和效率。
15．如图所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3=4Ω，经过一段时间后某一电阻烧断，电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，设电表对电路的影响不计，试问：
(1)烧断的是哪一个电阻？
(2)试求R1的电阻值？
(3)电源的电动势和内阻分别是多少？
16．如图所示，电路中电池的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.5Ω，固定电阻R1＝0.5Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0~5Ω，电容器C1＝6μF，C2＝3μF求：
(1)开关S断开时，A、B两点间的电势差为多大？
(2)开关S闭合，如R2取1.0Ω，则电容器C1的电量改变了多少？
(3)开关S闭合，R2为多大时，它自身消耗的功率最大？最大功率是多少？
参考答案
1．C
【详解】
A．测量前应检查指针是否停在“A”刻度线的“0”处，即电阻的无穷大处，选项A错误；
B．欧姆表换挡时必须重新调零，同一挡时测不同电阻不需要重新调零，选项B错误；
C．测电阻时如果指针偏转过大，所测电阻较小，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后再测，选项C正确；
D．测电阻时，电流从红表笔流入多用表，从黑表笔流出，在外电路，经被测电阻回到红表笔，选项D错误。
故选C。
2．A
【详解】
AC．因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，会减小，C、D两点高度差类似于内电压，会变大，A正确，C错误；
B．A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，B错误；
D．电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，电动势不变，因此做功不变，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，电流减小，内电压减小，外电压增大。
AD．A灯变亮，支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮。对于支路R0，有
而，，所以
AD错误；
B．因为内电压减小，所以电源内阻消耗的功率变小。B错误；
C．因为外电阻变大，根据
可知，电源的效率变大。C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．设电源负极的电势为0，则电源正极的电势为
又因为
代入数据可解得
同理有
解得
故
故A错误；
B．由
可知此时电容器所带电荷量为
且上极板带负电，故B错误；
C．断开开关，稳定后点的电势为
点电势仍为
故此时
且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为
即
故C正确；
D．由电路知识可知，断开开关，稳定后流过电阻的电流与断开前相比不会发生变化，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
由图可知，电源内阻及的阻值为
，，
当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以将单独接到电源两端，电源有最大输出功率。
故选A。
6．A
【详解】
AC．将滑动变阻器的滑片向a端移动，阻值增大，总电阻增大，总电流减小，根据闭合电路欧姆定律可得
由于总电流减小，电源内阻与定值电阻不变，则两端电压增大，则通过两端电流增大，由串并联电路电压电流关系有
则通过的电流减小，电压表的读数为
则电压表的读数增大，a点电势升高，所以A正确；C错误；
B．由于电源内阻无法确定，根据电源的输出功率特点，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，所以电源的输出功率无法确定，则B错误；
D．电源的效率为
则将滑动变阻器的滑片向a端移动，阻值增大，总外电阻增大，所以电源的效率也增大，则D错误；
故选A。
7．D
【详解】
AB．当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻减小，电路中电流增大，内电阻及的分电压增大，则传感器电阻上的电压减小，电压表示数减小。AB错误；
C．当内外电阻相等时，电源输出功率最大，当传感器电阻减小时，外电阻阻值接近内电阻，所以电源输出功率变大。C错误；
D．根据闭合电路的欧姆定律得
则有
即比值不变。D正确。
故选D。
8．AD
【详解】
A．测量电路中的某个电阻，为保护电表应该把该电阻与电路断开，故A正确；
B．欧姆表换挡后要进行欧姆调零，用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零，故B错误；
C．人是导体，人与导体接触时，人与导体并联，并联阻值小于电阻阻值，用欧姆表测电阻时，不应用两手将表笔和待测电阻两端捏紧，故C错误；
D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到“”挡或交流电压最高挡，故D正确；
故选AD。
9．AD
【详解】
A．电容器与滑动变阻器和R2属于并联关系，仅增加光照强度时，光敏电阻阻值减小，根据闭合电路欧姆定律和分压原理，有
易知电容器电压增加，根据电容的定义式，有
易知电容器所带电量增加。故A正确；
B．仅减弱光照强度时，光敏电阻阻值增大，根据功率的公式，有
可知电源输出功率与内外电阻关系决定，题中为明确其大小关系，故不能确定输出功率的变化。故B错误；
C．仅滑动变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中阻值变大，易知电容器上电压亦变大，即电容器处于充电状态。故C错误；
D．仅滑动变阻器的滑片向下移动时，外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知
可知电源的总功率增大，故D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】
BC．现用强光照射电阻时，的阻值减小，干路电流增大，R2与电容器串联，稳定后相当于断路，对电路无影响，故电容器两端电压相当于R1两端电压，由于下极板接地，由
可知，电容器两端电压增大，即A板的电势升高，极板间场强
故场强增大，液滴受到向上的电场力增大，故液滴向上运动，BC错误；
D．由
可知，电容器所带电荷量增加，D正确；
A．由
可知，电源的总功率增大，A正确。
故选AD。
11．1.49
0.25
小于
kS
没有
【详解】
(1)[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
U=E-I（r+R0）
则可知图b中的图象与纵坐标间的交点表示电动势，故E=1.49V；
图象的斜率表示（r+R0），则
解得
r=1.45-1.2=0.25Ω
(2)[3]由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示
由图象可知，电动势测量值小于真实值。
(3)[4]根据欧姆定律可知，电阻
则可知
解得
ρ=kS
[5]若考虑电流表的内阻，则
则图象的斜率不变，所以得出的电阻率没有影响。
12．D
5.07（5.06也可）
0.11
相同
偏大
【详解】
（1）[1]
如果选C，当滑动变阻器的阻值较小时，电流会超过滑动变阻器的额定电流而烧毁仪器，从安全和方便的原则考虑，故选D。
（2）[2]
[3]
根据闭合电路的欧姆定律，可得
图像的纵截距为电源电动势大小，由图可得
（5.06也可）
图像的斜率为内阻大小，由图可得
（3）[4]
[5]
电压传感器的接线接在c点时，根据闭合电路的欧姆定律可得
整理得
由于图像的纵截距为电源电动势大小，可知电动势大小不变，所以B组画的图线与纵轴的交点相应的电压值与A相同；图像的斜率为内阻大小，可知图线斜率的绝对值大小和A组相比偏大。
13．见解析
【详解】
产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差
14．（1）1A，；（2）5W，
【详解】
（1）由欧姆定律可得
再由闭合电路的欧姆定律可得
解得
（2）由电功率公式
电路的总功率为
则效率为
15．(1)R2；(2)4Ω；(3)4V，1Ω
【详解】
(1)因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定烧断的电阻是R2；
(2)由R2烧断后：电压表的示数等于路端电压，则由欧姆定律可知：
R1=Ω=4Ω
(3)根据闭合电路欧姆定律得U=E－Ir，即
3.2=E－0.8r
R2未烧断时，路端电压为
U′=R1I′＝4×0.75V=3V
通过R3的电流为
I3=＝A＝0.25A
总电流为
I0=I3＋I′=0.25A＋0.75A=1.0A
则有
U′=E－I0r
即
3=E－r
联立解得
E=4V，r=1Ω
16．(1)3.0V；(2)；(3)；
【详解】
(1)开关S断开时，A、B两点间的电势等于电源电动势，即
(2)开关S断开时,电容器C1两端电压为
电容器C1的电荷量为
开关S闭合后，R1与R2并联，电容器C1两端电压为
此时电容器C1的电荷量为
则电容器C1的电荷量改变量为
(3)将R1等效为电源内阻，则
因此当时，它的消耗功率最大，此时电路中的电流为
最大功率为