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万州实验中学高2005级物理单元练习
--恒定电流
一、 本题共18小题；在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
1．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质─髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压U=100V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为 （ ）
A．0.31μA B．0.62μA C．0.15μA D．0.43μA
2．两个小灯泡的标识分别是L1“6V 6W”，L2“6V 9W”，把它们分别接在同一直流电源上，L1消耗的功率恰好为6W，则L 2消耗的功率为（电源内阻不可忽略） （ ）
A．一定小于9W B．一定等于9W
C．一定大于9W D．条件不足，不能确定
3．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场
上已经占有了相当大的市场份额。如图所示是
中国科健股份有限公司生产的一块手机电池
外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势
待机状态下平均工作电流分别是（ ）
A．4.2V 14.58mA B．4.2V 700mA
C．3.7V 14.58mA D．3.7V 700mA

4．某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量
较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小（b固定在金属块上）。当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是 （ ）
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮

5．如图所示的电路，当闭合开关时，灯L1、L2正常发光。由
于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流
表的读数变小。试根据上述现象判断，发生的故障可能是
（ ）
A．R1断路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4短路
6．在图中所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电
压表，它们的示数以安或伏为单位，当电键S闭合后，A、
B、C三块表的示数分别为1、2、3时，灯L1、L2恰好正常
发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1，则可判定（ ）
A．A、B、C均为电流表
B．A、B、C均为电压表
C．B为电流表，A、C为电压表
D．B为电压表，A、C为电流表
7．如图所示的电路中，C2=2C1，R2=2R1，下列说法正确的是（ ）
A．开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量
B．开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量
C．开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量
D．开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量
8．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计。开关
K接通后流过R2的电流是K接通前的（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b
端移动时，（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
10．一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向
直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上
以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，
设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s2），则此电动机的内阻是 （ ）
A．4.8Ω B．3.2Ω C．1.6Ω D．0.4Ω
11.我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×107m/s)．则在整个环中运行的电子数目为(电子电量e=1.6×10-19C) ( )
A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104
12．如图10一1所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边为
L1，ad边为L2，当端点I、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，R I II：RⅢ Ⅳ = ( )
A．L1：L2 B．L2：L1 C．L12：L22 D．L22：L12
13．如图10-2所示，三个电压表用满偏电流相同的电流表改装而成，已知电
压表V1的示数为8V，电压表V3的示数为5V，则关于电压表V2的示数，下
列判定中正确的是 ( )
A．电压表V2的示数必为3V
B．电压表V2的示数必为5V
C．若三个电压表量程相同，则电压表V2的示数必为3V
D．即使三个电压表量程相同，电压表V2的示数也可能不等于3V
14．如图10-4所示为甲、乙两灯泡的I一U图象．根据图象，
计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的
功率约为 ( )
A．15W、30W B．30W、40W
C．40W、60W D．60W、100W

15．如图10—5所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总
随电流I的变化图线；抛物线OBC为同一电源内部的发热功
率Pr随电流I的变化图线．若线段AB对应的横坐标为2A，那
么AB的长度所表示的功率及电流I=2A时所对应的外电阻分别
为 ( )
A．2W,0.5Ω B．4W，2Ω
C．2W,1Ω D．6W，2Ω

16．如图10-6所示，电源电动势E =80V，内阻r=5.6Ω，各电阻阻值分
别为R1=6000Ω，R2=4000Ω，R3=0.3Ω，R4=6000Ω，R5=0.1Ω，R6=0.2Ω，
R7=8000Ω，估算R7消耗的功率 ( )
A．0.55W B．0.67W C．0.78W D．0.81W

17．在图10-7的电路中，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻不计， R1∶R2∶R3∶
R4=1∶2∶6∶3，则电容器极板a所带的电荷量为 ( )
A．-8×10一6C B．4×10一6C C．-4×10一6C D．8×10一6C
18．如图10-8所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么 ( )
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
二、实验题
19.实验室中现有器材如实物图1所示，有：
电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；
电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；
电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S；导线若干。要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。

图1
图2
（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？
（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。
（3）你要读出的物理量是__________________________________。
20． 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；
电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；
电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关K，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
（3）若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx＝_________________。
21.为了测定电流表A1的内阻，采用如图1所示的电路。其中：A1是待测电流表，量程为，内阻约为；
A2是标准电流表，量程是；
R1是电阻箱，阻值范围；
R2是滑动变阻器；
R3是保护电阻；
E是电池组，电动势为4V，内阻不计；
S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关。

（1）根据电路图1，请在图2中画出连线，将器材连接成实验电路。

（2）连接好电路，将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150；然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使A2的读数仍为150。若此时电阻箱各旋钮的位置如图3所示，电阻箱R1的阻值是_________，则待测电流表A1的内阻__________。

图3
（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置，都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用：____________（填写阻值相应的字母）。
A. 200k B. 20k C. 15k D. 20
（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器____________（填写阻值相应的字母）是最佳选择。
A. 1k B. 5k C. 10k D. 25k
0 5
15
10
22.（1）图中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板
厚度时的示数，此读数应为 mm。
（2）实验室内有一电压表〇mV ，量程为150mV，内阻约为
E
K
A
mV
R′
150Ω。现要将其改装成量程为10mA的电流表，并进行校准。为此，实验室提供如下器材：干电池E(电动势为1.5V)，电阻箱R，滑线变阻器R′，电流表〇A (有1.5mA，15mA与150mA三个量程)及开关K。
(a)对电表改装时必须知道电压表的内阻。可用图示的电路
测量电压表的内阻。在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的
条件下，电路中电流表〇A 应选用的量程是 。若合上K，调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150V，电流表〇A 的读数为1.05mA，则电压表的内阻RmV为 。(取三位有效数字)
(b)在对改装成的电流表进行校准时，把〇A 作为标准
电流表，画出对改装成的电流表进行校准的电路原理
图(滑线变阻器作限流使用)，图中各元件要用题中给
出符号或字母标注。图中电阻箱的取值是 (取
三位有效数字)，电流表〇A 应选用的量程是 。

23．图10—11甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I一U关系曲线图．

(1)为了通过测量得到图甲所示I一U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图 ；简要说明理由 ．
(2)在图丁电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω．由热敏电阻I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为 V；电阻R2的阻值为 Ω。
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子： 。

24.我们都有这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后, 灯丝发红。这就是我们常说的 “电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，为了检验此人的做法是否合理，某同学设计了下面的实验：

(1)用图10-12甲所示的电路分别测量新旧电池的电动势和内阻，并把测量结果描绘成乙图所示的图像。由图像可知：新电池的电动势El= V，内阻r1= Ω；旧电池的电动势E2= V，内阻r2= Ω．
(2)已知小灯泡上标有“3V 2W”，若把新旧干电池各一节串联做电源，则电源的效率η=
．(保留两位有效数字)
(3)上小题中，新、旧电池提供的电功率分别是 W和 W；旧电池本身所消耗的电功率是 W；小灯泡实际消耗的电功率是 W．
(4)你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由 ．

25．如图10-13，A中电源电动势为E，其内阻可以忽略，Rl为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：①闭合Sl，断开S2，调节Rl，使电流表读数等于其量程I0；②保持Rl不变，闭合S2，调节R2,使电源表读数等于 ，然后读出R2的值，取RA≈R2．

(1)按图A所示电路，在图B所给出的实物图中画出连接导线．

(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即 ．试导出它与
电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式．

26.甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值，给定器材为：待测电阻Rx；电流表mA（量程5mA，内阻约为10Ω）；电压表V（量程3V，内阻约为3000Ω）；最大阻值为1700Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干，甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。
（1）由图甲得Rx= ；由图
乙得Rx= 。
（2）在图丙、丁的虚线框中分别画出
甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定 同学测量结果较为准确。

三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。
27.在如图所示的电路中，所用电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1可调。现将R1调到3.0Ω后固定。已知R2=16Ω，R3=Ω，求：
（1）开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最
大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间电路消耗的
电功率将是多少？
28.在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω；R4=35Ω；电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量。

29.图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当盘中没有放物体时，电压表示数为零。设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。
（1）试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
（2）由（1）计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为了
使电压表示数与待测质量成正比，请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进，
在图乙的基础上完成改进后的电路图，并推出电
压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。

30.如图所示的电路中，用电动势E=6V，内阻不计的电池组向电阻R0=20Ω，额定电压U0=4.5V的灯泡供电，求：
（1）要使系统的效率不低于，变阻器的阻值及它应承
受的最大电流是多大？
（2）处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少？
它们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取得最大效率？
31.在如图10-15所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内
阻r=1.0Ω，电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω；电容
器的电容C=l00μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4
的总电荷量．

32．“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，已被广泛应用，图10-17甲所示为应变式加速度计的原理图：支架AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．已知电压表量程为8V，滑块质量m=0.1kg，弹簧劲度系数k=20N／m，电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值R=40Ω，有效总长度l=8cm．当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R的中点，取A→B方向为速度正方向．

(1)确定该加速度计测量加速度的范围．
(2)为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多大?
(3)根据R0的最小值，写出待测系统沿A→B做变速运动时，电压表输出电压UV与加速度a的关系式．
(4)根据R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内．

万州实验中学高2005级物理单元练习--恒定电流参考答案
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12
13
14
15
16
17
18
A
A
C
B
A
D
A
B
B
C
A
D
C
C
A
C
D
C
19. （1）答：A2、A3（4分，答对其中一个给2分。若答了A1则不给这4分。）
（2）答：若测r3，实物图如图：（8分，将A2、A3的位置互换不扣分；将A2、A3换成A1，或连线有错，都不给这8分。）

（3）答：A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值R1 。（4分）
用这些物理量表示待测内阻的计算公式是__________。
答： （4分，计算公式与测量实物图要相符，否则不给这4分。）
20．（1）

（2）

（3）或
21. （1）如下图

A
mV
R′
E
K
R
（2）86.3 86.3
（3）B
（4）C
22．（18分）⑴6.124(6.123～6.125均给分)
⑵（a）1.5mA，143Ω；（b）如图所示 16.8Ω 15mA
23．(1)乙 电压可以从0V调到所需电压，调节范围大 (2)5.2 111.8 (3)热敏温度计24.(1)1.5 0.3 1.2 4 (2)5l％ (3)0.46 0.37 0.38 0.42 (4)不合理从上述计算可见，由于旧电池内阻太大，使得旧电池本身消耗的电功率大于它所提供的电功率，而小灯泡实际消耗的电功率远小于它的额定功率．
25．(1)电路如图

(2)∵Iˊ= (Iˊ )R2 = ∴R2= ①

又有Io= ②

联立①②得

26.答案：（1）1060±40Ω 730±40Ω （2）甲

27．解：（1）根据闭合电路欧姆定律得：S断开时：I=10/(16+3+1)=10/20=0.5A
S闭合时：RAB=(R2×R3)/(R2+R3)=1.0Ω 所以I=10/(1+3+1)=2.0A
（2）S闭合时，RAB=1.0Ω是定值电阻，所以电流越大，功率越大，所以应将R1调为零。
A、B间电路消耗的电功率为：PAB=E2/(RAB+r)=102/2=50W。
28．解：由电阻的串并联得，闭合电路的总电阻R=R1(R2+R3)/(R1+R2+R3)+r
由欧姆定律得，通过电源的电流I=E/R
电源的端电压U=E－Ir 电阻R3两端的电压U/=R3U/(R2+R3)
通过R4的总电量就是通过电容器的电量Q=CU/
代入数据解得，Q=2.0×10－4C
29．解：（1）设变阻器的上端到滑动端的长度为x，根据题意得，mg=kx，Rx=xR/L

联立求解，得
（2）电路图如图，mg=kx，Rx=xR/L

则
30．解：（1）系统的效率为，要使，必有A
由题意知：， ，
联立解方程组，得
显然随R的增大而增大，又因为
所以Ω
（2）
当R2趋于无穷大，把变阻器的B端断开，使变阻器与灯泡串联时，有极大值

31．解：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R=
由欧姆定律得，通过电源的电流
电源的路端电压U = EIr

电阻R3两端的电压

通过R4总电荷量就是电容器的电荷量Q = CU′
由以上各式并代入数据解得Q = 2.0 × 10-4C
32．(1)P端左右移动最多4cm，弹簧最大形变量0.04m物体加速度大小为
该加速度计测量加速度的范围是-8m／s2≤a≤8m／s2．
(2)当P在最右端时，电压表读数最大，当读数为8V时，Ro两端电压为
(3)当加速度向左大小为a时，弹簧的形变量△x=

电压表的输出电压

当加速度向右大小为a时，弹簧的形变量△x=

电压表的输出电压

(4)以加速度向右为正．由电压和加速度的关系U = 4 - 0.5a得
当U = 0时，a = 8m／s2；当U = 2V时，a = 4m／s2；当U = 4V时，a = 0；当U = 6V时，a = -4m/s2；当U = 8V时a= - 8ms2