第三章 恒定电流 单元检测试题2（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第三章
恒定电流
单元检测试题2（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．下列电器在工作时，主要利用电流热效应的是（　　）
A．电动机
B．电风扇
C．电话机
D．电饭锅
2．如图所示，两个用相同材料制成的上表面均为正方形的长方体导体甲、乙，高度均为，甲、乙上表面边长分别为，则（　　）
A．从图示电流方向看，甲、乙电阻之比为
B．从图示电流方向看，甲、乙电阻之比为
C．若电流方向均为竖直向下，甲、乙电阻之比为
D．若电流方向均为竖直向下，甲、乙电阻之比
3．实际生活中，输电线路的电阻不能忽略，根据电阻定律可知（　　）
A．导线越长，电阻越小
B．导线越长，电阻越大
C．电阻率越大，电阻越小
D．横截面积越大，电阻越大
4．题图是监控汽车安全带使用情况的一种简化报警电路。汽车启动时，开关S1闭合；驾驶员系好安全带时，开关S2将断开。L是报警指示灯，P是蜂鸣报警器，RN为安装在座垫下方的压敏元件（电阻值与所受压力大小成反比），M是一种触发开关（当A、B两端电压升高时，C、D两个端口间将像普通开关一样直接接通，从而连通L、P所在支路），则（　　）
A．当驾驶员坐在座位上启动汽车但未系安全带时，RN电阻变大，A、B两端电压升高，指示灯点亮，蜂鸣器报警
B．当驾驶员坐在座位上启动汽车但未系安全带时，RN电阻变大，C、D两端口间接通
C．当驾驶员坐在座位上启动汽车并系上安全带时，A、B两端电压降低，指示灯熄灭
D．当驾驶员坐在座位上启动汽车并系上安全带时，C、D两端口间接通，指示灯熄灭
5．如图所示的电器中，电源电压不变，当开关S闭合，甲、乙两表都为电压表时，两表的示数之比U甲:U乙=5:3；当开关S断开，甲、乙两表都为电流表时，两表的示数之比I甲:I乙是（　　）
A．2:5
B．3:5
C．2:3
D．5:2
6．一内阻为1.0
Ω的电动机，加上220
V的电压后，电动机正常工作，此时通过它的电流为5
A，则电动机输出的机械功率为（　　）
A．25
W
B．1075
W
C．1100
W
D．1125
W
7．如图所示，电动机M的内阻是0.6Ω，电阻R=10Ω，直流电压U=160V，理想电压表示数110V，以下判断错误的是（　　）
A．电动机通过的电流为5A
B．电动机消耗的电功率为550W
C．电动机输出的机械功率为150W
D．电动机工作1h所产生的热量为5.4×104J
8．图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是
（　　）
A．指的是该电池放电时能输出的总能量
B．该电池未接入电路时，两极间的电压为
C．该电池充满电可提供的电能为
D．若该手机的待机电流为20mA，手机最多可待25小时
9．如图所示电路中，输入电压恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1，若灯泡恰能正常发光，下列结论中正确的是（　　）
A．电动机的输入电压是5V
B．电动机消耗的功率是4W
C．电动机消耗的功率是10W
D．电动机消耗的功率是16W
10．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　　）
A．电阻消耗的功率约为
B．电阻消耗的功率约为
C．每个灯的实际功率约为
D．每个灯的实际功率约为
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．在《测定金属丝电阻率》的实验中，需要测出其长度L、直径d和电阻R。用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图A，则金属丝的直径为___________mm。若用B图测金属丝的电阻，可知电路采用了电流表___________（填“内”或“外”）接法和滑动变阻器的___________（填“分压”或“限流”接法，实验测量结果将比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。
12．为测量甲、乙金属丝的电阻率，小明同学设计了如图（a）、（b）所示的两种实验方案，已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变。
（1）小明先进行了如图（a）方案的测量；
①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径，示数分别如图（c）、图（d）所示。则两根金属丝直径的测量值分别为：d甲=_________mm、d乙=_________mm；
②实验过程中，小明先将甲金属丝接入电路，并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l=50.00cm。闭合开关后移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图（e）所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并在图（e）画出U—I图线（______）；
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.90
1.20
1.50
1.80
2.10
2.40
I/A
0.18
0.24
0.31
0.37
0.43
0.49
③该方案测得的甲金属丝的电阻率__________（计算结果保留两位有效数字）；
（2）小明又用如图（b）方案测量乙金属丝的电阻率，实验中他可以通过改变接线夹（即图（b）中滑动变阻器符号上的箭头接触金属丝的位置），以控制接入电路中金属丝的长度；
①实验操作步骤：
a．正确连接电路，设定电阻箱的阻值，闭合开关
b．读出电流表的示数，记录接线夹的位置
c．断开开关，测出接入电路的金属丝的长度
d．闭合开关，重复b、c的操作
②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据，绘出如图（f）所示的关系图线，由图可以算出图线的斜率为k，若已测得乙金属丝的直径为d，已知电源的电动势为E、内阻为r。则乙金属丝的电阻率为_________；（写出电阻率的计算式）
（3）电表的内阻可能对实验产生系统误差，图（b）方案电阻率测量值_________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
三、解答题（共45分）
13．现有两个电阻分为为10Ω
和
15Ω，把它们同时接入一电路中，电源电压为
6V，求流过电源的最大电流和最小电流
14．雷雨天气电闪雷鸣，形成一幅壮观的自然景象，如图所示。某中学实验小组的同学为了探究闪电形成的条件，在实验室进行了模拟。假设某次实验时产生的电压为、电流为，该放电过程持续的时间为。则：
(1)该放电过程放出的电荷量为多少？如果放电过程电荷以0.5A的电流通过电灯（正常发光），则可供电灯照明的时间为多少？
(2)该放电过程对外释放的电能应为多少？
15．如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。已知R＝1Ω，当输入电压UAB＝110V时，求：
（1）流经10R电阻的电流；
（2）输出电压UCD。
16．真空中，一电子绕固定点电荷+Q做半径为r的匀速圆周运动，设电子等效环形电流为，如图甲所示；带电量均为+Q的点电荷相距r，在它们连线的中垂线上取一点A，A点到两电荷的距离也为r，电子在A点获得一垂直纸面的初速度后可绕两电荷连线的中点O做匀速圆周运动，设电子等效环形电流为，如图乙所示，求与的比值。
参考答案
1．D
【详解】
AB．电动机和电风扇工作时，电能转化为机械能，故AB错误；
C．电话机利用了电磁感应和电流的磁效应原理，不是利用电流的热效应，故C错误；
D．电饭锅也是将电能转化为内能，利用了电流的热效应，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
AB．由可知：当电流方向如图示时
，
则
故A错误，B正确；
CD．当电流方向均为竖直向下时
，
则有
故CD错误。
故选B。
3．B
【详解】
根据电阻定律
可知，导线越长，电阻越大，电阻率越大，电阻越大，横截面积越大，电阻越小，所以B正确；ACD错误；
故选B。
4．D
【详解】
AB．由题知，当驾驶员坐在座位上时，所受压力变大，电阻变小A、B错误；
C．当驾驶员坐在座位上，RN电阻变小，A、B两端电压升高，C错误；
D．当驾驶员坐在座位上启动汽车安全带时，C、D两端口间接通，指示灯熄灭，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
电键S闭合时，电压表乙测量的是电阻R2两端的电压，电压表甲测量的是R1和R2的总电压，由于两个电阻串联，因此可得
S断开，两个电阻是并联关系，因此流过两个电阻的电流关系为
甲、乙两表都为电流表时，流过甲电流表的电流为流过R2的电流，而流过乙电流表的电流为两个电阻电流之和，因此
故选A。
6．B
【详解】
电动机的输入功率为
电动机内阻热功率为
电动机的机械功率为
故选B。
7．C
【详解】
A．直流电压U=160V，理想电压表示数110V，则将在R上的电压为50V，根据欧姆定律可得电路的电流为
选项A正确；
B．电动机消耗的电功率为
选项B正确；
C．电动机输出的机械功率为
选项C错误；
D．电动机工作1h所产生的热量为
选项D正确。
本题选错误的，故选C。
8．BD
【详解】
A．由电池的数据可以知道，该电池的容量为，也就是指的是该电池放电时能输出的总电荷量，故A错误；
B．由图可知，电池的电动势是，所以该电池未接入电路时，两极间的电压为，故B正确；
C．该电池充满电时，依据公式
再依据电能公式
故C错误；
D．若待机时的电流为，理论上可待机
故D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】
由于灯泡恰能正常发光，则灯泡两端电压UL=3V，电路中电流
则电动机两端电压为
则电动机消耗的功率
故选AC。
10．AC
【详解】
设此时电灯两端的电压为，流过每个电灯的电流为，由串并联电路的规律得
代入数据得
在图甲上画出此直线如图所示
可得到该直线与曲线的交点约为，即流过电灯的电流约为，灯两端电压约为2V，灯的实际功率约为
电阻消耗的功率约为
故AC正确，BD错误。
故选AC。
11．0.695~0.699（必须是3位有效数字）
外
限流
偏小
【详解】
[1]金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×19.6=0.696mm。
[2][3]若用B图测金属丝的电阻，可知电路采用了电流表外接法和滑动变阻器的限流接法；
[4]因电流表的测量值大于电阻上的时间电流，则根据可知，实验测量结果将比真实值偏小。
12．1.75
0.546~0.549
等于
【详解】
（1）①[1][2]两根金属丝直径的测量值分别为
②[3]作出U—I图像如图
③[4]由图像可知根据
根据
解得
（2）②[5]由闭合电路的欧姆定律
即
则
则
（3）[6]图（a）中电压的测量值偏大，导致电阻测量值偏大，则电阻率的测量值偏大；图（b）中若考虑电流表内阻，则
不影响图像的斜率，则电阻率的测量值不变。
13．0.24A，1A
【详解】
(1)并联时电流最大
(2)串联时电流最小
14．(1)20C，40s；(2)
【详解】
(1)根据电流的定义式可解得
即放电过程放出的电荷量为20
C。可供电灯照明的时间应为
(2)该放电过程对外释放的电能为
15．（1）10A；（2）1V
【详解】
（1）并联部分的等效电阻为
R并＝
则电路的总电阻为
R总＝10R＋R＝11R
根据欧姆定律，流经10R电阻的电流
（2）由串联分压得并联部分R并上的电压为
而输出电压UCD即电阻R上分到的电压，再由串联分压得
16．
【详解】
图甲中，点电荷对电子的引力为
由牛顿第二定律
电子等效环形电流
得
图乙中，两点电荷对电子的引力
做圆周运动半径
由牛顿第二定律
电子等效环形电流
得
所以