人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》单元测试(含解析)

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名称 人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》单元测试(含解析)
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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 2020-07-25 06:52:31

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文档简介

第二章《恒定电流》
一、单选题(共12小题)
1.将两个相同的灵敏电流计表头,分别改装成一只较大量程电流表和一只较大量程电压表,一个同学在做实验时误将这两个表串联起来,则(  )
A.
两表头指针都不偏转
B.
两表头指针偏角相同
C.
改装成电流表的表头指针有偏转,改装成电压表的表头指针几乎不偏转
D.
改装成电压表的表头指针有偏转,改装成电流表的表头指针几乎不偏转
2.如图所示的电路,闭合开关S,待电路中的电流稳定后,减小R的阻值,则(  )
A.
电流表的示数减小
B.
电压表的示数减小
C.
电阻R2两端的电压减小
D.
路端电压增大
3.关于电源和电流,下述说法正确的是(
)
A.
电源的电动势在数值上始终等于电源正、负极之间的电压
B.
由公式可知,导体的电阻与通过它的电流成反比
C.
从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能
D.
打开教室开关,日光灯立刻就亮了,表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速
4.如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U和电流I,图线上点A的坐标为(U1,I1),过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2.小灯泡两端的电压为U1时,电阻等于(  )
A.
B.
C.
D.
5.电源的电动势为4.5
V,内电阻为0.50
Ω,外电路接一个4.0
Ω的电阻,这时电
源路端的电压为(

A.
5.0
V
B.
4.5
V
C.
4.0
V
D.
3.5
V
6.在如图所示的电路中,E为内阻不可忽略的电源,R1、R2为定值电阻,R为光敏电阻.无光照射时,外电路的总电阻比电源的内阻小;当有光照射在光敏电阻上,且照射光的强度逐渐增大时,下列说法正确的是(  )
A.
电源消耗的总功率减少
B.
外电路消耗的功率逐渐减少
C.
外电路消耗的功率先增大后减少
D.
电压表的读数增大,电流表的读数减小
7.在如图所示的闭合电路中,当滑片P向右移动时,两电表读数的变化是(  )
A.
电流表变大,电压表变大
B.
电流表变小,电压表变大
C.
电流表变大,电压表变小
D.
电流表变小,电压表变小
8.如图所示,图中三个电阻的阻值分为R1=1
Ω、R2=3
Ω、R3=5
Ω,则流过R1、R2、R3的电流之比为(  )
A.
5∶3∶1
B.
3∶1∶4
C.
3∶1∶5
D.
15∶5∶3
9.用阻值分别是R1=10
Ω、R2=20
Ω、R3=80
Ω的三只电阻,适当连接后可以得到26
Ω的阻值,正确的连接方法是(  )
A.
将三只电阻串联
B.
将三只电阻并联
C.
先将R1与R2并联后再与R3串联
D.
先将R2与R3并联后再与R1串
10.两根材料相同的导线,质量之比为2∶1,长度之比为1∶2,加上相同的电压后,通过的电流之比为(  )
A.
8∶1
B.
4∶1
C.
1∶1
D.
1∶4
11.某电源的U-I图象如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流.a、b为图线上的两点.相应状态下电源的输出功率分别为Pa、Pb,外电路电阻为Ra、Rb,由图可知,及的比值分别为(  )
A.
3∶1 1∶2
B.
1∶3 2∶3
C.
1∶1 1∶2
D.
1∶1 4∶1
12.把有一定长度的电炉丝的两端接到220
V的电路中,用它来煮沸一壶水,若把两个电阻值为上述电阻一半的电炉丝并联在电路中,再接到同样电路中,仍用它来煮沸一壶同样的水,前后比较哪次更快将水煮沸(  )
A.
前者快
B.
后者快
C.
二者一样快
D.
无法确定
二、实验题(共3小题)
13.某同学在做“自来水电阻率的测定”课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,两电极相距L=0.700
m,其间充满待测的自来水,器材如下:
电压表(量程15
V,内阻约30
kΩ)、电流表(量程300
μA,内阻约50
Ω)、滑动变阻器(100
Ω,1
A)、电池组(电动势E=12
V,内阻r=6
Ω)、单刀单掷开关一个、导线若干.表中是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据,实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图所示.
根据以上材料请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径D的测量值为________cm;
(2)根据表中数据中下图坐标中作出U-I图象,根据图象求出电阻R=______________;(保留两位有效数字)
(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=__________,测量值为__________
Ω·m(保留两位有效数字);
(4)请画出测量自来水电阻率的电路图.
14.如图所示是欧姆表的原理图,灵敏电流表的满偏电流500
μA,干电池的电动势1.5
V,
(1)把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表的电阻刻度值填在下表中.
(2)这只欧姆表的内阻是______Ω,表针偏转到满刻度处时,待测电阻值为______Ω.
(3)若欧姆表内电池用久了,电动势降为1.4
V,欧姆表的内阻变为______
Ω,若此时测某电阻Rx的电表指针恰好指在中间位置上,则Rx的实际值为______
Ω,比从原表盘上读出的阻值要偏______.
(填“大”或“小”)
15.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G1的内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5
mA,内阻约300
Ω)
②电流表G2(0~10
mA,内阻约100
Ω)
③定值电阻R1(300
Ω),
④定值电阻R2(10
Ω),
⑤滑动变阻器R3(0~1
000
Ω),
⑥滑动变阻器R4(0~20
Ω),
⑦干电池(1.5
V),
⑧开关S及导线若干.
(1)定值电阻应选_____________,滑动变阻器应选_____________.(在空格内填写序号)
(2)补全实验步骤:
①按电路图连接实物图,并将滑动触头移至最左端;
②闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;
③__________________;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示.
(3)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻R1,写出待测电流表内阻的表达式r1=__________.
三、计算题(共3小题)
16.为了测定液体的电阻率,工业上用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如下图所示,A、B是两片面积均为1
cm2的正对着的正方形铂片,相互平行,间距d=1
cm,把它浸没在待测的液体中,若通过两根引线加在两铂片上的电压U=6
V,测得电流I=1
μA,求这种液体的电阻率是多少?
17.如图所示电路,R1=2
Ω,R2=3
Ω,R3=4
Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3
A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3
A,流过每个电阻的电流多大?
18.两个用电器的额定电压都是6
V,额定电流分别是0.1
A和0.3
A.
(1)把这两个用电器并联后接在电压为8
V的电路中,要使它们正常工作,应附加多大电阻?怎样连接?功率至少需多大?
(2)如果把它们串联后接在12
V的电路上,要使它们正常工作,应该怎样做?
四、填空题(共3小题)
19.导线中恒定电场的建立过程:在电源正、负极之间接入导线后,________使得导体中的电荷积累,从而产生________,合电场逐渐趋于与导线________,当不再有新的(更多)电荷积累,最后合电场与导线处处________,且不再变化,导线中电荷沿电场(导线)移动形成________,运动电荷的分布不随时间改变,形成一种________平衡,这两种电荷形成的合电场叫________.
20.(1)如图所示的游标卡尺,游标尺上共有20个分度,用它测量某工件的外径时,示数如图,则此工件的外径是mm.
(2)用螺旋测微器测量某电阻丝的直径如图,则此电阻丝的直径为mm.
21.用如图甲所示的电路图研究灯泡L(2.4
V,1.0
W)的伏安特性,并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值,检验其标示的准确性.
(1)在闭合开关S前,滑动变阻器触头应放在端.(选填“左”或“右”)
(2)根据电路图,请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整.
(3)实验后作出的U—I图象如图丙所示,图中曲线弯曲的主要原因是.
(4)根据所得到的图象如图丙所示,求出它在额定电压(2.4
V)下工作时的电阻
R=,这个测量值比真实值偏.(选填“大”或“小”)
答案解析
1.【答案】D
【解析】电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻;电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻;
两表串联后,通过电流表的总电流与电压表的电流相等,由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,所以电流表的指针几乎不偏转;电压表的指针有偏转.故D正确,A、B、C错误.
2.【答案】B
【解析】题图中的电路结构是R1与R先并联,再与R2串联,故R↓→R总↓→I干↑→U内↑→U外↓.R2两端电压U2=I干R2,U2增大,所以R与R1的并联电压减小,读数减小,B项正确.
3.【答案】C
【解析】电源正、负极之间的电压称为路端电压,当外电路接通时,路端电压小于电源的电动势,故A错误;公式是电阻的定义式,与电阻两端的电压以及通过它的电流都无关,故B错误;从能量转化的角度看,电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能,故C正确;打开教室开关,日光灯立刻就亮了,是由于导线中电场传播的速度接近光速,而不是自由电荷定向运动的速率接近光速,故D错误.
4.【答案】B
【解析】由电阻的定义式R=可知,R=,B正确,其他选项错误.要特别注意R≠.
5.【答案】C
【解析】根据闭合电路的欧姆定律,回路中电流,路端电压,故C正确,A、B、D错误.
6.【答案】B
【解析】光敏电阻在被光照时,阻值随光强增大而减小,R的阻值减小,电路总电阻减小,干路电流增大,根据公式P总=IE可得,电源消耗的总功率增大,A错误;外电路消耗的功率P出=R=可知,当R7.【答案】B
【解析】滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,总电阻也变大,电流表示数变小;由闭合电路的欧姆定律可知,回路中电流减小,电源内压减小,R0两端电压减小,所以滑动变阻器两端电压升高,电压表示数变大,故B项正确.
8.【答案】B
【解析】并联电路电压相等,==,
设I2=I,则I1=3I,I3=I1+I2=4I,
流过R1、R2、R3的电流之比为3∶1∶4.
9.【答案】D
【解析】阻值分别是R1=10
Ω、R2=20
Ω、R3=80
Ω的三只电阻串联,总电阻为:10
Ω+20
Ω+80
Ω=110
Ω,故A错误;
阻值分别是R1=10
Ω、R2=20
Ω、R3=80
Ω的三只电阻并联,总电阻小于最小的电阻,即小于10
Ω,故B错误;
先将R1与R2并联后再与R3串联,总电阻大于R3,即大于80
Ω,故C错误;
先将R2与R3并联后再与R1串,总电阻为:Ω+10
Ω=26
Ω,故D正确.
10.【答案】A
【解析】 同种材料的导线体积之比等于质量之比,即V1∶V2=2∶1,面积之比为==×=,由R=ρ可得:=·=×=,加上相同电压,由I=可得:==.故选A.
11.【答案】D
【解析】由图可知,Ua=2Ub;Ia=;
由P=UI可知,功率之比为1∶1;
由R=可知,电阻之比为4∶1.
12.【答案】B
【解析】开始时Q=t,t=
若把两个电阻值为上述电阻一半的电炉丝并联在电路中,电路中电阻为R′=
故煮沸一壶水所需时间为t′=,t′<t,故后者水煮沸快.
13.【答案】(1)3.065 (2)U-I图象略 4.6×104Ω(4.3×104~4.9×104Ω)
(3) 48(±3)
(4)电路图略(电流表内接法,滑动变阻器分压接法)
【解析】根据表中数据可以判断电阻阻值很大,所以采用电流表内接法;滑动变阻器阻值很小,如果采用限流接法,所起的作用很小,故采用分压接法.
14.【答案】(1)
(2)3
000 6
000 (3)2
800 2
800 小
【解析】(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500
μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路欧姆定律得,调零时“Ig=,所以欧姆表内阻R内=Rg+r+R0==3
000
Ω.测量电阻Rx时:I=,Rx=-R内.当I=100
μA时,Rx=Ω-3
000
Ω=12
000
Ω;同理可求出,200
μA,250
μA,300
μA,400
μA时对应的电阻分别为:4.5×103Ω,3×103Ω,2×103Ω,750
Ω.(2)当表针偏转到满刻度的处时,Rx=-R内=Ω-3
000
Ω=6
000
Ω.(3)当E′=1.4
V时,调零Ig=,所以R内′==Ω=2
800
Ω,指针在中间刻度时I=,即Rx=2
800
Ω,而原刻度盘的中央电阻值为3
000
Ω,此时比原盘读出的阻值要小200
Ω.
15.【答案】(1)③ ⑥ (2)①
③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2的读数I1,I2 (3)(k-1)R1
【解析】(1)由于定值电阻R1的电阻与待测电流表G1内阻接近相等,可将二者并联,再与电流表G2串联;由于变阻器采用分压式接法时,阻值越小调节越方便,所以变阻器应选最大阻值较小的R4;
(2)①实物图如图所示:
③多次移动滑动触头,记录相应的G1,G2的读数I1,I2;
(3)由电路图根据串并联规律应有:I1+=I2,解得:I2=(1+)I1,
根据函数斜率的概念应有:k=(1+),解得:r1=(k-1)R1;
16.【答案】6×10-8Ω·m
【解析】R==Ω=6×106Ω
ρ==Ω·m
=6×10-8Ω·m
17.【答案】(1)6.5
A (2)I1=1.38
A I2=0.92
A I3=0.69
A
【解析】(1)并联电路的电压U=I1R1=3×2
V=6
V,
流过电阻R2、R3的电流分别为
I2==A=2
A,
I3==A=1.5
A.
所以干路电流为
I=I1+I2+I3=(3+2+1.5)
A=6.5
A.
(2)根据并联电路的特点
电路中=++
所以R总=Ω
所以并联电压为U=IR并=V
则I1=≈1.38
A
I2=≈0.92
A
I3=≈0.69
A
18.【答案】(1)串联5
Ω的电阻 0.8
W
(2)给额定电流是0.1
A的用电器并联30
Ω的电阻
【解析】(1)两个用电器的额定电压都是6
V,并联后接入6
V的电路上就能正常工作;而今电路的电压是8
V,大于6
V,故应串联一个分压电阻Rx,使其分担2
V电压,这个附加电阻通过的电流,应等于通过两用电器的电流之和,电路连接情况如图所示.
I=0.1
A+0.3
A=0.4
A
Rx==Ω=5
Ω
即应串联一个5
Ω的分压电阻,其功率为Px≥=W=0.8
W.(2)由于两个用电器的额定电流不同,所以不能把他们简单地串联在电路上,如果把它们串联后联入12
V电路中,且使通过R2的电流为0.3
A(这时R2两端电压等于6
V),通过R1的电流为0.1
A(这时R1两端的电压也等于6
V),就必须在R1两端并联一个分流电阻Rx,使其分去0.2
A的电流,如图所示,要使两个用电器都能正常工作,Rx的阻值和功率应分别为
Rx==30
Ω
Px=IxUx=0.2×6
W=1.2
W.
19.【答案】电源的静电场 附加电场 平行 平行 恒定电流 动态 恒定电场
【解析】导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果.首先电源电场使电子沿导线移动,并向导线某一侧聚集,从而产生附加电场.当两个电场达到动态平衡时,导线内只存在和导线平行的电场线,即形成恒定电场.
20.【答案】(1)4.35
(2)1.567~1.570
【解析】(1)20分度的游标卡尺,精确度是,游标卡尺的主尺读数为,游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为,所以最终读数为:.
(2)螺旋测微器的固定刻度为,可动刻度为,所以最终读数为。
21.【答案】(1)左(2)如图所示
(3)小灯泡的电阻随着电压的升高而增大(4)4.8

【解析】(1)因当滑动触头打到左端时。待测电压或电流为零,从而保护电流表.
(2)根据电路图连接实物图,如图所示.
(3)由图可知,图象的斜率越来越小,则说明小灯泡的电阻随着温度的升高而增大;
(4)由图象可读出时对应的电流为,由得,因电流表用的是外接法,由于电压表的分流作用使得电流表的示数大于通过电阻的实际电流,根据算出的电阻值偏小.
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