2018-2019学年 高二物理_人教版选修3-1 恒定电流 单元检测卷

2018-2019学年高二物理 :人教版选修3-1 恒定电流单元检测卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
一个导体的电流是5A，经过2min通过该导体横截面的电荷量是（）
A. 10C B. 25C C. 600C D. 1000C
在理解电动势的概念时，有同学提出了如下的看法，你认为正确的是( )
A. 电动势就是电压
B. 电动势就是内电压
C. 电动势就是路端电压
D. 电动势的大小等于内、外电压之和
如图所示是某导体的I-U图线，图中α=45°，下列说法不正确的是（　　）


A. 通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B. 此导体的电阻R不变
C. 图线的斜率表示电阻的倒数，所以?
D. 在该导体两端加6V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3C
如图，一段长为a，宽为b，高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为（ ?）

A. R B. C. ? D.
电流表的内阻是R，满偏电流值是I，现在欲把这电流表改装成量程为的电压表，正确的方法是 　　
A. 应串联一个的电阻 B. 应并联一个的电阻
C. 应串联一个的电阻 D. 应并联一个的电阻
一电池外电路断开时的路端电压为3V ，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V , 则可以判定电池的电动势E 和内电阻r 为（）
A. ， B. 3V， C. ， D. 3V，
如图，是一火警报警电路的示意图．其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A. I变大，U变小 B. I变小，U变大 C. I变小，U变小 D. I变大，U变大
如图所示，已知电源内电阻r为2Ω，定值电阻R0为3Ω，滑动变阻器阻值范围为0－10Ω．当滑动变阻器R使其阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为（? ）

A. B. C. D.
在如图所示的U-I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图象判断错误的是（ ?）

A. 电源的电动势为3?V，内阻为
B. 电阻R的阻值为
C. 电源的效率为
D. 电源的输出功率为4?W

下列用电器或设备在工作过程中，将电能转化为机械能的是( )
A. 电热水壶 B. 电动机 C. 电烫斗 D. 日光灯
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能．当调节滑动变阻器R，让电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和24V．则这台电动机（不计温度对电阻的影响）（　　）
A. 正常运转时的输出功率为32?W B. 正常运转时的输出功率为48?W
C. 正常运转时的发热功率为16W D. 正常运转时的发热功率为47W
某实验小组在实验室用伏安法描述出了某白炽灯的伏安特性曲线，如图中的曲线MN所示。该小组的同学分析得出该白炽灯的阻值随温度的升高而增大，则白炽灯两端的电压由3V升高到6V时，下列说法正确的是（??? ）




A. 电阻增加了 B. 电阻增加了
C. 功率增加了36W D. 功率增加了45W
如下图所示，有一个未知电阻Rx，用图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量，用(a)图电路测量时，两表读数分别为 6 V，6 mA，用(b)图电路测量时，两表读数分别为 5.9 V， 10 mA，则下列分析判断正确的是
? ? ? ? ? ? ? ?
A. 电路的测量值为，比真实值偏大，误差小
B. 电路的测量值为，比真实值偏大，误差大
C. 电路的测量值为，比真实值偏小，误差小
D. 电路的测量值为，比真实值偏小，误差大
额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U-I特性曲线如图（a）所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图（b）所示电路接入220?V电路中，则下列说法正确的是（　　）
A. 的额定功率为99W
B. 的实际功率为17W
C. 的实际功率比的实际功率小17W
D. 的实际功率比的实际功率小82W
如图示，为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R0，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是（　　）
A. 它是根据闭合电路欧姆定律制成的，并且由G表改装的
B. 接表内电池负极的应是红表笔，测量时遵循“红进黑出”原则
C. 电阻挡对应的刻度不均匀，且“”刻度一般在刻度盘的右端
D. 每次换电阻倍率档时，都需重新欧姆调零，调零后刻度盘中央刻度值是


三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）
欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻10Ω）；
B．电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）；
D．电压表（0～3V，内阻3kΩ）；
E．电压表（0～15V，内阻15kΩ，）；
F．滑动变阻器（0～50Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器（0～5000Ω，额定电流0.3A）；
H．开关、导线
（1）要求较准确地侧出其阻值，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（填序号）
（2）在本题虚线方框中画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
一台电风扇，内电阻是20Ω，接上220V的电压后，消耗的功率是66W，求：
（1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流大小；
（2）电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率以及电动机的效率；
（3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？







如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF。闭合开关S，稳定后通过R1的电流为多少？开关S断开后，通过R1的电荷量为多少？








如图所示，电流表示数I=0.75A，电压表示数为U=2V，某一电阻烧断后，电流表读数变为I’=0.8A，电压表示数为U’=3.2V，已知R3=4Ω，不计电压表和电流表对电路的影响．问：

(1)发生故障的电阻是哪个?它的阻值为多少?
(2)电源的电动势为多少?
(3)电源的内阻为多少?








答案和解析
1.【答案】C
【解析】
?【分析】
已知电流5A和时间2min，根据Q=It可求出电荷量。
本题考查了电量及其计算，比较基本，只要记住公式：即可求解，但要注意单位配套。
【解答】
解：
通过导体横截面的电荷量：。
故ABD错误，C正确；
故选C。

2.【答案】D
【解析】
【分析】
电动势表征电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，也等于内外电压之和，但不能说电动势就是内外电压之和。
本题考查对电动势的理解能力，电动势与电压概念不同，物理意义也不同，不能说电动势就是电压。
【解答】
电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压；当接入外电路时，路端电压小于电动势，电动势在数值上等于内外电压之和，但两者的物理意义不同，不能说电动势就是内外电压之和，故ABC错误，D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】
解：A、由图可知，电流随着其两端的电压的增大而增大，故电流与其两端的电压成正比，故A正确；
B、C、由I=可知，图象的斜率表示电阻的倒数，则由图象可知电阻R=Ω=2Ω，故B正确；C不正确；
D、在R两端加6V的电压时，电路中电流I==3A，则每秒通过电阻的电荷量为q=It=3×1=3C；故D正确；
本题选择不正确的，故选：C。
由图象的意义可明确电流与电压的关系，并能求出电阻的数值，由电流的定义可求得每秒通过电阻截面的电荷量。
本题考查欧姆定律的应用，注意对于图象的认识，区分U-I图象与I-U图象的异同，同时要注意不能使用R=cot?45°求导体的电阻。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
由电阻定律：可知横截面积越小电阻越大，横截面积越大电阻越小。
掌握电阻定律的表达式，知道电阻与长度成正比，与横截面积成反比。
【解析】
由电阻定律：可知横截面积越小电阻越大，横截面积越大电阻越小，故电阻最大时，横截面积应该最小，即从左右两端接入，此时电阻为：，解得：，当从上下两个面接入是电阻最小，此时电阻为：，故D正确、ABC错误。
故选D。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电表的改装。利用部分电路的欧姆定律列方程即可。属于基础题目，应重点掌握。
【解答】
?电流表满偏电压U小于1.0V，要改装大量程电压表，串联电阻可分压。因此应该串联电阻，解得，故C正确，ABD错误。
故选C。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
电源的电动势等于外电路断开时电源两极间的电压。电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，根据欧姆定律求出电路中的电流，再由闭合电路欧姆定律求出电源的内电阻。
?本题对电动势的意义要了解，可根据闭合电路欧姆定律进行理解，并强化记忆。
【解答】
由题，电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势 E=3V。当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，电路中电流为电源的内阻：，故B正确，ACD错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】
解：当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U=E-Ir变大，即报警器两端的电压U变大。传感器R3与电阻R2并联部分的电压U并=E-I（r+R1），I减小，U并变大，电流表的读数变大。
故选：D。
当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据欧姆定律分析干路电流与路端电压的变化．报警器两端的电压U等于路端电压．根据干路电流的变化，分析并联电路电压的变化．当并联电路的电压增大时，电流表的读数也增大．
本题是实际问题，实质上是电路的动态变化分析问题，按“局部到整体，再到局部”的思路分析，并不难．

8.【答案】D
【解析】
【分析】
将电阻R0和电源整体等效成新电源；当变阻器的阻值与新电源的内电阻相等时，变阻器获得的电功率最大；
解题的关键是应用当外电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大的原理。
【解答】
将电阻R0和电源整体等效成新电源，新电源的内电阻为r+R0=2+3=5Ω，当变阻器的阻值与新电源的内电阻相等，即5Ω时，变阻器功率最大。
故ABC错误；故D正确。
故选D。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
由电源的U-I图象含义可知电源的电动势及其内阻大小，由电阻R的伏安特性曲线含义可判得其阻值大小；由图象面积含义解得电源的输出功率；由输出功率与电源消耗总功率的比值解得电源效率。
本题主要考查闭合电路欧姆定律中电源的U-I图象及伏安线的含义，知道斜率的含义区别、理解图像含义是解题的关键。较简单。
【解答】
A.由电源的路端电压与电流的关系图象可知，该图线与纵标交点表示电源电动势，而该图线斜率表示电源内阻，故由图可知电源的电动势为3 V，内阻为：，A正确；
B.由电阻R伏安特性曲线的斜率表示电阻可得电阻R的阻值为：，B正确；
C.由图可知，电源的输出功率为：，而电源消耗的总功率为：，故电源效率为：，C错误；
D.由以上分析可知电源的输出功率为4 W，D正确。
故选C。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
分析各个用电器或设备在工作过程中，能量是如何转化的，来选择即可。
本题考查了用电器工作时电能的转化，关键要知道各用电器的工作原理和能量转化的情况。
【解答】
AC.电热水壶和电熨斗都是利用电流的热效应工作的，工作时，把电能转化为内能，故AC错误；
B.电动机工作时，将电能转化为机械能，故B正确；
D.日光灯工作时，将电能转化为光能，故D错误；
故选B。
11.【答案】AC
【解析】
解：电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律得，电动机的电阻为：
R==4Ω
电动机正常运转时，输入的电功率为：
P电=U2I2=48W，
发热功率为：
P热=I22R=22×4W=16W，
所以输出功率为：P出=P电-P热=32W，故AC正确，BD错误．
故选：AC
让电动机停止转动时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出电阻．电动机正常运转时，根据输入的电功率和热功率之差求出输出功率．由焦耳定律求解热功率．
电动机电路停止运转时其电路纯电阻电路，欧姆定律成立．电动机正常运转时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，根据能量转化和守恒定律求解输出功率．
12.【答案】BC
【解析】
【分析】
由图示图象读出电压对应的电流，然后根据欧姆定律求出电阻阻值，求出电阻的变化。注意U-I图象和I-U图象的区别、功率的计算方法。
本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线、欧姆定律的知识，意在考查学生的分析能力。
【解答】
AB.由图示图象可知，电压从3V增大到6V过程中，电压与电流的比值变大，灯泡电阻变大
根据图示图象，由欧姆定律可知：，
，故电阻增加了。故A错误，故B正确；
CD.根据功率公式得：PM=UMIM=18W；PN=UNIN=54W，故功率增加了36W。故C正确，故D错误。
?故选BC。




13.【答案】AD
【解析】
【分析】
根据题给条件分析电流表、电压表示数变化显著程度，来分析电路误差大小；测量值由电压表与电流表读数之比求出，剔除误差后求出真实值。
当待测电阻远大于电流表内阻时，电流表的分压小，可忽略不计，用电流表内接法，测量值偏大；待测电阻远小于电压表内阻时，电压表的分流小，可忽略不计，用电流表外接法，测量值偏小。
【解答】
两次测量电压表示数变化率大小，电流表示数变化率大小，则，可见电流表示数变化显著，说明电压分流作用显著，采用电流表内接法误差较小，故（a）图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值，真实值R真=Rx-RA，故测量值比真实值偏大，（b）图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值，测量值比真实值偏小，故AD正确，BC错误。
故选AD。
14.【答案】ABD
【解析】
解：A、由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.45A，故L1的额定功率P=UI1=220V×0.45A=99W，故A正确；
B、两灯泡串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由U-I图象可知，串联时电流应为0.25A，此时L1的电压为150V，故此时L1的功率P=U1I1′=150×0.25W≈37W，
而L2的电压为70V，那么L2的功率P=U2I2′=70×0.25W≈17W，故B正确；
C、当电压为220V时，L3的电流为0.45A，故L3的时间功率P=UI3=220V×0.45A=99W，L2的实际功率比L3的实际功率小：99-17=82W，故C错误，故D正确；
故选：ABD．
由图可知当电压为额定电压时的电流，则由功率公式可得出额定功率；串联后接在220V的电源上，则两电阻两端的电压达不到220V，但二者电压之和应为220V，由图可读出电阻的电流，则可求得功率．
本题要结合图象和串并联电路的性质进行分析，注意灯丝电阻随电压的变化发生变化，故不能先求电阻，再进行计算
15.【答案】ABD
【解析】
解：A、欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表是由灵敏电流计G改装成的，故A正确；
B、欧姆表内置电源的负极与红表笔相连，黑表笔与正极相连，故B正确；
C、欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧，故C错误；
D、欧姆表的内阻等于其中值电阻，欧姆表内阻为：r+Rg+R0，其中值电阻也为：r+Rg+R0，故D正确；
故选：ABD．
使用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，然后进行欧姆调零；欧姆表的红表笔插“+”插孔，黑表笔插“-”插孔，“+”与电源负极相连，“-”与电源正极相连；
欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧．
本题考查了欧姆表的 结构与工作原理，欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，知道欧姆表工作原理与结构是解题的前提，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习．
16.【答案】C；D；F
【解析】
解：（1）伏安法测电阻丝电阻，需要：A、电池组（3V，内阻1Ω）；
电路最大电流约为：I=A，电流表应选：C、电流表；
电源电动势为3V，因此电压表选：D、电压表；
为方便实验操作，要使用分压式接法，滑动变阻应选电阻值比较小的：F、滑动变阻器（0～50Ω，额定电流1A）；
（2）待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.125A，电压表内阻约为3kΩ，
相对来说，电压表内阻远大于待测定值阻值，因此电流表应采用外接法．实验原理如图．
故答案为：（1）C、D、F；（2）如图所示．
（1）根据伏安法测电阻的原理选择实验器材；
（2）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法．
本题考查了实验器材的选择、电流表接法的判断，当电压表内阻远大于待测电阻阻值时，电流表应采用外接法．
17.【答案】解：（1）正常工作时通过电动机的电流大小：I==A=0.3A．
（2）转化为内能的功率：P热=I2r=0.32×20W=1.8?W．
转化为机械能的功率：=P-P热=（66-1.8）W=64.2?W．
电动机的效率：η=×100%=×100%≈97.3%．
（3）当电风扇不转动时，电能全部转化为内能，电动机相当于纯电阻用电器，根据欧姆定律，有：I′==?A=11?A，
电动机消耗的功率P′等于其发热功率P热′，所以：P′=P热′=U2/r=（2202/20）W=2420W．
此时电动机可能会被烧毁；
答：（1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流大小为0.3A；
（2）电风扇工作时，转化为机械能的功率为64.2W，转化为内能的功率为1.8W，电动机的效率为97.3%；
（3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流为11A，电动机消耗的电功率和发热功率均为2420W．
【解析】

（1）根据功率P=UI可以求得电动机的电流的大小；
（2）由P热=I2r可以求得转化为内能的功率的大小，再由P机=P-P热可以求得转化为机械能的功率，根据η=?×100%求解机械的效率；
（3）扇叶被卡住，变为纯电阻，电功等于电热．
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
18.【答案】解：（1）稳定时，电容看作断开状态，电路中的电流：；?
（2）K闭合，电路处于稳定状态时，电容两端的电压：U=IR2=1×6V=6V
断开后，电容两端的电压等于电源的电动势为10V，
?故这以后流过R1的总电量为：△Q=△U?C=(10-6)×30×10-6C=1.2×10-4C?。
【解析】
（1）电路稳定时电容器看作断路，可知两电阻串联，由欧姆定律可求得电流；
（2）闭合时，C与R2并联，可求得电容器两端的电压及电量；断开后，C与电源相连，则电压为电源的电动势，电容器充电；求出C两端的电量；则可求得流过R1的总电量。
?本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路；明确电容器在稳定时作为断路处理，其电压等于与之并联的电路的电压。??


19.【答案】解：（1）因某电阻烧断后，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生故障的电阻是R1，R1烧断后，电压表的读数为R2两端的电压，则得：，
R1烧断前，R3两端电压，
通过R3的电流为，
电阻R1的阻值为；
（2）（3）R1烧断前，外电阻为，
总电流为，
由闭合电路欧姆定律得：，当R1烧断后：
?联立解得：r=1Ω，E=4V；?
答：（1）发生故障的电阻是R1，其阻值为8Ω；（2）电源的电动势为4V；（3）电源的内阻为1Ω。
【解析】
?本题中涉及故障分析，采用排除法逐一分析．对于电源的电动势和内阻，常常根据两种情况列方程组求解。
（1）由题意，电路中某一电阻断路后，两电表的读数都变大，不可能是R3和R2断路，否则变化后电压表或电流表无读数，只可能R1断路；
（2）断路时，电压表读数等于电阻R1的电压，由欧姆定律求出R1．根据闭合电路欧姆定律对发生断路前后两种情况列方程，组成方程组，联立求解电动势和内电阻。


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