济南历城四中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．导体中电流I的表达式为I=nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是（　　）
A．导体运动的速率
B．电流传导的速率
C．电子热运动的速率
D．自由电荷定向移动的速率
2．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
3．电阻R1阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别为( )
A．4 Ω，2.4 Ω B．4 Ω，3.6 Ω
C．9 Ω，3.6 Ω D．9 Ω，4.5 Ω
4．对于欧姆定律，理解正确的是
A．从R= 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
B．从R= 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．从I= 可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
D．从U=IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增高
5．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率和热功率分别为 （ ）
A．32 W 1 W B．48 W 16 W C．32 W 16 W D．48 W 1 W
6．有一个电风扇,额定电压为U，额定功率为P，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
7．导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为l、横截面积为S，单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压U，导体中出现一个匀强电场产生，导体内的自由电子（-e）受匀强电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常数）．当电子所受电场力和阻力大小相等时，导体中形成了恒定电流，则该导体的电阻是（ ）
A． B． C． D．
8．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为( )
A． B． C．neρL D．
9．一个T型电路如下图所示，电路中的电阻R1＝120 Ω，R2＝10 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则( )
A．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
B．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
10．有两个相同的灵敏电流计,允许通过的电流最大值为Ig = 1mA，表头内阻为Rg = 50Ω,若改装成一个量程为0 -3V的电压表和一个量程为0 -0.6A的电流表,应给它们分别(　　)
A．串联一个550Ω的电阻改装成电压表
B．串联一个2950Ω的电阻改装成电压表
C．并联一个0.083Ω的电阻改装成电流表
D．并联一个0.017Ω的电阻改装成电流表
11．一小量程电流表G的内阻为25Ω，满偏电流为2mA，若把它改装成5V量程的电压表，则应______联一个阻值为__________的电阻，若在改装成3A量程的电流表，则应______联一个阻值为___________的电阻。
12．把几个导体首尾相连接入电路，这样的电路叫_____________电路，该电路的_________处处相等，电路两端的电压等于_________，该电路的总电阻等于_______；把几个导体的一端连在一起，把另一端也连在一起，再接入电路，这样的电路叫______电路，该电路的各支路_______都相等，电路的总电流等于______，电路的总电阻的倒数等于_________。
13．如图所示，作为一个完整的电路，其中缺少的元件是________，电阻R1、R2的连接方式是_______，它们两端的电压大小关系是______________。
14．电阻两端电压为6V，其电流方向如图所示，若16s内通过的电量为32C，则电阻值为___；16s内有_____个自由电子通过它的横截面，电子在电阻中的移动方向是由___向___；电阻两端的电势是_____端比______端高。
15．在5s时间内通过某一导体横截面的电量是10C，则通过该导体的电流强度多大？如该导体的电阻为4Ω，则电流做功多少？
16．如图所示，有一台提升重物用的直流电动机M，电枢的内阻为r=0.60Ω，与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω，电路的路端电压为U=160V．图中理想电压表的示数为110V．求：
⑴通过电动机的电流I是多大？
⑵电动机的输入功率P是多大？
⑶电动机的机械功率P /是多大？
17．如图所示，板长L=4cm的平行板电容器，板间距离d=3cm，板与水平线夹角α=37°，两板所加电压为U=100 V，有一带负电液滴，带电荷量为q=3×10-10C，以v0=1 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出，取g=10m/s2.求：
(1)试说明液滴在电场中运动性质；
(2)液滴的质量；
(3)液滴飞出时的速度．
18．如图所示，A为电解槽，为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻RA＝2 Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5 A，且电动机输出功率为35 W．求：
(1)电炉子的电阻及发热功率；
(2)电动机的内阻。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
导体中电流I的表达式I=nqSv，式子中的v是自由电荷定向移动的速率；ABC错误；D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
由图知，三个电阻并联，三个电阻两端的电压都相等，已知R1=R2=R3，根据欧姆定律得流过R1、R2、R3的电流比为1：1：1，B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
电阻R1与电阻R2并联电压相同，所以有，又I1∶I2＝3∶2，
所以
并联后的总电阻
选项C正确，ABD错误。
故选C。
4．C
【解析】
【详解】
导体的电阻是由导体本身决定的，与两端的电压无关以及导体中的电流无关，选项AB错误；从可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项C正确；从U=IR可知，当电流一定时，导体两端的电压随电阻的增大而增高，选项D错误。
5．C
【解析】
【详解】
当电动机不转时，由可知，内阻

当电动机转动时，电动机的总功率
P总=U′I′=24×2=48W；
热功率
Pr=I2r=4×4=16W；
则输出功率
P出=P总-Pr=48-16=32W；
A．32 W ；1W，与结论不相符，选项A错误；
B．48 W；16 W，与结论不相符，选项B错误；
C．32 W；16 W，与结论相符，选项C正确；
D．48 W；1 W，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为；由于是非纯电阻电路，故，故，故A错误；
BD．由于
，，
故
，
B正确D错误；
C．电风扇的功率为P，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，所以产生的热量：，C错误；
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
由题意可知当电场力与阻力相等时形成恒定电流，则有：，解得：，则导体中的电流，则由欧姆定律可得：，故C正确，A、B、D错误；
故选C．
【点睛】
由受力平衡可求得电荷定向移动的速度，由是流的微观表达式可求得电流；再由欧姆定律可求得导体的电阻．
8．A
【解析】
【详解】
ABCD.根据电流的微观表达式可知
由欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得
故A正确BCD错误。
故选A。
9．AD
【解析】
【详解】
A. 当ab端短路时，R1与R3并联后与R2串联，cd之间的等效电阻
选项A正确；
B. 当cd端短路时，R2与R3并联后与R1串联，ab之间的等效电阻
选项B错误；
C. 当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为R3两端的电压
选项C错误；
D. 当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为R3两端的电压
选项D正确。
故选AD。
10．BC
【解析】
【详解】
AB．把灵敏电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
，
A错误B正确；
CD．把灵敏电流计改装成0.6A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：
，
C正确D错误；
故选BC。
11． 串联 2475Ω 并 1.67×10-2Ω
【解析】改装电压表需要串联电阻起到分压的作用，根据： ，改装成电流表需要并联电阻起到分流作用： 。
12． 串联 电流 各导体两端的电压之和 各导体的电阻之和 并联 电压 各支路的电流之和 各支路的电阻的倒数之和
【解析】几个导体首尾相连接入所组成的电路为串联，该电路中电流处处相等，则由欧姆定律可知，电路两端的电压等于各导体两端的电压之和； 总电阻等于各导体的电阻之和；
把几个导体一端连在一起，把另一端也连在一起，再接入电路，这样的电路叫并联，并联电路各支路电压相等，电路的总电流等于各支路电流之和； 电路的总电阻的倒数等于各支路的电阻倒数之和， 故答案为：串联，电流，各导体两端的电压之和，各导体的电阻之和；并联，电压，各支路的电流之和，各支路的电阻的倒数之和。
13． 开关 并联 U1=U2
【解析】由图知，电路中缺少的元件是开关，两电阻R1、R2的连接是并联的关系，并联电路各支路两端的电压相等；即U1=U2。
14． 3 2×1020 b a a b
【解析】电路中的电流： ；电阻值： ；
16s内流过横截面的电子数： 个.
电子在电阻中的移动方向是由b向a；电阻两端的电势是a端比b端高。
15．I=2A，W=80J
【解析】
【分析】
【详解】
通过导体的电流由定义式：；
电流做功由焦耳定律：W=I2Rt=22×4×5J=80J.
【点睛】
本题考查电流的定义及电流做功公式，注意明确电流的为电量与时间比值.
16．(1) 5A (2) 550W (3) 535W
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电动机和电阻串联，所以电流相等，
电阻R两端电压U1=160-110=50V，
(2)电动机的电功率P=UI=110×5=550W，
(3)电动机的热功率P热=I2r=15W，
所以电动机的机械功率P′=P-P热=535W
【点睛】
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．
17．(1)匀加速直线运动；(2)；(3)
【解析】
(1) 受力如图，分解电场力
电场强度
根据平衡条件得qEcos370= mg
由以上两式解得m=8×10-3kg
(2) 由牛顿第二定律qEsis370= ma
在平行板中飞行的距离是
由运动学公式
由以上各式解得 ．
18．(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　
【解析】
【详解】
（1）当S1闭合、S2、S3断开时，只有电炉子接入，因电炉子为纯电阻，由欧姆定律有：电炉子的电阻
其发热功率为：PR=UI1=12×6?W=72W．
（2）当S2闭合、S1、S3断开时，电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：UI2=I22?rM+P输出
代入数据解得：rM=1Ω
【点睛】
对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．