高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第1节 电流优秀课时作业

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册

第三章 恒定电流 单元检测试题1（解析版）

第I卷（选择题）

一、选择题（共40分）

1．下列说法中不正确的是（　　）

A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零

B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻

C．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），则总电阻一定增大

D．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），则总电阻一定减小

2．关于电流的概念，下列说法中正确的是（　　）

A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

B．某一导体内电子运动的速率越大，电流越大

C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

D．电流的传导速率越大，电流越大

3．如图所示，微型机器人电动机的线圈电阻为R，与电动势为E、内阻为r的直流电源相连，机器人正常工作。此时电路电流为I，电动机两端电压为U，则（　　）

A．电动机消耗的热功率为UI

B．电动机输入功率为EI

C．电源的效率为

D．电源的输出功率为

4．如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻R1＝2.95×104Ω，R2＝1.2×105Ω，灵敏电流计内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA，下列关于电压表量程的说法正确的是（　　）

A．当使用O、A两接线柱时，量程为4V

B．当使用O、A两接线柱时，量程为6V

C．当使用O、B两接线柱时，量程为15V

D．当使用O、B两接线柱时，量程为30V

5．电池已经越来越多地应用于我们的生活中，新型电池锂电池可产生3 V的电动势，这表示（　　）

A．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）将化学能转化为电能的本领小

B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为3 V

C．太阳能电池在1 s内将3 J的太阳能转变为电能

D．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把3 J的太阳能转变为电能

6．如图所示，用充电宝为一手机电池充电，在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则该段时间t内（　　）

A．充电宝输出的电功率为 B．充电宝产生的热功率为

C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为

7．一根铜导线经过拉线机几次拉制后，半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的（　　）

A．81倍 B．27倍 C．18倍 D．9倍

8．如图所示，若考虑电表内阻的影响，用两表示数算出，则（　　）

A．R测比R的真实值大 B．R测比R的真实值小

C．引起误差的原因是电压表分流 D．引起误差的原因是电流表分压

9．如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0～3A）和电流表A2（0～0.6A），把这两个电流表并联接入电路中测量电流。则下列说法中正确的是（　　）

A．A1的指针半偏时，A2的指针也半偏

B．A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏

C．A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A

D．A1的读数为1A时，干路中的电流为1.8A

10．如图所示，图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线，图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线，则下列说法正确的是（　　）

A．R1：R2=1：3

B．把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2

C．将A与B串联后接在电源上，二者消耗的功率之比P1：P2=1：3

D．将A与B并联后接在电源上，通过二者的电流之比I1：I2=1：3

第II卷（非选择题）

二、实验题（共15分）

11．现测定长金属丝的电阻率。

（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是___________mm。

（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为30Ω，请在方框内画出实验电路图，并标明器材代号___________；

电源E（电动势10V，内阻约为10Ω）

电流表A1（量程0~250mA，内阻R1=5Ω）

电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5Ω）

滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2A）

开关S及导线若干

（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx =___________。从设计原理看，其测量值与真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

12．某同学为测定电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0Ω，电源电动势E＝3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。

（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm。

（2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示：

根据表中的数据，在图丙的坐标纸上作出－x图像________，并由图线求出电阻丝的电阻率ρ＝________Ω·m（保留两位有效数字）。

（3）根据－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________Ω（保留两位有效数字）。

（4）若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率______（选填“有”或“无”）影响，根据－x关系图线纵轴截距的物理意义可求得的是______。

三、选择题（共45分）

13．一台电动机接到220V的交流电源上，已知电动机的电阻为10Ω，流过电动机的电

流为5A，求电动机的输出功率。

14．下图是一种家用电熨斗的电原理图（额定电压为220V）， R0是定值电阻，R是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响；

（1）该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，求R0的阻值及R的阻值变化范围；

（2）假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图所示，现在温度为的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？

15．如图所示，电源电压U为8V，定值电阻R2为4Ω，小灯A上标有“4V  0.2A”、小灯B上标有“12V  0.3A”的字样。电路接通后小灯A恰好正常发光。求：

⑴小灯B的电阻RB；

⑵小灯B的实际功率PB；

16．电流是国际单位制中七个基本物理量之一，也是电学中常用的概念。金属导体导电是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子定向移动形成电流。

(1)电子绕核运动可等效为一环形电流。设处于基态氢原子的电子绕核运动的半径为R，电子质量为m，电量为e，静电力常量为k，求此环形电流的大小。

(2)一段横截面积为S的粗细均匀金属导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。自由电子定向移动的平均速率为v。

a.请从电流定义式出发，推导出导线中的电流I的微观表达式；

b.按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场(可通过加电压实现)的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子（微观上使其热运动更加剧烈，宏观上产生了焦耳热），而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（为简化问题，我们假定：电子沿电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用L表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，求金属导体的电阻率。

参考答案

1．D

【详解】

A．根据并联电路知识可知，一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零。故A正确，与题意不符；

B．根据并联电路知识可知，并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻，故B正确，与题意不符；

CD．根据并联电路知识可知，并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），则总电阻一定增大。故C正确，与题意不符；D错误，与题意相符。

故选D。

2．C

【详解】

A．根据

可知，通过导体横截面的电荷量越多，电流不一定越大，选项A错误；

B．根据

I=neSv

可知，某一导体内电子运动的速率越大，电流不一定越大，选项B错误；

C．根据

可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，选项C正确；

D．电流的传递速率等于光速，电流的传导速率越大，电流不一定越大，选项D错误。

故选C。

3．D

【详解】

A．电动机消耗的热功率为I2R，故A错误；

B．电动机输入功率为IU，故B错误；

CD．电源的输出功率等于

电源的效率为输出功率和电源总功率的比值，则

故C错误，D正确。

故选D。

4．C

【详解】

AB．电压表指针满偏时，经过“表头”的电流为满偏电流，接O、A接线柱时，有

解得

故AB错误；

CD．接O、B接线柱时，有

解得

故C正确，D错误。

故选C。

5．D

【详解】

A．电动势的大小表示电池把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。因此太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）将化学能转化为电能的本领大，A错误；

B．把电池接入电路后，两极间的电压就是路端电压，不再是电动势，根据外接电阻的大小，路端电压会发生变化，B错误；

CD．电动势是3V，表明电路中每通过1C的电荷量，太能电池就把3J的太阳能转化为电能，C错误，D正确。

故选D。

6．D

【详解】

A．充电宝输出的电功率为

A错误；

B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以产生的热功率不一定为，B错误；

C．手机电池不是纯电阻元件，其产生的焦耳热为

由于

所以

C错误；

D．手机电池消耗的电功率为

产生的热功率为

所以手机电池储存的化学能为

D正确。

故选D。

7．A

【详解】

根据电阻定律

解得

半径缩小到原来的，结果这根铜导线的电阻就变为原来的81倍。

故选A。

8．BC

【详解】

由于电压表的分流作用，使电流表的示数大于流过待测电阻的实际电流，导致R测比R的真实值小，AD错误，BC正确。

故选BC。

9．AC

【详解】

AB．电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流表两端电压相等，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，故A正确，B错误；

CD．两电流表量程之比为5：1，两电流表的内阻之比为1：5，则通过电流表的电流之比为5：1．A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中的电流为1.2A，故C正确，D错误。

故选AC。

10．AC

【详解】

A．根据I­-U图像知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，故A正确；

B．根据公式

可得，把A拉长为原来的3倍后，横截面积减小为原来的，所以电阻变为原来的9倍，故B错误；

C．串联电路电流相等，将A与B串联后接在电源上，根据公式

P＝I2R

可得消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3，故C正确；

D．并联电路电压相等，电流之比等于电阻之反比，所以将A与B并联后接在电源上，通过二者的电流之比I1∶I2＝3∶1，故D错误。

故选AC。

11．0.200（0.198~0.202均可）            相等   

【详解】

（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+20.0×0.01mm=0.200mm，由于读数误差（0.198mm~0.202mm均可）；

（2）[2]由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1测电压，另一个电流表A2测电流，由题意可知，待测电阻阻值大于滑动变阻器阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示

（3）[3]由图示电路图可知，待测金属丝电阻

[4]由图示电路图可知，电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值等于真实值。

12．0.400        1.1×10－6    1.4
    无    电源的内阻和电流表内阻之和   

【详解】

（1）[1] 电阻丝的直径

（2）[2] －x图像如图所示

[3] 由电阻定律可得

由欧姆定律可得

则图像斜率

联立解得

代入数据得

联立解得电阻率为

代入数据得

（3）[4] 根据－x图中关系图线纵轴截距为1.8，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律得

即

解得

（4）[5] 由电阻定律可得

由欧姆定律可得

则图像斜率

联立解得

整理得

若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率无影响。

[6] 根据－x图中关系图线纵轴截距为y，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律得

即

解得

可求得的是电源的内阻和电流表内阻之和

13．850W

【详解】

电动机的输入功率为

电动机的热功率为

电动机的输出功率为

14．（1）100Ω，；（2）

【详解】

（1）温度最低档

代入数据

温度最高档

解得，。所以变阻器阻值范围是0到300Ω

（2）此时电熨斗表面温度与环境温度之差

由图像知电熨斗每秒钟散发的热量q=440J，要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率

P=440W

代入数据

解得，所以应将R调至10Ω。

15．（1）40Ω；（2）0.576W

【详解】

（1）灯B正常工作时，电压为UB=12V，电流IB=0.3A，由欧姆定律得电阻

（2）电路接通后小灯A恰好正常发光，A的电压UA=4V，IA=0.2A，B灯的电压为

UB=UA+IAR2=4+0.2×4（V）=4.8V

灯B的实际功率

16．(1) ；(1)a.，b.

【详解】

(1)电子绕原子核做匀速圆周运动，据向心力公式可得

周期为

联立可解得，

电子绕原子核运动的等效电流

(2)a．t时间内电子运动的距离为vt，则对应的体积为Svt，通过导体某一横截面积的自由电子数为nSvt，通过导体该横截面积的电荷量

q=enSvt

导体中电流大小为

b．导体中电流强度的微观表达式为

自由程L段内根据电阻定律有

欧姆定律

自由程内，电子在电场力作用下，速度从0增大到，由动能定理可得

由匀变速直线运动规律可知，自由电子定向移动的平均速率

联立可得出电阻率为。