第三章《恒定电流》章末测试题 word版含答案

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2019鲁科版高中物理选修3-1第三章《恒定电流》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)


1.在相同时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是(　　)
A． 甲的电阻一定大于乙的电阻
B． 甲两端的电压一定大于乙两端的电压
C． 甲中的电流一定大于乙中的电流
D． 甲的实际功率一定大于乙的实际功率
【答案】D
【解析】由Q＝I2Rt可知，只知道时间和热量的关系，不确定电流和电阻，因此无法比较电流或电阻的关系，故A、C错误；
由Q＝t可知，只知道时间和热量的关系，不确定电阻的关系，因此无法比较电压的关系，故B错误；
由P＝可知，时间一定时，放出热量多的功率大，故D正确．
2.金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息判断，下列说法中正确的是(　　)
A． 连接电路用的导线一般用合金来制作
B． 电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C． 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D． 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
【答案】B
【解析】纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，A错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，B正确；有的金属电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用金属来制作，C错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，D错误；故选B.
3.一电流表(表头)并联一个分流电阻R0后就改装成一个大量程的电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为1A，而改装电流表的读数为1.1A，为了使它的读数准确，应在原分流电阻上再(　　)
A． 并联一个电阻R，且R＞R0
B． 并联一个电阻R，且R＜R0
C． 串联一个电阻R，且R＞R0
D． 串联一个电阻R，且R＜R0
【答案】A
【解析】改装后的电流表示数比标准电流表示数大，说明与电流表表头并联的分流电阻分流太小，分流电阻阻值较大，为使电流表读数准确，应减小与表头并联的分流电阻阻值，给表头再并联一个比原分流电阻大的电阻，因此A正确．
4.一盏白炽灯的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率(　　)
A． 等于36 W
B． 小于36 W，大于9 W
C． 等于9 W
D． 小于9 W
【答案】B
【解析】设白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝得R＝36Ω，当接入18V电压时，假设灯泡的电阻也为36Ω，则它消耗的功率为P＝＝W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时温度低，其电阻率减小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率大于9 W，故B项正确．
5.在如图所示的电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为下图中的(　　)

A．　　　　B． C．　　　　D．
【答案】A
【解析】根据电阻定律，横坐标为x的点与A点之间的电阻R＝ρ，这两点间的电压U＝IR＝Iρ(I、ρ、S为定值)，故U跟x成正比例关系，A正确．
6.在照明用电的电路中，如果在白炽灯电路上并联一只电炉后，发现电灯变暗，这是因为(　　)
A． 电路中的总电阻加大
B． 电路中总电流加大，输电线上电压降增大
C． 电炉两端电压比电灯电压大
D． 电路中总电流未变化，电炉从电灯中分出了电流
【答案】B
【解析】并联后总电阻小于任何支路的电阻，故并联后总电阻减小，故A错误；由于总电压恒定，并联后总电阻减小，导致电路中的总电流增大，电线上电压降增大，则电灯两端的电压减小，从而使流过白炽灯的电流变小，故B正确，D错误；电炉与白炽灯并联，电压相等，故C错误．
7.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为(　　)

A． 1∶4
B． 1∶2
C． 2∶1
D． 4∶1
【答案】D
【解析】设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有＝＝，有＝＝·＝×＝.D选项正确．
8.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
【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．
9.如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为(　　)

A．qv
B．
C．qvS
D．
【答案】A
【解析】1 s内棒通过的长度l＝vt，总电荷量Q＝ql＝qvt.
由I＝＝＝qv，故选项A正确．
10.如图所示的电路中，R0为固定电阻，R为滑动变阻器．移动滑片P，电路的总电阻会发生变化．下列叙述正确的是(　　)

A．P向左滑动时总电阻将减小
B．P向右滑动时总电阻将减小
C．P滑到最左端时总电阻为R0
D．P滑到最右端时总电阻为零
【答案】A
【解析】P向左滑动时电阻R减小，根据公式＝＋，并联电阻一定减小，故A正确；P向右滑动时，根据公式＝＋，总电阻将增加，故B错误；P滑到最左端时，电阻R0被短路，故总电阻为0，故C错误；P滑到最右端时总电阻最大，故D错误．
11.如图所示电路中，已知R1＝R2＝R3，当在AB间接入电源后流过R1、R2、R3的电流比为(　　)

A． 2∶1∶1
B． 1∶1∶1
C． 2∶2∶1
D． 1∶1∶2
【答案】B
【解析】画出等效电路图如图所示，故当AB间接入电源后，R1、R2、R3是并联关系，因为R1＝R2＝R3，所以流过它们的电流相等．

12.两个电阻，R1＝8 Ω，R2＝2 Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是(　　)
A． 用一个阻值为2 Ω的电阻与R2串联
B． 用一个阻值为1 Ω的电阻与R2串联
C． 用一个阻值为6 Ω的电阻与R1串联
D． 用一个阻值为2 Ω的电阻与R1串联
【答案】A
【解析】
13.两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W”和“20 Ω，40 W”，则它们的额定电流之比为(　　)
A．∶5
B．∶20
C．∶10
D． 1∶2000
【答案】C
【解析】由公式P＝I2R得：I＝，所以I1∶I2＝∶10.
14.一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则(　　)
A． 电动机t秒内产生的热量是Q＝UIt
B． 电动机t秒内产生的热量是Q＝I2Rt
C． 电动机的功率为P＝I2R
D． 电动机的功率为P＝
【答案】B
【解析】电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q＝I2Rt，二是电动机对外输出的机械能E＝UIt－I2Rt.
15.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是(　　)
A． 电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω
B． 电饭煲消耗的电功率为1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
C． 1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J
D． 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
【答案】C
【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．
16.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为(　　)

A．U
B．R
C．
D．
【答案】C
【解析】图象的斜率k＝＝I，根据欧姆定律，I＝，所以k＝＝I＝，C正确．
17.铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为(　　)
A． 光速c
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】假设电子定向移动的速率为v，那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数，而体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为，所以电量q＝，I＝＝，于是得：v＝
18.某段金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长至直径为原来的一半，那么该导线此时的电阻率和电阻分别为(　　)
A． 4ρ和4R
B．ρ和4R
C． 16ρ和16R
D．ρ和16R
【答案】D
【解析】由于电阻率的大小取决于材料和温度的影响，与形状无关，所以电阻率也不变；电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的，长度为原来的4倍，由电阻定律R＝ρ可知此时导体的电阻变为原来的16倍，即16R，故选项D正确．
19.如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为(　　)

A． 24 W
B． 16 W
C． 12 W
D． 15 W
【答案】D
【解析】因为三个电阻的阻值相等，R1在干路上，电流最大，所以R1先达到最大功率10 W，又因为R2、R3的阻值相同，又是并联，所以R2、R3的功率相等，并且两功率之和为5 W，所以此电路总功率为15 W.
20.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V．若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端，则灯泡消耗的电功率(　　)
A． 等于36 W
B． 小于36 W，大于9 W
C． 等于9 W
D． 小于9 W
【答案】B
【解析】白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝变形得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P′＝＝W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W，故选项B正确．


第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)


21.导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2.
(1)在1s内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e＝1.6×10－19C)?
(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?
(3)自由电子沿导线移动1 m，平均要多少时间？
【答案】(1)6.25×1018　(2)7.4×10－5m/s　(3)3.8 h
【解析】(1)N＝＝＝6.25×1018个．
(2)由公式I＝neSv得：
v＝＝m/s
≈7.4×10－5m/s.
(3)以这样的速率沿导线传播1 m需用时
t＝s≈3.8 h.
22.规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：
(1)接上220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上220 V电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．
【答案】(1)35 W　1 W　(2)1210 W　1210 W
【解析】(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为
I＝＝A≈0.16 A
发热功率为
P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W
转化为机械能的功率为
P机＝P－P热＝(36－1) W＝35 W.
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝＝A＝5.5 A
电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：
P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1210 W.
23.一只规格为“220V　2000W”的电炉，求在正常工作时的电阻；若电网电压为200V，求电炉的实际功率；在220V电压下，如果平均每天使用电炉2h，求此电炉一个月要消耗多少度电．(一个月＝30天)
【答案】24.2Ω　1653W　120度
【解析】设电炉电阻为R，由P＝得
R＝＝Ω＝24.2Ω
当电压为U′＝200V时，电炉的实际功率为
P′＝＝W≈1653W
在220V的电压下，一月耗用电能
W＝Pt＝2×30×2kW·h＝120kW·h＝120度．
24.某个导体两端加电压16 V时，20 s内通过它的电荷量为32 C．求导体的电阻；20 s内通过导体横截面的电子数；若导体两端的电压为20 V时，求通过导体的电流．
【答案】10 Ω　2×1020个　2 A
【解析】由公式I＝得电流为1.6 A；
由欧姆定律I＝得R＝10 Ω；N＝＝2×1020个；
由欧姆定律I＝得I＝2 A