高二物理选修3第二章《恒定电流》单元测试题(含答案).doc

第二章 《恒定电流》单元测试题
一、选择题
1．关于电源电动势大小的说法，正确的是（ ）
A．同一种电池，体积越大，电动势也越大
B．电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C．电路断开时，电源的非静电力做功为0，电动势并不为0
D．电路中电流越大，电源的非静电力做功越多，电动势也越大
2．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（ ）
A．蓄电池两极间的电压为2 V
B．蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能
C．电路中每通过1 C电量，电源把2 J的化学能转化为电能
D．电路中通过相同的电荷量时，蓄电池比1节干电池非静电力做的功多　　
3．在1 min内通过阻值为5 Ω的导体横截面的电量为240 C，那么加在该导体两端的电压是（ ）
A．20 V B．48 V C．120 V D．1 200 V
4．横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设单位体积的导体中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动的平均速度设为v，在时间Δt内，通过导线横截面的自由电子数为（ ）
A．nvSΔt　　　　　　　　B．nvΔt　　
C．　　　　　 　D．
图1
5．图1所示是两个不同电阻的I-U图象，则图象①②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I-U图象所在区域分别是 （ ）
A．①表示大电阻值的图象，并联后在区域III
B．①表示小电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ
C．②表示大电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ
D．②表示大电阻值的图象，串联后在区域III
6．如图2所示，定值电阻R＝20 Ω，电动机线圈的电阻R0＝10 Ω，当开关S断开时，电流表的示数是0.5 A。当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ ）
A．I＝1.5 A B．I＜1.5 A
C．P＝15 W D．P＜15 W 　
图3
7．如图3所示，用半偏法测量一只电流表的内阻，下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是（ ）
A．闭合S1，调节R1使电流表满偏，再闭合S2，调节R2使电流表半偏，读出R2的阻值
B．闭合S1，调节R1使电流表满偏，再闭合S2，调节R1使电流表半偏，读出R2的阻值
C．闭合S1、S2，调节R1使电流表满偏，再调节R2使电流表半偏，读出R2的阻值
D．闭合S1、S2，调节R2使电流表满偏，再调节R1使电流表半偏，读出R2的阻值
8．如图4所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为8 V。如果他把电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（ ）
A．小于4 V B．等于4 V
C．大于4 V，小于8 V D．等于或大于8 V
9．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电。关于路端电压，下列说法中正确的是（ ）
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U＝IR，所以当R增大时，路端电压也增大
C．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大
D．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
10．如图5-a所示是一个欧姆表的示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图5-b中的图（ ）
图5-a 图5-b

11．在如图6所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是（ ）
A．直流10 V挡 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡 D．欧姆挡
12．如图7所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（ ）
A．4 W、33.3％ B．2 W、33.3％
C．4 W、67％ D．2 W、67％
图8
13．如图8所示的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P，欲使P向下运动，应断开开关（ ）
A．S1 B．S2
C．S3 　　 D．S4
14．家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件。PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率r与温度T的关系如图9所示，T0为室温。由于这种特性，PTC元件通电后，能够达到稳定状态，它的温度保持不变。对此，以下说法正确的是（ ）
A．通电后其消耗的功率先增大，后减小
B．通电后其消耗的功率先减小，后增大
C．稳定状态时，温度保持在T1～T2的某一值不变
D．稳定状态时，温度保持在T1值不变
L
C
R
R0
L
C

R0
E，r
S
图10
R
15．在如图10所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻， R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（   ）
A．灯泡L将变暗
B．灯泡L将变亮
C．电容器C所带的电荷量将减小
D．电容器C所带的电荷量将增大
16．如图11为一逻辑电路，根据电路图完成它的真值表。其输出端从上到下排列的结果正确的是（   ）
输入
输出
A
B
C
0
0

0
1

1
0

1
1

A．0 0 1 0
B．0 0 1 1
C．1 0 1 0
D．0 0 0 1
二、实验题
0
10
20
0
1
2
3
cm
17．一把游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标尺上有20个小的等分刻度。如图12所示，用它测量某一钢球的直径，钢球的直径是 mm。
图12
18．一个标有“3.8 V 2 W”的小灯泡，要通过实验描绘出这个小灯泡的伏安特性曲线，某同学按图13-a所示方式连接电路，画出图13-b所示小灯泡的I-U图象。
（1）电流为0.40 A 时小灯泡的阻值为_________Ω，小灯泡消耗的电功率为 ________W。
B
S
V
A
a
b
c
d
e
f
g
h
图13-a
U/V
3.00
I/A
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
4.00
3.50
×
×
×
×
×
×
×
×

×
×
×
图13-b
（2）实验中，电路的所有元件都完好，且电压表和电流表也均调好零点。a、b、c、d、e、f、g、h为连接电路所用的导线。一位同学闭合开关后，反复调节滑动变阻器，灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数无法调为零，则电路中断路的导线为__________。

19．某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用刻度尺测量金属丝的接入长度为l＝0.720 m，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图14所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5Ω），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：
图14
A．直流电源：电动势约3 V，内阻很小；
B．电流表A：量程0～0.6 A，内阻约为0.125Ω；
C．电压表V：量程0～3 V，内阻3 kΩ；
D．滑动变阻器：最大阻值20Ω；
E．开关、导线等。
（1）从图中读出金属丝的直径为 mm；
（2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图；
（3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx＝4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为 Ω·m（保留二位有效数字）。
20．将满偏电流Ig＝300 μA、内阻未知的电流表 改装成电压表并进行核对。
（1）利用如图15所示的电路测量电流表 的内阻（图中电源的电动势E＝4 V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R′，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读出此时R′的阻值为450 Ω，则电流表内阻的测量值Rg＝ aΩ，这个测量值比电流表内阻的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
（2）将该表改装成量程为3 V的电压表，需 　 　 （填“串联”或“并联”）阻值为R0＝　　 　Ω的电阻。
（3）把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题纸上画出实验电路图。

21．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1 Ω和1 kΩ。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物图。
（1）试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

（2）一位同学在实验中记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图17中画出U-I图线。根据图线可读出被测电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝______Ω。
I（A）
0.15
0.23
0.35
0.36
0.54
0.61
U（V）
1.39
1.35
1.27
1.20
1.13
1.08

U/V
I/A
0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50

图17

三、计算题
22．如图18所示，电源电动势E＝6V，电源内阻不计。定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ。
（1）若在ab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量；
（2）若在ab之间接一个内阻RV＝4.8 kΩ的电压表，求电压表的示数。

图19
23．如图19所示，电阻R1＝2Ω，小灯泡L上标有“3V 1.5 W”，电源内阻r＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0（大小未知），当触头P滑动到最上端a时安培表的读数为l A，小灯泡L恰好正常发光，求：
（1）滑动变阻器的最大阻值R0；
（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。

24．图20中电源电动势E＝12 V，内电阻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为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。问：
（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？
（4）电动机的效率为多少？

图21
25．如图21所示为一种测定风力的仪器的原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O是悬挂点，保护电阻为R0，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂金属球的细金属丝始终保持良好接触。无风时细金属丝与电阻丝右端点C接触，此时电路中电流为I0；有风时金属丝将相对竖直方向偏转一定角度，这个角度与风力大小有关。已知风力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内阻和金属丝电阻均不计。当电流表的示数为I'时，此时风力大小为F，试推出：
（1）风力大小F与偏角 b 的关系式；
（2）风力大小F与电流表示数I'的关系式。
（写成F = …… 的形式）

参考答案
一、选择题
1．BC 2．CD 3．A 4．AC 5．D 6．BD 7．A 8．A 9．D
10．A 11．A
12．C
提示：由直线a知，E＝3 V
r＝＝0.5Ω
由直线b知，R＝＝1Ω
13．C
14．AC
分析： PTC元件通电时（电压为U一定），产生热量，它的温度由T0开始升高，电阻率随温度升高而变小，元件的电阻减小，电流变大，发热功率增大，当温度T＞T1后，其电阻率ρ随温度升高而增大，电流变小，元件的发热功率随之减小，直到在相同的时间内产生的热量与散发的热量相等时，元件的温度保持不变，达到稳定状态。其温度在T1～T2间的某一值。这时如果因某种原因温度稍升高，则电阻率变大，电功率减小，单位时间内产生的热量减少，使温度减下来；如果温度稍有降低，则电阻率变小，电功率增大，单位时间产生热量增多，使温度上升，所以它能保持稳定状态。
15．AD
16．A
二、实验题
17．8.55
18．4.75 Ω；0.76 W；g
19．（1）0.600
（2）

（3）1.6×10－6
20．（1）450；偏小；（2）串联；9 550 （3）

21．（1）实验电路图略
（2）1.50（1.45～1.55）；0.69（0.64～0.74）
（图象注意舍弃第4点）
三、计算题
22．答案：（1）Q＝4×10－4 C
（2）UV＝3 V
解：（1）设电容器上的电压为UC：
UC＝E
电容器的带电量Q＝CUC
解得： Q＝4×10－4 C
（2）设电压表与R2并联后电阻为R并＝ ①
则电压表上的电压为：UV＝E ②
解得：UV＝3 V
23．答案：（1）R0＝＝6Ω
（2）P总＝EI＝12 W，P出＝EI－I2r＝8 W
解：（1）当触头P滑动到最上端a时，
流过小灯泡L的电流为：IL＝＝0.5 A
流过滑动变阻器的电流：I0＝IA－IL＝0.5 A
故：R0＝＝6Ω
（2）电源电动势为：E＝UL＋IA（R1＋r）＝6 V ①
当触头P，滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路。电路中总电流为：
I＝＝2 A ②
故电源的总功率为：P总＝EI＝12 W
输出功率为：P出＝EI－I2r＝8 W
24．（1）5.76×105 J
（2）0.96×105 J，2.88×105 J
（3）0.96×105 J，1.08×105 J
（4）62.5％
解：（1）灯泡两端电压等于电源两端电压，且U＝E－Ir，
则总电流I＝8 A，
电源提供的能量：E总＝IEt＝8×12×100×60＝5.76×105（J）。
（2）通过灯泡的电流I1＝＝2（A），电流对灯泡所做的功
W1＝Pt＝16×100×60＝0.96×105（J）
通过电动机的电流I2＝8－2＝6（A），
电流对电动机所做的功W2＝I2Ut＝6×8×60×100＝2.88×105（J）
（3）灯丝产生的热量Q1＝W1＝0.96×105（J），
电动机线圈产生的热量Q2＝Irt＝62×0.5×60×100＝1.08×105（J）
（4）电动机的效率：η＝×100％
η＝62.5％
25．答案：（1）F＝mg tan q
（2）F＝
解：（1）分析小球的受力，根据图示
可判断F＝mg tan q
（2）风力为F时，可知
tan q＝ ①
金属丝与电阻的接触点到C点的距离为l：
＝tan q　　②
接触点到D点的距离为：L－l＝L－htan q＝L－h　　③
此时电路电流示数为I′，可知E＝I′[R0+（L－h）k]　　
无风时E＝I0（R0＋Lk） ⑤
联立④⑤，得
F＝