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测试卷（word版含答案）

第三章恒定电流单元测试
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．在图示的导电液体池中，测得在4秒钟内共有8库仑正电荷和8库仑的负电荷沿着相反方向通过池的竖直截面，则电路中电流表指示的读数应为（　　）
A．0 B．2A C．4A D．8A
2．非洲电鳐的捕猎方式是放电电晕猎物，它放电的电压可达，电流可达，每秒钟放电150次．关于电源和电流，下列说法正确的是（　　）
A．导体中自由电荷移动形成电流
B．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相同
C．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
D．放电的电流可达，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
3．如图所示，一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c，电流沿AB方向时测得该样品电阻为R，则下列说法正确的是（　　）
A．无论电流流向如何，该样品的电阻恒为R
B．若电流沿CD方向时，该样品的电阻大于R
C．若电流沿CD方向时，该材料的电阻率变小
D．该材料的电阻率为
4．电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0Ω，电源的内阻r=1.0Ω，闭合开关S后，电流表示数I=0.50A。电阻R两端的电压U为（　　）
A．2.0V B．1.5V
C．1.0V D．0.5V
5．把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路。调节变阻器。使电灯都正常发光。若两电路消耗的总功率分别为P1、P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为则可以判定（ ）
A． B． C． D．
6．如图是某品牌的抽油烟机，主要部件是照明灯和抽气扇（电动机），它们可以独立工作，互不影响，抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个档位，功率大小不同。下列电路图中符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
7．用伏安法测量甲、乙、丙三个用不同材料制成的电阻时，得到了它们的I-U关系图线如图所示.由图线可知在实验过程中（　　）
A．甲的阻值随着电压的增大而增大
B．乙的阻值随着电压的增大而增大
C．丙的阻值随着电压的增大而增大
D．甲乙丙都是线性元件
8．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示，图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（　　）
A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanα
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图，两个截面不同而长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端所加的电压为U，细棒、粗棒中的电子定向移动速率分别为v1、v2。则（　　）
A．通过两棒的电流不相等
B．通过两棒的电流相等
C．两棒的自由电子定向移动的速率v1>v2
D．两棒的自由电子定向移动的速率v110．电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则（　　）
A．电路中的电流为0.5A B．电阻R2的阻值为20Ω
C．三只电阻两端的总电压为21V D．电阻R3消耗的电功率为3.6W
11．在如图所示的电路中，电容器C的上极板带正电。为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是（　　）
A．减小R1，其他电阻不变 B．减小R2，其他电阻不变
C．减小R3，其他电阻不变 D．减小R4，其他电阻不变
12．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。某品牌扫地机器人（如图所示）工作时的额定电压为14V，额定功率为42W，其体内的电池容量为5100mA·h，充电时的额定电压为20V，额定电流为1.7A。下列说法正确的是（　　）
A．该扫地机器人正常工作时的电流为3A
B．电池充满电后，单次连续工作时长最长为3h
C．将电池充满意味着已将5100mA·h的电能转化为化学能储存起来
D．将扫地机器人的电池充满电需要3h
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（7分）用螺旋测微器测量金属丝直径如图1所示，则金属丝直径D=___________mm，横截面积S=___________mm2（保留三位小数）；游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示，小球直径D=___________cm。
14．（7分）为了测量某待测电阻的阻值约为，有以下一些器材可供选择。
电源电动势约为，内阻约为；
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻很大；
电压表量程，内阻很大；
滑动变阻器，允许最大电流；
单刀单掷开关一个，导线若干。
为了减小误差，电流表应选___________，电压表应选___________，填字母代号实验过程中电流表应采用___________填“内接”、“外接”
15．（7分）两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的3倍，电阻为，把导线B对折后合并起来，电阻为。求：
（1）它们的电阻之比；
（2）分别加上相同的电压，相同时间内通过导线横截面积的电荷量之比。
16．（9分）小型直流电动机（其线圈内阻为r＝2Ω）与规格为“4 V，4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
（1）通过电动机的电流IM；
（2）电动机的输出功率P出；
（3）电动机的效率η。
17．（14分）有一条铜导线，长为L，横截面积为S，通过的电流为I，已知铜的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求：
（1）铜导线中自由电子定向移动的速率v；
（2）自由电子因定向移动通过该导线需要的时间t。
18．（16分）如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G=500N，电源电动势E=90V，电源内阻r=2Ω，不计各处摩擦，当电动机以v=0.6m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，求：
（1）电动机消耗的总功率P电；
（2）电动机线圈的电阻R；
（3）电源的效率η。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．C
【详解】
依题意，可知导电液体中正、负离子同时定向移动，则根据电流强度定义，可得
所以，电路中电流表指示的读数应为4A，故选C。
2．D
【详解】
A．自由电荷定向移动才能形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流，故A错误；
B．人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故B错误；
C．在电源内部，电源把+1C的电荷由负极搬运到正极，这一过程通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故C错误；
D．国际单位制中七个基本单位：长度，时间，质量，热力学温度（开尔文温度），电流，光强度（坎德拉），物质的量，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
AB．由
可得电流沿AB方向时，电阻为
电流沿CD方向时，电阻为
故AB错误；
CD．温度不变时，材料的电阻率由材料决定，由以上分析可知，该材料的电阻率为
故C错误，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
根据部分电路欧姆定律可知电阻R两端的电压为
故选C。
5．D
【详解】
A．设灯泡的额定电流为I0，额定电压为U0，额定功率为P0；因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以甲电路中总电流为2I0，因串联电路中处处电流相等，故乙电路中的电路为I0，则a电路消耗的总功率
P1=U×2I0=16I0
b电路中消耗的总功率
P2=UI0=8I0
所以
P1=2P2
故A错误；
BCD．两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为、，则
所以
故BC错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
因为照明灯与排气扇相互不影响，能独立工作，故应使照明灯与排气扇并联，且各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关；
又因为抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个挡位，所以抽气扇与电阻串联，其中开关与电阻并联，故A正确，故BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
根据I-U关系图线可知图像的斜率的倒数反应了电阻的变化情况，则甲的阻值随着电压的增大而减小，乙的阻值保持不变，丙的阻值随着电压的增大而增大，乙是线性元件，甲、丙不是线性元件，所以C正确；ABD错误；
故选C。
8．C
【详解】
A．由图示图象可知，随电压U增大通过灯泡的电流I增大，图像上各点与原点连线的斜率变大，即电压与电流的比值增大，灯泡电阻增大，故A错误；
BD．由图可知，A点的电压和电流，则在A点灯泡电阻
不能根据tanα和求电阻，故BD错误；
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为
P=U0I0
故C正确。
故选C。
9．BC
【详解】
两棒串联，电流相等；根据电流的微观表达式
I=neSv
可知，面积越大的，自由电子定向移动的平均速率越小。
故选BC。
10．BC
【详解】
A．电路中的电流为
故A错误；
B．电阻R2的阻值为
故B正确；
C．三只电阻两端的总电压为
故C正确；
D．电阻R3消耗的电功率为
故D错误。
故选BC。
11．BC
【详解】
设电源负极处电势为零，由图可知上极板的电势等于R1两端的电势差，下极板上的电势等于R3两端的电势差，稳定时两支路互不影响。
A．减小R1时，R1上的分压减小，而下极板上电势不变，故上极板电势减小，则电容器两端的电势差减小，根据可知极板上电荷量减小，故A错误；
B．若减小R2时，R2上的分压减小，则R1两端的电势差增大，上极板上电势升高，而下极板电势不变，则电容器两极板的电势差增大，根据可知极板上电荷量增大，故B正确；
C．减小R3，则R3分压减小，故下极板的电势降低，而上极板电势不变，则电容器两极板电势差增大，根据可知极板上电荷量增大，故C正确；
D．减小R4，则R4分压减小，R3两端的电势差增大，故下极板上电势升高，上下极板间电势差减小，根据可知极板上电荷量减小，故D错误。
故选BC。
12．AD
【详解】
A．该扫地机器人正常工作时的电流为
故A正确；
B．电池充满电后，单次连续工作时长最长为
故B错误；
C．5100mA·h是电池完全充电一次过程中搬运的总电荷量，也等于完全放电一次过程中搬运的总电荷量，并不是储存的能量，故C错误；
D．将扫地机器人的电池充满电需要的时间为
故D正确。
故选AD。
13．1.775 2.473 2.206
【详解】
螺旋测微器的读数为：固定刻度的读数+可动刻度的读数0.01mm=1.5mm+27.50.01mm=1.775mm。
横截面积为
游标刻度的读数为：主尺的读数+游标的读数精度值=22mm+60.1mm=22.06mm=2.206cm。
14． 外接
【详解】
根据所给电源可知，待测电阻两端的电压不超过3V，通过待测电阻的电流不超过
为了能使电表指针达到适当的摆动幅度，从而减小读数误差，电流表应选择A1，电压表应选择V1。
由于电压表内阻远大于待测电阻的阻值，而电流表A1的内阻与待测电阻的阻值之比达到了1∶3，所以电压表分流造成的误差远比电流表分压造成误差要小，则电流表应采用外接法。
15．（1）36︰1；（2）1︰36
【详解】
（1）A导线均匀拉长为原来的3倍时，横截面积变为原来的；B导线对折，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍。
设两导线原来长为L，横截面积为S，电阻为R，则有
根据电阻定律可得
故
（2）根据
得
由于电压、时间均相等，则可得
16．（1） 0.6 A；（2）1.68 W；（3）70%
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律可得，流经灯泡的电流
IL＝
流经电阻R的电流为
IR＝
流经电动机的电流为
IM＝IR－IL
解得
IM＝0.6 A
（2）电动机消耗的总功率
P电＝ULIM＝4×0.6 W＝2.4 W
电动机的热功率为
电动机的输出功率
P出＝P电－P热
解得：
P出＝1.68 W
（3）根据公式，可得电动机的效率为
η＝×100%＝×100%＝70%
17．（1）；（2）
【详解】
（1）根据公式，可得单位体积内自由电子数目为
电流
解得
（2）由题意可知，可得时间为
解得
18．（1）400W；（2）4Ω；（3）88.9%
【详解】
（1）根据闭合电路的规律得
U=E -Ir=80V
电动机的功率为
P电=IU=400W
（2）重物被提升的功率
P重=Fv=Gv=500×0.6W=300W
对电动机
P电= P重 + I2R
所以
R=4Ω
（3）对电源的效率
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