第三章 恒定电流 单元达标测试2（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元达标测试2（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为200Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻变为121Ω，这个现象说明金属的电阻率影响因素是（　　）
A．电压
B．时间
C．温度
D．电流
2．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（　　）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积
3．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法错误的是（　　）
A．该电池放电时能输出的总电荷量为
B．电源的作用就是在接入电路后能够将电荷从电源的一个电极搬到另一个电极，从而给电路提供持续电压和电流
C．若电池一直以的电流工作，可用4天零4小时
D．是能量单位，可与进行换算
4．下列“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验电路图，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．两个灯泡分别标有“6V，3W”和“6V，4W”的字样，将这两个灯泡串联或并联后接入电源。为了保证电路安全工作，并假定灯泡电阻恒定，两种情况下两灯泡的总功率最大可以达到（　　）
A．串联时5.25W，并联时5.25W
B．串联时5.25W，并联时7W
C．串联时7W，并联时5.25W
D．串联时7W，并联时7W
6．物理学的发展历程中有很多科学家作出了伟大的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略通过斜面实验提出了机械能守恒定律
B．卡文迪什巧妙地利用扭秤装置测出了引力常量G的值
C．法拉第指出导体内部的电场线由负电荷指向正电荷
D．欧姆通过实验得到电流通过导体产生的热量的关系式
7．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为R，则时间t内（　　）
A．充电宝输出的电功率为UI＋I2R
B．充电宝产生的热功率为I2R
C．手机电池产生的焦耳热为t
D．手机电池储存的化学能为UIt-I2Rt
8．如图所示，将两完全相同的表头G分别串联定值电阻R1和R2，改装成量程之比为1∶2的两个电压表V1和V2，若以下在使用两新的电压表测量电压时都在它们的量程范围内，则正确的是（　　）
A．当两电压表串联时，两表V1和V2的指针偏角相同
B．当两电压表串联时，两表V1和V2的示数比为1∶2
C．当两电压表并联时，两表V1和V2的指针偏角相同
D．当两电压表并联时，两表V1和V2的示数比为1∶1
9．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（　　）
A．a代表的电阻丝较粗
B．b代表的电阻丝较粗
C．把a
b代表的电阻丝并联的伏安特性曲线应分布在I轴和b线之间
D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
10．如图所示为某型号的直轨式小吊机，其配备的电动机可以将重物吊起后转移至窗口或空间狭小的室内。电动机的输入电压为220V，当将质量为100kg的重物以0.6m/s的速度沿竖直方向匀速提升时，通过电动机的电流为4A。已知重力加速度，不考虑其他阻力，下列说法正确的是（　　）
A．电动机内部线圈电阻为55Ω
B．此时电动机输出功率为600W
C．刚启动时通过电动机的电流大于4A
D．电动机空载时内部线圈消耗的功率为880W
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．在“测定金属的电阻率”实验中，
（1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d、某次测量时，螺旋测微器的示数如图1所示，则该合金丝直径的测量值d=___________mm。
（2）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ=___________。（用上述字母和通用数学符号表示）
（3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
A．待测合金丝Rx（接入电路部分的阻值约5
Ω）
B．电源
（电动势4
V，内阻不计）
C．电流表（0~3
A，内阻约0.01
Ω）
D．电流表（0~0.6
A，内阻约0.2Ω）
E．灵敏电流计G（满偏电流Ig为200?A，内阻rg为500Ω）
F．滑动变阻器（0~10
Ω，允许通过的最大电流l
A）
G．滑动变阻器（0~100
Ω，允许通过的最大电流0.3
A）
H．电阻箱R0（0~99999.9Ω）
为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（均填写仪器前的字母）
（4）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于___________端（选填“a”或“b”）。
（5）甲同学按照图2电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14500Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx=___________Ω（保留两位有效数字）。
12．某实验小组利用一捆长度为L=100m铜芯导线测量铜的电阻率，实验如下：
（1）用螺旋测微器测铜芯线的铜芯直径示数如图所示，铜芯的直径D为___________mm；
（2）为多测几组数据，要求电压能从零开始连续调节，请用笔画线代替导线，在图中将未完成的实物电路补充连接好；（_______）
（3）在方框内画出符合（2）问要求的实验电路图；（_______）
（4）正确连接实物电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得的电流为I，电压为U，铜芯的直径为D。请用以上物理量写出铜的电阻率表达式=________
（5）实验小组通过查阅教材发现本实验测得的电阻率明显偏大，造成偏大的可能原因是（______）
A．电流表测得的电流大于通过铜芯导线的电流
B．实验时钢芯导线的温度过高
C．用螺旋测微器测得导线的铜芯直径偏大
D．选用的铜芯导线太长
三、解答题（共45分）
13．小明准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中请问：
电动机的电压
电动机工作状态
通过电动机的电流
不转动
正常转动
(1)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？
(2)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是多少？
(3)该玩具电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？
14．如图所示，把一个长方体铜柱的a、b端，c、d端，e、f端分别接入电路，已知其电阻率为ρ铜，计算接入电路中的电阻分别是多大。
15．如图所示，一电机与一电阻R串联接在电源上，电源电动势E=20V，内阻r=1Ω。闭合电键S后，用理想电压表测出电机两端的电压为10V，已知电机线圈电阻为Rm=1Ω，电阻R=9Ω，求：
(1)电机的发热功率为多少？
(2)电机输出的机械功率是多少？
(3)若电机突然卡住不转动，电源的输出功率多大？
16．在图所示电路中，电源电压恒定，当只将开关K1闭合时，整个电路消耗的电功率为6W；当将K1、K2闭合时，整个电路消耗的电功率
为9W．求只将K3闭合时，整个电路消耗的电功率．
参考答案
1．C
【详解】
灯泡发光时灯丝温度比熄灭时高，电阻比熄灭时高，这个现象说明金属的电阻率影响因素是温度。
故选C。
2．D
【详解】
A．由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A错误；
BC．根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为
R＝
选项B、C错误；
D．对应P点，小灯泡的功率为
P＝U1I2
也就是图中矩形PQOM所围面积，选项D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．该电池放电时能输出的总电荷量为
选项A正确，不符合题意；
B．电源的作用就是在接入电路后能够将电荷从电源的一个电极搬到另一个电极，从而给电路提供持续电压和电流，选项B正确，不符合题意；
C．若电池一直以的电流工作，可用
选项C正确，不符合题意；
D．是电量单位，不可与进行换算，选项D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
测定小灯泡的伏安特性曲线，电压与电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，小灯泡的电阻较小，约为几欧姆到十几欧姆，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法。
故选D。
5．B
【详解】
两个灯泡的电阻分别为
串联时R1正常发光，R2不能正常发光，电流强度为
串联时两灯泡的总功率最大值为
并联时均能正常发光，总功率的最大值为
故选B。
6．B
【详解】
A．伽利略通过斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因，A错误；
B．卡文迪什巧妙地利用扭秤装置测出了引力常量G的值，从而成为第一个秤得地球质量的人，B正确；
C．法拉第指出导体内部的电场线由正电荷指向负电荷的，C错误；
D．焦耳通过实验得到电流通过导体产生的热量的关系式，即焦耳定律，D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为
A错误；
BC．手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为
而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，B、C错误；
D．输出的电能一部分转化为手机的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能
W＝Uit-I2Rt
故D正确。
故选D.
8．ABD
【详解】
AB．当两电压表串联时，流过表头的电流相等，指针偏转角度与电流大小成正比，两表V1和V2的指针偏角相同，示数之比等于量程之比，因此两表V1和V2的示数比为1∶2，AB正确；
CD．当两电压表并联时，电压处处相等，因此两表V1和V2的示数比为1∶1，由于两表的量程不相等，因此指针的偏转角不同，C错误，D正确；
故选ABD。
9．BC
【详解】
AB．根据欧姆定律
可得
可知伏安特性曲线的斜率是电阻的倒数，因此a代表的电阻较大，b的较小；根据电阻定律
可知a的电阻丝较细，b的较粗，故A错误，B正确；
C．把ab代表的电阻丝并联后阻值比金属丝b的跟小，伏安特性曲线应分布在I轴和b线之间，故C正确；
D．一段金属丝的电阻是由本身的因素决定的，与所加电压和所通过的电流无关，故D错误。
故选BC。
10．BC
【详解】
A．设电动机内部线圈电阻为r
解得
，A错误；
B.
此时电动机输出功率为
B正确；
C.
刚启动时，电动机不转，是纯电阻电路，通过电动机的电流为
C正确；
D.
电动机空载时的电流一定小于额定电流4A，输入功率一定小于880W，内部线圈消耗的功率一定小于880W，D错误。
故选BC。
11．1.170
D
F
b
4.5
【详解】
(1)[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为
(2)[2]合金丝的电阻
解得电阻率
(3)[3][4]电路最大电流约为
电流表应选择D；为方便实验操作滑动变阻器应选择F；
(4)[5]由图2所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路闭合开关前滑片应置于b端；
(5)[6]根据图22所示电路，由欧姆定律可知，合金丝阻值
12．1.395（1.392mm~1.398mm）
BC
【详解】
（1）[1]
由图1所示螺旋测微器可知，铜芯直径
D=1mm+39.5×0.01mm=1.395mm（1.392mm~1.398mm）
（2）[2]
实验要求要求电压能从零开始连续调节，滑动变阻器应采用分压接法；电压表内阻很大，远大于铜芯导线电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示
（3）[3]
根据图示实物电路图作出实验电路图，实验电路图如图所示
（4）[4]
由欧姆定律可知，铜芯导线的电阻
由电阻定律可知
解得
（5）[5]A．电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表测得的电流大于通过铜芯导线的电流，使所测电阻率偏小，故A错误；
B．铜芯导线的电阻率随温度升高而增大，实验时铜芯导线的温度过高会导致所测电阻率偏大，故B正确；
C．用螺旋测微器测得导线的铜芯直径偏大，会使所测电阻率偏大，故C正确；
D．只要铜芯线长度测量准确，选用的铜芯导线太长不会导致电阻率的测量值偏大，故D错误；
故选BC。
13．(1)；(2)120J；(3)
【详解】
(1)电动机不转动时，是纯电阻电路，根据欧姆定律得
当电动机正常工作时
(2)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能
(3)电能转化为机械能的效率
14．；；
【详解】
根据电阻定律
可知当接入a、b端时，电阻
；
当接入c、d端时电阻
；
当接入e、f端时，电阻
15．(1)1W；(2)9W；(3)33.1W
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律，有
解得
电动机的热功率
(2)电动机的输入功率
电动机的输出功率
(3)若电机卡住，则为纯电阻路，则输出功率为
16．2W
【详解】
只将K1闭合
①
只将K1、K2闭合
②
又
③
由①②③代入数据解得
④
只将K3闭合
.⑤
由①④⑤代入数据解得