第三章恒定电流 模拟测评卷-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第3章　恒定电流 (时间:75分钟　满分:100分) 一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.某手机的说明书标明该手机电池容量为5 000 mA·h,待机时间为16天;说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是(　　) A.5 000 mA·h表示该电池能够提供的电能总量 B.手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 C.放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107 C D.电池充满电后以100 mA的电流可连续工作5小时 2.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 3.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示,导电介质的电阻率为ρ,制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极,设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,R的合理表达式应为(　　) A.R= B.R= C.R= D.R= 4.图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点a、b之间电阻是R,在a、b之间加上电压U,测得流过电路的电流为I,则未知电路的电功率一定是(　　) A.I2R B. C.UI D.UI-I2R 二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 5.现有一台排风扇如图所示,排风扇电动机的线圈电阻为0.2 Ω,当它两端电压为110 V时,通过的电流为5 A。则这台排风扇(　　) A.每分钟消耗的电能是33 000 J B.每分钟产生的热量为300 J C.输出功率是545 W D.工作效率是82.5% 6.电饭锅的电路图如图所示,R1是定值电阻,R2是加热用的电热丝。电饭锅工作时有两种状态,当自动开关S闭合时为锅内的水烧干以前的加热状态;当自动开关S断开时为水烧开后的保温状态。若要使R2在保温状态下的功率是加热状态的四分之一,不考虑电阻随温度的变化,则R2在保温状态下的电压U1与加热状态下的电压U2之比,R1、R2的电阻值之比分别为(　　) A.U1∶U2=1∶1 B.U1∶U2=1∶2 C.R1∶R2=(-1)∶1 D.R1∶R2=1∶1 7.如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,横截面积之比Sa∶Sb=1∶2,已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,电子的电荷量e=1.6×10-19 C,下列说法正确的是(　　) A.流经导线a的电流为0.16 A B.流经导线b的电流为0.32 A C.导线a、b的电阻之比Ra∶Rb=2∶1 D.导线a、b两端的电压之比Ua∶Ub=1∶2 8.已知灯泡A、B额定电压均为U=110 V,额定功率分别为PA=100 W,PB=40 W,两灯泡内阻阻值不随温度变化。则两灯泡直接串联如图甲所示,灯泡不被烧坏且两端电压最大;为让灯泡A、B和电阻连接后接在220 V电压上,且灯泡均正常发光,分别设计如图乙、丙、丁所示三种电路图,下列说法正确的是(　　) A.图甲中B更亮,两端电压为154 V B.图乙中电阻上消耗的功率为45 W C.图丙中与A串联的电阻消耗的功率比与B串联的电阻消耗的功率小 D.图丁中电路消耗的总功率与图丙中电路消耗的总功率一样大 三、非选择题(本题共7小题,共60分) 9.(4分)图甲为一测量电解质溶液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1 m、b=0.2 m、c=0.1 m,当里面注满某电解质溶液,且P、Q之间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。当U=10 V时,电解质溶液的电阻率ρ=　　　　。  10.(4分)(1)一根粗细均匀的金属丝,当其两端电压为U时,通过的电流是I。若将此金属丝均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,金属丝两端所加的电压应为　　　　。  (2)有一个满偏电流为100 mA的毫安表,电表内阻为9 Ω,现将该毫安表的量程扩大至0.6 A,则应并联一个阻值为　　　　 Ω的电阻。  11.(5分)如图所示,电源电压为6 V,小灯泡L的规格为“3 V　0.6 W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=15 Ω时,小灯泡L正常发光。现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则R1的电阻为　　　　 Ω,电动机的输入功率为　　　　 W。  12.(7分)(2025安徽高二期中)某实验小组利用热敏电阻传感器测量温度(低于100 ℃),热敏电阻的阻值随温度变化的数据如图甲所示,实验器材如下: 直流电源,电动势E=12 V,内阻不计; 电压表V,量程为3 V,内阻RV=3 kΩ; 小量程电流表A,量程为10 mA,内阻约为10 Ω; 滑动变阻器R1,最大阻值为5 Ω; 滑动变阻器R2,最大阻值为2 kΩ; 电阻箱R,最大阻值为9 999.9 Ω; 被测热敏电阻Rt; 开关、导线若干。 (1)将电压表V改装成量程为12 V的电压表,需串联电阻箱的阻值为　　　　 Ω。  (2)结合所提供的实验器材,为较精确地测量金属热敏电阻的阻值,滑动变阻器RP应选用 　　　　　(选填“R1”或“R2”),并将图乙所示电路图补全。  (3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,若此时电压表示数为1.5 V,对应的电流表示数为4.5 mA,则此时热敏电阻的测量值为　　　　 Ω,其对应的温度为　　　 ℃,实际功率为　　　　 W。  13.(10分)如图所示电路,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5 Ω,小灯泡上标有“12 V　6 W”字样,闭合开关S。 (1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R2的滑片移到最右端时,电流表的读数为1.7 A,小灯泡恰能正常发光,求滑动变阻器的最大阻值; (2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片在最右端,求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。 14.(12分)(2025浙江高二期中)某学习小组利用如图所示电路研究一手持小风扇的电动机性能。调节滑动变阻器R,使风扇正常运转,此时电压表示数为U1=2.0 V,电流表示数为I1=0.20 A;当扇叶被卡住停止转动时,电压表示数为U2=1.0 V,电流表示数为I2=0.50 A。求: (1)电动机线圈的电阻RM; (2)风扇正常运转时电动机输出的机械功率P机。 15.(18分)如图所示的电路中,电源电压为18 V保持不变,滑动变阻器R2上标有“20 Ω　2 A”字样,闭合开关S,电流表A的示数为1 A,电压表示数为4 V。 (1)求电阻R1的阻值; (2)求电路中的最小电流I最小; (3)在电压表和电流表不改变量程的情况下,为使电路正常工作,求R2接入电路的阻值范围; (4)求正常工作情况下,滑动变阻器的最大功率。 参考答案 1.B　5 000 mA·h表示该电池能够提供的电荷量总量,选项A错误;根据q=I播t播=I待t待可得,手机播放视频时电流与待机时电流的比值为,选项B正确;放电时电池可输出的最大电荷量为qm=It=5 A×3 600 s=1.8×104 C,选项C错误;电池充满电后以100 mA的电流可连续工作t==50 h,选项D错误。 2.C　电子绕核转动,可等效为环形电流,电子运动的周期为T=,根据电流的定义式可得I=,因为电子带负电,所以电流的方向与电子定向移动的方向相反,即沿逆时针方向,C正确。 3.B　等式左边单位是Ω,右边的单位也应该是Ω,C、D错误;将b=a代入,此时电阻为零,A错误,B正确。 4.C　A、B的表达式只适用于纯电阻电路,D的表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率,虚线框中不知道是哪种元件,功率P=UI总是适用的,C正确。 5.ABC　排风扇的电功率P=UI=110×5 W=550 W,每分钟消耗的电能E=Pt=550×60 J=33 000 J,A正确;每分钟产生的热量为Q=I2rt=52×0.2×60 J=300 J,B正确;排风扇的输出功率P出=UI-I2r=545 W,C正确;排风扇的工作效率是η=×100%=99%,D错误。 6.BD　在加热状态下P加热=,在保温状态下P保温=R2,P加热=4P保温,解得R1∶R2=1∶1;根据串联电路的分压原理,可知S断开后,两个电阻的电压相等,则U1=,加热状态的电压U2=U,可得U1∶U2=1∶2,故B、D正确。 7.AC　流经导线a的电流为I== A=0.16 A,因两段导线串联,电流相等,所以流过导线b的电流也是0.16 A,故A正确,B错误;根据电阻定律R=ρ可知,导线a、b的电阻之比为Ra∶Rb=Sb∶Sa=2∶1,故C正确;根据欧姆定律U=IR可知,导线a、b两端的电压之比为Ua∶Ub=Ra∶Rb=2∶1,故D错误。 8.AD　灯泡的电阻分别为RA= Ω=121 Ω,RB= Ω=302.5 Ω,所以在电流相同时,B更亮,在两灯泡串联并加最大电压时,B正常发光,电路中电流为 A,此时A分到的电压为44 V,B分到的电压为110 V,则两灯泡串联能加的最大电压为154 V,A正确;题图乙中电阻的作用为分流,其功率为P=U=60 W,B错误;题图丙中,对A所在支路,灯泡A与电阻两端电压相等,所以二者功率相等,均为100 W,同理,灯泡B与电阻两端电压相等,所以二者功率相等,均为40 W,C错误;题图丁中电路的总功率可以直接利用等效思想,得出电路的总功率为280 W,D正确。 9.解析 由题图乙可求得当U=10 V时电解质溶液的电阻R= Ω=2 000 Ω,由题图甲可知电解质溶液容器长为l=a=1 m,横截面积为S=bc=0.2×0.1 m2=0.02 m2,由R=ρ得,ρ= Ω·m=40 Ω·m。 答案 40 Ω·m 10.解析 (1)导线均匀拉长到原来的2倍时,横截面积变为原来的,由电阻定律可知,导线电阻变为原来的4倍,当电流不变时,由欧姆定律可知,金属丝两端所加的电压应为4U。 (2)有一个满偏电流为100 mA的毫安表,电表内阻为9 Ω,现将该毫安表的量程扩大至0.6 A,应并联一个电阻分流,则有Im=Ig+,解得R= Ω=1.8 Ω。 答案 (1)4U　(2)1.8 11.解析 开关S接1时,根据欧姆定律有U=UL+IL(R+R1),其中PL=ULIL,代入数据解得R1=2 Ω,开关S接2时,根据欧姆定律有U=UL+UM+ILR1,解得UM=2.6 V,电动机的输入功率为PM=ILUM=0.52 W。 答案 2　0.52 12.解析 (1)电压表与定值电阻串联改装为大量程电压表,根据分压关系有 可得R=9 000.0 Ω。 (2)本题为分压式控制电路,为了测量时调节方便,滑动变阻器RP应选用最大阻值更小的,则选R1。改装后的电压表内阻已知,故采用电流表外接法,电路图补全如图所示。 (3)电压表示数为1.5 V时流过电压表的电流为 A=0.5 mA,此时流过热敏电阻的电流为I=4.5 mA-0.5 mA=4 mA,热敏电阻两端的电压U=×1.5 V=6 V,得此时热敏电阻的测量值为Rt==1 500 Ω;由图甲可知Rt=Rt0+kt,k= Ω/℃=20 Ω/℃,Rt0=1 000 Ω,则在数值上满足Rt=1 000+20t(Ω),当Rt=1 500 Ω时,其对应的温度为t=25 ℃,功率P=UI=0.024 W。 答案 (1)9 000.0 (2)R1　见解析图 (3)1 500　25　0.024 13.解析 (1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片移到最右端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联,因为并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以电源的电压U=UL=12 V 因为P=UI,且灯泡正常发光时的功率为6 W 所以通过小灯泡的电流IL= A=0.5 A 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流I2=I-IL=1.7 A-0.5 A=1.2 A 根据I=可知,滑动变阻器的最大阻值R2= Ω=10 Ω。 (2)因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路中的电流即电流表的示数I= A=0.8 A 此时滑动变阻器消耗的电功率P2=I2R2=0.82×10 W=6.4 W。 答案 (1)10 Ω　(2)0.8 A　6.4 W 14.解析 (1)扇叶停止转动时,电动机线圈的电阻为RM= Ω=2 Ω。 (2)风扇运转时,电动机线圈的发热功率P热=RM=0.08 W 电动机输入功率为P入=U1I1=0.4 W 电动机输出的机械功率为P机=P入-P热=0.32 W。 答案 (1)2 Ω　(2)0.32 W 15.解析 (1)根据部分电路欧姆定律有R1= Ω=4 Ω。 (2)电路中的最小电流为Imin= A=0.75 A 。 (3)易得电流表的量程0~3 A,电压表的量程0~15 V,显然电路的最大电流为2 A,则有I==2 A 解得R2'=5 Ω 故R2接入电路的阻值范围为 5~20 Ω。 (4)滑动变阻器的功率P=U2I'=(18-4I')I'=-4I'2+18I' 当I'=2 A时,对应Pmax=20 W。 答案 (1)4 Ω　(2)0.75 A　(3)5~20 Ω　(4)20 W 11 学科网（北京）股份有限公司 $