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.如图所示的电路中，闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置，使A、B、C三灯亮度相同，若继续将P向下移动，则三灯亮度变化情况为(　　)

A． A灯变亮 B． B灯变亮 C． A灯最暗 D． C灯最暗
2.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道.当环中电子以光速的流动而形成10 mA的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c＝3×108m/s，电子电荷量e＝1.6×10－19C)(　　)
A． 5×1010个 B． 5×1011个 C． 1×102个 D． 1×104个
3.两段材料和质量都相同的均匀电阻线，它们的长度之比为L1∶L2＝2∶3，则它们的电阻之比R1∶R2为(　　)
A． 2∶3 B． 4∶9 C． 9∶4 D． 3∶2
4.三盏灯泡L1(110 V、100 W)、L2(110 V、60 W)和L3(110 V、25 W)，电源所能提供的电压为220 V，在图示的四个电路中，能通过调节滑动变阻器R使电路中各灯泡均能够正常发光且最省电的一种电路是(　　)
A．B．
C．D．
5.某家用台灯可通过调节开关使它的亮度逐渐增大到最亮，若灯最亮时的电压为220 V，工作电流为0.18 A，则当电压为110 V时，灯丝的电阻(　　)
A． 等于1 222 Ω B． 等于611 Ω C． 大于1 222 Ω D． 小于1 222 Ω
6.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；一是低电位状态，用“0”表示，关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是(　　)
A． “1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 V
B． “1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 V
C． “1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字
D． “1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连
7.如图所示，A、B、C三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P向下滑动时，三只电灯亮度的变化是(　　)

A． A、B、C都变亮 B． A、B变亮，C变暗
C． A、C变亮，B变暗 D． A变亮，B、C变暗
8.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　)
A． 8×108kW·h B． 8×1010kW·h C． 8×1011kW·h D． 8×1013kW·h
9.如图所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω.当开关S闭合后，电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V，则电源的电动势等于(　　)

A． 1 V B． 1.2 V C． 2 V D． 4 V
10.对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是(　　)
A．E与W成正比 B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关 D．W表示非静电力
11.如图所示L1灯与L2灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，两灯亮度变化情况是( )

A． L1灯变亮，L2灯变亮 B． L1灯变暗，L2灯变亮
C． L1灯变暗，L2灯变暗 D． L1灯变亮，L2灯变暗
12.两根完全相同的金属裸导线甲和乙，如果把甲均匀拉长到原来的两倍，把乙对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则处理后的甲、乙两导线某一横截面上通过相同的电荷量所用的时间之比为(　　)
A． 1∶8 B． 8∶1 C． 1∶16 D． 16∶1
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
13.(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(　　)

A． 电源1与电源2的内阻之比是11∶7
B． 电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C． 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D． 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
14.（多选）如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　）

A． 电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮
B． 电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮
C． 电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗
D． 电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗
15.(多选)在闭合电路中，关于路端电压的说法正确的是(　　)
A． 路端电压与外电阻成正比
B． 外电路断路时，路端电压的值等于电源电动势的值
C． 路端电压随外电阻的增大而增大
D． 路端电压一定大于内电路的电压
16.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．A和B导线两端的电压之比为3∶2
B．A和B导线两端的电压之比为1∶2
C．A和B导线的横截面积之比为2∶3
D．A和B导线的横截面积之比为1∶3
17.(多选)下列关于电源的说法正确的是(　　)
A． 实验室中打点计时器用的“学生电源”就是电源
B． 电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C． 一端连接市电一端用数据线连接手机的充电器是电源
D． 在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极
三、实验题
18.在测定金属丝电阻的实验中，为提高测量精确度，减小误差，需要确定电流表采用内接法还是外接法．由于电表内阻未知，一位同学运用试触法进行判断．具体做法是：按图所示的电路闭合开关后，当与电压表连接的导线(带箭头部分)接到a点时，电压表示数为2.0 V，电流表示数为0.40 A；当接到b点时，电压表示数为3.0 V，电流表示数为0.38 A．电源内阻不计．

(1)由以上数据可知，应该采用电流表__________接法．
(2)测得Rx的阻值是__________Ω.(取两位有效数字)

19.用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，其电路原理图如图所示

（1）根据原理图在实物图上把线连好；

（2）由实验数据描出的U?—I如图，则此电池的电动势是V，内阻是Ω.

（3）本实验系统误差产生的原因是.
四、计算题
20.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg.当它在水平路面上以v＝36 km/h的速率匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50 A，电压U＝300 V．在此行驶状态下：
(1)求驱动电机的输入功率P电；
(2)若驱动电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P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2)．
21.如图所示，E=13.5 V，r=2 Ω，R4=2 Ω，R5=1 Ω，R6=3 Ω，电流表和电压表均为理想电表，当开关S断开时，电流表的读数为I1=1.35 A，电压表的示数为U1=1.35 V，当S
闭合后，电流表的读数为I2=1.5 A，电压表的示数为U2=2.25 V，求R1、R2、R3的阻值．




答案解析
1.【答案】A
【解析】将变阻器滑片P向下移动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据全电路欧姆定律得知，总电流IA增大，则A灯变亮．并联部分的电压U并＝E－IA(RA＋r)，E、RA、r不变，IA增大，U并减小，则B灯变暗．通过C灯的电流IC＝IA－IB，IA增大，IB减小，则IC增大，C灯变亮．可知B灯最暗．因为IA＝IB＋IC，由于IB减小，IC增大，IA增大，所以C灯电流的增加量大于A灯的增加量，C灯最亮．
2.【答案】B
【解析】　电子运动一周所需要的时间：
t＝s＝8×10－6s
在圆形轨道上任取一横截面，则在t时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电荷量为：
q＝It＝10×10－3×8×10－6C＝8×10－8C
环中具有电子数N＝＝个＝5×1011个.
3.【答案】B
【解析】材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比L1∶L2＝2∶3，故横截面积之比S1∶S2＝3∶2.由电阻定律得电阻之比为＝＝·＝×＝.
4.【答案】C
【解析】由题可知，三盏灯泡的额定电压相同，由公式P＝分析可知，L3(110 V、25 W)的电阻最大，L1(110 V、100 W)最小．
A、三个灯并联时，调节R可以使三个电灯的电压都为110 V，都能正常发光，电阻R消耗的功率与三个电灯消耗的总功率相同，则电路消耗的总功率为2×(100＋60＋25)W＝370 W.
B、由于L3(110 V、25 W)的电阻最大，则R、L2和L1并联后，总电阻一定小于L3的电阻，L3分得的电压大于R、L2和L1并联的电压，即大于110 V，L3将被烧毁．
C、调节R，能使L1与R、L2和L3并联的电阻相等，电压都等于110 V，即能使三个灯都能正常发光，电路消耗的总功率为2×100 W＝200 W.
D、调节R，能使两个并联总电阻相等，电压相等，都能使三个灯正常发光，电路消耗的总功率为2×(100＋60) W＝320 W.
可见，灯泡均能够正常发光且最省电的一种电路是C.
5.【答案】D
【解析】台灯正常工作时的电阻R＝＝Ω＝1 222 Ω，电压减小时，灯丝的电阻减小，则选项D正确．
6.【答案】C
【解析】逻辑电路的信号有两种状态，用“1”和“0”分别表示对应的“高电位”和“低电位”两种状态，因此C正确，A，B、D错误．
7.【答案】B
【解析】　滑动变阻器的触头P向下滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值R减小，所以电路总阻值R总减小，由闭合电路欧姆定律知总电流(I总＝)变大，通过A的电流增大，故A变亮；由于I总变大，所以内阻上的电压(U内＝I总r)变大，所以C两端的电压(UC＝E－UA－U内)变小，通过C的电流IC变小，所以C变暗；由于I总变大，IC变小，所以通过B的电流(IB＝I总－IC)一定增大，B灯变亮，选项B正确.
8.【答案】B
【解析】按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误．
9.【答案】C
【解析】当S闭合时，I＝＝A＝1 A，故有E＝I(1.5＋r)；当S断开时，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2 V，C正确．
10.【答案】C
【解析】电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关．
11.【答案】A
【解析】与R并联后与串联再与并联；当滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，由可知，路端电压增大，故的亮度增大；因路端电压增大，则中的电流增大，但因总电流减小，故流过的电流减小，故分压减小，则并联部分电压增大，故变亮，A正确.
12.【答案】D
【解析】设原来甲、乙的电阻为R＝，
把甲均匀拉长到原来的两倍后，长度变为原来的2倍，面积变为原来的，电阻变为原来的4倍，
把乙对折后绞合起来后：长度变为原来的，面积变为原来的2倍，电阻变为原来的倍，根据公式q＝It可得t＝＝＝，故可得t1∶t2＝16∶1，D正确．
13.【答案】ABC
【解析】图线I、II的斜率为电源内阻，所以电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A正确．
图线I、II与纵轴的交点等于电源电动势，两条图线相交于纵轴上一点，所以电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B正确．
曲线III与直线I、II的交点就是在这两种连接状态下，小灯泡实际工作的电压和电流，小灯泡消耗的功率之比＝＝，选项C正确．
在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比＝＝，选项D错误．
14.【答案】BC
【解析】当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流增大，通过灯L2的电流变大，则灯L2变亮．电源的内电压和L2的电压增大，路端电压减小，则并联部分电压减小，电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L1变暗，故B、C正确，A、D错误.
15.【答案】BC
【解析】U＝得当R增大时，U亦增大，但并非正比，所以A错误，C正确；当外电路断路时，U内等于0，所以U外等于E，所以B正确；只有当R＞r时，路端电压才大于内电压，所以D不正确．
16.【答案】AD
【解析】
17.【答案】BD
【解析】实验室中打点计时器用的“学生电源”实质是个电学设备，让220 V的电压降低了，所以A错误，B、D正确．导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，故C错．
18.【答案】(1)外接法　(2)5.0
【解析】(1)采用试触法确定电流表接法时，电压表示数变化大应采用外接法，电流表示数变化大，应采用电流表内接法；确定电流表接法时，根据所测电压与电流，由欧姆定律可以求出待测电阻阻值．
由题意可知，电压表示数变化量大，说明电流表分压较大，为准确测量，电流表应采用外接法；
(2)待测电阻阻值：R＝＝5.0 Ω
19.【答案】（1）连线如图：

（2）
（3）电压表分流
【解析】（1）根据原理图可得出对应的实物图，连线如图：

（2）在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为。
（3）本实验中由于电压表不是理想电表，故由于它的分流作用，而使电流示数偏小.
20.【答案】(1)1.5×104W　(2)0.045
【解析】(1)驱动电机的输入功率P电＝IU＝1.5×104W.
(2)在匀速行驶时，P机＝0.9P电＝Fv＝Ffv，得
Ff＝＝1.35×103N，
汽车所受阻力与车重之比＝0.045.
21.【答案】4 Ω 8 Ω 2 Ω
【解析】当开关断开时，电路可简化为图1所示；
R4两端的电压U4=IR4=1.35×2 V=2.7 V；
流过R6的电流I2=A=0.45 A；
干路电流I总=I+I2=（1.35+0.45）A=1.8 A；
则由闭合电路欧姆定律可知：
E=I总（r+R1）+U4
即13.5 V=1.8×（2+R1）+2.7 V
解得R1=4 Ω
R3=Ω=2 Ω；
当开关闭合时，等效电路如图2所示；
已知流过电流电电流为1.5 A，R6两端电压为2.25 A；
则干路电流为I′=（1.5+）A=2.25 A
路端电压为U=E﹣I′r=（13.5﹣2.25×2）V=9 V；
R4两端的电压U4′=1.5×2 V=3V；则R1两端的电压为U1′=（9﹣3）V=6V；
则流过R1的电压为1.5 A；因此没有电流流过R3；
则R3、R6、R2的总电压也为9 V；电流为0.75 A；则有：
9=0.75（1+3+R2）
解得R2=8 Ω
R1，R2，R3阻值分别为4 Ω、8 Ω、2 Ω