2023-2024学年鲁科版必修3 第三章 恒定电流 单元测试B卷（含解析）

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2023-2024学年 鲁科版必修3 第三章《恒定电流》 单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100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）
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评卷人得分
一、单选题
1．人们购买智能手机时手机的续航能力是重点考量的一个方面，所以消费者时常会留意手机电池的相关参数。某款手机的电池铭牌上标有字样，这意味着如果这款手机工作时的电流始终为，则充满电的电池理论上可以工作对应的物理量为（　　）
A．电荷量 B．电势差 C．电容 D．能量
2．北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（　　）
A． B． C． D．
3．摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5A，电动机启动时电流表读数为15A，若电源电动势12V，内阻0.4Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了（　　）
A．30 W
B．32 W
C．20 W
D．18 W
4．我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。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，U0、I0为已知，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tanβ
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanα
5．如图所示表头，已知其内阻 Rg为500Ω，满偏电流为Ig为 1mA，如果需要用该表头去测量电路中变化为0~10V的电压时，则需要（　　）

A．并联一个阻值为 9.5kΩ的电阻
B．串联一个阻值为9.5kΩ的电阻
C．并联一个阻值为 10kΩ的电阻
D．串联一个阻值为 10kΩ的电阻
6．甲乙两条铜导线质量之比M甲：M乙 = 4：1，长度之比为L甲：L乙 = 1：4，则其电阻之比R甲：R乙为（ ）
A．1：1 B．1：16 C．64：1 D．1：64
7．一根铜导线经过拉线机几次拉制后，半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的（　　）
A．81倍 B．27倍 C．18倍 D．9倍
评卷人得分
二、多选题
8．温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图所示的图像中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则(　　)
A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化
B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化
C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化
D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化
9．闪电是云与云之间、云与大地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。若某次闪电是在云与大地之间发生的，大量电子从地面流向云层。放电过程的平均电流为，持续时间为，电子的电荷量为，则下列说法正确的是（　　）
A．放电过程中，云层的电势比地面的电势低
B．放电电流的方向由云层指向地面
C．此次放电过程中流过地面的电荷量为Ite
D．此次放电过程中从地面流向云层的电子的数量为
10．—电动机，线圈的电阻为0.4 Ω，当它两端所加的电压为220 V时，通过的电流是5 A。则下列说法正确的是（ ）
A．电动机的输入功率为1100W
B．电动机的输出功率为1100W
C．电动机的发热功率为1100W
D．当电动机突然被卡住不动时，则通过的电流变成550 A
11．纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电能，提供电能的是锂离子电池。锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多。当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大。电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。下列说法中正确的是（　　）
A．“安时”（Ah）或“毫安时”（mAh）是电量的单位
B．“千瓦时”（kWh）是能量的单位
C．图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态
D．图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
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三、实验题
12．在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。该同学采用图3所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源（电源两端电压保持3V不变），开关导线若干，以及下列器材：

A．电压表（量程0~3V，内阻约）
B．电压表（量程0~15V，内阻约）
C． 电流表（量程0~3A，内阻约）
D．电流表（量程0~0.6A，内阻约）
E. 滑动变阻器R（，3A）
（1）如图1所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d、先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动 （填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图2所示，则 mm；
（2）为减小测量误差，在实验中，电压表应选用 ，电流表应选用 。（均选填各器材前的字母）
（3）图4是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图3的电路图，补充完成图4中实物间的连线。
（4）测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式 。
13．某实验小组利用热敏电阻制作温控报警器，当温度到达或超过时，发出警报。
操作如下：
（1）测量热敏电阻在时的阻值，该热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低。有以下实验器材可供选择。
A．电源E（电动势为，内阻不计）
B．电流表A（量程为，内阻约）
C．电压表V（量程为，内阻约）
D．滑动变阻器（最大电阻为，额定电流）
E．滑动变阻器（最大电阻为，额定电流为）
F．热敏电阻（60℃时阻值在之间）
①为了更准确测定阻值，滑动变阻器应选择 （选填“”或“”），电路图应选择图8中的 （选填“甲“或“乙”）；
②对热敏电阻加热至60℃，保持温度不变，调节滑动变阻器，得到电压表和电流表的多组数据，已在图8丙中描好点，请在图中画出图像 ，并得到 （计算结果保留2位有效数字）。
（2）调试报警器
①按照图丁连接器材，报警器报警最低电流为，功率极小，电源为可调电源，内阻不计，调试时输出电压为；
②在常温下，闭合开关，开关接通b，将电阻箱的阻值调为，调节滑动变阻器，直至报警器警报。再将开关接通a，报警器调试完成。有三种滑动变阻器、、可供选择，其最大阻值分别为、、，为方便调节，应选择 （选填“”、“”或“”）。
评卷人得分
四、解答题
14．某一段导体，在4秒内通过横截面的电荷量为Q=20C，则通过该导体的电流强度是多少安培？若该导体的电阻为4欧，则它两端的电压是多少伏？
15．如图所示，电源电动势E=30V，内阻r=1Ω，灯泡上标有“6V 12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω，若灯泡恰好能正常发光，求
（1）电动机的输入功率；
（2）电动机输出的机械功率。
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，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、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）当该导线通有恒定的电流I时：
①请根据电流的定义，推导出导线中自由电子定向移动的速率v；
②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。请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k的表达式。
（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。取线圈为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电力的作用。
已知某次此线圈匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F。根据上述模型回答下列问题：
① 求一个电子沿线圈运动一圈，该切线方向的力F做功的大小；
② 推导该圆线圈中的电流 的表达式。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
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(
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
解析：为电流单位，为时间单位，根据
可知为电荷量单位。选项A正确，BCD错误。
答案：A。
2．A
解析：根据电流的定义式
答案：A。
3．B
解析：电动机未启动时
U灯＝E－I1r＝（12－5×0.4）V＝10 V
车灯功率
P灯＝U灯I1＝50 W
电动机启动时
U灯′＝E－I2r＝（12－15×0.4）V＝6 V
设车灯阻值不变，由
P＝
可得
P′＝（）2×P灯＝（）2×50 W＝18 W
电功率的减少量
ΔP＝P－P′＝（50－18）W＝32 W
答案：B。
4．C
解析：A．图象上的点与原点连线斜率的倒数为该点的电阻大小，可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误；
BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为
故BD错误；
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为
故C正确。
答案：C。
5．B
解析：如果需要用该表头去测量电路中变化为0~10V的电压时，即将表头改装成量程为0~10V的电压表，此时表头需串联一个阻值为R的电阻
答案：B。
6．D
解析：铜线的质量
则可知
则由
可知，电阻之比
答案：D。
7．A
解析：根据电阻定律
解得
半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的81倍。
答案：A。
8．CD
解析：图线1反映的是电阻随温度的升高而增大的特性，是金属导体的电阻，图线2反映的是电阻随温度的升高而变小的特性，是半导体的电阻。
答案：CD。
9．BD
解析：AB．放电过程中，电子由地面流向云层，即电子所受的电场力由地面指向云层，由于电子带负电，电场力的方向与电场强度的方向相反，故云层的电势比地面的电势高；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，故放电电流的方向由云层指向地面；故A错误，B正确。
CD．由电流的定义式可知，此次放电过程流过地面的电荷量
由于电子的电荷量为e，故放电过程中从地面流向云层的电子的数量
故C错误，D正确。
答案：BD。
10．AD
解析：A．电动机的输入功率为
P=IU=220×5W=1100W
A正确；
BC．电动机的发热功率为
P热=I2R=52×0.4W=10W
因此电动机的输出功率为
P出=P-P热=1090W
BC错误；
D．当电动机突然被卡住不动时，电动机成为纯电阻性电路，根据欧姆定律
D错误；
答案：AD。
11．ABC
解析：A．安时是电池容量的单位，A正确；
B．千瓦时是能量的单位，B正确；
C．图中箭头向左，表示锂离子从负极向正极移动，处于放电状态，C正确；
D．电场强度方向向右，锂离子带正电向左移动，是在非静电力作用下从负极返回正极，D错误。
答案：ABC。
12． C 1.498 A D
解析：（1）[1] 如图1所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d、先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，先旋动B，等测微螺杆靠近金属丝时，再旋动C，直到听见“喀喀”的声音，再扳动A锁定，最后读数。
[2] 螺旋测微器的精确值为，由图乙可知读数为
（2）[3] 电源电动势为3V，故电压表选A；
[4] 流过待测金属丝的最大电流约为
电流表应选择D；
（3）[5] 由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法。实物图如图所示

（4）[6] 由欧姆定律得
再根据电阻决定式
所以
13． R1 乙 25 R4
解析：(1) ①[1]为了方便调节，滑动变阻器选阻值范围小的R1。
[2]时阻值在之间，所以
所以电流表采用外接法，测量较准确，答案：乙图。
②[3]描点连线得图像如图
[4]通过画出的图像可得
(2) ②[5]电路中最大电阻
滑动变阻器的最大电阻
所以滑动变阻器应选择R4。
14．；
解析：由题得通过导线的电流强度
该导体的电阻为4欧，则它两端的电压是
15．（1）44W；（2）36W
解析：（1）因灯泡正常发光，所以
则
所以电动机电压为
电动机的输入功率
（2）电动机输出的机械功率为
点拨：对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。
16．（1）①；② ne2ρ；（2）① Fl；② 。
解析：（1）①一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为：
对应的电荷量为：
根据电流的定义有：
解得：
②从能量角度考虑，假设金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等，即：
又因为：
联立以上两式得：
（2）①电子运动一圈，非静电力做功为：
②对于圆线圈这个闭合回路，电动势为：
根据闭合电路欧姆定律，圆线圈这个闭合回路的电流为：
联立以上两式，并根据电阻定律：
解得：
答案第1页，共2页
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