2019—2020学年高中物理人教版选修3-1：第二章 恒定电流 单元检测试题1（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019—2020学年高中物理人教版选修3-1：第二章 恒定电流 单元检测试题1（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 455.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-18 08:18:12 | ||
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文档简介
2019—2020学年人教版选修3-1
恒定电流
单元检测试题（解析版)
1．如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同．在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（
）
A．电压表的示数变大
B．电池内部消耗的功率变大
C．电阻R2两端的电压变大
D．电池的效率变大
2．如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(
)
A．2W,33.3%
B．4W,33.3%
C．2W,66.7%
D．4W,66.7%
3．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8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．E＝2.4V，r＝1
B．E＝3V，r＝2
C．E＝2.4V，r＝2
D．E＝3V，r＝1
4．能源问题是当今社会重要的一个难题。关于节约能源已经深入到我们的家庭生活中。现有两盏节能灯A和B，其额定功率相同，额定电压A灯大于B灯，则（ ）
A．两灯正常发光时，IA
>
IB
B．两灯电阻RA
<
RB
C．将两灯串联后接入电路中，灯的功率PA
>
PB
D．将两灯并联后接入电路中，灯的功率
5．电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是(????)
A．该电动机的发热功率为110
W
B．该电动机转化为机械能的功率为1
100
W
C．该电动机的线圈电阻R为
D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为
6．电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（ ）
电池输出电压
36
V
电池总容量
50000
mA·h
电机额定功率
900
W
最大速度
15
km/h
充电时间
2~3小时
百公里标准耗电量
6
kW·h
A．电池最多输出的电能约为1800
J
B．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2
h
C．该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60
N
D．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3
km
7．硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N?是两块硅半导体，P、N?可在E区形成匀强电场的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势以下说法中正确的是
A．a电极为电池的正极
B．电源内部的电流方向由P指向N
C．E区匀强电场的方向由N指向P
D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
8．如图所示的电路中，电源内阻为r，R1，R3，R4均为定值电阻，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向右移动，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为△I、
△U，则关于该电路下列结论中正确的是（ ）
A．电阻R1被电流表短路
B．△U/△IC．电压表示数变大，电流表示数变小
D．外电路总电阻变小
9．如图所示，水平固定的光滑铜环，OO′为过圆心的竖直轴，长为2l、电阻为r的铜棒OA的一端在O处，另一
端与铜环良好接触，OA与OO′的夹角为30°，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖立向上的匀强磁场中．现使铜捧OA绕OO′以角速度逆时针（俯视）匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，其他电阻不计，下列说法正确的是
A．O点的电势比A点的电势低
B．回路中通过的电流为
C．该定值电阻两端的电压为
D．该定值电阻上的热功率为
10．据世界卫生组织事故调查显示，大约50%—60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因，如图是酒精测试仪的电路，当开关闭合时R0是定值电阻。已知酒精气体的浓度越大，酒精气体传感器的电阻越小，则对酗酒者进行测试时（ ）
A．通过酒精气体传感器的电流变小
B．电压表示数变大
C．定值电阻R0的功率变大
D．电压表示数变小
11．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，现有两个多用电表
A、B，某同学使用两个多用电表进行相互测量。
（1）将多用电表
A
的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，两表笔短接后发现指针如图甲所示，正确的操作应调节哪个部件_______。（选填“A”或“B”或“C”）
（2）正确调节后，将多用电表B
拨至“0.5mA”档，与多用电表
A
进行相连，如图乙，那么多用电表A
的红表笔与多用电表
B
的_______相接。(选填“红表笔”或“黑表笔”)
（3）正确连接两多用电表后，发现两表指针如图丙所示，那么测得多用电表B
的内阻为______Ω，此时多用电表
A
欧姆档的内部电源的电动势为_____V。（计算结果保留两位有效数字）
12．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13
V，内阻小于3
Ω，由于直流电压表量程只有3
V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15
V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：
第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3
V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15
V的电压表。
(2)实验可供选择的器材有：
A．电压表（量程为3V，内阻约2kΩ）
B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）
D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）
回答：电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________。
(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。
13．两个定值电阻，标有“10Ω、5W”，标有“5Ω、10W”字样，将两个电阻并联接入电路中。试求：
（1）两电阻中电流之比；
（2）两电阻消耗的功率之比。
14．如图所示的电路，理想电压表示数为2V，电阻R2的阻值为6Ω，总电压U为5V，求：
(1)电流表的示数；
(2)R1的阻值。
15．电源与电阻R组成串联电路，路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U－I图线如图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)电源的输出功率．
16．经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同.由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞.假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计.
某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e.
现取由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U，自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0.如图所示.
(1)求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小；
(2)求金属导体中的电流I；
(3)电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的.事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电阻率ρ的因素.
参考答案
1．B
【解析】
A．将电键S1由位置1切换到位置2，外电阻变小，电动势和内阻不变，电路中的总电流变大，内电压变大，外电压变小，电压表测的是外电压，所以电压表示数变小．故A错误．
B．电路中的总电流变大，根据P内=I2r，知，电源内部消耗的功率变大．故B正确．
C．设电路中的电阻R1、R2和R3的阻值为R，当电建打在1时，R2两端的电压U2=R，当电键打在2时R2两端的电压=××R=可知．＜U2．故C错误．
D．电池的效率可根据η=得知，外电压变小，电池的效率变小．故D错误．
故选B．
2．D
【解析】
由图象A可知电源的电动势为3V，短路电流为6A，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，效率等于R消耗的功率除以总功率．
【详解】
由图象A可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为：U=2V，电流为：I=2A；电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P=UI得：P=2×2W=4W，电源的总功率为：P总=EI=3×2W=6W；所以效率为：η=×100%=×100%=66.7%；故选D．
【点睛】
根据U-I图象A正确读出电源的电动势和短路电流，根据U-I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点．
3．B
【解析】
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。
4．C
【解析】
A．由
P=UI
可得两灯功率相等，且UA>UB，所以电流IAB．由
可得两灯功率相等，且UA>UB，所以电阻RA>RB，故B错误；
C．将两灯串联后接入电路中时，电路中电流相等，又因为电阻RA>RB，由
得两灯的功率关系PA
>
PB，故C正确；
D．将两灯并联后接入电路中时，两灯的电压相等，又因为电阻RA
>
RB，由
得两灯的功率关系，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，输入的功率是电功率，结合效率可求发热功率，再由可求内阻，输出功率由能量守恒定律研究，从而也可求电动机对外所做的功．
【详解】
由电动机的额定功率及效率可求得电动机的发热功率为：，电动机转化为机械能的功率为：，故A正确，B错误；由可得电动机的线圈电阻为：，故C正确；电动机正常工作时每分钟对外做功为：，故D正确．此题选择不正确的选项，故选B．
【点睛】
本题考查功率的计算；电动机是非纯电阻电路，电动机的输入功率等于热功率与输出功率之和，应用电功率公式与电功公式即可正确解题．
6．B
【解析】
A．电池最多储存的电能为
故A错误；
B．由储存的电能除以额定功率可求得时间为
故B正确；
C．根据功率公式则有
故C错误；
D．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出
故D错误。
故选B。
7．AC
【解析】
试题分析：E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，A正确、B错误；由题意可知，电子在E区加速，故电场方向应为N到P；故C正确；该电池是将光能转化为电能的装置，故D错误．
考点：电源的电动势和内阻
【名师点睛】本题考查根据电荷的电场力的方向来确定电场强度的方向，并掌握电流的方向与负电荷的运动方向关系，同时理解电源内部的电流的方向为由负极流向正极．
8．BC
【解析】
设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4.，干路电流为I总，路端电压为U，电流表电流为I；
ACD．滑动变阻器R2的滑片向右滑动，R2变大，外电阻变大，I总变小，U=E?I总r变大，U3变大，U变大，I3变大，而由I总=I3+I4，I总变小，I4变小，U4变小，而U1+U4=U，U变大，U1变大，I1变大，又I总=I1+I，I总变小，I1变大，则I变小，故AD错误，C正确；
B．由欧姆定律U=E?I总r，得
由，I变小，I1变大，I总变小，则
故
故B正确；
故选BC。
【点睛】
由图，R1、R2并联，再与R4串联，与R3并联，电压表测量路端电压，等于R3电压，由R2接入电路的电阻变化，根据欧姆定律及串并关系，分析电流表和电压表示数变化量的大小。
9．AC
【解析】
A．根据右手定则可知，O点的电势比A点的电势低．故A正确．
B．根据法拉第电磁感应定律可知，铜棒OA切割磁感线产生的感应电动势E=，所以回路中通过的电流：
I=
故B错误．
C．该定值电阻两端的电压为：U=．故C正确．
D．该定值电阻上的热功率P=．故D错误．
10．BC
【解析】
对酗酒者进行测试时，酒精浓度较大，则酒精气体传感器的电阻越小，电路总电阻减小，总电流变大，即通过酒精气体传感器的电流变大，R0两端电压变大，即电压表读数变大，根据
P=I2R
可知定值电阻R0的功率变大，故BC正确，AD错误。
故选BC。
11．B
黑表笔
1000
1.4
【解析】
(1)[1]调整欧姆调零旋钮B，使指针指到欧姆表的0刻度。
(2)[2]电表中的电流都是“红进黑出”，因此电流应从A的黑表笔流入B的红表笔，因此A的红表笔应接B的黑表笔。
(3)[3]由于欧姆表是倍率档，因此B的内阻
[4]由于欧姆表内阻就是它的中值电阻，为4000，从B表中读出回路电流为0.280mA，根据闭合电路欧姆定律，可得电动势
12．0.6
C
E
11.5
2.5
【解析】
（1）[1]把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V。
（2）[2]由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为
故电阻箱应选C。
（2）[3]在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。
（3）[4]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=2.3V，则电源的电动势为
。
（3）[5]内阻为
。
13．（1）；（2）
【解析】
（1）由于并联、令并联电路两端的电压为U，由欧姆定律可得：
，
故
（2）由得：
，
故
14．(1)；(2)
【解析】
(1)电压表测得R1两端的电压，故R2两端的电压为
因为串联电路电流处处相等，故电流表的示数
(2)R1的阻值
15．（1）4V，1Ω
（2）3V（3）3W
【解析】
试题分析：由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率．
（1）根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E
由图读出电源的电动势为：E=4V
内阻等于图线的斜率大小，则内阻为：
（2）两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态
由图读出电压U=3V，则电源的路端电压为3V
（3）交点的电流I=1A，则电源的输出功率为：
【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．
16．(1)
；(2)；(3)
【解析】
（1）恒定电场的场强
则自由电子所受电场力
（2）设电子在恒定电场中由静止加速的时间为t0时的速度为v，由动量定理
解得
电子定向移动的平均速率
金属导体中产生的电流
，I，I
解得I
（3）由电阻定义式
为定值，此定值即为电阻率ρ，所以
电阻率影响因素有：单位体积内自由电子的数目n，电子在恒定电场中由静止加速的平均时间t0．
恒定电流
单元检测试题（解析版)
1．如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同．在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（
）
A．电压表的示数变大
B．电池内部消耗的功率变大
C．电阻R2两端的电压变大
D．电池的效率变大
2．如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(
)
A．2W,33.3%
B．4W,33.3%
C．2W,66.7%
D．4W,66.7%
3．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8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．E＝2.4V，r＝1
B．E＝3V，r＝2
C．E＝2.4V，r＝2
D．E＝3V，r＝1
4．能源问题是当今社会重要的一个难题。关于节约能源已经深入到我们的家庭生活中。现有两盏节能灯A和B，其额定功率相同，额定电压A灯大于B灯，则（ ）
A．两灯正常发光时，IA
>
IB
B．两灯电阻RA
<
RB
C．将两灯串联后接入电路中，灯的功率PA
>
PB
D．将两灯并联后接入电路中，灯的功率
5．电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是(????)
A．该电动机的发热功率为110
W
B．该电动机转化为机械能的功率为1
100
W
C．该电动机的线圈电阻R为
D．该电动机正常工作时每分钟对外做的功为
6．电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（ ）
电池输出电压
36
V
电池总容量
50000
mA·h
电机额定功率
900
W
最大速度
15
km/h
充电时间
2~3小时
百公里标准耗电量
6
kW·h
A．电池最多输出的电能约为1800
J
B．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2
h
C．该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60
N
D．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3
km
7．硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N?是两块硅半导体，P、N?可在E区形成匀强电场的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势以下说法中正确的是
A．a电极为电池的正极
B．电源内部的电流方向由P指向N
C．E区匀强电场的方向由N指向P
D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
8．如图所示的电路中，电源内阻为r，R1，R3，R4均为定值电阻，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向右移动，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为△I、
△U，则关于该电路下列结论中正确的是（ ）
A．电阻R1被电流表短路
B．△U/△I
D．外电路总电阻变小
9．如图所示，水平固定的光滑铜环，OO′为过圆心的竖直轴，长为2l、电阻为r的铜棒OA的一端在O处，另一
端与铜环良好接触，OA与OO′的夹角为30°，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖立向上的匀强磁场中．现使铜捧OA绕OO′以角速度逆时针（俯视）匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，其他电阻不计，下列说法正确的是
A．O点的电势比A点的电势低
B．回路中通过的电流为
C．该定值电阻两端的电压为
D．该定值电阻上的热功率为
10．据世界卫生组织事故调查显示，大约50%—60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因，如图是酒精测试仪的电路，当开关闭合时R0是定值电阻。已知酒精气体的浓度越大，酒精气体传感器的电阻越小，则对酗酒者进行测试时（ ）
A．通过酒精气体传感器的电流变小
B．电压表示数变大
C．定值电阻R0的功率变大
D．电压表示数变小
11．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，现有两个多用电表
A、B，某同学使用两个多用电表进行相互测量。
（1）将多用电表
A
的选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，两表笔短接后发现指针如图甲所示，正确的操作应调节哪个部件_______。（选填“A”或“B”或“C”）
（2）正确调节后，将多用电表B
拨至“0.5mA”档，与多用电表
A
进行相连，如图乙，那么多用电表A
的红表笔与多用电表
B
的_______相接。(选填“红表笔”或“黑表笔”)
（3）正确连接两多用电表后，发现两表指针如图丙所示，那么测得多用电表B
的内阻为______Ω，此时多用电表
A
欧姆档的内部电源的电动势为_____V。（计算结果保留两位有效数字）
12．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13
V，内阻小于3
Ω，由于直流电压表量程只有3
V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15
V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：
第一步：按电路图连接实物
第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零
第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3
V
第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15
V的电压表。
(2)实验可供选择的器材有：
A．电压表（量程为3V，内阻约2kΩ）
B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）
C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）
D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ）
回答：电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________。
(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_____V，内阻为_____Ω。
13．两个定值电阻，标有“10Ω、5W”，标有“5Ω、10W”字样，将两个电阻并联接入电路中。试求：
（1）两电阻中电流之比；
（2）两电阻消耗的功率之比。
14．如图所示的电路，理想电压表示数为2V，电阻R2的阻值为6Ω，总电压U为5V，求：
(1)电流表的示数；
(2)R1的阻值。
15．电源与电阻R组成串联电路，路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U－I图线如图所示，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)电源的输出功率．
16．经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同.由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞.假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计.
某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e.
现取由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U，自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0.如图所示.
(1)求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小；
(2)求金属导体中的电流I；
(3)电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的.事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电阻率ρ的因素.
参考答案
1．B
【解析】
A．将电键S1由位置1切换到位置2，外电阻变小，电动势和内阻不变，电路中的总电流变大，内电压变大，外电压变小，电压表测的是外电压，所以电压表示数变小．故A错误．
B．电路中的总电流变大，根据P内=I2r，知，电源内部消耗的功率变大．故B正确．
C．设电路中的电阻R1、R2和R3的阻值为R，当电建打在1时，R2两端的电压U2=R，当电键打在2时R2两端的电压=××R=可知．＜U2．故C错误．
D．电池的效率可根据η=得知，外电压变小，电池的效率变小．故D错误．
故选B．
2．D
【解析】
由图象A可知电源的电动势为3V，短路电流为6A，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，效率等于R消耗的功率除以总功率．
【详解】
由图象A可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为：U=2V，电流为：I=2A；电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P=UI得：P=2×2W=4W，电源的总功率为：P总=EI=3×2W=6W；所以效率为：η=×100%=×100%=66.7%；故选D．
【点睛】
根据U-I图象A正确读出电源的电动势和短路电流，根据U-I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点．
3．B
【解析】
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。
4．C
【解析】
A．由
P=UI
可得两灯功率相等，且UA>UB，所以电流IA
可得两灯功率相等，且UA>UB，所以电阻RA>RB，故B错误；
C．将两灯串联后接入电路中时，电路中电流相等，又因为电阻RA>RB，由
得两灯的功率关系PA
>
PB，故C正确；
D．将两灯并联后接入电路中时，两灯的电压相等，又因为电阻RA
>
RB，由
得两灯的功率关系，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，输入的功率是电功率，结合效率可求发热功率，再由可求内阻，输出功率由能量守恒定律研究，从而也可求电动机对外所做的功．
【详解】
由电动机的额定功率及效率可求得电动机的发热功率为：，电动机转化为机械能的功率为：，故A正确，B错误；由可得电动机的线圈电阻为：，故C正确；电动机正常工作时每分钟对外做功为：，故D正确．此题选择不正确的选项，故选B．
【点睛】
本题考查功率的计算；电动机是非纯电阻电路，电动机的输入功率等于热功率与输出功率之和，应用电功率公式与电功公式即可正确解题．
6．B
【解析】
A．电池最多储存的电能为
故A错误；
B．由储存的电能除以额定功率可求得时间为
故B正确；
C．根据功率公式则有
故C错误；
D．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出
故D错误。
故选B。
7．AC
【解析】
试题分析：E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，A正确、B错误；由题意可知，电子在E区加速，故电场方向应为N到P；故C正确；该电池是将光能转化为电能的装置，故D错误．
考点：电源的电动势和内阻
【名师点睛】本题考查根据电荷的电场力的方向来确定电场强度的方向，并掌握电流的方向与负电荷的运动方向关系，同时理解电源内部的电流的方向为由负极流向正极．
8．BC
【解析】
设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4.，干路电流为I总，路端电压为U，电流表电流为I；
ACD．滑动变阻器R2的滑片向右滑动，R2变大，外电阻变大，I总变小，U=E?I总r变大，U3变大，U变大，I3变大，而由I总=I3+I4，I总变小，I4变小，U4变小，而U1+U4=U，U变大，U1变大，I1变大，又I总=I1+I，I总变小，I1变大，则I变小，故AD错误，C正确；
B．由欧姆定律U=E?I总r，得
由，I变小，I1变大，I总变小，则
故
故B正确；
故选BC。
【点睛】
由图，R1、R2并联，再与R4串联，与R3并联，电压表测量路端电压，等于R3电压，由R2接入电路的电阻变化，根据欧姆定律及串并关系，分析电流表和电压表示数变化量的大小。
9．AC
【解析】
A．根据右手定则可知，O点的电势比A点的电势低．故A正确．
B．根据法拉第电磁感应定律可知，铜棒OA切割磁感线产生的感应电动势E=，所以回路中通过的电流：
I=
故B错误．
C．该定值电阻两端的电压为：U=．故C正确．
D．该定值电阻上的热功率P=．故D错误．
10．BC
【解析】
对酗酒者进行测试时，酒精浓度较大，则酒精气体传感器的电阻越小，电路总电阻减小，总电流变大，即通过酒精气体传感器的电流变大，R0两端电压变大，即电压表读数变大，根据
P=I2R
可知定值电阻R0的功率变大，故BC正确，AD错误。
故选BC。
11．B
黑表笔
1000
1.4
【解析】
(1)[1]调整欧姆调零旋钮B，使指针指到欧姆表的0刻度。
(2)[2]电表中的电流都是“红进黑出”，因此电流应从A的黑表笔流入B的红表笔，因此A的红表笔应接B的黑表笔。
(3)[3]由于欧姆表是倍率档，因此B的内阻
[4]由于欧姆表内阻就是它的中值电阻，为4000，从B表中读出回路电流为0.280mA，根据闭合电路欧姆定律，可得电动势
12．0.6
C
E
11.5
2.5
【解析】
（1）[1]把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0.6V。
（2）[2]由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为
故电阻箱应选C。
（2）[3]在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。
（3）[4]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=2.3V，则电源的电动势为
。
（3）[5]内阻为
。
13．（1）；（2）
【解析】
（1）由于并联、令并联电路两端的电压为U，由欧姆定律可得：
，
故
（2）由得：
，
故
14．(1)；(2)
【解析】
(1)电压表测得R1两端的电压，故R2两端的电压为
因为串联电路电流处处相等，故电流表的示数
(2)R1的阻值
15．（1）4V，1Ω
（2）3V（3）3W
【解析】
试题分析：由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率．
（1）根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E
由图读出电源的电动势为：E=4V
内阻等于图线的斜率大小，则内阻为：
（2）两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态
由图读出电压U=3V，则电源的路端电压为3V
（3）交点的电流I=1A，则电源的输出功率为：
【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．
16．(1)
；(2)；(3)
【解析】
（1）恒定电场的场强
则自由电子所受电场力
（2）设电子在恒定电场中由静止加速的时间为t0时的速度为v，由动量定理
解得
电子定向移动的平均速率
金属导体中产生的电流
，I，I
解得I
（3）由电阻定义式
为定值，此定值即为电阻率ρ，所以
电阻率影响因素有：单位体积内自由电子的数目n，电子在恒定电场中由静止加速的平均时间t0．