山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：恒定电流 单元测试题（含解析）

恒定电流
1．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是
A．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
B．图象上某点切线的斜率的倒数即为该状态的电阻值
C．电压为5 V时，导体的电阻是0.2 Ω
D．电压为12 V时，导体电阻的电功率为18 W
2．关于电源电动势的说法，正确的是( )
A．在某电池的电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V
B．电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大
C．无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势保持不变
D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多
3．材料相同的均匀直导线A、B串联在电路上时，沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示。已知导线A长为l0，导线B长为2l0，则A、B两导线的横截面积之比是
A．1∶2 B．1∶4 C．1∶6 D．1∶8
4．如图所示甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成的电表，关于这两个电表的下列说法正确的是（）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电流表，R增大时量程增大
5．两导体的I－U关系如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是(　　)
A．R1∶R2=1∶3
B．R1∶R2=3∶1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电流比为I1∶I2=1∶3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比为I1∶I2=1∶1
6．的物理意义是( )
A．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
B．导体的电阻越大，则电流越大
C．加在导体两端的电压越大，则电流越大
D．导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值
7．某同学在实验室利用电流表和电压表测导体电阻。在连接电路时，将电压表的一端a预留出来，可以选择接b或接c，电路如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当a连接b时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流
B．当a连接b时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压
C．当a连接c时，电流表的测量值小于通过待测电阻的电流
D．当a连接c时，电压表的测量值大于待测电阻两端的电压
8．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是()
A．加5V电压时，导体的电阻约是5Ω
B．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻
9．一个电热器电阻为R，当它两端电压为U时，通电时间t消耗电能为W，若使它消耗的电能为4W，下列方法正确的是(　　)
A．电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍
B．电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变
C．电阻R不变，电压U增大1倍，通电时间t不变
D．电阻R减半，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍
10．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1.A2和两个电压表V1.V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（ ）
A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角;
C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数;
D．电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角
11．如图，负载电阻R1为R，滑线变阻器的总电阻R2为2R，为了使R1两端电压U0等于输入电压U的，当K断开时，RAP= ，当K闭合时RAP= ．
12．图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，试完成下列问题：
（1）图中方框A、B、C分别为：
A ，B ，C ．（选填“电压传感器”、“电流传感器”和“数据采集器”）；
（2）在实验中，通过B、C测得的物理量的数值分别是X、Y，电动机的内阻为r，则此时电动机的输入功率的表达式P入= ；
（3）在实验中，电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率 η= ．（重力加速度为g）
13．图中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数，此读数应是 mm．
14．（1）图1是电压表的刻度盘．若当时使用的是该表的0﹣3V量程，那么电压表读数是 V．
（2）图2游标卡尺的读数 mm．
（3）图3螺旋测微器的读数是 mm．
15．一电阻两端为U=3v.通过的电流为I=0.2A则其电功率P为多少?
16．为了检查双线电缆CE、FD中的一根导线由于绝缘皮损坏而通地的某处，可以使用如图所示电路。用导线将AC、BD、EF连接，AB为一粗细均匀的长LAB=100厘米的电阻丝，接触器H可以在AB上滑动。当K1闭合移动接触器，如果当接触器H和B端距离L1=41厘米时，电流表G中没有电流通过。试求电缆损坏处离检查地点的距离（即图中DP的长度X）。其中电缆CE=DF=L=7．8千米，AC、BD和EF段的电阻略去不计。
17．市场推出一种“全自动”智能电热壶，其创新功能有自动加水和温度识别两大功能，下为某款产品的图样及铭牌．
（1）估算这种电热壶工作时加热部分的电阻值．
（2）所谓“自动加水”是由一水泵（电动机）和传感器来实现的，单独对这一部分进行测试时发现，当其两端所加电压U1=10V时，电动机带不动负载，因此不转动，此时通过它的电流I1=2A；当其两端所加电压U2=36V时(通过变压器实现），电动机能带动负载正常运转，这时电流I2=1A．求电动机正常运转时，输出的机械功率是多少？（不计电动机的摩擦损耗）
18．一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，若将此金属丝与一个阻值为4.725Ω的定值电阻串联，接在一个电动势为1.5V、内阻为0.2Ω的干电池两端，求：
（1）金属丝的电阻率．
（2）接通电路后干电池的输出功率．
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
由图知，随着电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增加，故A错误；图象上的点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，选项B错误；当U=5V时，由图知电流为I=1.0A，则导体的电阻 R=U/I=5Ω，故C错误；加12V电压时，电流为1.5A，则电功率P=IU=18W．故D正确；故选D。
【点睛】
本题关键抓住图象上的点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，分析电阻的变化，求解电阻的值．
2．C
【解析】
【详解】
电路中通过q=2C的电荷量，电池提供的电能W=4J，根据电动势的定义式得电动势E=2V．故A错误．电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压增大时，其电源电动势不变．故B错误．电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变．故C正确．电动势越大，电源将单位正电荷负极移到正极提供的电能越多．故D错误．故选C.
3．A
【解析】
【详解】
电阻串联，电流相等，则：
根据电阻定律：
同种材料的电阻，电阻率相同，导线的长度之比：
联立方程，则导线的横截面积之比为：
A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
AB．由甲图所示可知，与电阻并联，该是电流表，增大，的分流较小，电流表量程减小，故A错误，B正确；
CD．由乙图所示可知，，与电阻串联，该表是电压表，增大时，变阻器分担的电压增大，电压表量程增大，故C、D错误；
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
通过I–U图象得出两电阻的关系；串联电路电流相等，并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比．
【详解】
AB．根据I?U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1:R2=1:3，故A正确，B错误；
C．串联电路电流处处相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1:I2=1:1，故C错误；
D．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1:I2=3:1，故D错误．
6．D
【解析】
【详解】
A．电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关；故A错误；
B．由欧姆定律可知，电压一定时，电阻越大电流越小，故B错误；
CD．导体的电阻等于导体两端的电压与通过的电流的比值，电阻一定时，加在导体两端的电压越大，则电流越大；故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．当a连接b时，此时电流表测量的是流过电阻和电压表的电流之和，所以电流表的测量值大于通过待测电阻的电流，故A错误；
B．当a连接b时，电压表测量的是电阻的电压，所以电压表的测量值等于待测电阻两端的电压，故B错误；
C．当a连接c时，此时电流表测量的只有流过电阻的电流，所以电流表的测量值等于通过待测电阻的电流，故C错误；
D．当a连接c时，此时电压表测量的是电阻的电压和电流表的电压之和，所以电压表的测量值大于待测电阻两端的电压，故D正确。
故选D。
8．AB
【解析】
【详解】
A．加5V的电压时，电流为1.0A，则由欧姆定律可知，导体的电阻为：
Ω
A正确；
BC．因I-U图像上各点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，由图可知，随着电压的减小，图象上的点与原点连线的斜率变大，则可知导体的电阻不断减小， B正确，C错误；
D．该元件是非线性元件，也能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻，D错误。
故选AB。
9．CD
【解析】
【详解】
A．当电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍时，消耗电能
不合题意；则A错误；
B．当电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变时，消耗电能
不合题意；则B错误；
C．当电阻R不变，电压U增大1倍，通过时间t不变时，消耗电能
符合题意；则C正确；
D．当电阻R减半，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍时，消耗电能
符合题意，故D正确。
故选CD。
10．AD
【解析】
A、电流表A1的量程大于电流表A2的量程，故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A1的读数大于电流表A2的读数，故A正确；
B、两个电流表的表头是并联关系，电压相同，故偏转角度相等，故B错误；
C、电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值，故电压表V1的读数大于电压表V2的读数，故C错误；
D、两个电压表的表头是串联关系，电流相等，故偏转角度相等，故D正确；
故选AD．
11．R，（2﹣）R
【解析】
[1][2]．为了使R1两端电压U0等于输入电压U的，当K断开时，RAP=R1=R；
当K闭合时，应有
RAP=
代入得
RAP=
解得
RAP=（2﹣）R
12．（1）数据采集器，电压传感器，电流传感器；（2）XY；（3）或．
【解析】
试题分析：（1）与计算机相连的是数据采集器，与电动机并联的是电压传感器，与电动机串联的是电流传感器；
（2）根据P=UI计算输入功率即可；
（3）消耗的电能是xyt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，也等于消耗的电能减去电动机内阻的热能．
解：（1）A与计算机相连，是数据采集器；
B与电动机并联，是电压传感器；
C与电动机串联，是电流传感器；
（2）电压表读数是X，电流表读数是Y，故电动机输入功率为：P入=XY；
（3）消耗的电能是XYt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，也等于消耗的电能减去电动机内阻的热能，即XYt﹣I2rt；
故效率为：η=；
故答案为（1）数据采集器，电压传感器，电流传感器；（2）XY；（3）或．
【点评】本题关键是明确实验原理，知道各种传感器的连接方法，不难．
13．8.600
【解析】试题分析：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
解：螺旋测微器的固定刻度读数为8.5mm，可动刻度读数为0.01×10.0mm=0.100mm，
所以最终读数为8.5mm+0.100mm="8.600" mm．
故答案为：8.600
【点评】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
14．（1）1.20；（2）52.35；（3）0.350．
【解析】
试题分析：（1）根据表盘确定电压表分度值，然后根据指针位置读出其示数．
（2）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺读数．
（3）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．
解：（1）电压表量程为0﹣3V，由图1所示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.20V；
（2）由图2所示游标卡尺可知，其示数为：52mm+7×0.05mm=52.35mm；
（3）由图3所示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+35.0×0.01mm=0.350mm；
故答案为（1）1.20；（2）52.35；（3）0.350．
【点评】本题考查了电压表、游标卡尺与螺旋测微器读数，要掌握常用器材的使用及读数方法；游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺读数，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．
15．0.6w
【解析】
试题分析：根据求解即可.
电功率
16．6.396km
【解析】
【试题分析】由图得出等效电路图，再根据串并联电路规律及电阻定律进行分析，联立可求得电缆损坏处离检查地点的距离．
等效电路图如图所示：
电流表示数为零，则点H和点P的电势相等。
由得，
则
又
由以上各式得：X=6.396km
【点睛】本题难点在于能否正确作出等效电路图，并明确表头电流为零的意义是两端的电势相等．
17．（1）R=32Ω（2）P′=31W
【解析】
(1)由部分电路欧姆定律知，
则，
则电热水壶工作时加热部分的电阻值
(2)电动机不转时，由部分电路的欧姆定律得
正常工作时，电动机内阻两端电压
则其输出的机械功率为
【点睛】电动机不转时是纯电阻电路，由欧姆定律求出电动机的电阻；电动机正常工作时，根据P=UI-I2R求解电动机的机械功率．
18．（1）ρ=4.5×10?7Ω?m（2）P=I2(R+R′)=0.432W
【解析】
(1)由部分电路的欧姆定律
由电阻定律得：
(2)由全电路的欧姆定律：
故电源的输出功率
【点睛】基本公式：欧姆定律和电阻定律、全电路的欧姆定律：的基本运用。