电路及电能 单元测验 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

人教版物理必修三电路及电能单元测验 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求) 1.安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流,设电荷量为e的电子以角速度ω绕氢原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,则等效电流I的大小和方向为 (　　) A.,顺时针 B.ωe,顺时针 C.,逆时针 D.ωe,逆时针 2.实验室常用的双量程电流表(0~0.6 A量程和0~3 A量程)的内部构造如图所示。已知表头内阻Rg=20 Ω,满偏电流Ig=200 mA,下列说法正确的是(　　) A.当使用A、B两个端点时,电流表的量程为0~0.6 A B.电阻R1=6 Ω,R2=24 Ω C.电阻R1=5 Ω,R2=20 Ω D.电阻R1=2 Ω,R2=8 Ω 3.根据欧姆定律I=,串联电路总电阻R = R1+R2+…,并联电路总电阻+…,通过逻辑推理就可以判定在材料相同的条件下,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比。现在要求在这两个结论的基础上,通过实验探究导体的电阻与材料的关系。选择a、b两种不同的金属丝做实验,关于这个实验的下列说法正确的是(　　) A.所选的a、b两种金属丝的长度必须是相同的 B.所选的a、b两种金属丝的横截面积必须是相同的 C.所选的a、b两种金属丝长度和横截面积都必须是相同的 D.所选的a、b两种金属丝长度和横截面积都可以不做限制 4.某电路的示意图如图所示,虚线框内是超导限流器,超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成。当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流。超导部件正常态电阻R1=6 Ω,临界电流IC=0.6 A,限流电阻R2=12 Ω,灯泡L上标有“6 V　12 Ω”字样,电源电动势E=6 V,内阻忽略不计,则下列说法错误的是(　　) A.当灯泡正常发光时,通过灯泡L的电流为0.5 A B.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5 A C.当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1 A D.当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5 A 5.一根长为L、横截面半径为r的金属棒,其材料的电阻率为ρ,金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时,金属棒内产生电流。下列说法错误的是(　　) A.金属棒的电阻R= B.通过金属棒的电流I= C.金属棒内部的电场强度大小E= D.自由电子定向运动的平均速率v= 6.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U-I图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么(　　) A.R接到电源a上,电路中的电流较小 B.R接到电源b上,电源的输出功率较大 C.R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源效率较高 D.电源a、b电动势一样大,但电源b内阻较小 7.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示,R1为电阻箱,R2为半导体热敏电阻,C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则有(　　) A.若R1固定,当环境温度降低时电压表的示数减小 B.若R1固定,当环境温度降低时R1消耗的功率增大 C.若R1增大,环境温度不变,则电容器C的电荷量增大 D.若R1固定,环境温度不变,当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,闭合S后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是(　　) A.AB段断路 B.BC段断路 C.AB段短路 D.BC段短路 9.如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则(　　) A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 10.2022年6月23日,我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十五号02组卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,卫星两翼的太阳能电池板(硅光电池)把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示,图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量),图线b是某电阻R的U-I图像,在该光照强度下将它们组成闭合回路时,则(　　) A.电池的电动势为E=5 V B.电阻两端的电压为U=3 V C.电阻的电流为I=0.4 A D.电池的内阻为5 Ω 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(7分)某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”。 现有器材为:电源、电流表(量程0~0.6 A)、电压表(量程0~3 V)、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干。 实验步骤如下: (1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值,请在图丙中按图甲电路用笔画线代替导线将电路补充完整; (2)将图丙中滑动变阻器的滑片滑到　　　(选填“e”或“f”)端,闭合开关,调节滑动变阻器,记录测量数据;  (3)根据测量数据在U-I坐标系中描点作图,得到图丁中的图线a和b,图线a是采用图　　(选填“甲”或“乙”)电路测得的结果。  (4)为提高测量精度,在图甲电路中,用电流传感器代替电流表,电压传感器代替电压表,对同一电阻再次进行测量。得到对应的U-I图线c,拟合直线及表达式见图戊,认为其测量值等于真实值。 丁 戊 (5)相对误差反映测量的可信程度,相对误差公式为δ=×100%。由步骤(3)和(4)可得图线a的相对误差为δ=　　　　%(保留3位有效数字)。  12.(9分)某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)图甲中虚线框内是满偏电流为100 mA、表头电阻为9 Ω的毫安表改装成的量程为0.6 A的电流表,则电阻R1的阻值为　　　　 Ω。  (2)某次测量时毫安表的示数如图乙所示,则此时通过电池的电流为　　　　 A。  (3)实验得到的电压表示数U与毫安表示数I的关系图线如图丙所示。则电源的电动势E=　　　 V,内阻r=　　　　 Ω。(结果均保留到小数点后2位)  13. (10分)在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.2 A/V3),R2、R3是普通电阻,遵循欧姆定律,R3=20 Ω,按图示电路连接后,接在一个两端电压为6.0 V的电源上,闭合开关S后,电流表的示数为0.25 A。求R2的阻值。 14.(12分)图中电源电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω。将一盏额定电压为8 V、额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻R=0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连,灯泡刚好正常发光,通电100 min。 (1)电源提供的能量是多少? (2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少? (3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少? 15.(16分)如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=1 Ω,R1=9 Ω,滑动变阻器的总电阻Rx=20 Ω。间距d=0.1 m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关K,板间电场视为匀强电场,板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB。带电小球c穿过细杆,小球c质量m=0.01 kg,电荷量q=1×10-3 C(可视为点电荷,不影响电场的分布)。调节滑动变阻器的滑片P,使小球c恰能静止在A处。重力加速度g取10 m/s2。 (1)求小球的电性和M、N两极板间的电压。 (2)求滑动变阻器Pb段的阻值R2。 (3)调节滑动变阻器,使Pb段的阻值R3=7.5 Ω,待电场重新稳定后释放小球c,求小球c到达杆的中点O时的速度大小。 答案 1.C　 2.D　 3.D　 4.B　 5.B　 6.C　 7.D 8.AD 9.BD 10.BD　 11. (2)e (3)甲 (5)27.8 12. 答案 (1)1.80 (2)0.24 (3)1.50　2.22 13. 答案 20 Ω 14. 答案 (1)5.76×105 J (2)9.6×104 J　2.88×105 J (3)9.6×104 J　1.08×105 J 15答案 (1)负电　10 V (2)10 Ω (3)0.5 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $$