2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册第三章 恒定电流 单元综合检测卷（word版含答案）

第3章 恒定电流 单元综合检测卷
一、单选题
1．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（　　）
A． B．
C． D．
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．有关电压与电动势的说法中正确的是（　　）
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势是电源两极间的电压
C．电动势公式E＝中W与电压公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
4．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V，调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2 ，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙 C．P1 ＞P2 D．P1＝P2
5．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V 10W”，B灯“60V 60W”，C灯“40V 40W”，D灯“30V 30W”.在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光．比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（ ）
A．PB>PA>PD>PC
B．PB>PD>PA>PC
C．PB>PD>PC>PA
D．PA>PC>PD>PB
6．如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（　　）
A．当n1＝n2时电流强度为零
B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝
C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝
D．电流方向从A→B，电流强度I＝
7．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个滑动变阻器R组成，
甲表是电流表，R增大时量程增大
甲表是电流表，R增大时量程减小
乙表是电压表，R增大时量程增大
乙表是电压表，R增大时量程减小
下列说法正确的是　　
A．和 B．和 C．和 D．和
8．如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路，其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子．由于家用交流电是单相的，启动时必须靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件．这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动正常以后．PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是(　　)
①电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少　
②电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少　
③电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的　
④电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
二、多选题
9．某一导体的伏安特性曲线如图中AB（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　）
A．B点对应的电阻为12Ω
B．B点对应的电阻为40Ω
C．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了30Ω
D．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了10Ω
10．两个定值电阻、串联后接在输出电压稳定为的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于、的电压表接在两端（如图），电压表的示数为10V。如果他把此电压表改接在两端，电压表的示数为5V，则（　　）
A． B． C． D．
11．将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上，已知电流大小为I，电流方向如图所示，甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h，则（　　）
A．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是1∶1
B．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是a∶b
C．导体电阻率为
D．导体电阻率为
12．如图甲所示，电源E＝12 V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9 V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω．则
A．灯泡L的阻值随电流的增大而减小
B．灯泡L的额定功率为13.5 W
C．灯泡L消耗电功率的最小值是2 W
D．滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6 Ω
三、填空题
13．如图所示，图像中的两条直线对应两个导体A、B，则：（1）两个导体的电阻之比____________。（2）两个导体两端的电压相等时，通过导体的电流之比__________。
14．如图甲所示为一个灯泡两端的电压与通过的电流的关系曲线，参考这根曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）
15．要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作，已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约为1Ω）；电压表（量程为3V，内阻约1000Ω）；电流表（量程为0.3A，内阻约20Ω）；开关一个，导线若干。
（1）实验中所用的滑动变阻器应选________（填字母代号）。
A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）实验的电路图应选用________（填字母代号）。
A． B．C．D．
（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示，如果这个小灯泡两端所加电压为1.5V，则小灯泡在该温度时的电阻是________Ω，随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻________（填“增大”“减小”或“不变”）。
四、解答题
16．如图所示，一矩形金属板，、，当将上下两面中心与接入电压为的电路中时，电路中电流为，金属板经过时间消耗的焦耳热为。
(1)若将左右两面的中心与接入电压为的电路中，求此时电路中的电流大小。
(2)若将前后两面的中心接入电压为的电路中，求金属板在时间内消耗的焦耳热。
17．如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度。m是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为l的电阻丝，其阻值为R。金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中点C焊接一根导线。从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）。图中虚线OC与AB相垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向。列车静止时金属丝呈竖直状态；当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向θ，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。
(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度a与θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系；
(2)这个装置能测得的最大加速度是多少？
18．电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同，图C3-16为某种电热式电器的简化电路图，主要组件有电阻丝、和自动开关S.
（1）当自动开关S闭合或断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电（U=220V），设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则和的阻值分别为多大？
19．在如图所示的电路中，电源为电路提供的电压，电流表允许通过的最大电流，电压表两端允许加的最大电压，两电表均为理想电表，定值电阻。闭合开关，调节电阻箱的阻值，为了保证两电表均不被烧坏，则电阻箱的调节范围为多少？
参考答案
1．D
【解析】经加速电压为U的加速器加速后，有
根据电流的定义公式则有
这束质子流内单位体积的质子数n，则有
联立解得
所以ABC错误；D正确；
故选D。
2．A
【解析】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．D
【解析】电压与电动势是两个不同的概念，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，电动势定义式公式中
E＝
W是非静电力做功
电压定义的公式
U＝
W是静电力做功，电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
故选D。
4．D
【解析】设灯泡的额定电流为I，则甲电路干路电流2I,=,=因为所以可确定=
变阻器消耗的功率等于总功率减去电灯消耗功率，因为灯泡相同且都正常发光说明在两电路中消耗功率相同，即P1＝P2选D
5．A
【解析】A灯的电阻：，B灯的电阻：，C灯的电阻：， D灯的电阻：，设a到b回路的电流为1A，则；C、D两灯并联，，即，则有，，A灯消耗的功率为，B灯消耗的功率为，C灯消耗的功率为，D灯消耗的功率为，所以，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
【点睛】
关键是知道串联电路和并联电路特点，以及电功率公式的灵活应用；会用特殊值法简化计算，难点是各灯泡之间串并联的辨别．
6．D
【解析】电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，负电荷移动的方向与电流方向相反，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，，负电荷由B向A运动，因此电流方向是A→B，电流大小
故选D。
7．C
【解析】由图甲所示可知，G与电阻R并联，甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，故（1）错误，（2）正确．由图乙所示可知，G与R串联，乙是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大，故（3）正确，（4）错误；故C正确；故选C．
8．B
【解析】由于PTC元件的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，当电动机转起来正常工作以后，PTC元件温度较高，启动绕组电流很小，由 I＝U/R和P=UI 可知电路中电流是先增大后减小，电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少，所以①错误，②正确；由于启动绕组是与PTC元件串联，而运动绕组是直接接在电源上，且PTC元件的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，因而电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运动绕组功率不变，所以③错误，④正确；故选B．
9．BD
【解析】AB．B点对应的电阻为
选项A错误，B正确；
CD．A点对应的电阻为
故工作状态从A变化到了B时，导体的电阻改变了，选项C错误，D正确。
故选BD。
10．BC
【解析】AB．电压表与电阻并联时，电压表的示数为10V，则根据欧姆定律
电压表与电阻并联时，电压表示数为5V，则
设，联立两式可得
解得
即
A错误，B正确；
CD．因电压表与电阻并联后并联部分电阻小于，则两端电压减小，可知电路未接电压表时，两端电压大于10V；同理可知电路未接电压表时，两端电压大于5 V。则电压
C正确，D错误。
故选BC。
11．AC
【解析】AB．由电阻定律可知：可知：两导体的电阻
选项A正确，B错误；
CD．两电阻串联，分压相等，则ab两端的电压均为；
由欧姆定律可知：
解得：
故C正确，D错误；
12．BC
【解析】A.由图象可知，图象的斜率为灯泡的电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大．故A错误．
B.由图象可知，点灯泡的电压时，电流，所以灯泡的额定功率为．故B正确．
C.当时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示
可得此时灯泡的电流，电压，所以灯泡的功率．故C正确．
D.因灯泡的额定电流为，正常工作时的电阻，根据闭合电路欧姆定律有，可得，即滑动变阻器接入电路的电阻至少为．故D错误．
13．3：2 2：3
【解析】（1） 由图可知
则
（2） 两个导体电压相等时，根据
14．0.6
【解析】设流过小灯泡的电流为I，两端电压为U，定值电阻阻值为R0，则有
带入数据得到
用图像表示为
图中两线交点即为此时每个小灯泡两端的电压和电流，则每个小灯泡消耗的功率为
15．A B 10 增大
【解析】（1）要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从0开始调节，所以采用分压式控制电路，所以滑动变阻器选择阻值与小灯泡阻值接近的较好，阻值不宜太大，太大时测电压操作调节不便，所以A正确；B错误；
故选A。
（2）要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从0开始调节，所以采用分压式控制电路，又由于小灯泡的电阻较小，根据大内小外的规律，测量电路采用伏安法外接法，则电路图B正确；ACD错误；
故选B。
（3）如图所示小灯泡两端所加电压为1.5V，可读出小灯泡的电流为0.15A，则小灯泡在该温度时的电阻是
[4]根据图像可知，图像的斜率的倒数反应电阻的变化，如图所示图像的斜率越来越小，所以随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻增大。
16．(1)；(2)
【解析】设，则
，
设电阻率为，将与连入电路时，电阻为，由电阻定律
可得
再应用欧姆定律有
经过时间消耗的焦耳热为
(1)将与连入电路时，电阻为
电路中电流
联立解得
(2)将前后两面的中心连入电路时，电阻为
电路中电流
根据焦耳定律有
联立解得
17．(1)；(2)
【解析】(1)对小球进行受力分析，小球受重力，绳的拉力，其合力沿水平方向，大小为：，
根据牛顿第二定律得：
电压表所测电阻丝的长度，
串联电路电流相等，有：
解得：
整理可得：
(2)电压表的最大值对应着加速度的最大值，由电路图可知，电压表的最大读数为：
故加速度的最大值为：
18．(1)S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态　(2)R1＝121 Ω　R2＝1089 Ω
【解析】(1)S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态．
(2)由电功率公式得
联立得R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω.
19．
【解析】当电压表示数为15 V时
由欧姆定律得
解得
当电流表示数为0.6 A时
由欧姆定律得
解得
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下，电阻箱的调节范围为。