第三章恒定电流章节综合练（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 第三章 恒定电流 章节综合练
一、单选题
1．四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、，的量程小于，的量程小于，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后（ ）
A．的读数和的读数相同
B．的读数和的读数相同
C．指针偏转角度和指针偏转角相同
D．指针偏转角度比指针偏转角度大
2．某金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，则该导线的（　　）
A．电阻率仍为 B．电阻率变为
C．电阻变为4R D．电阻变为
3．用相同的表头改装成两个量程不同的电压表，下列说法正确的是（　　）
A．将它们串联在一起时，两表读数相同，偏角不同
B．将它们并联在一起时，两表读数相同，偏角不同
C．将它们串联在一起时，两表读数不同，偏角不同
D．将它们并联在一起时，两表读数不同，偏角相同
4．关于电阻率的说法正确的是（　　）
A．电阻率与导体的长度与横截面积有关
B．电阻率表征了导体材料的导电性能的好坏，由导体的材料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成热敏电阻
5．如图所示，一根横截面积为的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。棒单位长度所带电荷量为，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向是（ ）
A．，方向与的方向相反 B．，方向与的方向相反
C．，方向与的方向相反 D．，方向与的方向相同
6．在物理学发展过程中因为物理量间的关系或单位制的原因，产生了很多的常数，下面关于高中物理中所学到的一些常数的单位表达正确的是（　　）
A．导体电阻率的单位：
B．重力加速度g的单位：
C．静电力常数k的单位：
D．弹簧的劲度系数k的单位：
7．如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　）
A．正电荷通过该电池的过程中，有的化学能转化为电能
B．该电池在单位时间内有的化学能转化为电能
C．电池短路时，该电池输出的电流为
D．将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为
8．图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。以下说法正确的是（　　）
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端
B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0Ω
D．电流表的分压作用导致该实验有误差
9．如图所示的电路，灵敏电流计G和一个电阻箱R并联，改装成一个大量程的电表，下列判断正确的是（　　）
A．改装成的是电流表，R越小量程越大 B．改装成的是电流表，R越大量程越大
C．改装成的是电压表，R越小量程越大 D．改装成的是电压表，R越大量程越大
10．如图所示，虚线框的电路中，、为定值电阻，A、、、、为接线端，若将表头接入A、端，则（　　）
A．改装为双量程电压表，使用、端为大量程
B．改装为双量程电流表，使用、端为大量程
C．改装为双量程电压表，使用、端为大量程
D．改装为双量程电流表，使用、端为大量程
11．如图所示的电路中，小量程电流表的内阻，满偏电流，，，下列有关电表改装的描述正确的是（　　）
A．当和均断开时，改装成的是电压表，量程为，电压表内阻为
B．当和均断开时，改装成的是电流表，量程为，电流表内阻为
C．当断开、闭合时，改装成的是电压表，量程为，内阻为
D．当闭合、断开时，该电表不能用来测量电路中的电流和电压
12．如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U，则（　　）
A．通过两棒的电流不相等
B．两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1小于粗棒内场强E2
D．细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
13．如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新表的接线柱。已知灵敏电流计G的满偏电流为，内阻为，电阻箱读数为，根据以上数据计算可知改装的电表为（　　）
A．电压表，量程为 B．电流表，量程为
C．电压表，量程为 D．电流表，量程为
14．取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝拉长一倍后并联，分别接在同一恒压电源两端。若第一次两电阻丝产生的热量为Q时用时为t串，第二次两电阻丝产生的热量为Q时用时为t并，则先后两次所用时间之比为（　　）
A．4：1 B．2：1 C．1：2 D．1：1
15．如图所示，图线Ⅰ和图线Ⅱ所表示的电阻值分别是（　　）
A．4Ω和2Ω
B．4kΩ和2kΩ
C．0.25Ω和0.5Ω
D．2.5×10－4Ω和5.0×10－4Ω
二、填空题
16．同种材料的导体，电阻与长度成________，与它的横截面积成________。（填“正比”或“反比”）
17．如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～3V，当使用a、c两个端点时，量程为0～15V。已知电流表的内阻Rg为100Ω，满偏电流为1mA，则电阻R1的阻值是________Ω，电阻R2的阻值是________Ω。
18．如图所示，螺旋测微器的读数为______ mm；游标卡尺的读数为______ cm。
19．两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知两电阻R1∶R2 = ______。
三、解答题
20．一种悬球式加速度仪如图所示，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。m是一个金属球，它在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为L的均匀电阻丝，其电阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中心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垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中，使AB沿前进的方向。列车静止时金属丝在竖直方向，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向。从电压表的示数变化可测出加速度的大小。
(1)当列车向右匀加速运动时，试写出加速度a与电压表读数为U′的关系式。以便重新刻制电压表刻线，使其成为可直接读出加速度值的加速度计。
(2)用此装置测得的最大加速度是多少？
(3)将C点设置在电阻丝AB的中点有什么好处？对电压表的选择有什么特殊要求？
21．现有一铜导线，横截面积为。若通过该铜导线的电流为，单位体积内的自由电子数为求自由电子定向移动的平均速率。
22．电流是国际单位制中七个基本物理量之一，也是电学中常用的概念。金属导体导电是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子定向移动形成电流。
(1)电子绕核运动可等效为一环形电流。设处于基态氢原子的电子绕核运动的半径为R，电子质量为m，电量为e，静电力常量为k，求此环形电流的大小。
(2)一段横截面积为S的粗细均匀金属导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。自由电子定向移动的平均速率为v。
a.请从电流定义式出发，推导出导线中的电流I的微观表达式；
b.按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场(可通过加电压实现)的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子（微观上使其热运动更加剧烈，宏观上产生了焦耳热），而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（为简化问题，我们假定：电子沿电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用L表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，求金属导体的电阻率。
23．如图所示，R1、R2、R3的电阻之比是2∶3∶5，电流表内阻忽略不计，电路两端的电压恒定，试求：
（1）三个电阻中的电流之比；
（2）两个电流表的读数之比。
24．若距地面高约2km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106V/m将被击穿放电，请对以下问题进行估算。
（1）当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
（2）若某次闪电，两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放多少能量？
（3）这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AC. 设改装前四个电流表的满偏电流为，内阻为。改装成电流表时需要并联电阻，其量程为
由上式可知电流表量程越小越大，所以的内阻大于的内阻。根据并联分流规律可知通过的电流小于通过的电流，所以的读数小于的读数，又因为原始表头为并联关系，所以表头两端电压相等，通过两表头的电流相等，即指针偏转角度和指针偏转角相同，A错误，C正确；
BD. 改装成电压表时需要串联电阻，其量程为
由上式可知电压表量程越小越小，所以的内阻小于的内阻，根据串联分压规律可知两端电压小于两端电压，所以的读数小于的读数，又因为原始表头为串联关系，所以通过两表头的电流相等，即指针偏转角度和指针偏转角度相同，BD错误。
故选C。
2．A
【解析】
【详解】
AB．电阻率由材料本身决定，金属导线拉长后电阻率不变，故A正确，B错误；
CD．将金属导线均匀拉长到直径为原来的一半时，其面积变为原来的四分之一，长度变为原来的四倍，根据电阻定律可知
故CD错误。
故选A。
3．B
【解析】
【详解】
AC．将它们串联在一起时，因为两电表串联的电阻值不同，两电表分得的电压不同，可电流相同，所以两表读数不相同，偏角相同，AC错误；
BD．将它们并联在一起时，两表所测的电压值相同，所以两表读数相同，因两表的量程不同，偏角不同，B正确，D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A．电阻率与导体的材料和温度有关，与导体的长度与横截面积无关，选项A错误；
B．电阻率表征了导体材料的导电性能的好坏，由导体的材料决定，且与温度有关，选项B正确；
C．根据
可知，电阻率大的导体，电阻不一定很大，选项C错误；
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成定值电阻，选项D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
在时间 t内流过某截面的电量为
q=v tq
则等效电流
方向与的方向相反。
故选A。
6．D
【解析】
【详解】
A．根据电阻定律
得电阻率
推导出其国际单位是，故A错误；
B．由重力的表达式得重力加速度
推导出其国际单位是，故B错误；
C．由库仑定律
得静电力常量表达式
推导出其国际单位是，故C错误；
D．由胡克定律的劲度系数的表达式
推导出其国际单位是，故D正确；
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
A．干电池的电动势为9V，则正电荷通过该电池的过程中，非静电力做功9J，有的化学能转化为电能。故A正确；
B．干电池的电动势表征的是把其他形式能量转化为电能的本领大小，并不是该电池在单位时间内有的化学能转化为电能。故B错误；
C．干电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流。故 C错误；
D．将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势。故D错误。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最左端，A错误；
B．随电压的增加，图线上各点与原点连线的斜率减小，则电阻增大，即表明小灯泡的电阻随温度的升高而增大，B错误；
C．小灯泡正常工作时电压为3V，电流为0.2A，则电阻为
C正确；
D．此电路采用安培表外接，则电压表的分流作用导致该实验有误差，D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
AB．改装成了电流表，R越小分流能力越强，电流表量程越大，R越大分流能力越弱，电流表量程越小，故A正确，B错误；
CD．把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻，串联电阻越大，电压表量程越大，由图示电路图可知，电流计与电阻R并联，改装成的是电流表，故CD错误。
故选A。
10．A
【解析】
【详解】
表头与电阻串联，则改装为电压表。根据
串联的阻值越大，改装的电压表量程越大，故使用、端为大量程。
故选A。
11．A
【解析】
【详解】
AB．当和均断开时，表头与定值电阻串联，改装成的是电压表，根据串并联规律
电压表内阻
故A正确，B错误；
C．当断开、闭合时，表头与定值电阻串联后与定值电阻并联，改装成的是电流表，且内阻必定小于，故C错误；
D．当闭合、断开时，表头未与定值电阻串联或者并联，可以用来测电路中的电流，故D错误。
故选A。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于两棒串联，所以电流相等，A错误；
B．由
I＝nqSv
可知，两棒电流相等，而两棒横截面积不同，两棒的自由电子定向移动的平均速率不同，B错误；
CD．由
可知，细棒的电阻大，由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2，又由
可知细棒内场强E1大于粗棒内场强E2，所以C错误，D正确。
故选D。
13．B
【解析】
【详解】
电阻箱与电流计并联，可知改装为电流表，其量程为
故选B。
14．D
【解析】
【详解】
根据电阻定律
串联后和并联后的长度和截面积均相同，所以串联后的总电阻等于并联后的总电阻；根据
两次的电压相同，电阻相同，产生的热量相同，所以通电时间相同。
故选D。
15．B
【解析】
【详解】
从图中可得当通过的电流为
时，加在两端的电压为
加在两端的电压为
则可得
ACD错误，B正确。
故选B。
16． 正比 反比
【解析】
【详解】
[1][2]由电阻定律可知，同种材料的导体，电阻与长度成正比，与它的横截面积成反比。
17． 2900 12000
【解析】
【详解】
[1]接a、b时，串联的电阻为R1，则有
[2]接a、c时，串联的电阻为R1和R2，则有
18． 6.120（±0.002） 5.44
【解析】
【详解】
[1]根据螺旋测微器的读数原则，则螺旋测微器的读数为
[2]根据游标卡尺的读数原则，则游标卡尺的读数为
19．1：3
【解析】
【详解】
[1]I—U图像的倒数表示阻值的大小，则有
则
可知两电阻之比为1：3。
20．(1) ；(2) ； (3)见解析。
【解析】
【分析】
【详解】
(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：F=mgtanθ，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
(3) C点设置在AB中间的好处是：利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动时的负加速度，这时小球偏向OC线的右方；伏特计要零点在中间，量程大于
21．
【解析】
【分析】
【详解】
根据电流微观表达式
I=nqSv
可得自由电子定向移动的平均速率
22．(1) ；(1)a.，b.
【解析】
【详解】
(1)电子绕原子核做匀速圆周运动，据向心力公式可得
周期为
联立可解得，
电子绕原子核运动的等效电流
(2)a．t时间内电子运动的距离为vt，则对应的体积为Svt，通过导体某一横截面积的自由电子数为nSvt，通过导体该横截面积的电荷量
q=enSvt
导体中电流大小为
b．导体中电流强度的微观表达式为
自由程L段内根据电阻定律有
欧姆定律
自由程内，电子在电场力作用下，速度从0增大到，由动能定理可得
由匀变速直线运动规律可知，自由电子定向移动的平均速率
联立可得出电阻率为。
23．（1）15∶10∶6；（2）16∶25
【解析】
【分析】
【详解】
(1)理想电流表用导线代替，电势相等的点用同一字母标出，如图甲所示，可见R1、R2、R3都连接在A、B两点间，三者并联，等效电路如图乙所示
设A、B两点间电压为U，则流过三个电阻的电流分别为
，，
可得三个电阻中的电流之比为
(2)电流表A1测量的是流过R2、R3的电流，故电流表A1的读数为
电流表A2测量的是流过R1、R2的电流，故电流表A2的读数为
代入数据可得两电流表的示数之比为
24．(1)1000m；(2) 1.5×1012J；(3) 5×104A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由
U=Ed
可得乌云与建筑物间的距离为
(2)释放的能量为电场力做功
W=Uq=3×109×500J=1.5×1012J
(3)平均电流约为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页