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.下列说法正确的是( )
A. 通过导线横截面的电荷量越多,电流越大
B. 通电时间越短,电流越大
C. 通过导线横截面的电荷量越少,电流越小
D. 在单位时间内,通过导体某一横截面的电荷量越多,电流越大
2.在“测量金属的电阻率”的实验中,由ρ=可知,对实验结果的准确性影响最大的是( )
A. 金属丝直径d的测量 B. 电压U的测量
C. 电流I的测量 D. 金属丝长度l的测量
3.如图所示为某一门电路符号及输入端A,B的电势随时间变化关系的图象,则下列选项中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是( )
A. B. C. D.
4.下面为一逻辑门电路的真值表,试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )
A. “与”门 B. “非”门 C. “或”门 D. “与非”门
5.在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有四个错误电路,如图所示.电源内阻不计,导线连接良好.若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象:
a.电珠L不亮,电流表示数几乎为零;
b.电珠L亮度增加,电流表示数增大;
c.电珠L开始不亮,后来忽然发光,电流表从示数不为零到线圈烧断;
d.电珠L不亮,电流表从示数增大到线圈烧断.
与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为( )
A. ③①②④ B. ③④②① C. ③①④② D. ②①④③
6.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R为电阻箱.图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图象,电流表为理想电表,其中电流为I1、I2时对应的外电阻分别为R1、R2,电源的效率分别为η1、η2,输出功率均为P0.下列说法中正确的是( )
A.R1<R2 B.I1+I2> C.R1R2=r2 D.η1=η2
7.理发用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I、消耗的功率为P,则下列关系式中正确的是( )
A.P=I2(R1+R2) B.P=UI C.PUI D.P8.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
9.在使用多用电表欧姆挡测电阻时,下列叙述的要求不必要或不确切的是( )
A. 测每个电阻前,都必须进行欧姆调零
B. 测量中两手不要与两表笔的金属杆接触
C. 被测量电阻要和其他元件及电源断开
D. 测量完毕,选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡
10.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d,B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )
A.QA∶QB=2∶1 B.QA∶QB=1∶2
C.QA∶QB=1∶1 D.QA∶QB=4∶1
11.当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时,单位时间内在外电路上产生的热量正好相等,则该电源的内电阻是( )
A. 1 Ω B. 2 Ω C. 4 Ω D. 6 Ω
12.两个电压表V1和V2是由完全相同的两个电流表改装的,V1量程是5 V,V2量程是15 V,为了测15~20 V的电压,把V1和V2串联起来用,以下叙述正确的是( )
A. V1、V2的读数相同
B. V1、V2指针偏转角度相等
C. V1、V2读数不同,指针偏转角度也不同
D. V1指针偏转角度小
13.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的a、b、c所示,根据图线可知( )
A. 反映Pr变化的图线是b
B. 电源电动势为8 V
C. 电源内阻为1 Ω
D. 当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 Ω
14.2011年7月6日18时45分,山东省枣庄防备煤矿有限公司井下255米处一台空气压缩机着火,初步核查造成事故区域36名矿工被困.井内装有火警报警器,如图是其部分电路示意图.其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器,电流表A为值班室的显示器,B为值班室报警电铃.当传感器R2所在处出现火情时,电流表A显示的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是( )
A.I变大,U变大 B.I变小,U变小
C.I变小,U变大 D.I变大,U变小
15.某学校创建绿色校园,如图甲为新装的一批节能灯,该路灯通过光控开关实现自动控制:电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变.如图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小).现增加光照强度,则下列判断正确的是( )
A. 电源路端电压不变 B.R0两端电压变大
C. B灯变暗,A灯变亮 D. 电源总功率不变
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)关于并联电路,下列说法中正确的是( )
A. 总电阻阻值必小于每一个电阻阻值
B. 其中一个电阻阻值增大时,总电阻阻值必减小
C. 再并联一个电阻时,总电阻阻值必减小
D. 拿掉一个电阻时,总电阻阻值必增大
17.(多选)在如图所示的电路中,当变阻器R的阻值增加时,下列关于通过电源的电流和路端电压的说法正确的是( )
A. 通过电源的电流I将减小
B. 不会影响电源的电流的变化
C. 路端电压将增大
D. 路端电压将减小
18.(多选)下列说法中正确的是( )
A. 欧姆表的每一挡测量范围都是0到∞
B. 欧姆表只能用来粗略地测量电阻
C. 用欧姆表测电阻,指针越接近刻度中央误差越大
D. 用欧姆表测电阻,指针越靠近刻度右边误差越小
19.(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置,如图甲所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体m,升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示,则在此过程中( )
A. 物体处于失重状态
B. 物体处于超重状态
C. 升降机一定向上做匀加速运动
D. 升降机可能向下做匀减速运动
20.(多选)若要减小通过绕线电阻的电流,在其他条件不变的情况下,有效的办法是( )
A. 增加电阻线的长度
B. 增加电阻线的横截面积
C. 增加电阻线两端的电压
D. 改用电阻率大的电阻线绕制
三、实验题
21.某同学做“测量金属的电阻率”的实验.
(1)需要通过实验直接测量的物理量有:____________________________________________(写出名称和符号).
(2)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________ Ω.
22.在”描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡规格为“6V 3 W”,其他可供选择的器材有:
电压表V1(量程6 V,内阻约为20 kΩ)
电压表V2(量程20 V,内阻约为60 kΩ)
电流表A1(量程3 A,内阻约为0.2 Ω)
电流表A2(量程0.6 A,内阻约为1 Ω)
变阻器R1(0~1 000 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A)
变阻器R2(0~20 Ω,允许通过的最大电流为2 A)
学生电源E(6~8 V)
开关S及导线若干
(1)实验中要求电压表在0~6 V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,在上述器材中,电流表应选用________,电压表应选____________,变阻器应选用________.
(2)在方框中画出实验的原理图.
23.在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中,提供的器材有:
A.干电池一节
B.电流表(量程0.6 A)
C.电压表(量程0~3 V)
D. 电键S和若干导线
E. 滑动变阻器R(最大阻值20 Ω,允许最大电流2 A)
①为使测量尽可能精确,请根据原理图甲用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连成实验电路(已连接了部分线).
②完成下列实验步骤中所缺的内容:
A.按实验要求连接好电路,使滑动变阻器以阻值接入电路中(选填“最大”或“最小”).
B.闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的指针有明显偏转,读取电压表和电流表的示数.
C.继续移动,并再次读取电压表和电流表的示数,用同样方法测量多组数据.
D.断开电键,整理好器材,进行实验数据处理.
③将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中,作出U—I图线,由此求得待测电池的电动势E=V,内电阻r=Ω.(结果保留三位有效数字)
四、计算题
24.如图所示,P是一个表面镶有很薄金属膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中,测得它两端电压为U,通过它的电流为I,则金属膜的电阻为多少?镀膜材料电阻率为多少?
25.为了测定液体的电阻率,工业上用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如下图所示,A、B是两片面积均为1 cm2的正对着的正方形铂片,相互平行,间距d=1 cm,把它浸没在待测的液体中,若通过两根引线加在两铂片上的电压U=6 V,测得电流I=1 μA,求这种液体的电阻率是多少?
答案解析
1.【答案】D
【解析】通过导体横截面的电量多少,但不知道通电时间,所以不能得出导体中的电流大小,故A、C错误;通电时间短,但不知道通过导体横截面的电量,所以不能得出导体中的电流大小,故B错误;物理学中用每秒通过导体横截面的电荷量来表示电流的强弱,所以在单位时间内,通过导体某一横截面的电荷量越多,电流越大,故D正确.
2.【答案】A
【解析】四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方.
3.【答案】A
【解析】题图为“与”门电路,所以A,B输入端都是高电势时,输出才为高电势,故A正确.
4.【答案】B
【解析】由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系,故选B.
5.【答案】A
【解析】①中电流表测量干流电流,不能测灯泡中的电流,故电流表接线错误,将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S后电珠L不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠L逐渐变亮,由于总电阻减小,干路电流增大,电流表示数增大,是b;
在②中安培表连接错误,应该连接在干路上,开始时滑动变阻器的电阻最大,通过电珠的电流太小,电珠L不亮,在向右端滑动触头过程中,电珠后来忽然发光,由于大部分电流流过电流表,造成电流表从示数不为零到线圈烧断,是c;
在③中伏特表和安培表应该互换位置,由于伏特表串联造成电珠L不亮,电流表示数几乎为零,是a;
在④中安培表使电珠短路,电珠L始终不亮,电流表从示数增大到线圈烧断,是d.即①②③④分别对应bcad,正确的是A.
6.【答案】C
【解析】由闭合电路欧姆定律可知:I=,由图可知,I1<I2,则R1>R2,故A错误;
由闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,输出功率为:P=UI=EI-I2r,由图有EI1-Ir=EI2-Ir,整理得:I1+I2=,故B错误;
根据电功率表达式,P0=IR1=IR2,且I=,则有:R1=R2;
整理得:R1R2=r2,故C正确;
根据电源的效率可得:η=,因I1<I2,因此η1>η2;故D错误.
7.【答案】B
【解析】电吹风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小应该是用来计算,所以总功率,所以B正确,C错误;电吹风机中发热的功率要用来计算,所以总的发热功率为,吹风机做的功还有一部分转化为机械能,所以总功率要大于发热部分的功率,所以A、D错误.
8.【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.
9.【答案】A
【解析】欧姆表测电阻时要进行欧姆调零,但不是每次都要进行,只是在改变欧姆挡的倍率时要进行欧姆调零,因为不同的倍率的调零电阻不相同,选项A正确.按欧姆表使用的有关规定,其他都是必要的,A正确.
10.【答案】A
【解析】根据电阻定律可得,,在通电后在相同的时间内产生的热量之比为,A正确.
11.【答案】C
【解析】由()2R1=()2R2,代入数据解得r=4 Ω.
12.【答案】B
【解析】两表的示数与内阻成正比,而两表量程不同,内阻不同,则示数不同.故A错误.因是串联关系,电流大小一样,则指针偏转角度相同,故B正确.两表指针偏转角度相同,示数不等.故C错误.由B分析知,D错误.
13.【答案】D
【解析】电源内部的发热功率Pr=I2r,Pr﹣I图象是抛物线,而且是增函数,则反映Pr变化的图线是c,故A错误.
直流电源的总功率PE=EI,P﹣I图象的斜率等于电动势E,则有E==4 V,故B错误.
图中I=2 A时,电源内部的发热功率Pr与电源的总功率相等,则有Pr=I2r,得到r==2 Ω,故C错误.
当电流为0.5 A时,根据闭合电路欧姆定律得:I=,代入解得R=6 Ω,故D正确.
14.【答案】C
【解析】当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流I总变大,R1两端电压增大,由U=E-I总r路端电压变小,电路中并联部分的电压U并=E-I总(R1+r)减小,可知R3两端电压减小,通过R3的电流减小,即I减小;但总电流变大,则通过电铃的电流增大,电铃两端的电压U变大,故C正确.
15.【答案】B
【解析】由题意,增加光照强度,Rt减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,电源的内电压增大,路端电压U减小,则A灯变暗,通过R0的电流I0=I-IA,I增大,而IA减小,则I0增大,R0两端电压U0增大,而R0、B灯的电压之和等于路端电压,路端电压减小,则知,B灯的电压减小,B灯变暗;电源的总功率P=EI,I增大,则P增大.故B正确,A、C、D错误.
16.【答案】ACD
【解析】电阻并联相当于导体的横截面积增加了,故总电阻阻值必小于每一个电阻阻值,故A正确;其中一个电阻阻值增大时,总电阻阻值必增大,故B错误;再并联一个电阻时,相当于导体的横截面积增加了,总电阻阻值必减小,故C正确;拿掉一个电阻时,相当于导体的横截面积减小了,总电阻阻值必增大,故D正确.
17.【答案】AC
【解析】图中变阻器R与电阻R0串联,当变阻器R的阻值增加时,外电路的总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,可知通过电源的电流I将减小,故A正确,B错误;
根据闭合电路欧姆定律,路端电压为:U=E-Ir,由于电流I减小,故路端电压增大,故C正确,D错误.
18.【答案】AB
【解析】由于欧姆表刻度盘不均匀,只能对电阻粗略地进行测量.
19.【答案】BD
【解析】据题,升降机静止时电流表示数为I0,而此过程中电流表示数为2I0,由欧姆定律分析压敏电阻的阻值变小,说明压敏电阻所受压力增大,则物体处于超重状态,故A错误,B正确.物体处于超重状态时,速度方向可能向下,也可能向上,则升降机可能向下做匀减速运动,也可能向上做匀加速运动,故C错误,D正确.
20.【答案】AD
【解析】根据欧姆定律可知,电压不变,要减小电流,则要增大电阻.只增加电阻线的长度,电阻增大,故A正确;只增加电阻线的横截面积,电阻减小,故B错误;增加电阻线两端的电压,由欧姆定律可知电流增大,故C错误;只改用电阻率大的电阻线绕制,电阻增大,故D正确.故选A、D.
21.【答案】(1)加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I,金属丝的长度l,金属丝的直径d (2)5.22
【解析】(1)由R=ρ、R=得ρ=.需要直接测量的物理量有U、I、l、d.
(2)电压表读数是2.40 V,电流表读数是0.46 A,电阻R==Ω≈5.22 Ω.
22.【答案】(1)A2 V1 R2
(2)如图所示
【解析】(1)由于灯泡额定电压为6 V,所以电压表选择V1,灯泡的额定电流为=0.5 A,所以电流表选择A2,由于本实验需要测量多组数据,滑动变阻器需要采用分压连接,所以滑动变阻器选择小电阻的R2(2)电流表外接,滑动变阻器分压方式.
23.【答案】①所连实物图如答图所示
②最大 滑动变阻器的滑片
③ 1.48 0.400
【解析】(1)根据电源的电动势的大小,可以确定电流的范围,从而可以选择需要的滑动变阻器的大小,根据电路图连接线路即可;
(2)闭合电键前,应使滑动变阻器以阻值最大接入电路中,这样在闭合电键时,电流最小.改变滑动变阻器的大小,再次读取电压表和电流表的示数.用同样方法测量多组数据.根据电流和电压的数值,作出图象.图象与纵坐标的截距代表的就是电源的电动势,直线的斜率代表电源的内阻.
24.【答案】
【解析】由欧姆定律可得R=,沿着长陶瓷管的方向将膜层展开,如图所示,
则膜层等效为一个电阻,其长为L,横截面积为管的周长×厚度d.
由电阻定律R=ρ可得:R=ρ=,
则=,
解得:ρ=.
25.【答案】6×10-8Ω·m
【解析】R==Ω=6×106Ω
ρ==Ω·m
=6×10-8Ω·m