2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-1章末综合测评第3章 恒定电流

章末综合测评(三)
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．关于公式R＝和公式R＝ρ，下列说法中正确的是(　　)
A．两公式对一切情况都适用
B．R＝仅适用于金属导体，R＝ρ适用于任何导体
C．导体的电阻R与U成正比，与I成反比
D．导体的电阻在温度一定时，与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比
【解析】　R＝适用于一切导体，R＝ρ适用于金属导体和电解质溶液，A、B错；导体电阻在温度一定时，与导体长度成正比，与横截面积成反比，长度、横截面积不变时，电阻阻值不变，与导体两端电压、通过导体的电流大小无关，C错、D对．
【答案】　D
2．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是(　　)
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用W＝UIt
【解析】　在非纯电阻电路中，电功计算式为W＝UIt，电热计算式Q＝I2Rt，电功不等于电热，故B错．
【答案】　B
3．一个标有“1
kΩ，40
W”的电阻器，下列说法错误的是(　　)
A．允许长期通过它的最大电流是0.2
A
B．额定电压是200
V
C．在额定电压下消耗的功率为40
W
D．加50
V电压时消耗的功率为10
W
【解析】　铭牌上标注的是该电阻器的阻值和允许的最大功率，据P＝I2R得Imax＝
A＝0.2
A，A正确；据P＝得U额＝
V＝200
V，B正确；40
W为电阻器在额定电压下消耗的功率，C正确；据P＝知，U＝50
V时P＝
W＝2.5
W，D错误．
【答案】　D
4．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，以下说法中正确的有(　　)
A．自由电子定向移动的速率为v0
B．自由电子定向移动的速率为v＝
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为v＝
【解析】　电流在导体内的传导速率等于光速，而自由电子定向移动的速率远小于光速，所以C错．自由电子在金属内无规则热运动的速率v0与金属导体的温度有关，它与自由电子定向移动的速率不是一回事，故A错．当n为单位体积内的自由电子数时，I＝neSv，当n为单位长度内的自由电子数时，I＝nev，故B错，D正确．
【答案】　D
5．如图1所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12
V的直流电源中，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数8
V，如果他把此表改接在R2两端，则电压表的示数(　　)
图1
A．小于4
V
B．等于4
V
C．大于或等于8
V
D．大于4
V小于8
V
【解析】　表头内阻不是远大于R1、R2，表明并联这表头使并联后的电路电阻明显减小，分压显然减小，A正确．
【答案】　A
6．通常一次闪电过程历时约0.2～0.3
s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80
μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109
V，云地间距离约为1
km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6
C，闪击持续时间约为60
μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是(　　)
A．闪电电流的瞬时值可达到1×105
A
B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014
W
C．闪电前云地间的电场强度约为1×106
V/m
D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106
J
【解析】　由电流的定义式I＝知I＝
A＝1×105
A，A正确；整个过程的平均功率P＝＝＝
W＝3×1010
W(t代0.2
s或0.3
s)，B错误；由E＝＝
V/m＝1×106
V/m，C正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W＝qU＝6×109
J，D错误．
【答案】　AC
7．如图2所示，把四个相同的灯泡接入甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系，正确的是(　　)
甲
乙
图2
A．U甲＞U乙
B．U甲＝4U乙
C．R甲＝4R乙
D．R甲＝2R乙
【解析】　设灯泡的阻值为R，正常发光时电流为I，由于两个电路的总功率相等，所以I2·(R甲＋2R)＝(2I)2·，即R甲＝4R乙；由P＝U甲·I＝U乙·2I可知，U甲＝2U乙．故正确答案为A、C.
【答案】　AC
8．如图3所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则下列结论正确的是(　　)
图3
A．空载时输出电压UAB＝Uab/2
B．当AB间接上负载R时，输出电压UABC．AB间的负载R越大，UAB越接近Uab/2
D．AB间的负载R越小，UAB越接近Uab/2
【解析】　空载时RAB＝Rab，则UAB＝Uab，选项A正确．接负载R时，由于并联电阻小于小的分电阻，因此选项B、C正确D错误．
【答案】　ABC
二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答)
9．(10分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表(0～3
V,3
kΩ)、电流表(0～0.6
A,0.1
Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上．
(1)他们应选用图中所示的________电路进行实验；
(2)根据实验测得数据描绘出如图4所示的U I图象，由图象分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是______________________________________．
图4
(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5
V字样，根据上述实验结果求出的小灯泡在1.5
V电压下的实际功率是________W.
【解析】　(1)要求小灯泡两端电压从零逐渐增大，滑动变阻器应采用分压式，由于＜，则电流表采用外接法，故选A.
(2)在U I图象中，曲线某点切线的斜率表示小灯泡的电阻阻值，斜率越来越大，故小灯泡的电阻值随温度的升高而增大．
(3)由U I图象可知，当U＝1.5
V时，I＝0.46
A，则
P＝UI＝1.5×0.46
W＝0.69
W.
【答案】　(1)A　(2)小灯泡的电阻值随温度的升高而增大　(3)0.69
10．(12分)在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5
Ω.实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1(量程3
V，内阻约为15
kΩ)
B．电压表V2(量程15
V，内阻约为75
kΩ)
C．电流表A1(量程3
A，内阻约为0.2
Ω)
D．电流表A2(量程600
mA，内阻约为1
Ω)
E．变阻器R1(0～10
Ω，0.6
A)
F．变阻器R2(0～200
Ω，0.1
A)
G．电池E(电压为3
V，内阻约为0.3
Ω)
H．开关S，导线若干
(1)为了使电阻的测量尽量精确，电压表应选________、电流表应选________、变阻器应选________．(均选填器材代号)
(2)为减小实验误差，应选用图________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图用导线连接起来．
甲　　　　乙
图5
(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00
cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635
mm，两电表的示数分别如图6所示，则电阻值为________Ω，电阻率为________Ω·m.
图6
【解析】　(1)电源电动势为3
V，因此电压表选A，最大电流Imax＝＝
A＝0.6
A，所以电流表选D，变阻器F的额定电流太小，同时阻值太大，故变阻器选E.
(2)因A的内阻不能满足远小于Rx，故选图乙．
(3)Rx＝＝
Ω＝2.40
Ω，
由Rx＝ρ得
ρ＝
＝
Ω·m
＝1.27×10－6
Ω·m
【答案】　(1)A　D　E　(2)乙　实物连接如图所示
(3)2.40　1.27×10－6
11．(15分)用一个额定电压为12
V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图7所示，求：
图7
(1)在正常发光下，灯泡的电功率为多大？
(2)将一定值电阻与灯泡串联后接到20
V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？
(3)当合上开关后，需要0.2
s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比刚接通时小？
【解析】　(1)根据P＝解得P＝18
W.
(2)灯泡正常发光时的电流为I＝＝
A
串联的电阻R′＝
Ω＝5.33
Ω.
(3)刚合上开关时灯未正常发光，温度低电阻小，故刚合上开关时电流大，正常发光时电流小．
【答案】　(1)18
W　(2)5.33
Ω　(3)见解析
12．(15分)如图8所示的电路中，输入电压U恒为12
V，灯泡L标有“6
V　12
W”字样，电动机线圈电阻RM＝0.5
Ω.若灯泡恰能正常发光．
图8
求：(1)电动机的输入功率；
(2)电动机的热功率；
(3)电动机的输出功率．
【解析】　灯泡正常发光，电路中电流I＝＝2
A，电路中总功率P＝UI＝12×2
W＝24
W.
(1)由能量守恒定律知电动机输入功率
P入＝P－PL＝24
W－12
W＝12
W；
(2)电动机热功率P热＝I2RM＝22×0.5
W＝2
W；
(3)电动机的输出功率
P出＝P入－P热＝12
W－2
W＝10
W.
【答案】　(1)12
W　(2)2
W　(3)10
W