人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》单元测试题（解析版）

选修3-1第二章《恒定电流》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.一根粗细均匀、阻值为16 Ω的电阻丝，保持温度不变，若先将它等分成4段，每段电阻为R1，再将这4段电阻丝并联，并联后总电阻为R2，则R1与R2的大小依次为(　　)
A． 1 Ω，0.5 Ω
B． 2 Ω，0.5 Ω
C． 2 Ω，1 Ω
D． 4 Ω，1 Ω
2.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.6 V的电压时，通过的电流为0.5 A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为3.0 V时，电流为1.0 A，这时电动机正常工
作.不计各处摩擦的条件下，正常工作时电动机输出的有用功率是( )
A． 3 W
B． 2.7 W
C． 1.8 W
D． 0.3 W
3.一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成．若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是(　　)
A． 在R上串联一个比R小得多的电阻
B． 在R上串联一个比R大得多的电阻
C． 在R上并联一个比R小得多的电阻
D． 在R上并联一个比R大得多的电阻
4.“或”门的输入端输入信号为何值时，输出端输出“0”(　　)
A． 0　0
B． 1　0
C． 0　1
D． 1　1
5.电阻R和电动机串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作.设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有(　　)

A．U1＜U2，Q1＝Q2
B．U1＝U2，Q1＝Q2
C．W1＝W2，Q1＞Q2
D．W1＜W2，Q1＜Q2
6.已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110 V，60 W”和“110 V，100 W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220 V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？（ ）

A．
B．

C．
D．
7.关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是(　　)
A． 接表内电源负极的应是黑表笔
B． 换挡后，都要重新调零，使指针指到满刻度
C． 表盘刻度是均匀的
D． 表盘刻度最左边表示电阻阻值为0
8.如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是(　　)

A． 1∶1∶1
B． 4∶1∶1
C． 1∶4∶4
D． 1∶2∶2
9.下列器件，利用电流的热效应工作的是（ ）
A． 验电器
B． 电热水器
C． 电容器
D． 电感器
10.下列关于电源电动势的说法中正确的是(　　)
A． 在某电池的电路中，每通过4 C的电荷量，电池提供的电能是2 J，则该电池的电动势是2 V
B． 电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势
C． 电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别
D． 电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多
11.用焦耳定律公式Q＝I2Rt来计算电流产生的热量，它(　　)
A． 只适应于白炽灯、电铬铁一类用电器
B． 只适应于电动机、电风扇一类用电器
C． 中适应于电解槽电解、蓄电池充电等情况
D． 不论何种用电器都适用
12.如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计(电池两端电压恒定).那么开关K接通后流过R2的电流是K接通前的(　　)

A．
B．
C．
D．
13.如下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的(　　)

A．　　　　
B．
C．　　　　
D．
14.关于电源和电流，下述说法正确的是( )
A． 电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压
B． 由公式可知，导体的电阻与通过它的电流成反比
C． 从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能
D． 打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
15.如图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻rg＝100 Ω，调零电阻最大阻值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V，用它测量电阻Rx，能较准确测量的阻值范围是(　　)

A． 30～80 kΩ
B． 3～8 kΩ
C． 300～800 kΩ
D． 3 000～8 000 kΩ
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则(　　)

A．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域
B．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域
C．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域
D．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域
17.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则(　　)
A． 电路中的电流为0.6 A
B． 电阻R2的阻值为20 Ω
C． 三只电阻两端的总电压为21 V
D． 电阻R3两端的电压为4 V
18.（多选）如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U－I图象，U为路端电压，I为电路中的总电流，则下列说法中正确的是（　　）

A． 电动势E1=E2．内阻r1＞r2
B． 电动势E1=E2，短路电流I1＞I2
C． 电动势E1＞E2，内阻r1＜r2
D． 当通过两电源的电流相同时，电源2的路端电压较小
19.(多选)在如图所示的电路中，圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件，电源电动势E、内阻r均保持不变，定值电阻R1∶R2∶R3∶R4＝4∶3∶2∶1，小灯电阻RL＝R1，R1＞r，电路中有电流通过，下列说法中正确的是(　　)

A． 要使电源总功率最大，则应该①接电流表，②接电压表，③接小灯
B． 要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接小灯，③接电压表
C． 要使闭合电路中路端电压最大，则应该①接小灯，②接电压表，③接电流表
D． 要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电流表，③接电压表
20.(多选)横截面直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个量改变时，对自由电子定向运动的平均速度的说法正确的是(　　)
A． 电压U加倍时，速度不变
B． 导线长度l加倍时，速度减半
C． 导线横截面的直径d加倍时，速度不变
D． 导线横截面的直径d加倍时，速度加倍
三、实验题
21.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．
在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．

(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．
(3)按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________ Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________．
②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________．
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．
四、计算题
22.如图所示，电源电动势E＝15 V，内阻r＝10 Ω，定值电阻R＝90 Ω，R0为可变电阻，在R0的阻值由零增大到400 Ω的过程中，求：

(1)可变电阻R0上消耗的电功率最大的条件和最大功率；
(2)定值电阻R和电源内阻r上消耗的功率之和的最小值；
(3)定值电阻R上消耗最大功率的条件及最大值．
五、填空题(共5小题,每小题5.0分,共25分)
23.某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的长度和厚度，如图所示，读出该工件的长度为______ cm.厚度的测量值为______mm


24.用游标卡尺测量某一铁球的直径．主尺示数（单位为cm）和游标的位置如图所示，则其直径为　　　cm；用螺旋测微器测量小钢球的直径，长度如图所示，其直径长为　　　mm．

25.一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50 μA，表头电阻Rg=
1 kΩ，若改装成量程为Im=1 mA的电流表，应并联的电阻阻值为　　Ω，若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10 V的电压表，应再串联一个阻值为　　Ω的电阻．（结果保留四位有效数字）
26.如图是多用电表的刻度盘，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，指针指于图示位置，则所测电流为__________ mA；若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，指针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为__________ Ω.如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1k”)．换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是________．

27.电路中有一段导体，给它加20 mV的电压时，通过它的电流为5 mA，可知这段导体的电阻为________Ω，若给它加30 mV的电压时，它的电阻为________Ω；若不给它加电压时，它的电阻为________Ω.
六、简答题
28.某房间的入户电源线如下图所示，现有工作电压为220 V的用电器如下：100 W的灯泡6只；220 W的电视机1台；1 000 W的电冰箱1台；1 500 W的洗衣机1台；700 W的微波炉1台和1 000 W的暖风机1台，还有3只额定电流均为8 A的保险盒，如何将上述电器全部合理地接入电路？要求画出电路接线图，用电器用指定的符号表示，如功率为100 W的灯泡用表示，功率为220 W的电视机用表示，保险盒用表示，图中a是火线，b是零线．



答案解析
1.【答案】D
【解析】由电阻定律R＝知：R1＝4 Ω，再根据并联规律有＝，可得R2＝1 Ω，故选D.
2.【答案】C
【解析】当电机不转时，由欧姆定律得，电机的电阻为，当电机正常工作时，电机输出的功率为，故C正确，A、B、D错误.
3.【答案】A
【解析】电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻，从而使通过G的电流变大．
4.【答案】A
【解析】对于“或”门电路，只有当输入的信号都为0时，输出的信号为0.
5.【答案】A
【解析】　电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此，W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对，D错.
6.【答案】B
【解析】在A电路中，灯泡L1的额定电流，灯泡L2的额定电流，灯泡L2能正常法，则灯泡L1就会烧掉，A电路不能保证两灯泡正常发光，在C电路中，两灯泡串联，则两灯泡电流相等，不能保证两灯泡正常发光，故A、C错误；在B电路中，两灯泡正常发光时，通过R的电流为，R与并联，电压相等，根据，所以功率之比等于电流之比，为2∶3.则R上消耗的功率为40 W，则整个电路的总功率，在D电流中，两灯泡正常发光，则通过R的电流等于两灯泡额定电流之和，为，两灯泡的并联电压为110 V，则R上的电压为110 V，根据，知电阻R上消耗的功率与两个灯泡消耗的功率相等，所以整个电路的总功率，所以B电路消耗的功率小，故B正确，D错误.
7.【答案】B
【解析】欧姆表黑表笔连接的是表内电源的正极，所以A错误；换挡后欧姆表需要重新调零，所以B正确；欧姆表的表盘刻度是不均匀的，所以C项错误；欧姆表表盘的最左端刻度为∞，所以D错误．
8.【答案】C
【解析】因P1＝P2＝P3，又R2与R3并联，U2＝U3且P＝，故R2＝R3，I2＝I3＝I1，即I1∶I2∶I3＝2∶1∶1，根据P＝I2R得R1∶R2∶R3＝∶∶＝1∶4∶4.
9.【答案】B
【解析】利用电流的热效应是指将电能主要转化为热能，故B正确
10.【答案】C
【解析】由电动势的定义式得电池电动势为0.5 V，所以A项错误；电源电动势等于电源断路时电源两端的电压，所以B错误；电源电动势是描述非静电力做功本领的物理量，而电压是电路中两点的电势差，所以C项正确；电源提供能量的多少，不仅与电动势有关还与通过的电荷量有关，所以D项错误．
11.【答案】D
【解析】焦耳定律适用于任何电路，能求出所有电路中的发热量．
12.【答案】B
【解析】　设电池提供的电压为U，每个电阻的阻值为R.K接通前，流过R2的电流I＝＝.K接通后，流过R2的电流I′＝×＝×＝，＝，B项正确.
13.【答案】A
【解析】
14.【答案】C
【解析】电源正、负极之间的电压称为路端电压，当外电路接通时，路端电压小于电源的电动势，故A错误；公式是电阻的定义式，与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关，故B错误；从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能，故C正确；打开教室开关，日光灯立刻就亮了，是由于导线中电场传播的速度接近光速，而不是自由电荷定向运动的速率接近光速，故D错误.
15.【答案】B
【解析】当红、黑表笔短接调零时Ig＝，R＋Rg＋R0＝＝5 000 Ω
使用欧姆表读数时在中值电阻5 kΩ左右读数最为准确，所以能较准确测量的阻值范围是3～8 kΩ.
16.【答案】BC
【解析】I－U图象的斜率的倒数反映了电阻的阻值，R1和R2串联后总电阻阻值增大，所以在Ⅲ区域，R1和R2并联后总电阻小于任意一个电阻，所以在Ⅰ区域．
17.【答案】ABC
【解析】电路中电流I＝＝A＝0.6 A，A对；R2阻值为R2＝＝Ω＝20 Ω，B对；三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21 V，C对；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5 V＝3 V，D错．
18.【答案】BD
【解析】U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1＜r2，故A错误；
U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，故电动势E1=E2，发生短路时的电流I1＞I2，故B正确；
U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1＜r2，故C错误；
当通过两电源的电流相同时，两图象对应的横坐标相等，则根据图象可知，电源2的对应的纵坐标较小，故说明电源2的路端电压较小，故D正确．
19.【答案】AD
【解析】要使电源总功率最大，电动势是固定的，所以就要求电流最大，电流最大则总电阻要最小，内阻是一定的，所以外阻要最小．那么如何接外阻小呢？1接小灯的话，外阻最小也为2R1＝8R4，比较大，所以要接电流表；2接小灯的话，3接电压表，则小灯和R3并联再与R4串联再与R2并联，最后与R1串联，最后计算外阻为R4；若3接小灯，2接电压表，则R3、R4先串联，再与RL、R2并联，最后与R1串联，最后计算外阻为R4，此时外阻最小．故A正确．
当R外＝r时，输出功率最大，但是R1＞r，从上面可以看出，最小的外阻也大于r，所以要使输出功率最大，只有外阻接近r才行，所以还是选择最小的外阻，可以看到还应该是①接电流表，②接电压表，③接小灯．故B错误．
要使路端电压最大，就要外阻越大越好，这样应该①接电压表，这样整个电路断路，路端电压等于电动势．故C错误．
要使电源效率最高，则电路不能是断路，同时外阻越大越好，这样1要接小灯，如果3接电流表，则R2、R3、R4被短接，R外＝RL＋R1＝2R1＝8R4，如果②接电流表，则R3短接，R4与R2并联，R外＝RL＋R1＋＝8.75R4，为最大．故D正确．
20.【答案】BC
【解析】电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I＝nqvS得知，自由电子定向运动的平均速度v加倍，故A错误．导线长度l加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I＝nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v减半，故B正确．导线横截面积直径d加倍，由S＝得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I＝nqvS得知，自由电子定向运动速率v不变，故C正确，D错误．故选B、C.
21.【答案】(1)连线如图所示

(2)R2　(3)①650.0　b　接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏　②c　报警器开始报警
【解析】(1)电路如答案图所示．
(2)在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围是Ω＝900 Ω≤R≤Ω＝1 800 Ω.
报警器的电阻是650.0 Ω，所以滑动变阻器阻值的取值范围在250 Ω到1150 Ω之间，所以滑动变阻器应该选R2.
(3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻，阻值应为650.0 Ω，滑动变阻器刚开始应置于b端，若置于另一端，接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏；实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直至报警器开始报警．
22.【答案】(1)R0＝100 Ω　0.6 W　(2)0.09 W　(3)R0＝0
2．025 W
【解析】(1)当R0＝r＋R＝100 Ω时，R0上获得最大功率Pmax＝≈0.6 W.
(2)当R0＝400 Ω时，R和r上消耗功率之和最小，Pmin＝()2(R＋r)＝0.09 W.
(3)当R0＝0时，R上消耗功率最大，
Pmax′＝()2R＝2.025 W.
23.【答案】10.310　2.620
【解析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标尺读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．游标卡尺的固定刻度读数为10.3 cm，游标尺上第2个刻度游标读数为0.05×2 mm＝0.10 mm＝0.010 cm，所以最终读数为：10.3 cm＋0.010 cm＝10.310 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为0.01×12.0 mm＝0.120 mm，所以最终读数为：2.5 mm＋0.120 mm＝2.620 mm.
24.【答案】2.16 3.180
【解析】由图可知游标卡尺的主尺读数为2.1 cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.1×6 mm=0.6 mm=0.06 cm，所以最终读数为：2.1 cm+0.06 cm=2.16 cm；
螺旋测微器的固定刻度为3 mm，可动刻度为0.01×18.0 mm=0.180 mm，所以最终读数为：
3 mm+0.180 mm=3.180 mm．
故答案为：2.16 cm，3.180 mm．
25.【答案】52.63 9950
【解析】把电流表改装成大量程电流表，需要并联电阻阻值：
R=≈52.63 Ω，
把电流表改装成电压表，需要串联电阻的阻值：
R′==9950 Ω
26.【答案】30.8　1.5×103　×1 k　欧姆调零
【解析】
27.【答案】4　4　4
【解析】电阻是导体本身的性质，与有无电压无关．
28.【答案】
【解析】要将各用电器合理地接到三条线路上，重点是电路中的电流不能超过保险盒的额定电流8 A．因此，首先计算每条线路的最大负荷是多少．P＝IU＝8×220 W＝1 760 W，即每条线路的用电器的总功率不能超过1 760 W，然后再将各用电器平均分到三条线路上．另外，还需注意的是保险盒一定要接在火线上．按上述要求，可接成如下图所示的电路．