山东省怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：恒定电流 单元复习题（含解析）

恒定电流
1．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R. 把它拉制成直径为的均匀细丝后，在温度不变的情况下，它的电阻变为( )
A．10000R B．100R.
C． D．
2．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是（　　）
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②③适用于任何电路的电功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路的电功率的计算
D．以上均不正确
3．两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后并合在一起,然后给它们分别加上相同的电压,则通过它们的电流之比为( )
A．1:4 B．1:8 C．1:16 D．16:1
4．两个小灯泡的标识分别是、，把它们分别接在同一直流电源上（电源内阻不可忽略），消耗的功率恰好为，则消耗的功率为：（ ）
A．一定小于 B．一定等于
C．一定大于 D．条件不足，不能确定
5．由同种材料制成的粗细均匀的导线A和B，横截面积之比SA：SB=1:3，将它们并联后接入电路后，热功率之比为PA:PB=2:3,则它们的长度之比LA:LB为（ ）
A．1:3 B．1:2 C．2:3 D．3:1
6．计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流强度为（ ）
A．0 B．2ne/t C．3ne/t D．4ne/t
7．电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把该电流表改装成量程为3.0 V的电压表，正确的方法是（ ）
A．应串联一个5800 Ω的电阻
B．应串联一个1800 Ω的电阻
C．应并联一个0.1 Ω的电阻
D．应并联一个1800 Ω的电阻
8．如图所示，甲、乙两个电路，都是由一个表头G和一个变阻器R组成，下列说法正确的是(　 　)
A．甲是电流表原理，R减小时量程增大
B．甲是电流表原理，R减小时量程减小
C．乙是电压表原理，R减小时量程增大
D．乙是电压表原理，R减小时量程减小
9．如图所示是某导体的I?U图象，图中α=45°，下列说法正确的是（）
A．此导体的电阻R=2.0Ω
B．此导体的电阻R=0.5Ω
C．I?U图象的斜率表示电阻的倒数，所以R=tan45°=10Ω
D．在R两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0C
10．一额定功率为9 W、额定电压为9 V的小灯泡L（其电阻视为不随温度而变）和一直流电动机并联，与定值电阻R＝4 Ω串联后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变．当AB间接电压0.49 V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1 A；当AB间接电压15 V时，电动机转动起来、灯泡正常发光．则下列说法正确的是
A．电动机线圈电阻为1 Ω
B．灯泡正常发光时电流表示数1 A
C．灯泡正常发光时电动机输出的机械功率4.25 W
D．电路正常工作时电动机突然被卡住时,电流表读数将为1.5A
11．如图是三个导体的U—I图像：其中a导体的电阻 （选“大于、小于、等于”）b导体的电阻阻；c导体的电阻在如何变化 （选“增大、减小、不变”）
12．扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图所示．当剩余电量减为电池容量的30%时，机器人会主动寻找充电器充电．下表为某扫地机器人的部分参数．
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如下表．真空度指主机内部气压与外界的气压差，风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积，吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫作效率．则该机器人充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为__min，当风量为0.017m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，则此时其效率为______%．
真空度（Pa） 400 450 500 550 600
风量（m3/s） 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013
吸入功率（W） 10 9 8.25 7.8
13．如图所示的电路中，定值电阻R1=12Ω，R2=R3=4Ω，则R1和R2中的电流之比为I1：I2= ，R2和R3两端电压之比为U2：U3= ．
14．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如下图所示的部件________ (选填“A”“B”“C”或“D”)．从图中的示数可读出合金丝的直径为___________mm．
(2)用游标卡尺可以测量某些工件的外径．在测量时，示数如上图乙所示，则读数分别为_______mm．
15．如图，灯泡 D 与电动机 M 中串联在一个稳压电源上，电源的输出电压为???? = 20????，灯泡 D 的电阻为???????? =8????，电动机 M 线圈的电阻为???????? = 4????，与电动机并联的理想电压表读数为???????? = 15????.电动机的转轴的摩擦可忽略，求：
(1)通过灯泡的电流???? =？
(2)电动机 M 线圈的发热功率???????? =？
(3)电动机 M 输出的机械功率????机 =？
16．为了使用方便，实验室中的电压表通常有两个量程，如图所示为表头G改装成两个量程为0～3V、0～15V的电压表的电路图．若已知R2是阻值为24kΩ的电阻，表头G的内阻为500Ω，求：
（1）R1的阻值；
（2）灵敏电流计的满偏电流．
17．如图所示，电源电动势E=36 V，内阻r=1Ω，灯泡上标有“6 V 12 W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω，若灯泡恰好能正常发光，求：
(1)电动机消耗的电功率P；
(2)电动机输出的机械功率P＇；
(3)电源的效率η（计算结果保留两位有效数字）。
18．在如图甲所示电路中，已知电源的电动势E＝6 V、 内阻r＝1 Ω，A、B两个定值电阻的阻值分别为RA＝2 Ω和RB＝1 Ω，小灯泡的U－I图线如图乙所示，求小灯泡的实际电功率和电源的总功率分别为多少？
参考答案
1．A
【解析】
镍铬丝的横截面的直径为d，横截面积为S1=，由数学知识得知，直径变化后横截面积是S2=，由于镍铬丝的体积不变，由长度变为原来的100倍，根据电阻定律R=ρ得到，电阻是原来的10000倍，即为10000R。故选A。
2．A
【解析】
【详解】
适用于任何电路计算电功率，可用于计算纯电阻电路的热功率，P＝适用于纯电阻电路的功率的计算，公式P＝适用于任何电功率的计算，在纯电阻电路中，欧姆定律U=IR成立，三个公式可通用，都可以用来计算电路的电功率和热功率；对非纯电阻电路欧姆定律不成立，计算电功率只能用公式P=UI，计算热功率只能用P=I2R，P＝不成立，故A正确。
3．C
【解析】
【详解】
设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的1/2，根据电阻定律，电阻R1=4R；另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律，电阻R2＝R/4，则两电阻之比为16：1．电压相等，根据欧姆定律，电流比为1：16;
A．1:4，与结论不相符，选项A错误；
B．1:8，与结论不相符，选项B错误；
C．1:16，与结论相符，选项C正确；
D．16:1，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
4．A
【解析】
【详解】
L1的电阻为
L2的电阻为
因L1消耗的功率恰好为6W，当接灯L2时外电阻减小，路端电压减小，则L2的电压小于6V，其功率一定小于9W。
A．一定小于9W，与结论相符，选项A正确；
B．一定等于9W，与结论不相符，选项B错误；
C．一定大于9W，与结论不相符，选项C错误；
D．条件不足，不能确定，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
5．B
【解析】
【详解】
两电阻并联接入电路，加在电阻两端的电压相等，根据电功率：
可知电阻之比：
根据电阻定律：
由题知：
代入解得：
B正确，ACD错误。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
由题：在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极可知，q=n?2e+2n?e=4ne
由电流公式I=，所以D对．
7．A
【解析】
【分析】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值．
【详解】
把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：；故选A．
8．AD
【解析】
【分析】
由题中“甲、乙两个电路”可知，本题考查电表改装，根据电流表和电压表原理可分析本题。
【详解】
AB. 甲是电流表原理，R为分流电阻，当R减小时，所分电流变大，因此量程变大，故A正确B错误；
CD. 乙是电压表原理，R为分压电阻，R减小时，分压变小，因此量程变小，故C错误D正确。
9．BD
【解析】
【详解】
AB. 由可知，图象的斜率表示电阻的倒数，则由图象可知电阻
，
故A错误，B正确；
C. I?U图线的斜率可表示电阻的倒数，但R不等于tan45°，只能根据求解，故C错误；
D. 在R两端加6.0V的电压时，电路中电流：
，
则每秒通过电阻的电荷量为：
q=It=3.0×1=3.0C，
故D正确；
故选：BD.
10．AC
【解析】
【详解】
A．根据可知灯泡电阻
当AB间接电压0.49V时，电动机不转、为纯电阻电路，根据欧姆定律可知R两端电压：
UR=IR=0.1×4V=0.4V
灯泡两端电压
U1=U-UR=0.49V-0.4V=0.09V
通过灯泡的电流
通过电动机的电流：
I2=0.1A-0.01A=0.09A
根据并联电路特点可知电动机线圈电阻
故A正确；
BC．当AB间接电压15V时，灯泡正常发光，灯泡两端电压为UL=9V、通过灯泡的电流为IL=1A，则电动机两端电压为UM=9V，R两端电压为UR=6V，干路电流
电流表示数为1.5A，通过电动机的电流为IM=I-IL=0.5A，则此时电动机输出的机械功率：
P=UMIM-IM2r=4.25W
故B错误，C正确。
D．由以上分析可知，电路正常工作时电动机突然被卡住时，电流表读数将大于1.5A，选项D错误。
11．大于、增大
【解析】
试题分析：U-I图像中图像的斜率表示电阻大小，故a的电阻大于b的电阻，c图像的斜率在增大，所以电阻在增大，
考点：考查了U-I图像
【名师点睛】图象法是物理中常用解决问题的方法之一，要注意明确I-U图象与U-I图象的区别，在解题时要先明确坐标所表示的物理量及单位等
12．42 34
【解析】
【分析】
【详解】
由P=IU得，机器人正常工作时的电流．充满电后的电池容量Q1=2500mAh，下一次自动充电前的电池容量Q2=ηQ1=30%×2500mAh=750mAh，消耗的电池容量Q=Q1-Q2=2500mAh-750mAh=1750mAh，正常工作时的电流I=2.5A=2500mA，由得，连续正常工作的最长时间．由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，当风量为0.017m3/s时，吸尘电机吸入功率P吸入=500Pa×0.017m3/s=8.5W，．
【点睛】
理解电池容量的含义和效率公式的应用是关键，要求同学们能从题目中获取有效信息，难度适中．
13．1：3，3：4
【解析】
【分析】
【详解】
[1]．定值电阻R1=12Ω，R2=R3=4Ω，
R1和R2并联，电压相等，故
I1：I2=R2：R1=4：12=1：3
[2]．并联电阻

联电路电流相等，
U2：U3=R12：R3=3：4
【点评】
此题考查电路形式和欧姆定律，知道并联电路电压相等，串联电路电流相等，然后结合欧姆定律求解即可．
14．（1）B，0.410；（2）11.50
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．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：（1）读数前应先旋紧B，使读数固定不变，螺旋测微器的固定刻度为0mm，可动刻度为41.0×0.01mm=0.410mm，所以最终读数为0mm+0.410mm=0.410mm．
（2）游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺上第00个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：11mm+0.50mm=11.50mm．
故答案为（1）B，0.410；（2）11.50
【点评】
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．
15．(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，而灯泡D是纯电阻，可以对灯泡D，运用用欧姆定律求电路中的电流；发热功率根据PQ=I2RM即可求解；电动机M输出的机械功率P机=PM-P热；
【详解】
解：(1)灯两端的电压为
所以通过灯泡的电流为
(2)电动机M线圈的发热功率
(3)电动机M消耗的电功率为
输出的机械功率
16．R1＝5.5kΩ Ig＝500μA
【解析】
【分析】
【详解】
设电流计的满偏电流为Ig，内阻为rg，则3V的电压表应有：
3 V=Ig（rg+R1）
15V的电压表应用：
15 V=Ig（rg+R1+R2）
联立可得：
R1=5.5 kΩ
Ig=0.5×10-3 A=5×10-4A=500μA．
17．（1）56W （2）48W （3）94%
【解析】
【详解】
（1）灯泡恰能正常发光，又电路为串联电路，所以电路中的电流为；
故电源内部电压降为；
所以电动机两端的电压为，
电动机消耗的电功率为；
（2）电动机的发热功率为，
故电动机输出的机械功率；
（3）电源的效率；
【点睛】
本题是电机电路问题，关键明确电动机不是纯电阻，其输出的机械功率等于输入功率与热功率之差．
18．0.75 W(0.70 W～0.80 W均算正确)；10.5 W(10.1 W～10.9 W均算正确)
【解析】
【详解】
设小灯泡两端电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律有
E＝U＋（I+） (RA＋r)
代入数据有U＝1.5－0.75I
作电压与电流的关系图线，如图所示：
交点所对应的电压U＝0.75 V(0.73 V～0.77 V均算正确)
电流I＝1 A(0.96 A～1.04 A均算正确)
则灯泡的实际功率P＝UI＝0.75 W(0.70 W～0.80 W均算正确)
电源的总功率P总＝E（I+）＝10.5 W(10.1 W～10.9 W均算正确)