济南济北中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：恒定电流 单元测试（含解析）

恒定电流
1．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.5Ω．若灯泡恰能正常发光且电动机转动，以下说法中正确的是（　　）
A．电动机的输入功率是12W B．电动机的输出功率12W
C．电动机的热功率是12W D．整个电路消耗的电功率是22W
2．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相等、粗细均匀电阻丝的伏安特征曲线，下列判断正确的是 （ ）
A．a代表的电阻丝较细
B．b代表的电阻丝较细
C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
3．两个电压表V1和V2是由完全相同的两个小量程电流表改装成的，V1的量程是5V，V2的量程是15V，为了测量15～20V的电压，我们把两个电压表串联起来使用，以下的叙述正确的是
A．V1和V2的示数相等
B．V1和V2的指针偏转角度相同
C．V1和V2的示数不相等，指针偏转角度也不相同
D．V1和V2的示数之比等于两个电压表的内阻之比的倒数
4．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ．那么，输电线的横截面积的最小值是（ ）
A．ρL／R B．2UL／Iρ C．U／ρLI D．2ρLI／U
5．如图为某同学使用的迷你电风扇，该同学想要研究该风扇电动机的性能。将电风扇与电动势为2V、内阻为1Ω的电源连接。闭合开关后，电风扇正常运转，测得电路电流为0.2A。以下判断中正确的是
A．电动机两端的电压为2V B．电动机的内阻为9Ω
C．电动机的输入功率为0.36W D．电源输出电功率为0.4W
6．有一内阻为50Ω，满偏电流为10mA的电流计，现要将其改装成量程为0-3V的电压表。下列做法正确的是
A．并联一个阻值为250Ω的定值电阻
B．串联一个阻值为250Ω的定值电阻
C．并联一个阻值为300Ω的定值电阻
D．串联一个阻值为300Ω的定值电阻
7．以下是四种导电器件的伏安特性曲线，随电压增加，电阻变小的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如右图所示的电路图，电源电动势为E，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器滑片向下移动时，R2两端电压变小
B．滑动变阻器滑片向下移动时，R2两端电压变大
C．滑动变阻器滑片位于中间时，R2两端电压为
D．滑动变阻器滑片位于中间时，R2两端电压小于
9．比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列物理量的表达式用比值法定义的是（ ）
A．电场强度E=F/q B．电势φ=Ep/q C．电容C=Q/U D．电流I=U/R
10．如图所示，用小量程电流表与一电阻R并联可制成一电流表，在检测新制成的电流表时，如果发现它的示数总比准确值稍微小一些或稍微大一些，那么应分别采取什么措施加以修正（ ）
A．如果示数稍微小些，可在R上串联一个比R小得多的电阻
B．如果示数稍微小些，可在R上并联一个比R大得多的电阻
C．如果示数稍微大些，可在R上串联一个比R小得多的电阻
D．如果示数稍微大些，可在R上并联一个比R大得多的电阻
11．今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶2，则甲、乙两个电阻阻值的比值为__________.。
12．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R1∶R2＝________，将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝_____。
13．已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的两倍，加在A上的电压是加在B上电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是_______________ .
14．在如图所示的电路中，已知R2=R4，A、C间电压UAC＝15V，B、D间电压UBD＝7V，则 A、E 间UAE=______。
15．如图所示，M为一线圈电阻r=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V.当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A求开关S闭合时电动机消耗的功率和转化为机械能的功率.
16．如图所示，电源的电动势是E=，内阻r=，电动机的线圈电阻RM=，限流电阻=，若电压表的示数U=，电压表为理想电表，试求：
(1)流过电动机的电流；
(2)电源的输出功率；
(3)电动机输出的机械功率．
17．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机．p是一个质量为m的重物，将重物用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关ｓ，重物p以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是Ｉ＝5.0Ａ和Ｕ＝110Ｖ，重物p上升的速度v＝0.50ｍ/ｓ．已知电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的电热，重物的质量ｍ＝30kg．（ｇ取10m／s2）求：
（1）电动机消耗的电功率P电；
（2）电动机的输出功率P出；
（3）电动机线圈的电阻r．
18．有一个电流表G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig=1mA,
（1）若把它改装成量程为0—15V的电压表，需如何改装，且接入电路中电阻为多少？
（2）若把它改装成量程为0—3A的电流表，需如何改装，且接入电路中电阻为多少？
参考答案
1．A
【解析】
电动机的输入功率P=U1I，根据灯泡正常发光求出电流，电动机两端的电压等于输入电压减去灯泡的电压．电动机的输出功率P2=P-I2RM．整个电路消耗的功率P总=UI．
【详解】
电动机两端的电压U1=U-UL=12-6V=6V，整个电路中的电流I==2A，所以电动机的输入功率P=U1I=6×2W=12W．故A正确．电动机的热功率P热=I2RM=4×0.5W=2W，则电动机的输出功率P2=P-I2RM=12-2W=10W．故BC错误．整个电路消耗的功率P总=UI=12×2W=24W．故D错误．故选A．
2．A
【解析】
【分析】
I-U图线的斜率表示电阻的倒数，根据斜率比较电阻的大小．根据电阻定律比较电阻丝的粗细．
【详解】
图线的斜率表示电阻的倒数，图线a的斜率小于b的斜率，所以a的电阻大于b的电阻，根据电阻定律知，长度相同，材料相同，知a的横截面积小，b的横截面积大，A正确，BC错误；电阻的大小与电压、电流无关，故D错误；故选A。
3．B
【解析】
【详解】
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。因是串联关系，分压之比为内阻之比，即两表示数之比等于两个电压表的内阻之比。故D错误。故选B。
【点睛】
考查的是电压表的改装原理，电压表的内部电路为串联关系，相同的电流表电流相同，偏转角度一样，而对应刻度由量程决定．
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据欧姆定律得
根据电阻定律
解得
A．ρL／R，与结论不相符，选项A错误；
B．2UL／Iρ，与结论不相符，选项B错误；
C．U／ρLI，与结论不相符，选项C错误；
D．2ρLI／U，与结论相符，选项D正确；
故选D．
考点：远距离输电
【名师点睛】
此题是关于远距离输电的问题；解决本题的关键掌握电阻定律和欧姆定律，注意导线输电导线应为两条
5．C
【解析】
【详解】
A. 电动机两端的电压为：
UM=E?Ir=2?0.2×1=1.8V，
故A错误；
B. 电动机是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，其内阻：
故B错误；
C. 电动机输入的电功率为：
PM=UMI=1.8×0.2=0.36W，
故C正确；
D. 电源的输出功率等于电动机的输入功率，为0.36W，故D错误。
故选：C
6．B
【解析】
【详解】
把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻，
串联电阻阻值：
。
A. 并联一个阻值为250Ω的定值电阻。与上述结论不符，故A错误；
B. 串联一个阻值为250Ω的定值电阻。与上述结论相符，故B正确；
C. 并联一个阻值为300Ω的定值电阻。与上述结论不符，故C错误；
D. 串联一个阻值为300Ω的定值电阻。与上述结论不符，故D错误。
故选：B。
7．B
【解析】
【详解】
伏安特性曲线描述电流与电压的变化关系，其斜率，电阻变小的应为图线的斜率变大的，因此只有选项B正确，A、C、D错误。
故选B。
8．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．滑动变阻器是分压式接法，电阻R2与变阻器的下半部分并联后再与上半部分串联；滑动变阻器滑片向下移动时，R2两端电压变小；故A正确，B错误；
CD．滑动变阻器滑片位于中间时，电阻R2与变阻器的下半部分并联后再与上半部分串联；由于并联部分的电阻比变阻器上半部分电阻小，故R2两端电压小于，故C错误，D正确。
故选AD。
9．ABC
【解析】
【详解】
A、电场强度与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法．故A正确．
B、电场中的电势定义式，属于比值定义法．故B正确．
C、电容C由本身的性质决定，与所带的电荷量及两端间的电势差无关．所以属于比值定义法．故C正确．
D、根据欧姆定律，可知电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，不属于比值定义法，故D错误．故选ABC．
【点睛】
所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变．
10．AD
【解析】
【分析】
【详解】
如果示数稍微小些，说明通过分流电阻的电流偏大，分流电阻偏小，为校准电流表，应增加分流电阻阻值，可以在R上串联一个比R小得多电阻，故A正确，B错误；如果示数稍微大，说明通过分流电阻的电流偏小，分流电阻偏大，为校准电流表，应减小分流电阻阻值，可以将分流电阻变得稍小些即可，可以在R上并联一比R大得多的电阻，故C错误，D正确；故选AD．
【点睛】
本题考查的电流表的改装原理，明确分流与电阻成反比，电阻大，分流小，反之电阻小则分流大．
11．1:4
【解析】由得，，由欧姆定律，得。
点睛：考查对公式和的应用。
12． 1∶3 3∶1
【解析】图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可得，与并联后电压相同，由公式知，电流与电阻成反比，故。
点睛：解决本题的关键知道I-U图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点。
13．
【解析】设A的电阻为R，加在A上的电压为U，则B的电阻为，加在B上的电压为2U，则，，可得。
点睛：本题考查欧姆定律的应用，比较简单。
14．22V
【解析】由题意可知，AC间电压为，由于，故，
故。
点睛：本题考查串联电路的规律，要注意认真审题，明确CE间电压和BD间电压的关系。
15．90W，87.5W
【解析】
【详解】
设电源内阻为r′，当S断开时，，即1.6=，
得r′=1Ω.
当S合上时,I2=4A，则U内=I2?r′=4V
U外=E?U内=40V?4V=36V，也即电动机两端电压为36V
P总=(I2?)U外=(4?)×36W=90W；
所以P热=I2r=(I2?)2r=(4?)2×0.4W=2.5W，
P机=P总?P热=90W?2.5W=87.5W，
答：开关S闭合时电动机消耗的功率为90W，转化为机械能的功率87.5W。
【点睛】
当S断开时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻。当开关S闭合时，已知电流表的示数，求出路端电压，由欧姆定律求出通过R的电流，得到通过电动机的电流，可求电动机消耗的功率，电动机的输出功率等于电功率与内部消耗的热功率之差．
16．（1）1A（2）5.5W（3）1.5W
【解析】
【分析】
(1)据欧姆定律求出流过电阻的电流，再据串联电路电流特点求流过电动机的电流；
(2)电源的输出功率等于电路的总功率减去电源内部消耗的功率；
(3)据串联电路电压特点求出电动机两端电压，再据机械功率等于电功率减去热功率求电动机输出的机械功率。
【详解】
(1)电压表测R0两端的电压，则流过R0的电流
电动机与电阻R0串联，所以流过电动机的电流
(2)电源的输出功率
(3)电动机两端的电压
电动机输出的机械功率
【点睛】
纯电阻元件，欧姆定律适用，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，欧姆定律不适用，电功大于电热，电功率大于热功率，其它功率等于电功率减去热功率。
17．（1）550W；（2）315W；（3）4Ω；
【解析】
试题分析：（1）电动机消耗功率
（2）电动机损失的能量全部转化为电动机线圈的热量，电动机的输出功率即为绳子拉力对重力做功功率，即
因为是匀速运动，有
可知则
（3）有题设条件可知有
由以上两式可得
考点：电功率及机械功率的计算．
18．（1）串联；14970Ω（2）并联；0.01Ω
【解析】
【详解】
（1）把电流表改装成0～15V电压表需要串联一个分压电阻，串联电阻阻值为： ；
（2）把电流表改装成0～3A的电流表，需要并联一个分流电阻，并联电阻阻值为：；