第三章 恒定电流 单元能力培优达标卷（word版含答案）

第三章《恒定电流》单元能力培优达标卷
一、单选题
1．有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上2 V电压时通过其中的电流为4 A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上2 V电压，这时通过它的电流变为0.25 A。由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的（　　）
A．2倍 B．4倍
C．8倍 D．16倍
2．如图所示是电阻的图线，图中，由此得出（　　）
A．通过电阻的电流与两端电压成正比
B．电阻
C．因图线的斜率表示电阻的倒数，故
D．在两端加电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是
3．研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器，X、Y为电极，边长，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀，则下列说法正确的是（　　）
A．电压时，电解液的电阻是
B．电压时，电解液的热功率是
C．电压时，电解液的电阻率是
D．电压U增大时，电解液的电阻率将增大
4．如图所示，其中电流表A的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是（　　）
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
5．四个相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程大于A2的量程，V1的量程大于V2的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（　　）
A． A1的读数比A2的读数大
B． A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大
C． V1读数比V2读数大
D． V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
6．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻，，当闭合开关S1断开S2时，电流表A1的读数为0.2A，则当闭合开关S2断开S1时，电流表A2的读数可能为（　　）
A． B． C． D．
7．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c。相同大小的电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻两端电压最小的是（　　）
A． B．
C． D．
8．两块外形完全相同的由不同材料做成的长方体导体甲和乙，其长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率不同，将甲导体左右两侧和乙导体上下两侧接入同一电源时回路中的电流相同，则甲、乙两导体的电阻率之比为（　　）
A． B． C． D．
9．甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。R是滑动变阻器，P是滑动变阻器的滑片，a、b是滑动变阻器的两端，Rx是待测电阻，下列说法正确的是（　　）
A．乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B．在闭合开关测量前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C．Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接
D．甲、乙两图中待测电阻Rx上的电压都可以调到零
10．如图，、间电压恒定，当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为﹔当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为。可以推断（　　）
A．真实值更接近，比略大 B．真实值更接近，比略小
C．真实值更接近，比略大 D．真实值更接近，比略小
二、多选题
11．下列关于电流的理解正确的是（　　）
A．从表达式R=可知，在纯电阻导体中的电阻跟加在它两端的电压成正比，跟它的电流成反比
B．从表达式I=可知，通过导体的电流跟通过的电量成正比
C．在金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
D．形成恒定电流的条件要有恒定的电压和闭合电路
12．如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是（　　）
A．若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点
B．若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点
C．若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点
D．若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点
13．随着集成电路的广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子元件越微型化，图中和是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，但的边长是的100倍，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．
B．
C．将它们并联在电路中流过和的电流大小相同
D．并联时中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率
14．如图所示的电路中，定值电阻为，滑动变阻器最大阻值，电源电动势为，内电阻，灯泡L的电阻为，G为零刻度在中央的理想电流表，V为理想电压表，当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．G的示数先减小后增大
B．V的示数先增大后减小
C．G的示数为零时滑动变阻器左右两端电阻之比为
D．G的示数为零时滑动变阻器左右两端电阻之比为
15．如图是两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0～5V，当使用A、C两个端点时，量程是0～15V，已知表头电阻Rg=300Ω，满偏电流Ig为1mA，则（　　）
A．R1=4.7×103Ω B．R1=5×103Ω
C．R2=1×104Ω D．R2=1.5×104Ω
16．四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则(　　)
A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
三、实验题
17．为了研究小灯泡（2V，1W）的伏安特性曲线，同学们选用下列实验器材进行实验。
A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计；
B．电压表V1：量程为0﹣3V，内阻约为1kΩ；
C．电压表V2：量程为0﹣15V，内阻约为4kΩ；
D．电流表A1：量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω；
E．电流表A2：量程为0﹣0.6A，内阻约为0.6Ω；
F．滑动变阻器R1：最大阻值为15Ω，额定电流为1.0A；
G．滑动变阻器R2：最大阻值为150Ω，额定电流为1.0A；
H．开关S，导线若干。
实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：
I/A 0.00 0.16 0.25 0.30 0.34 0.40 0.45 0.50
U/V 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.20 1.60 2.00
（1）实验中电压表应选用_______；电流表应选用_______；滑动变阻器应选用_______。（请填写选项前对应的字母）。
（2）不改动已连接导线，在实物连接图（a）中把还需要连接的导线补上______。闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片放在最_______（选填“左”或“右”）端．
（3）在图（b）中画出小灯泡的U﹣I曲线_______。
（4）有图像可知，小灯泡电阻随温度升高而_______（选填“增大”、“减小”、“不变”）
18．（1）游标卡尺读数为___________mm、螺旋测微器读数_________mm
（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V 3.4W”，其他可供选择的器材有：
A．电压表V1（量程6V，内阻约5k） B．电压表V2（量程20V，内阻约10k）
C．电流表A1（量程3A，内阻约0.2） D．电流表A2（量程0.6A，内阻约1）
E.滑动变阻器R1（0~100，0.5A） F.滑动变阻器R2（0~10，2A）
G.学生电源E（6~8V） H.开关S及导线若干
①请在方框内设计实验电路，标示清楚所选器材，要求能够完整的描绘出小灯泡的伏安特性曲线。（________）
②通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成的一部分U-I关系曲线如图所示。根据小灯泡的伏安特性曲线可知小灯泡的电阻值随工作电压的增大而___________（填“不变”、“增大”或“减小”）
③若将该2个小灯泡串联后接在电动势为4V，内阻为8的电源两端，则每个小灯泡实际消耗的功率为___________W。
19．同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量度范围是0~4V的直流电压表。
（1）她按图1所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用___________，变阻器R1应选用___________，电阻器R2应选用___________（选填器材前的字母）；
A．电源（电动势12V）
B．电源（电动势6V）
C．电阻箱（0~999.9）
D．滑动变阻器（0~500）
E.滑动变阻器（0~5.1k）
F.滑动变阻器（0~30k）
G.电阻箱（0~9999）
（2）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R1的阻值调至最大，后续的实验操作步骤依次是：___________，___________，___________，___________，最后记录R2的阻值并整理好器材；（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）
A．闭合S1
B．闭合S2
C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
E.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
（3）如果所得的R2的阻值为500.0，则图1中被测电流计G的内阻rg的测量值为___________，该测量值___________实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）；
（4）给电流计G___________联（选填“串”或“并”）一个阻值为___________k的电阻，就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表；
（5）把改装好的电压表与标准电压表并联在电路中进行校对。请你画完图2方框中的校准电路图___________；由于利用半偏法对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电压表的测量值为U1，标准电压表的测量值为U2，U1与U2数值关系为U1___________U2；（选填“>”、“=”或“<”）
（6）为了完全消除对电流表内阻测定的系统误差，该同学与邻组同学合作，又找来了一只完全一样的电流表，则只需在原“半偏法”的电路上稍作改进即可，请你在方框内画出改进后的测电流表的内阻电路图___________。
四、解答题
20．如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。则：
（1）导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t是多少？
（2）导体AD内的自由电荷的总电荷量Q是多少？
（3）这段导体上的电流是多大？
21．如图，、间的电压为，电阻为，为，为，为。试估算干路中的电流有多大。
22．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？
参考答案
1．B
【详解】
电阻丝均匀地拉长时，体积不变，则有
则有
电阻丝的电阻分别为
联立可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
2．A
【详解】
A．由图像可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，故A正确；
BC．由图像可知电阻
故BC错误；
D．在R两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是
故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．电压时，电流为 由图乙可求得电解液的电阻为
A错误；
C．由图甲可知电解液长为
截面积为
根据
解得
C正确；
B．电解液的热功率
B错误；
D．电压U增大时，导线的电阻值随电流的增大而减小，所以电解液的电阻率随其通过的电流的增大而减小，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，有
（I1－IA）R1＝IARA
解得
I1＝3IA＝0.06 A
则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则
（I2－IA）R1＝IARA
解得
I2＝3IA＝0.06 A
则每一小格表示0.06 A。选项C正确；ABD错误；
故选C。
5．C
【详解】
A．电流表A1、A2串联，流过电流表的电流相同，A1的读数与A2的读数相同，故A错误；
B．电流表A1、A2是由相同的电流表改装而成的，A1的读数与A2的读数相同，A1的量程较大，指针偏转的角度较小，故B错误；
CD．电压表V1、V2是相同电流表改装而成的，串联时流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，V1 的量程大于V2的量程，所以V1读数比V2读数大，故C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
当闭合开关S1断开S2时，R与R1串联，电流表A1测量电路中的电流，由得，电源电压
当闭合开关S2断开S1时，R与R2串联，电流表A2测量电路中的电流，由得，电源电压
由于电源电压不变，则
解得
因为R＞0,所以可得
0.2A故C正确。
7．A
【详解】
根据电阻的决定式
可得A、B、C、D中的分别电阻
，，，
因为a>b>c，则可得
故通过相同的电流，A图中电阻两端的电压最小。
故选A。
8．A
【详解】
由于电源电压相同，电流相同，则由欧姆定律可得，接入阻值相同，根据电阻计算公式可求电阻率之比为
故选A。
9．B
【详解】
A．乙图电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式，A错误；
B．在闭合开关测量前，为了保护电路，滑动变阻器的阻值都应该在最大位置处，即甲、乙两图中滑片P都应置于b端，B正确；
C．当Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时，如果选择甲图电路连接，则通过待测电阻的电流几乎不发生变化，所以应选择分压式电路，即选择乙电路比较合适，C错误；
D．甲电路叫做限流式电路，滑片滑到b端时，加在Rx两端的电压最低但达不到零，D错误。
故选B。
10．D
【详解】
由题意可知，电键S合在a点时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S合在b点时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则电压表的读数变化率
而电流表的读数变化率为
因此电流表的示数变化较大，说明电压表分流较多，要减小误差必须用电流表内接法，即接b，则电阻较准确的测量值
该电路中电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大，即真实值小于80Ω。
故选D。
11．CD
【详解】
A．表达式
R=
是电阻的比值定义式，导体的电阻跟导体本身有关，和其两端的电压、通过的电流均无关，故A错误；
B．同理，表达式
I=
是电流的比值定义式，电流与Q无关，故B错误；
C．在金属导体中电流的方向与与自由电子（带负电）定向移动的方向相反，故C正确；
D．形成恒定电流的条件要有恒定的电压和闭合电路，故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】
AB．若电压表的读数有明显变化，说明电流表的分压作用较强，说明被测电阻是一个小阻值电阻，应选用电流表的外接法，则K应接M测量，故B正确，A错误；
CD．若电流表的读数有明显变化，说明电压表的分流作用较强，说明被测电阻是一个大阻值电阻，应选用电流表的内接法，K应接N测量，故C错误，D正确。
故选BD。
13．CD
【详解】
AB．设导体的电阻率为ρ，厚度为d，边长为L，则由电阻定律，导体的电阻
可知电阻与边长L无关，故
故AB错误；
C．由于R1=R2，将它们并联在电路中流过R1和R2的电流大小相同，故C正确；
D．并联在电路中流过R1和R2的电流大小相同，单位时间内通过导体横截面的电荷量相同，由于R1的横截面积大，所以并联时中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率，故D正确。
故选CD。
14．AC
【详解】
CD．设此时左右两端电阻之比为n:1，G的示数为零时，电桥平衡，则有
解得
故C正确，D错误；
AB．电桥平衡时G的示数为零，此时P向两端滑动，G示数均增大，则当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端的过程中，G的示数先减小后增大，而V测路端电压，因为电源内阻为0，则V示数不变，故A正确，B错误。
故选AC。
15．AC
【详解】
AB．由欧姆定律可知
B错误，A正确；
CD．由欧姆定律可知
D错误，C正确。
故选AC。
16．AD
【详解】
AB．电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成，并联在电路中，电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同，电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，A正确，B错误；
CD．电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因V1量程较大，所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C错误，D正确。
故选AD。
17．B E F 左 增大
【详解】
（1）[1][2][3]灯泡额定电压是2V，则电压表选B；灯泡额定电流为0.5A，则电流表选E；为方便实验操作，滑动变阻器应选F；
（2）[4]灯泡正常发光时电阻
所以
则电流表采用外接法，表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，实物连线如图所示
[5]为了保护用电器应使滑动变阻器最大阻值接入电路，所以闭合开关前，滑片应置于左端；
（3）[6]根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的U-I图象如图所示
[7]因为U-I图像的斜率表示电阻的大小，故由图像可得小灯泡电阻随温度升高而增大；
18．61.70 1.600 增大 0.25W
【详解】
(1)[1] 游标卡尺是20分度的卡尺，其分度值为0.05mm，则图甲所示读数为
61mm+14×0.05mm=61.70mm
[2]螺旋测微器示数为
1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm
(2)[3] 小灯泡标有“6V 3.4W”，因此小灯泡的最大电流为
电流表A1量程过大，用电流表A2测量电流。因此为了测量准确，电压表应选V1。由于描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压从零开始调节，滑动变阻器必须采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器选用较小的R2。由于灯泡阻值较小，采用电流表外接法。则电路图如下
[4]随着电压的升高，电流增加的越来越慢，因此电阻的阻值越来越大。
[5]设加在每个灯泡两端的电压为U，流过的电流为I，对电源路端电压和电流的关系
代入数据
做出图像与小灯泡图像交点如图所示
因此，小灯泡实际消耗的功率为
19．B F C A F B D 500.0 略小于 串 19.5 >
【详解】
（1）[1]如果选择12V的电源，则在电流满偏时电路中的总电阻为
实验器材没有这么大的滑动变阻器，所以电源选择B。
[2]闭合S1，电路中的电流不能大于200μA，由公式
解得
故选F。
[3]由实验原理可知R2应能读出具体数值，故选C。
（2）[4][5][6][7]半偏法测电阻的实验步骤：
第一步，按原理图连接好电路；
第二步，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使表头指针满偏；
第三步，闭合开关S2，改变电阻箱R2，使表头指针半偏，此时电阻箱的阻值就是表头内阻，故应选AFBD。
（3）[8][9]当调节电阻箱，使表头半偏时，由于干路电流几乎不变，电阻箱和表头的电流相同，如果所得的R2的阻值为500.0，则表头的内阻为500.0。但是实际电阻箱并联入电路后，电路的总电阻减小，干路电流增大，灵敏电流计半偏时，流过电阻箱的电流大于电流计的电流，所以电阻箱接入的电阻略小于电流计的电阻。
（4）[10][11]将电流计改装成电压表，应串联一个分压电阻，由欧姆定律及串联电路电压的基本特征可知
解得
（5）[12]校对改装成的电压表，应使电压表与标准电压表并联，并且电压从零开始调节，因此选择分压式，故如下图
[13]由于半偏法测量使灵敏电流计的内阻测量值小于实际值，所以导致改装后的电压表量程偏大，故U1>U2。
（6）[14]半偏法的误差主要在于电阻箱的电流不准确，因此又找来了一只完全一样的电流表，通过这个电流表求出电阻箱电流即可，因此如下图所示
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t为
（2）导体AD内的自由电荷总数为
总电荷量Q为
（3）此导体上的电流为
21．1A
【详解】
串联电阻的阻值更接近大电阻，并联电阻的阻值更接近小电阻。电阻和并联，由于的阻值远大于，所以并联电阻近似为，与串联，由于的阻值远大于，所以串联电阻近似为，与并联，由于远小于，所以并联电阻近似为，即、间的电阻阻值近似为，根据欧姆定律得
22．图甲：，；图乙：，
【详解】
如图甲所示, 电阻阻值
如图乙所示，连接0.1A档时有
连接1A档时有
联立解得
，
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