2022-2023学年鲁科版必修第三册 第三章 恒定电流 单元测试1

第三章 恒定电流

满分：100分   时间：60分钟

一、选择题（本题共11小题，每小题5分，共55分）

1.在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，在考虑温度对电阻影响的情况下，下列说法正确的是(   )

A.两个灯泡串联

B.两个灯泡并联

C.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一

D.每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一

2.某兴趣小组探究发现导电液体电阻变化规律与金属电阻相同。如图所示，将横截面积之比为3:5，长度相同的两段玻璃管注满相同的盐水，封闭构成盐水柱a和b并联接入电路中，忽略温度对电阻的影响，则下列说法正确的是(   )
 

A.盐水柱a和b的电阻之比为3:5 B.通过盐水柱a和b的电流之比为3:5

C.盐水柱a和b中自由电荷移动速率之比3:5 D.电路稳定时盐水柱中电场强度处处为零

3.环境污染越来越严重，国家开始大力推动新能源汽车的发展，2018年在济南挂牌的新能源车就有6000多辆，是2017年的2.5倍。镍氢电池具有高容量、大功率、无污染、安全性高等特点，目前被广泛应用在混合动力汽车中，若一节镍氢电池的容量为55 A·h，则电池放电时能输出的总电荷量为(   )

A.55 C B.1320 C C.3300 C D.

4.如图所示是一种风速测定装置，其中风速表是由电压表改装而成，电源电压不变，R为定值电阻，为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，当风速增大时，下列说法正确的是(   )

A.活塞向下运动，风速表的示数变小

B.活塞向上运动，风速表的示数变大

C.活塞向上运动，滑动变阻器两端的电压变大

D.活塞静止不动，风速表的示数不变

5.如图所示的电路中，若端为输入端，为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则(   )
 

A.空载时输出压 B.当间接上负载R时，输出电压

C.间的负载R越大，越接近 D.间的负载R越小，越接近

6.如图所示是滑动变阻器的示意图，下列说法正确的是(   )
 

A.a和b接入电路中时，P向右移动电流增大 B.b和d接入电路中时，P向右移动电流减小

C.b和c接入电路中时，P向右移动电流减小 D.a和c接入电路中时，P向右移动电流减小

7.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是(   )

A. B. C. D.不能确定

8.如图所示，为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(   )

A.的示数是的2倍 B.的示数是的2倍

C.的示数是的2倍 D.的示数是的2倍

9.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为(   )

A. B. C. D.

10.实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，需用两个阻值不同的滑动变阻器，一个做粗调（被调节的电流变化大），一个做微调（被调节的电流变化小）。使用时连接方式可以是串联，也可以是并联，如图所示，则(   )
 

A.串联时，阻值大的变阻器做微调 B.串联时，阻值大的变阻器做粗调

C.并联时，阻值大的变阻器做微调 D.并联时，阻值大的变阻器做粗调

11.如图所示为一圆环发电装置，用电阻的导体棒弯成半径的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻.整个圆环中均有的匀强磁场垂直环面穿过.电阻的导体棒OA贴着圆环做匀速圆周运动，角速度，则(  )

A.当OA到达OC处时，圆环的电功率为1 W

B.当OA到达OC处时，圆环的电功率为2 W

C.全电路最大功率为3 W

D.全电路最大功率为4.5 W

二、实验题（共18分）

12.（9分）某同学欲测量一阻值大约为的金属圆柱体的电阻率。实验室除游标卡尺、螺旋测微器、导线、开关和待测金属以外，还有以下可供选择的器材：

A.电源E

B.电压表V（量程为0~6V，内阻）

C.电流表A（量程为0~0.6A，内阻）

D.滑动变阻器R（最大阻值为，额定电流为2A）

（1）用游标卡尺测该金属的长度L，如图甲所示，读数______mm，用螺旋测微器测该金属的直径D，如图乙所示，读数______mm；

（2）为了测量尽可能精确，设计最合理的实验电路图将图丙的虚线框部分补充完整；

（3）若电压表示数记为U，电流表示数记为I，则该金属电阻率的表达式______（用题中相关物理量的字母符号表示）。

13.（9分）小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。

(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。

(2)小明用的电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到图上，如图2所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_________(选填“○”或“×”）表示的。
 

(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω。

三、计算题（共27分）

14.（10分）某地区的风速为14m/s，空气的密度为。若使风力发电机转动的风通过的截面积为，且风能的20%可转化为电能，则发电功率是多少？

15.（17分）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，是电阻，是加热用的电阻丝。

（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。

（2）要使电饭锅在保温状态下的功率是加热状态的一半，应该是多少？

答案以及解析

1.答案：A

解析：若两个灯泡串联，每个灯泡两端的电压为，低于额定电压，灯泡不易损坏，可延长灯泡使用寿命，选项A正确；若两个灯泡并联，每个灯泡两端的电压为，仍等于灯泡的额定电压，灯泡正常工作，不能延长灯泡的使用寿命，选项B错误；由，两个灯泡串联时，U变为原来的，由于较正常发光时灯丝温度偏低，故灯丝电阻较正常发光时小，所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一，选项C、D错误。

2.答案：B

解析：根据电阻定律且横截面积之比为3:5，可知电阻之比为5:3，故A错误；两个导体两端的电压相同，由欧姆定律得电流之比为3:5，故B正确；由电流的微观表达式，可知自由电荷移动速率之比1:1，故C错误；导体中自由电荷在电场力作用下沿力的方向定向运动形成持续电流，电场强度不为零，故D错误。

3.答案：D

解析：根据电流的定义可得，而电池容量表示在一定条件下电池放出的电荷量，所以该电池放电时能输出的总电荷量为，所以D正确，ABC错误。

4.答案：B

解析：当风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中电流变大，定值电阻两端电压变大，电压表（风速表）示数变大，由于电源的电压不变，所以滑动变阻器两端的电压变小，故B正确，ACD错误。

5.答案：ABC

解析：空载时，间断开无负载，则，A正确；当间接上负载R时，R与并联，该并联电路的总电阻，则输出电压，B正确；R越大，就越接近，则就越接近，C正确，D错误。

6.答案：D

解析：当a和b接入电路时，接入电路的阻值最大，当P向右滑动时，接入电路的电阻不变，电流不变，故A错误；当b和d接入电路时，部分的电阻接入电路，P向右滑动时，接入电路的电阻减小，电流变大，故B错误；当b和c接入电路时，部分的电阻接入电路，P向右滑动时，部分长度减小，接入电路的电阻减小，电流变大，故C错误；当a和c接入电路时，部分的电阻接入电路，P向右滑动时，部分长度增大，接入电路的电阻增大，电流变小，故D正确。故选D。

7.答案：A

解析：这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等。但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据可知电流相等。

8.答案：A

解析：由题意可知：，；设b的电阻，由电阻定律得，。由题中电路图可知，三个电阻串联，通过它们的电流相等，由得的示数是的2倍，故A正确，C错误；的示数是的2倍，故B错误；的示数是的4倍，故D错误。

9.答案：AC

解析：解析:C对，D错:因为，所以，自由电子数目为

A对，B错:根据电流的微观表达式，自由电子数目为

答案:AC

10.答案：BC

解析：当两者串联时，电阻越大，对电路总电阻的影响越大，根据欧姆定律可得，电阻大的对电流的影响较大，故阻值大的滑动变阻器做粗调，B正确，A错误；当两者并联时，并联电阻接近阻值小的那个电阻，所以小电阻对电路的影响大，故阻值大的滑动变阻器做微调，阻值小的滑动变阻器做粗调，C正确，D错误。

11.答案：AD

解析：AB.当OA到达OC处时，圆环的电阻为1 Ω，与串联接入电源，外电阻为2 Ω，棒转动过程中产生的感应电动势，圆环上分压为1 V，所以圆环上的电功率为1 W，A正确，B错误；

CD.当OA到达OD处时，圆环中的电阻为零，此时电路中总电阻最小，而电动势不变，所以电功率最大为，C错误，D正确.

12.答案：（1）60.20；4.750/4.749/4.751/4.752

（2）如图所示

（3）

解析：

13.答案：（1）如图1所示

（2）×

（3）如图2所示；见解析

解析：由题图2中的电压、电流数据从0开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3V。由图像可知用“○”表示的数据点测得的电阻比较大，说明电流表内接，所以电流表外接对应的数据点用“×”表示。连线作图如图2所示，由图线斜率可知，用“×”连线，；用“○”连线，。

14.答案：见解析

解析：解：如图所示，t秒内到风叶处的空气包含在以S为底面积，长为的柱体中。

t时间内通过横截面积为的风能使风力发电机转动。

由。

其中

其动能的20%转化为电能。故产生电能的电功率

即。

15、

（1）答案：见解析

解析：接通开关S时，被短路，直接接在电源两端，电路消耗的电功率。

当开关S断开时，、串联后接到电源上，电路消耗的电功率

因为，所以开关S接通时，电饭锅处于加热状态；开关S断开时，电饭锅处于保温状态。

（2）答案：1

解析：加热时，；保温时，。要使，必有。