2023-2024学年度粤教版物理必修三第三章《恒定电流》考试B卷

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2023-2024学年度 粤教版 物理必修三 第三章 《恒定电流》考试卷
B卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．由欧姆定律可以导出公式，此式说明（　　）
A．当电压增大两倍时，电阻R增大两倍
B．当电流增大两倍时，电阻R减小两倍
C．电阻是导体本身的性质，当电压为零时，电阻阻值不变
D．当电压为零时，电阻R也为零
2．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中a、b、c、d 四个点。这四个电阻中阻值最大的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
3．干电池的电动势为6V，这表示（　　）
A．1C正电荷通过干电池的过程中，有6J的化学能转化为电能
B．干电池在单位时间内转化的化学能为6J
C．短路时干电池输出的电流为6A
D．干电池必须在6℃的环境下才能正常工作
4．如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个可变电阻R改装成的量程更大的电表，下列判断正确的是（　　）
A．改装成了电流表，R减小时量程减小
B．改装成了电流表，R减小时量程增大
C．改装成了电压表，R增大时量程减小
D．改装成了电压表，R增大时量程增大
5．将质子加速到一定的速度可以杀死某些肿瘤癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知质子流等效电流为，质子的质量为，电荷量为，则质子流单位长度内的质子数是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，有一个表头G，满偏电流，内阻，把它改装为有3V和15V两种量程的电压表，则图中电阻分别为（　　）
A． B．
C． D．
7．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，接在电动势为、内阻不计的电路上，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
评卷人得分
二、多选题
8．R1和R2是材料相同、厚度不相同、表面为正方形的导体，R1的厚度比R2的厚度小，R1的表面尺寸比R2的表面尺寸大。在两导体上加相同的电压，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．R1的阻值等于R2的阻值 B．R1的阻值大于R2的阻值
C．R1中的电流小于R2中的电流 D．R1中的电流大于R2中的电流
9．某灯泡的图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的电阻随着电压的增大而增大
B．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C．小灯泡是非线性电阻，所以不能计算出其在某状态下的电阻
D．当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻约为
10．核外电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核转动，周期为。已知电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k，则其等效电流大小为（　　）
A． B． C． D．
11．如图，一根长为l、横截面积为S的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，空间存在垂直纸面向里的磁场．某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B=B0-kt，当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时
A．软导线围成一个正方形
B．导线中的电流为
C．导线中自由电子定向移动的速率为
D．导线中电场强度大小为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．某同学设计电路测量两块电压表（量程，内阻约为）、（量程，内阻约为）的内阻，实验备选器材如下：
A．定值电阻（阻值为）
B．定值电阻（阻值为）
C．电流表（量程，内阻约几十欧）
D．电流表（量程，内阻约几十欧）
E．滑动变阻器
F．电源（电动势为，内阻很小）
G．电源（电动势为，内阻很小）
（1）在答题卡上将图示的器材符号连线，补全实验电路的原理图。

（2）实验中电源应选用 ，电流表A应选用 ，定值电阻R应选用 。（选填实验器材前对应的字母）
（3）设电压表和电流表A的读数分别为和I，则待测电压表的内阻表达式分别为 ， 。（定值电阻用字母R表示）
13．将满偏电流、内阻未知的电流表G改装成电压表。
(1)利用如图所示的电路测量电流表G的内阻（图中电源的电动势）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值 ；
(2)将该表改装成量程3V的电压表，需 （填“串联”或“并联”）阻值为 的电阻。
评卷人得分
四、解答题
14．已知在t=40s内通过导线某一横截面的电子数n=4.0×1030，电子的电荷量e=1.6×10-19 C，求通过该导线的电流I．
15．水为什么能从水池A流到水池B ？
16．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。
（1）该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率恒为v。
① 求导线中的电流I；
②为了更精细地描述电流的分布情况，引入了电流面密度j，电流面密度被定义为单位面积的电流强度，求电流面密度j的表达式；
③经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型，求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。
（2*）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动，从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动，由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力，所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足（1）问中的规律，求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动（减速时间可忽略不计）之后，通过线圈导线横截面的电荷量Q。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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参考答案：
1．C
解析：电阻的大小只与自身材料，长度，横截面积等因素有关，与其两端的电压和通过电阻的电流的大小无关，是导体本身的性质，故ABD错误，C正确。
答案：C。
2．A
解析：在图像中，斜率表示了电阻的阻值，做出四个电阻对应的图像如下图所示
由图可知，图像a的斜率最大，则其对应的电阻的阻值最大。答案：A。
3．A
解析：A. 由
得
1C正电荷通过干电池的过程中，非静电力做功6J，非静电力把6J的化学能转化为电能，A正确；
B. 干电池是把化学能转变为电能的装置，B错误；
C. 电池内阻未知，无法求出短路电流，C错误；
D. 干电池必须在室温的环境下都能正常工作，D错误。
答案：A。
4．B
解析：AB．改装成了电流表，并联分流，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，A错误，B正确；
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，改装后电压表量程不变，CD错误。
答案：B。
5．B
解析：质子在加速电场中加速过程中，根据动能定理得
质子流等效电流为I，质子的质量为m，电荷量为e，N为单位体积内的质子数，根据电流微观表达式得
I=NevS
联立解得
质子流单位长度内的质子数是
答案：B。
6．C
解析：试题分析：把电流表改装成电压表，应串联分压电阻，根据串联电路特点与欧姆定律求出串联电阻阻值．
量程为3V时，串联电阻阻值：；量程为15V时，，C正确．
7．B
解析：设此时电灯两端的电压为U，流过每个电灯的电流为I，由串并联电路的规律得
代入数据，可得
在图甲中画出此直线如图所示
可得到该直线与曲线的交点为(10V，0.50A)，即流过电灯的电流为0.50A，电灯两端电压为10V，电阻消耗的功率约为
每个电灯的实际功率约为
故B正确；ACD错误。
答案：B。
8．BC
解析：AB. 由电阻定律
设正方形的边长为a，厚度为h，则
又
h1＜h2
有
＞
故A错误，B正确；
CD．又由
则
＜
故C正确，D错误。
答案：BC。
9．AD
解析：AB．图线中，纵横坐标的比值表示电阻大小，可得随着电压的增大，小灯泡的电阻在增大，A正确，B错误；
CD．小灯泡是非线性电阻，当电压为某一数值时，其有对应的电流，根据欧姆定律可求出该状态下的电阻；当小灯泡两端的电压为0.5V时，根据图线可得此时电流为，所以电阻为
C错误，D正确。
答案：AD。
10．AD
解析：AB．电子做匀速圆周运动的周期
其等效电流大小为
故A正确，B错误；
CD．电子做匀速圆周运动的向心力由库仑力提供，由向心力公式得
解得电子做匀速圆周运动的周期
其等效电流大小为
故D正确，C错误。
答案：AD。
11．BCD
解析：A．根据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时呈圆形．故A项正确．
B．根据可得
圆的面积
感应电动势大小为
稳定时软导线中的电流为
其中，联立可得电流
故B项正确．
C．导线横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n、电子的电荷量为e，则导线中电流
解得导线中自由电子定向移动的速率
故C项正确．
D．计算导线中电场可将其视为沿导线方向的匀强电场，则导线中电场强度
故D项正确．
答案：BCD。
点睛：楞次定律的另一表述：感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因．依这一表述，“楞次定律”可推广为：①阻碍原磁通量的变化(增反减同、增缩减扩)②阻碍相对相对运动(来拒去留)．
12． G D A
解析：（1）[1]设计成（1）中方案，用干路电流减掉R中的分流即可得到两块电压表的电流，从而不存在电流表的内外接法带来的系统误差，变阻器总阻值比两块电压表总阻值小很多，故应用分压接法，如图

（2）[2][3][4]按照（1）中设计的方案，用干路电流减掉R中的分流即可得到两块电压表的电流，由电压表的内阻可知，两块电压表串联时，示数几乎可以同时满偏，则最大总电压为，故电源选G；为使两块电压表有明显偏转时电流表也有明显偏转，应该让定值电阻的分流作用小一些，答案：阻值较大的A；则定值电阻与两电压表的电流比值约为
则电流表的示数最大约为
则电流表选D；
（3）[5]由
可得
[6]由
可得
13． 串联 9900
解析：(1)[1]由题意可知，当闭合开关S2后，电阻分去电流表G的的电流，又电流表与并联，可得
得
(2)[2]由题意可得，电流表的满偏电压为
将该表改装成量程3V的电压表，需串联电阻；
[3]由欧姆定律可得，串联电阻的阻值为
14．
思路：根据通过截面的电子数求解通过的电量，再根据电流的定义即可求得通过的电流．
解析：根据电流的定义可知，电流．
点拨：本题考查电流的定义，要注意明确知道电荷量与电子个数之间的关系，同时明确电流的定义式的应用．
15．因为水池A比水池B高
解析：略
16．（1）① ；②；③ （2）
解析：（1）①导线中的电流
；
②电流面密度
；
③取长度为L一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，即
而
联立解得

（2）设线圈经过时间 t停止运动，则对内部的粒子，由动量定理：
其中
则
；
而
联立可得
答案第1页，共2页
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