20 单元检测卷(三) 恒定电流-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

单元综合评价(三)　恒定电流 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，共40分。第1～8小题只有一个选项正确，每小题3分，第9～12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．关于导体的电阻，下列说法正确的是(　　 ) A．导体的电阻仅由导体两端的电压决定 B．导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定 C．导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定 D．导体的电阻与导体所通电流的大小有关 C　[导体的电阻由其材料、长度和横截面积共同决定，与加在它两端的电压或通过它的电流均无关，故选项A、D错误；温度一定时，不同材料的电阻率不同，故导体的电阻并非仅由其长度和横截面积决定，故选项B错误，C正确。] 2．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断。由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别。那么熔丝熔断的可能性较大的是(　　 ) A．横截面积大的地方 B．横截面积小的地方 C．同时熔断 D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方 B　[根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时，电阻大的位置发热量大，易熔断。选项B正确。] 3.一根长为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时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　 ) A． B． C．ρnev D． C　[欧姆定律I＝，电流的微观表达式I＝neSv，电阻定律R＝ρ，则金属棒内场强大小为E＝＝＝ρnev，故C正确。] 4．有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上2 V电压时通过其中的电流为4 A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上2 V电压，这时通过它的电流变为0.25 A。由此可知，这根电阻丝被均匀地拉长为原长的(　　 ) A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 B　[电阻丝拉长前的电阻R1＝＝ Ω，电阻丝拉长后的电阻R2＝＝ Ω＝8 Ω，根据R＝ρ，体积不变V＝lS可得R＝ρ，可见当电阻丝阻值变为原来的16倍时，其长度变为原来的4倍，B正确。] 5．一电流计(表头)并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为1 A时，改装电流表的读数为1.1 A，稍微偏大一些，为了使它的读数准确，应(　　 ) A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻 B．在原分流电阻上再串联一个较小的电阻 C．在原分流电阻上再串联一个较大的电阻 D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻 A　[改装电流表的读数比标准电流表的读数稍微偏大一些，说明改装电流计的内阻稍微偏大一些，要使内阻稍微变小一些，需要在原分流电阻上再并联一个较大的电阻，故A正确，B、C、D错误。] 6．一个电流表的刻度盘的每1小格代表1μA，内阻为Rg。如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA，则(　　) A．给它串联一个电阻，阻值为nRg B．给它串联一个电阻，阻值为(n－1)Rg C．给它并联一个电阻，阻值为 D．给它并联一个电阻，阻值为 D　[电流表的量程变为原来的n倍，故应并联分流电阻R＝Rg。选项D正确。] 7．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　　) A．图(a)中的A1、A2的示数相同 B．图(a)中的A1、A2的指针偏角相同 C．图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同 D．图(b)中的A1、A2的指针偏角相同 B　[电表的示数是由通过电表A1、A2的电流决定的，而电表指针的偏角是由通过内部小量程电流表的电流决定的，两个电表并联时，两个相同的小量程电流表是并联关系，所以通电时，两小量程的电流表中通过的电流相同，A1、A2的指针偏角相同，B正确，A1、A2的内阻不同，并联时，A1、A2中通过的电流不同，A1、A2的示数不相同，A不正确；A1、A2两表串联时，通过电表的电流相同，示数相同；但是，由于电表内阻不同，通过小量程电表的电流不同，A1、A2的偏角不同，故C、D错误。] 8．如图所示，电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是(　　) A．I＝ B．P ＝UI ＋I2r C．P热＝ D．P出＝UI－I2r D　[电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为I＝，它消耗的电能一部分转化成机械能一部分自身发热，线圈电阻的发热功率P热＝I2r，消耗的电功率为P＝UI，所以根据能量守恒得出P出＝UI－I2r，故A、B、C错误，D正确。] 9．一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C的电荷量时，有330 J的电能转化为内能，则(　　 ) A．电阻所加电压为330 V B．通过电阻的电流为1 A C．电阻通电时间为3 s D．这个电阻的阻值为110 Ω BCD　[因为纯电阻电路中电功等于电热，所以W＝Q＝330 J，又q＝3 C，由W＝qU得U＝＝110 V，故A错误；因为电功率P＝110 W，所以由P＝UI得I＝1 A，故B正确；又由于电功W＝Pt＝UIt，得t＝3 s，故C正确；电阻的阻值R＝＝110 Ω，故D正确。] 10.(2022·河北保定高二检测)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，接通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 AD　[由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通。若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好。又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路，或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况。分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项。] 11．(2022·北京西城高二检测)如表是一辆电动自行车的部分技术指标，参考表中数据判断以下说法正确的是(　　 ) 载重 电源输出 电压 充电时间 电动机额定 输出功率 电动机额定工作 电压和电流 80 kg ≥36 V 6～8 h 180 W 36 V/6 A A．电动自行车每秒钟消耗的电能为216 J B．电动机每秒钟消耗的电能为180 J C．电动机的内电阻为6 Ω D．电动机的内电阻为1 Ω AD　[电动机每秒消耗的电能W＝UIt＝36×6×1 J＝216 J，则电动自行车每秒消耗的电能是216 J，故A正确，B错误；电动机的热功率PQ＝P－P出＝UI－P出＝36×6 W－180 W＝36 W，又PQ＝I2r，则电动机内阻r＝1 Ω，故C错误，D正确。] 12．如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则(　　 ) A．S断开时，R1与R2的电压之比为1∶5 B．S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2∶1 C．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1∶5 D．S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1 AB　[S断开时，R1和R2串联，电压之比为电阻之比，即为1∶5，R1两端的电压为，选项A正确；S闭合时，R3与R2并联的阻值为5 Ω，R1与R并的电压之比为2∶5，R1两端的电压为，选项C、D错误；S闭合时，通过R2与R3的电流相等，等于通过R1的电流的一半，选项B正确。] 二、非选择题(本题共5小题，共60分) 13．(8分)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200 Ω，电压表的内阻约为2 kΩ，电流表的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)(b)所示，若将图中测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 解析：　由题意可知：＝＝20，＝＝10，则>，故电流表采用内接法时误差较小，则Rx1更接近待测电阻的真实值，但由于图(a)电流表采用内接法，电压的测量值偏大，由欧姆定律可知，电阻Rx1测量值大于真实值；图(b)采用电流表外接法，由于电压表的分流使电流表示数偏大，则由欧姆定律可知，测量值Rx2小于真实值。 答案：　Rx1　大于　小于 14．(10分)(2022·山东青岛高二期中)某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为l，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为2 Ω，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(用Rx表示)的电阻。 A．学生电源(直流电压3 V) B．电压表V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ) C．电压表V2(量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ) D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω) E．电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω) F．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A) G．滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A) H．定值电阻R0(阻值为3 Ω) I．开关S一个，导线若干 (1)为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在方框中。 (2)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)。 (3)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝________。 解析：　(1)比较电压表内阻、电流表内阻和待测电阻的大小关系，可得测量电路必须用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法和限流式接法均可(限流式接法如图所示)。 (2)电源的电压为3.0 V，考虑到电压表的量程和精确度两个因素，电压表应选V1；干路中电流的最大值Imax＝＝ A＝0.6 A，电流表应选A1；考虑到实验的准确性，滑动变阻器阻值越小越便于调节，故滑动变阻器应选R1。 (3)由R＝＝ρ＝ρ·得：ρ＝。 答案：　(1)见解析　(2)B　D　F　(3) 15.(12分)如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场。空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流强度I。(已知电子的电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t) 解析：　根据电流强度的定义式I＝。只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q，就能够求解电流强度I，需要注意的是，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q′并不相等，由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，煤粉吸附的电荷量Q′＝Q。 因为Q′＝mneNA，Q＝It， 所以mneNA＝It， 即I＝。 答案：　 16．(14分)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表： 规格 后轮驱动直流永磁体电机 车型 26″电动自行车 额定输出功率 120 W 整车质量 30 kg 额定电压 40 V 最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A 质量为M＝70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受摩擦阻力f恒为车和人总重的k＝0.02倍。取g＝10 m/s2，求： (1)此车的永磁体电机在额定电压下正常工作的效率； (2)仅在永磁体电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。 解析：　(1)由表可知，电机的额定电压为U0＝40 V，额定电流为I0＝3.5 A，所以电机正常工作时输入功率为P入＝U0I0＝140 W。又因电机的输出功率为P出＝120 W， 所以电机的效率为η＝×100%＝85.7%。 (2)行驶时所受阻力为f＝k(M＋m)g，式中m为车的质量。 当达到最大速度vmax时，应有P出＝fvmax 所以最大速度vm＝＝6.0 m/s。 答案：　(1)85.7%　(2)6.0 m/s 17．(16分)如图所示的电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。 (1)求电路中的总电阻。 (2)当加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电阻的电流是多少？ 解析：　(1)R3、R4并联后电阻为R34，则R34＝＝ Ω＝2 Ω R1、R2和R34串联，总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14 Ω。 (2)根据欧姆定律I＝，I＝ A＝3 A 由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A。 设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，根据并联电路的特点有I3＋I4＝3 A，＝， 解得I3＝1 A，I4＝2 A。 答案：　(1)14 Ω　(2)通过R1、R2、R3、R4的电流分别为3 A、3A、1 A、2 A 学生用书第86页 学科网（北京）股份有限公司 $$