高二物理人教版选修3-1自我检测 第二章 恒定电流 章末测试题 Word版含解析

一、选择题(1～7为单选题，每小题4分，8～10为多选题，每小题5分，共43分)
1．通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导体的电流强度之比为(　B　)
A．1∶5　　　　　　　　 B．2∶5
C．5∶2 D．5∶1
解析：由电流的计算式I＝得：＝×＝×＝×＝，B正确．
2．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变得“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的(　D　)
解析：在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．
3．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　A　)
解析：由电阻的决定式可知，A中电阻RA＝ρ；B中电阻RB＝ρ；C中电阻RC＝ρ；D中电阻RD＝ρ，故电阻最小的为A.
4．如图是一种台灯亮度调节器电路图，圆环为电阻丝，P为可调节滑片，下列说法中正确的有(　D　)
A．P在b点，灯最亮
B．P在c点，灯最亮
C．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐增大
D．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐减小
解析：P在a点，变阻器接入电路的电阻最小，电路中电流最大，则灯消耗的功率最大，灯最亮；b点时电阻不是最小，灯不是最亮，故A、B错误；P从a点滑向b点过程中，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律得知电流逐渐减小，故C错误、D正确．
4题图
　
5题图
　
6题图
5．如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装的量程更大的电表，下列判断正确的是(　A　)
A．改装成了电流表，R减小时量程增大
B．改装成了电流表，R增大时量程增大
C．改装成了电压表，R减小时量程增大
D．改装成了电压表，R增大时量程增大
解析：改装成了电流表，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，故A正确、B错误；把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻，串联电阻越大，电压表量程越大，由图示电路图可知，电流计与电阻R并联，故C、D错误．
6．如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是(　C　)
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变暗
C．电容器C上电荷量减小
D．电源的总功率变小
解析：当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值R总减小，干路电流(I干)增大，电流表读数变大，小灯泡L变亮，而内电压(I干·r)增大，故路端电压减小，选项A、B错误；由P＝EI干得，选项D错误；由UC＝E－I干(r＋R灯)及q＝C·UC知，选项C正确．
7.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　C　)
A．R3断路 B．R1短路
C．R2断路 D．R1、R2同时短路
解析：灯泡A变暗，灯泡B变亮，说明流过灯泡A的电流减小，流过灯泡B的电流增大，若R3断路，电源的路端电压增大，流过灯泡A、B的电流均增大；若R1短路，电源的路端电压减小，流过R3的电流减小，流过灯泡A、B的电流增大；若R2断路，电源的路端电压增大，灯泡A和电阻R1两端的电压减小，电路中的总电流减小，流过R3的电流增大，流过灯泡A的电流减小，灯泡B两端的电压增大，流过灯泡B的电流增大；电阻R1、R2同时短路，灯泡B不亮．正确选项为C.
8.如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W，关于该电吹风，下列说法正确的是(　BD　)
A．若S1、S2闭合，则电吹风吹冷风
B．电热丝的电阻为55 Ω
C．电动机工作时输出的机械功率为880 W
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J
解析：若S1、S2闭合，电热丝接入，则此时电热丝发热，电吹风吹出的是热风，故A错误；电动机和电热丝并联，当吹热风时，电热丝消耗的功率为P＝P热－P冷＝1 000 W－120 W＝880 W，由P＝，可知R＝＝Ω＝55 Ω，故B正确；电动机工作时输出的功率为吹冷风时的功率，故只有120 W，故C错误；当吹热风时，电动机消耗的电功率仍为120 W，故每秒钟消耗的电能为120 J，故D正确．
9.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是(　AD　)
A．A和B导线两端的电压之比为3∶2
B．A和B导线两端的电压之比为1∶2
C．A和B导线的横截面积之比为2∶3
D．A和B导线的横截面积之比为1∶3
解析：A、B两端的电势差分别为6 V,4 V，电流相等，根据欧姆定律得，＝，串联时电流相等，则由U＝IR可知，电压之比为3∶2，故A正确，B错误；根据电阻定律得，R＝ρ，则S＝，则横截面积之比＝＝，故D正确，C错误．
10．下表列出了某品牌电动自行车(如图)及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　AD　)
自重 40(kg) 额定电压 48(V)
载重 75(kg) 额定电流 12(A)
最大行驶速度 20(km/h) 额定输出功率 350(W)
A．电动机的输入功率为576 W
B．电动机的内电阻为4 Ω
C．该车获得的牵引力为104 N
D．该车受到的阻力为63 N
二、实验题(共24分)
11．(6分)(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．
①把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上：cabe.
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k
d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔
②根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30 000 Ω.
(2)(多选)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(　AC　)
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
解析：(1)测量几十千欧的电阻Rx，应选择×1 k挡位，使用前应先进行调零，再进行测量，使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大挡，拔出表笔．欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 kΩ.
(2)欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位．电流总是从多用电表的红表笔流入、从黑表笔流出，每次换挡一定要进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业．所以A、C正确．
12．(6分)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．
(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
答案：如图
(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于A端(填“A”或“B”)．
　　
(3)图丙是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω.
解析：(1)电路连接如图．
(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于A端．
(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.
13．(6分)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下
待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；
电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；
E2(电动势12 V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为1.773[1.771～1.775间均正确] mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选A1、电源应选E1(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．

答案：电路如图所示
解析：本题考查螺旋测微器的读数方法和测定金属丝电阻率的实验方法，解题关键明确实验原理．
(1)由图示知，金属丝的直径d为1.773 mm.
(2)待测金属丝的额定电流约为0.5 A，因此电流表选择A1；待测金属丝的额定电压U＝IR＝0.5×4 V＝2 V，所以电源选择E1可满足要求．实验电路如答案图所示．
14．(6分)现有一特殊电池，它的电动势E约为9 V，内阻r约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA已经测出，阻值为 5 Ω，R为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用．
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：
A．10 Ω B．50 Ω
C．150 Ω D．500 Ω
本实验选用哪一种规格的定值电阻最好？答：C.
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝10 V，内阻r＝45 Ω.
解析：(1)使电阻箱的阻值调为零则电路中的电流最大，Im＝代入数据得R0＝135 Ω
对比备选选项，故C符合要求．
(2)根据闭合电路欧姆定律I＝得＝(R0＋R＋RA＋r)＝(R0＋R＋5＋r)
在图线上取两个点，读出两组、(R＋R0)值代入方程解得E＝10 V，r＝45 Ω.
三、计算题(共33分)
15．(11分)如图所示，电源电动势E＝6 V，电源内阻不计．定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ.
(1)若在a、b之间接一个C＝100 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；
(2)若在a、b之间接一个内阻RV＝4.8 kΩ的电压表，求电压表的示数．
答案：(1)4×10－4 C　(2)3 V
解析：(1)设电容器上的电压为UC，UC＝E　电容器的带电荷量Q＝CUC　解得：Q＝4×10－4 C.
(2)设电压表与R2并联后电阻为R，R＝，则电压表上的电压为：UV＝E　解得：UV＝3 V.
16．(11分)如图所示的电路中，电源的电动势E＝9 V，内阻r＝1 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝40 Ω；电容器的电容C＝100 μF，电容器原来不带电，求：
(1)开关S未接通时电源的电流I；
(2)接通开关S后流过R4的总电量Q.
答案：(1)1 A　(2)6×10－4 C
解析：(1)由图可知，R2与R3串联后与R1并联，则总电阻R＝＝8 Ω；则由闭合电路欧姆定律可知：I＝＝ A＝1 A.
(2)开关接通后，电路结构不变，电容器与R3并联，路端电压U＝E－Ir＝(9－1) V＝8 V；R3两端的电压U3＝U＝6 V；则Q＝U3C＝6×100×10－6 C＝6×10－4 C.
17. (11分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l＝80 cm，两板间的距离d＝40 cm，电源电动势E＝40 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4 m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2)．求
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？
(3)此时电源的输出功率是多少？
答案：(1)24 Ω　(2)1 A　39 V　(3)39 W
解析：(1)设小球在板间飞行时间为t，t＝＝ s＝0.2 s
根据d＝at2得飞行加速度a＝＝ m/s2＝20 m/s2
对小球根据牛顿第二定律得q－mg＝ma，解得：UAB＝＝ V＝24 V
所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝24 V
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得，I＝＝ A＝1 A　滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝24 Ω.
(2)此时电流表的示数为1 A，电压表的示数为U＝E－Ir＝(40－1×1) V＝39 V
(3)电源的输出功率P出＝IU＝39 W.