第三章 恒定电流 单元过关检测（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元过关检测（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．对于电动势的定义式的理解正确的是（　　）
A．E与W成正比
B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关
D．W表示非静电力
2．如图所示，图线1表示的导体电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（　　）
A．R1：R2
=1：3
B．R1：R2
=3：1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3
3．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．
4．砷化铌是一种具有较高电导率的纳米材料，据介绍，该材料的电导率是石墨烯的1000倍，电导率δ就是电阻ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　）
A．电导率的单位是
B．材料的电导率与材料、形状有关
C．材料的电导率越小，其导电性能越强
D．电导率大小与温度无关
5．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变，如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P向右移动时，下列说法中正确的是（　　）
A．R0上的电压变小
B．R2上的电压变大
C．R1上的电压变小
D．R1上电压变化量大于R0上的电压变化量
6．如图所示，两个阻值较大的定值电阻串联后，接在输出电压的直流电源上，电源电压保持不变，把电压表接在两端，电压表的示数为，如果把此电压表改接在两端，电压表的示数将（　　）
A．等于
B．小于
C．大于
D．电压表内阻末知，无法判断
7．电流传感器可以像电流表一样测量电流，按图甲连接电路，电源用直流，电容器可选几十微法的电解电容器，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示，则有（　　）
A．开关由1掷向2时，流过电阻的电流由流经电阻到
B．开关由1掷向2时，流过电阻的电流由流经电阻到
C．图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近
D．图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近
8．关于电阻率，下列说法中正确的是（　　）
A．与导体的长度l成反比，与导体的电阻R和横截面积S成正比
B．与导体的材料有关
C．合金的电阻率大于纯金属的电阻率
D．温度升高时，金属导体的电阻率增大
9．日常生活用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是
（　　）
A．IU＝P
B．IU＞P
C．P＞I2（R1＋R2）
D．P＝I2（R1＋R2）
10．下图为某种锂电池充电过程中电池电压、充电电流随时间变化的图像。根据图像，可以做出的正确推断是（　　）
A．该锂电池的电动势约为4.2V
B．该锂电池的充电电压可能小于4.2V
C．充电的1.0~3.0小时内，电池充入的电荷量为1000mA·h
D．若该锂电池的容量为1400mA·h，则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过5.88W·h
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．（1）在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度α与合力F的关系。
①为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是________。
A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上
②某同学得到了如图所示的一条纸带，已知打点计时器的工作频率为50Hz，由此得到小车加速度的大小a=_______m/s2（结果保留三位有效数字）
③在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成系统误差。设拉力的真实值为，小车的质重为M，为了使，应当满足的条件是_____。
（2）某同学想要较为精确的测量一只电流表G1（量程为、内阻约为）的内阻。实验室中可供选择的器材有：
电流表G2：量程为，内阻约为；
电压表V：量程为，内阻约为；
定值电阻：阻值；
定值电阻：阻值；
滑动变阻器：最大电阻，额定电流；
直流电源：电动势，内阻；
开关，导线若干。
①该同学选用其中的部分器材设计了如图甲所示的电路进行测量，你认为该设计方案不合理的地方是__________。
②请用电流表G1、G2和某一定值电阻重新设计实验，并在乙图的方框中将正确的电路图补充完整（图中注明所选器材符号）______________。
③按照乙图电路进行实验，测得电流表G1的示数为，电流表G2的示数为，则电流表G1内阻的表达式为________________。
④根据测量数据，做出的图像如图丙所示，则电流表G1的内阻为______。（结果保留两位有效数字）
12．一只电流表的表盘刻度清晰，但刻度值污损，某同学要测量其内阻，除了待测电流表之外，实验室提供的器材如下：
A．电压表V（量程为3V）
B．滑动变阻器R1（最大阻值为10，额定电流为1A）
C．滑动变阻器R2（最大阻值为500，额定电流为1A）
D．电阻箱R'（0~999.9）
E.电源（电动势约为9V，内阻约为1）
F.开关一个、导线若干.
（1）如果采用图1所示的实验电路，应选用滑动变阻器_________（选填“R1”或“R2”）；闭合开关S前，应将图1中滑动变阻器的滑片调至_______（选填“a”或“b”）端。
（2）请用笔画线代替导线，将图2中电路连接完整_________。
（3）闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱接入电路的阻值，使电流表指针满偏，记录电压表的读数U和电阻箱的阻值R'，重复上述操作，进行多次实验，记录多组实验数据如下表所示，请在图中绘出U-R'图像_______，由图像可得电流表的量程为_______A，内阻为_______。（结果保留两位有效数字）
U/V
/
1.57
0.6
1.72
0.8
2.02
1.3
2.18
1.6
2.43
2.0
二、解答题（共45分）
13．如图是某导体的伏安特性曲线，由图请计算：
(1)导体的电阻是多少；
(2)当导体两端的电压是10
V时，通过导体的电流是多少；
(3)当通过导体的电流是0.1
A时，导体两端的电压是多少。
14．如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6，R=10，U=160V，电压表的读数为110V，求：
(1)通过电动机的电流是多少？
(2)若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取10m/s2）
15．某电流表内阻为，满偏电流为，按图甲、乙改装成量程为0
~
0.1A和0
~
1A的两个量程的电流表。
（1）在图甲中，和各为多少？
（2）在图乙中，和各为多少？
（3）从安全角度分析，哪种改装方法较好？
16．一台电风扇，内阻为50Ω，接上220V电压后，消耗功率44W。问：
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？
(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
参考答案
1．C
【详解】
ABC．电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关，故AB错误，C正确；
D．公式中W表示非静电力做的功，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
AB．根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
故A正确，B错误；
C．串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比
故C错误；
D．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比
故D错误。
故选A。
3．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。
4．A
【详解】
A．根据电阻定律
解得
电导率的单位是
A正确；
BD．电阻率与材料、形状无关，与温度有关，根据，电导率也与材料、形状无关，与温度有关，BD错误；
C．根据，电导率越小，电阻率越大，导电性能越差，C错误。
故选A。
5．A
【详解】
ABC．当滑动变阻器滑动触头P由图示位置向右移动时，滑动变阻器R0接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分电压减小，所以R2上的电压变小，R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，总电流不变，则通过R1电流增大，所以R1的电压变大，则R0上的电压变小，故选项A正确，B、C错误；
D．R1的电压变大，R0上的电压变小，R1和R0的电压之和减小，则R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，选项D错误。
故选A。
6．B
【详解】
电压表接在两端，电压表的示数为，表面电压表与并联后电阻与的阻值相等，说明大于，把此电压表改接在两端，则电压表与并联，其总电阻要小于，根据电压分配规律，电压表示数要小于。
故选B。
7．A
【详解】
AB．当开关S打到1时，电容器的上端接电源的正极，下端接电源的负极，所以当开关S打到2时，电容器对电阻R放电，流过电阻的电流由流经电阻到。所以A正确，B错误；
CD．由电流的定义式可得
则图乙图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量。图中图像与坐标轴围成的面积为小格的格数。按照超过半格算一格，不足半格舍去，则可知总共有38格，一格代表的电量为
则该图像表示的电量为
所以CD错误。
故选A。
8．BCD
【详解】
A．电阻率与导体的长度、横截面积均无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关，A错误；
B．电阻率是描述材料导电能力的物理量，材料的电阻率由材料本身性质决定，B正确；
C．合金的电阻率大于纯金属的电阻率，C正确；
D．金属电阻率随着温度的升高而增大，D正确。
故选BCD。
9．AC
【详解】
AB．电吹风机两端电压为U，通过的电流为I，则电吹风机消耗的电功率为P=IU，选项A正确，B错误；
CD．电吹风机消耗的电功率，一部分转化为机械功率，另一部分转化为热功率，热功率为
P热=I2（R1＋R2）
可知
P＞P热=I2（R1＋R2）
选项C正确，D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】
A．由图像可知，充电结束时，电池电压约为4.2V，所以该锂电池的电动势约为4.2V。A正确；
B．给电池充电时，电池相当于用电器，则充电电压必须高于电池电动势，所以该锂电池的充电电压不可能小于4.2V。B错误；
C．电流时间图像的面积表示电量。所以在充电的1.0~3.0小时内，图像面积小于1000mA·h，C错误；
D．电池的电能为
D正确。
故选AD。
11．A
1.50m/s2
电压表量程太大
90
【详解】
(1)①[1]
A．调节长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，这样拉力大小和方向在小车运动过程中保持不变，故A正确；
B．平衡的小车的摩擦力，所以不能挂上钩码但要拖着纸带，轻推小车后让其在长木板上恰恰能做匀速直线运动，故B错误。
故选A。
②[2]由题意知，五个计数点两相邻计数点的时间间隔为
把AE分成两段，由逐差公式求速度
③[3]对整个系统求加速度
对小车的拉力
代入得到
(2)①[4]电流表G1(量程为4mA、内阻约为)，满偏电压约为0.4V，而电压表量程为4V，所以电压表量程过大，无法准确测量，故不能使用电压表进行测量。
②[5]实验中只能选择另一电流表进行测量，可以将待测电流表与定值电阻并联，然后由电流表测出并联电流，即可求出电流表内阻；因电流表内阻约为，故定值电阻应选择R2；故原理图如图所示
③[6]电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，通过定值电阻的电流为
电流表G两端的电压
待测电流表内阻
④[7]根据(3)中表达式可知
由图象可知，图象的斜率
解得
12．R1
a
0.60（0.57-0.63）
2.0（1.9-2.1）
【详解】
(1)[1]因实验中滑动变阻器采用的是分压式接法，为了操作方便应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1；
[2]闭合开关S前，为了保证电表安全，应将图1中的滑动变阻器R1的滑片置于图中的a端，使测量电路处于短接状态；
(2)[3]根据图1连接电路图如下
(3)[4]根据表中数据在图中描点连线绘出U-R'图像，如图所示
[5]由于每次实验均使电流表指针满偏，则有
解得结合图像可得
[6]由图像知，当R’=0.5Ω，U=1.50V，则可得
可得
13．(1)25
Ω；(2)0.4
A；(3)2.5
V
【详解】
(1)由题图知，当电压为5
V时，导体中的电流为0.2
A，由欧姆定律知，电阻
(2)当导体两端的电压是10
V时，通过导体的电流
(3)当通过导体的电流是0.1
A时，导体两端的电压
U=IR=25×0.1
V=2.5
V
14．(1)5A；(2)53.5kg
【详解】
(1)通过电动机的电流
(2)由能量关系可知
解得
m=53.5kg
15．（1），；（2），；（3）乙图好
【详解】
（1）按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
，
（2）按图乙接法，量程为0
~
1A时，和串联后与并联；量程为0
~
0.1A时，和串联后与并联，分别得
，
解得
，
（3）乙图中电流计串联电阻分压有保护作用，则从安全角度考虑应为乙图好。
16．(1)0.2A；(2)
42W，2W；(3)4.4A
，968W，968W
【详解】
(1)根据
P=UI
可得电流为
(2)线圈电阻发热功率
所以电动机的机械功率
(2)扇叶被卡住后，通过电动机的电流
电动机消耗的电功率
发热功率