2017-2018学年高二物理鲁科版选修3-1单元测试：第3章 恒定电流（含解析）

(时间：60分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)
1．关于电流的方向，下列叙述中正确的是(　　)
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
解析：选C.电流是有方向的，电流的方向是人为规定的．物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．故选C.
2．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R(　　)
A．当L不变，S增大一倍时
B．当S不变，L增大一倍时
C．当L和S都为原来的1/2时
D．当L和横截面的半径都增大一倍时
解析：选C.由R＝ρ得：L不变，S增大一倍时R变为原来的1/2；S不变，L增大一倍时R变为原来的2倍；L、S都缩为原来的1/2时，R不变；L和横截面的半径都增大一倍时，R变为原来的1/2.
3．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3
C，消耗的电能为0.9
J．为在相同时间内使0.6
C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　)
A．3
V,1.8
J　　　　　　　
B．3
V,3.6
J
C．6
V,1.8
J
D．6
V,3.6
J
解析：选D.消耗的电能Q＝I2Rt＝It·IR＝qU＝0.9
J，则电阻两端的电压为U＝＝
V＝3
V，当相同时间内使0.6
C的电荷量通过该电阻时，由q＝It可知，I′＝2I，又U＝IR，则有U′＝2U＝2×3
V＝6
V，所以Q′＝I′2Rt＝4Q＝4×0.9
J＝3.6
J，故选D.
4．(2014·泉州高二期中)如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40
W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过(　　)
A．40
W
B．60
W
C．80
W
D．120
W
解析：选B.依题意，设L3灯正常发光时的电流为I0，则L1和L2的电流此时则为，由P＝I2R知这三个灯泡消耗的总功率最大不超过P＝IR＋2R＋2R＝P0＝×40
W＝60
W.
5．如图所示的电路中，U＝8
V不变，电容器电容C＝200
μF，R1∶R2＝3∶5，则电容器的带电荷量为(　　)
A．1.0×10－3
C
B．6.0×10－3
C
C．6.0×10－4
C
D．1.6×10－3
C
解析：选A.R1、R2串联则＝＝，又U1＋U2＝8
V；所以U1＝3
V，U2＝5
V．电容器与R2并联则UC＝U2＝5
V，电容器带电量Q＝CUC＝1.0×10－3
C．故选A.
6．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50
A和2.0
V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0
A和24.0
V．则这台电动机正常运转时的输出功率为(　　)
A．32
W
B．44
W
C．47
W
D．48
W
解析：选A.当电动机不转时，可以看成是纯电阻，根据电压表和电流表的数值，则电动机的线圈电阻为r＝U/I＝2.0/0.50
Ω＝4
Ω，当电动机转动时，输入功率P＝UI＝24.0×2.0
W＝48
W，而线圈电阻消耗的热功率P热＝I2r＝2.02×4
W＝16
W，所以电动机的输出功率P出＝P－P热＝32
W，故选A.
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)
7．下列说法中正确的是(　　)
A．据R＝可知，当通过导体的电流不变，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍
B．导体的电阻是其本身的属性，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变
C．据ρ＝可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比
D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关解析：选BD.R＝是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U、I无关．当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值(R)仍不变，故A错误，B正确．ρ＝是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由材料和温度决定，与R、S、l无关，故C错误，D正确．故选BD.
8．关于电压表，下列说法正确的是(　　)
A．它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装成的B．如果要将量程扩大n倍，则所串联的分压电阻应是电流表内阻的n倍
C．用同一表头做成的电压表，电压表的量程越大，其内阻越大
D．当用电压表测某电路两端电压时，测量值总是大于真实值
解析：选AC.电压表是利用串联电阻的分压作用，由小量程的电流计改装而成的，A正确；若要将量程扩大n倍，即U＝nUg，故nIgRg＝Ig(R＋Rg)，解得R＝(n－1)Rg，B错误；改装后电压表的量程为U＝Ug＋UR，故量程越大，其内阻越大，C正确；当用电压表测某电路两端电压时，测量值总是小于真实值，D错误．故选AC.9．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．甲灯的实际功率一定总是40
W
B．将乙灯接入110
V电路中，它的额定功率仍为60
WC．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较小
D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少
解析：选BD.照明灯泡的铭牌上标记的是额定电压和额定功率，由于灯泡随着电压的升高电流增大，灯丝的电功率将会增大，于是温度升高，灯丝电阻率也随之增大，所以电阻增大．当工作电压不是220
V时，其电阻和消耗的电能也将发生变化．但额定功率不会随电压变化而变化．故选BD.10．一只灯泡标有“220
V,100
W”字样，将其接到110
V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有(　　)A．灯泡的实际功率为50
W
B．灯泡的实际功率为25
W
C．通过灯泡的电流为额定工作电流的
D．通过灯泡的电流为额定工作电流的
解析：选BC.灯泡电阻为：R＝＝
Ω＝484
Ω，则灯泡的实际功率和通过的电流分别为：P′＝＝
W＝25
W，I′＝＝
A＝
A，是额定工作电流的，故选BC.
三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
11．(12分)用伏安法测量额定电压是4.5
V小灯泡的电阻，并作出小灯泡的U I图线．现有下列器材供选用：
A．电压表(0～5
V，内阻10
kΩ)
B．电压表(0～10
V，内阻20
kΩ)
C．电流表(0～3
A，内阻1
Ω)
D．电流表(0～0.6
A，内阻0.4
Ω)
E．滑动变阻器(10
Ω，2
A)
F．学生电源(直流6
V)，还有开关、导线
(1)实验中所用电压表应选______，电流表应选______(用字母序号表示)
(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图．
(3)实验中测得数据如下
电流/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
电压/V
0.15
0.45
1.00
1.95
4.00
利用表中数据作出小灯泡的U I图象．
解析：(1)灯泡两端额定电压是4.5
V，电压表应选A.由表中数据可知，电流不超过0.5
A，电流表应选D.
(2)由于电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表用外接法．电压从0开始变化，滑动变阻器用分压式接法，电路图如图甲所示．
(3)U I图象如图乙．
答案：(1)A　D　(2)见解析图　(3)见解析图
12．(12分)在如图所示的电路中，电源电压U恒定不变，当S闭合时R1消耗的电功率为9
W，当S断开时R1消耗的电功率为4
W，求：
(1)电阻R1与R2的比值是多少？
(2)S断开时，电阻R2消耗的电功率是多大？
(3)S闭合与断开时，流过电阻R1的电流之比是多少？
解析：(1)S闭合时，只有R1接入电路，
P＝I2R1＝2R1＝9
W(3分)
S断开时，R1、R2串联在电路中
P′＝I′2R1＝2R1＝4
W(3分)
所以(R1＋R2)∶R1＝3∶2，R1∶R2＝2∶1.(1分)
(2)因为P＝I2R，所以串联电路中P与R成正比，所以S断开时R2消耗的电功率P2＝P1/2＝2
W．(3分)
(3)I＝U/R，所以S闭合与断开时流过R1的电流与电阻成反比，为3∶2.(2分)
答案：(1)2∶1　(2)2
W　(3)3∶2
13．(16分)(2014·厦门高二检测)在一些旅游景区、大型游乐园、花园式酒店，区域巡逻常常采用纯电动观光车代步，既环保又方便．某辆公交车是以电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103
kg，当它在水平面上以v＝36
km/h的速度匀速行驶时，驱动电动机的输入电流I＝50
A，电压U＝300
V．在此行驶状态下：
(1)求驱动电动机的输入功率；
(2)若驱动电动机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10
m/s2)．
解析：(1)驱动电动机的输入功率为
P＝UI＝300
V×50
A＝1.5×104
W(5分)
(2)汽车匀速运动，速度v＝36
km/h＝10
m/s，由平衡条件得f＝F
汽车的机械功率就是牵引力的功率，有0.9P＝Fv
联立得f＝＝
N＝1.35×103
N(7分)
所以汽车所受阻力与车重的比值为
＝＝0.045(4分)
答案：(1)1.5×104
W　(2)0.045