2025鲁教版高中物理选必修第三册同步练习题（有解析）--第3章 恒定电流

中小学教育资源及组卷应用平台
2025鲁教版高中物理选必修第三册
第3章　恒定电流
满分100分,限时75分钟
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.关于电流,下列各种说法中正确的是 (　　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.电流的定义式I=,适用于任何电荷的定向移动形成的电流
B.由I=nqSv可知,金属导体中自由电荷的定向移动速率越大,电流一定越大
C.电荷定向移动的方向就是电流的方向
D.因为电流有方向,所以电流是矢量
2.由4个电阻连接成的混联电路如图所示。R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。把42 V的电压加在a、b两端,则 (　　)
A.通过R1的电流为1 A
B.通过R2的电流为1 A
C.通过R3的电流为1 A
D.通过R4的电流为2.5 A
3.如图所示为电阻A、B的U-I图线,将两电阻并联后接入电路,两电阻两端的电压从0增大到U1的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.相同时间内,通过电阻B的电荷量大于通过电阻A的电荷量
B.电阻A的阻值先小于电阻B的阻值,后大于电阻B的阻值
C.通过两电阻的电流之差先增大后减小
D.电压为U1时,电阻A的阻值比电阻B的阻值大
4.市面上有一款手机,已知其锂离子电池容量为5 000 mA·h,手机支持超级快充“20 V/4.4 A”,兼容“11 V/6 A”或“10 V/4 A”超级快充,电池电动势为3.6 V,正常通话额定功率为2 W,则(　　)
A.题中“mA·h”是能量的单位
B.超级快充对应的最大功率是66 W
C.充满电后可以正常通话的时间为9 h
D.充满电后可以正常通话的时间为18 h
5.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法正确的是 (　　)
A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流
B.改装后,表头G两端允许加的电压增大了
C.改装后,表头G自身的电阻减小了
D.改装后使用时,表头G本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的最大电流增大了
6.如图所示的电路中,A1和A2为理想电流表,示数分别为I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3;当a、b两点间加以恒定的电压U后,下列结论正确的是 (　　)
A.I1∶I2=3∶4
B.I1∶I2=4∶9
C.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为3∶5
D.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为1∶1
7.按如图甲所示电路图连接电路,实验中闭合开关S后,逐渐调节电阻箱的电阻,并记录阻值R和电流表的示数I,用描点法得如图乙所示的I-R图像。当电阻箱阻值R=10 Ω时,电阻箱消耗的电功率为 (　　)
A.0.4 W B.2 W C.20 W D.50 W
8.油烟危害健康,某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L1、L2和抽气扇M(电动机),其中抽气扇有“强吸”和“弱吸”两挡,电路连接如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.闭合开关S2,抽气扇处于“强吸”挡
B.照明灯L1烧断的情况下,L2不能正常工作
C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其发热功率不变
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,电路消耗的电功率减小
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)
9.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为1 m和2 m,串联在电路中时,其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.A和B导线中的电流之比为1∶2
B.A和B导线两端的电压之比为3∶2
C.A和B导线的横截面积之比为2∶3
D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为3∶1
10.一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(电源内阻忽略不计),均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法中正确的是 (　　)
A.电饭煲的电阻为44 Ω
B.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J
D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
11.如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为Ig,定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为I1,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为I2。下列说法正确的是 (　　)
A.I1=2Ig
B.I2=1.5Ig
C.若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大
D.若仅使R2阻值变小,则I1和I2均变大
12.如图所示是一个直流电动机提升重物的装置,重物质量m=50 kg,电源电压U=100 V,不计各处的摩擦,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速度将重物向上提升1 m时,电路中的电流I=5 A,由此可知 (　　)
A.电动机线圈的电阻r=2 Ω
B.电动机线圈的电阻r=1 Ω
C.此过程中额外功为50 J
D.该装置的效率为90%
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(14分)暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实验报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝Rx的阻值约为25 Ω)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流计G(内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=3 mA)
B.电流表A(内阻约为0.2 Ω,量程为0~0.6 A)
C.螺旋测微器
D.电阻箱R0(0~9 999 Ω,0.5 A)
E.滑动变阻器R(5 Ω,2 A)
F.干电池组(3 V,0.05 Ω)
G.一个开关和导线若干
他们进行了以下操作:
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其示数部分如图甲所示,请读出该次测量中测得电阻丝的直径d=　　　　mm;
(2)把电流计G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3 V,则电阻箱的阻值应调为R0=　　　Ω;
(3)请用改造完的电压表设计一个精确测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图乙中电路图补画完整;
(4)实验数据的测量与电阻率的计算:如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流计G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式ρ=　　　　　　。
14.(6分)电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。合格的纯净水的电导率应该小于10-3。某同学将某品牌纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆盘电极密封,如图所示,圆柱形容器的长度约为10 cm,内径约为2 cm。通过实验测量其电导率,从而验证纯净水是否合格。
实验室准备的器材有:
A.学生电源(12 V)
B.电压表(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ)
C.电压表(量程0~15 V,内阻约为20 kΩ)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.电流表(0~100 μA,内阻约为50 Ω)
F.滑动变阻器(最大电阻为20 Ω)
G.螺旋测微器
H.游标卡尺
I.毫米刻度尺
J.开关、导线若干
(1)为了测量塑料圆柱形容器的内径,应该选用的测量工具为　　　　;为了减小实验误差,电压表选用　　　　,电流表选用　　　　。(填写器材前的代号)
(2)请根据上述器材在方框中画出实验原理图。(待测水样用电阻符号表示)
(3)写出一条产生系统误差的原因　　　　　　　　。
15.(6分)小李新买了一个电热水壶,其铭牌上的电气参数如表中所示,问:
(1)该电热水壶正常工作时的电压U是多少 正常工作时的电流I是多少 (结果保留一位小数)
(2)若该电热水壶正常工作烧开一壶水用时t=300 s,需消耗的电能W是多少
电热水壶
型号 JDC-1 500 D
额定功率 1 500 W
额定电压 220 V
容量 1.2 L
16.(8分)一电流表并联分流电阻R1=100 Ω时,电流表的量程扩大到I1=3 A;当该电流表串联一分压电阻R2=300 Ω时,测电压的量程扩大到原来的4倍,问要使该电流表的电流量程扩大到7.5 A,应并联一个多大的分流电阻
17.(10分)如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,A、B两端的电压保持15 V不变,那么:
(1)若开关S断开,R1、R2两端的电压分别是多少
(2)如果电压表的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少
18.(16分)小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、理想电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5 V且保持不变,车灯接通、电动机未启动时,电流表示数为10 A;车灯接通、电动机启动时,电流表示数为70 A,已知车灯的I-U图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)车灯接通、电动机启动时,车灯的功率减小了多少;
(3)车灯接通、电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能。
答案全解全析
1.A　电流的定义式I=采用的是比值定义法,公式普遍适用,即适用于任何电荷的定向移动形成的电流,故A正确。由I=nqSv可知,电流的大小由导体的材料(决定n)、导体的横截面积(S)和自由电荷定向移动的速率(v)共同决定,故B错误。物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,负电荷定向移动的反方向为电流的方向,故C错误。电流有大小和方向,运算时遵循代数运算法则,其方向不同于矢量的方向,故电流是标量,D错误。
2.C　a、b之间的总电阻为R=R1+R2+=14 Ω,故由欧姆定律可得干路中的电流即通过R1、R2的电流为I==3 A,再根据并联电路各支路电压相同,由欧姆定律可得==,又I=I3+I4,所以有I3=1 A,I4=2 A,故选C。
3.C　将两电阻并联后接入电路,两电阻两端的电压从0增大到U1的过程中,由图像可知,在04.C　根据q=It,可知mA·h是电荷量的单位,故A错误;超级快充对应的最大功率为Pm=UI=20×4.4 W=88 W,故B错误;充满电后可以正常通话的时间为t= h=9 h,故C正确,D错误。故选C。
5.D　把表头G改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但表头的各参考量都不变,故D对,A、B、C错。
6.C　电源接在a、b两点时,电路图如图甲所示:
并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,图中==,选项A、B错误;将A1、A2换成理想电压表,如图乙所示成为串联电路,UR1∶UR2∶UR3=1∶2∶3,==,选项C正确,D错误。
7.A　根据乙图可知,当电阻箱阻值R=10 Ω时,电流为0.2 A,则此时电阻箱消耗的电功率为P=I2R=0.22×10 W=0.4 W,故A正确。
8.A　相比于闭合开关S3,闭合开关S2,抽气扇M两端电压较大,因此抽气扇处于“强吸”挡,A正确;因照明灯L1、L2并联,故照明灯L1烧断的情况下,L2能正常工作,B错误;抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其两端电压增加,电流变大,因此其发热功率变大,C错误;工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,电动机变成纯电阻用电器,回路中的电流将变大,电路消耗的电功率增加,D错误。故选A。
9.BD　由于导线A和B串联在电路中,则A和B导线中的电流之比为1∶1,故A错误;由题图可知导线A两端电压和导线B两端电压分别为UA=10 V-4 V=6 V,UB=4 V-0=4 V,则A和B导线两端的电压之比为UA∶UB=6∶4=3∶2,故B正确;根据R=,可得A和B导线的电阻之比为RA∶RB=3∶2,根据R=ρ,可得S=,则A和B导线的横截面积之比为SA∶SB=∶=1∶3,故C错误;根据I=neSv可得A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为vA∶vB=SB∶SA=3∶1,故D正确。故选B、D。
10.AC　由于电饭煲是纯电阻用电器,所以R1==44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J,洗衣机为非纯电阻用电器,所以R2≠=440 Ω,P2=UI2=110 W,其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J,由于洗衣机内阻未知,故无法比较二者的发热功率。
11.BC　当使用1和2两个端点时,电流表的量程为I1=Ig+=Ig+=3Ig,故A错误;当使用1和3两个端点时,电流表的量程为I2=Ig+=Ig+=1.5Ig,故B正确;由于I1=Ig+,I2=Ig+,可知若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大,若仅使R2阻值变小,则I1减小,I2变大,故C正确,D错误。故选B、C。
12.AD　电动机以v=0.9 m/s的恒定速度将重物向上提升,有F=mg=500 N,P机=Fv=450 W,对于电动机有P机=UI-I2r,代入数据得r=2 Ω,A正确,B错误;此过程中额外功W额外=I2rt,由于重物做匀速运动,有h=vt,解得W额外= J,C错误;该装置的效率为η=×100%=×100%=90%,D正确。
13.答案　(1)0.268(0.267~0.269均可)(3分)
(2)880 (3分)
(3)见解析图(3分)
(4)(5分)
解析　(1)螺旋测微器的固定部分的读数为0,可动部分的读数为26.8×0.01 mm=0.268 mm,所以读数为0.268 mm;
(2)由电压表改装原理知R0=-Rg=880 Ω;
(3)由于要求精确测量电阻,所以电流表选用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(4)由电路接法知=I2-I1
根据电阻定律得Rx=ρ
联立得ρ=。
14.答案　(1)H(1分)　C(1分)　E(1分)
(2)如图所示(2分)
(3)电流表的分压作用(1分)
解析　(1)测量圆柱形容器的内径,应选用游标卡尺;电源电压12 V,故电压表选用C;根据电阻定律可知,纯净水的电阻约为
Rx=ρ=ρ=103× Ω≈318 kΩ,最大电流约为I=≈3.8×10-5 A,故电流表选用E。
(2)题给滑动变阻器的总阻值比样品水的电阻小很多,应采用分压接法,电流表采用内接法,实验原理图如答案图所示。
(3)产生系统误差的原因:电流表的分压作用。
15.答案　(1)220 V　6.8 A　(2)0.125 kW·h
解析　(1)由表中数据可知,电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 500 W,则由P=UI (2分)
可知正常工作时的电流I== A=6.8 A(2分)
(2)烧开一壶水需要的电能
W=Pt=1.5 kW× h=0.125 kW·h(2分)
16.答案　25 Ω
解析　设电流表的满偏电流为I0,内阻为R0,当并联R1时,
I0R0=(I1-I0)R1 ①(2分)
串联R2时,I0R2=3I0R0 ②(2分)
代入数据解①②得:R0=100 Ω,I0=1.5 A(2分)
要使电流表的量程扩大到7.5 A,即扩大到原来的5倍,需并联的分流电阻为R== Ω=25 Ω(2分)
17.答案　(1)3.75 V　11.25 V　(2) V　 V
解析　(1)S断开,R1与R2串联,根据串联电路的电压特点知
U1=U=×15 V=3.75 V(2分)
U2=U=×15 V=11.25 V(2分)
(2)当S与C接触时,电压表与R1并联,并联电阻
R并== kΩ=6 kΩ(2分)
则并联部分电压
U并=U=×15 V= V(2分)
故电压表读数为 V。
同理可得,当S与D接触时,电压表读数为 V。 (2分)
18.答案　(1)0.05 Ω　(2)39 W　(3)1 098 J
解析　(1)车灯接通、电动机未启动时,灯和电阻R串联,电流表示数为10 A,由题图乙可知,灯两端的电压是12 V,则R==0.05 Ω (2分)
(2)电动机启动前,车灯的功率为
P1=12 V×10 A=120 W(2分)
电动机启动后,电动机和灯并联,电流表测量干路中的电流,定值电阻R两端的电压
UR=70 A×0.05 Ω=3.5 V(2分)
灯和电动机两端的电压
U并=12.5 V-3.5 V=9 V(2分)
由题图乙可知,通过车灯的电流是9 A,车灯的功率为
P2=9 V×9 A=81 W(2分)
则车灯功率减小了
ΔP=P1-P2=39 W(2分)
(3)车灯接通、电动机启动时,通过电动机的电流
IM=70 A-9 A=61 A(2分)
该过程电动机消耗的电能
W=U并IMt=9 V×61 A×2 s=1 098 J(2分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)