2022-2023学年鲁科版必修第三册 第三章 恒定电流 单元测试2

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.如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线，那么所示的电阻及这两个电阻串联或并联后图像所在的区域正确的是(   )

A.a表示电阻大的图线，并联后图线在区域Ⅲ B.a表示电阻小的图线，串联后图线在区域Ⅲ

C.a表示电阻小的图线，并联后图线在区域I D.a表示电阻大的图线，串联后图线在区域Ⅰ

2.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且作为一个引出电极，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作出判断。根据你的判断，R的合理表达式应为(   )

A. B. C. D.

3.如图所示，和是由同种材料制成的，厚度相同，表面为正方形而边长不同的导体，其中的尺寸比的尺寸大。在两导体上加上电压后，形成如图所示的电流，方向如图所示，则下列说法中正确的是(   )

A.的电阻比的电阻大

B.的电阻比的电阻小

C.若流过两个电阻的电流大小相等则所加的电压也一定相等

D.若流过两个电阻的电流大小相等则所加的电压一定不相等

4.如图所示的电路中，若为输入端，为输出端，现把滑动变阻器的滑片置于变阻器的中央，则(   )

A.空载时输出电压

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

5.某实物投影机有10个相同的强光灯(24V/200W)和10个相同的指示灯(220V/2W),将其连接在220V交流电源上，电路见图，若工作一段时间后，灯丝烧断，则(   )

A.的功率减小，的功率增大

B.的功率增大，的功率增大

C.功率增大，其它指示灯的功率减小

D.功率减小，其它指示灯的功率增大

6.在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是(   )
 

A.灯泡的电阻为 B.通过灯泡的电流为通过灯泡电流的2倍

C.灯泡消耗的电功率为0.75 W D.灯泡消耗的电功率为0.30 W

7.2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是(   )

A.电导率的单位是 B.材料的电导率与材料的形状有关

C.材料的电导率越小，其导电性能越强 D.电导率大小与温度无关

8.如图所示，为不同材料制成的电阻，b与a的长度相等，b的横截面积是a的两倍；c与a横截面积相等，c的长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是。关于这三种材料的电阻率，下列说法正确的是(   )

A.是的2倍 B.是的2倍 C.是的2倍 D.是的2倍

9.在检验两地是否短路的测试中，经常用到如图所示的T形电路，电路中的电阻，，有一测试电源，所提供的测试电压恒为80V。以下说法正确的是(   )

A.若将端短路，之间的等效电阻为

B.若将端短路，之间的等效电阻为

C.当两端接上测试电压时，两端的电压为30V

D.当两端接上测试电压时，两端的电压为30V

10.如图所示，经过精确校准的电压表和，分别用来测量某线路中电阻R两端间的电压时，读数依次为12.7V和12.3V，则(   )

A.间的实际电压略大于12.7V B.间的实际电压略小于12.7V

C.电压表的内阻大于的内阻 D.电压表的内阻小于的内阻

11.如图所示的电路中，小量程电流表的内阻，满偏电流，下列说法正确的是(   )

A.当和均断开时，改装成量程为1V的电压表

B.当和均断开时，改装成量程为1A的电流表

C.当和均闭合时，改装成量程为1V的电压表

D.当和均闭合时，改装成量程为1A的电流表

二、实验题（共18分）

12.（9分）现用伏安法研究某电子器件（6 V  2.5 W）的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整（直接测量的变化范围尽可能大一些），备有下列器材：
A.直流电源（电压恒为6 V）；
B.电流表G（满偏电流3 mA，内阻）；
C.电流表A（0~0.6 A，内阻未知）；
D.滑动变阻器（0~，10 A）；
E.滑动变阻器R（0~，1 A）；
F.定值电阻（阻值）；
G.开关与导线若干。
（1）根据题目提供的实验器材，请你在虚线框里画出测量电子器件伏安特性曲线的电路原理图（可用“”表示）。

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用_________。（填写器材序号）
（3）将上述电子器件和另一电子器件接入如图甲所示的电路中，它们的图线分别如图乙中所示。电源的电压恒为6.0V。调节滑动变阻器，使和消耗的电功率恰好相等，则此时和的阻值之和为_________Ω，接入电路的阻值为________Ω。
 

13（9分）.某同学想要测定一个定值电阻R的阻值(2kΩ左右)，实验室提供的实验器材如下：

电流表：(量程为200mA，内阻)

电流表(量程为0.6A，内阻)

电压表(量程3V，内阻)

电压表(量程5V，内阻)

滑动变阻器(最大允许通过电流1.5A，最大阻值50Ω)

滑动变阻器(最大允许通过电流0.3A，最大阻值3kΩ)

待测定值电阻电源E(电动势约15V，内阻较小但不可忽略)，单刀开关S，导线若干回答下列问题：

(1)请选择合适的器材进行电路设计来完成对待测电阻的测量，要求尽可能测量多组数据，电表能有较大的偏转，实验中滑动变阻器应选用__________(填“”或“”)，并采用__________(填“限流”或“分压”)接法。请在虚线框中画出的完整实验电路原理图

(2)根据设计的实验电路可求得__________(可用、、、、、、、中的部分符号表示)。

三、计算题（共27分）

14.（12分）在如图所示的电路中，电阻为10 Ω，为120 Ω，为40 Ω。另有一个电压恒为10 V的电源。
 

（1）当端短路时，之间的等效电阻是多少？

（2）当两端接通测试电源时，两端的电压是多少？

15.（15分）电动平衡车是一种绿色环保、智能时尚的代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化，通过伺服控制系统驱动电机进行相应调整，以保持正常工作。某平衡车使用的电机额定功率，额定电压，车身自重，设平衡车行驶时受到的阻力为人和车总重的0.1，小明质量，重力加速度。当小明以速度驾驶平衡车在公路上匀速行驶时，电机恰好达到额定功率。求
 

（1）5分钟内电机所消耗的电能；

（2）电机的输出功率；

（3）电机的内阻。

答案以及解析

1.答案：BC

解析：根据知，图像的斜率表示电阻的倒数，所以a表示电阻小的图线，选项AD错误；电阻串联后的总电阻比还大，即串联后图线在区域Ⅲ，选项B正确；电阻并联后的总电阻比还小，即并联后图线在区域I，选项C正确。

2.答案：B

解析：根据电阻的公式可知，式子的分母应该是面积单位，故CD错误；当时，电阻阻值应该为零，可知B正确，A错误。

3.答案：C

解析：AB.设表面正方形的边长为表面正方形的边长为，材料对应的电阻率为ρ，厚度为d，根据电阻定律可得

,

可得

AB错误；

CD.根据欧姆定律

若流过两个电阻的电流大小相等，由于两个电阻阻值相等，则所加的电压也一定相等，C正确，D错误。

故选C。

4.答案：C

解析：空载时，，A错误；间接入R时，R与变阻器一半电阻并联，并联后电阻小于变阻器阻值一半，所以，B错误；R越大，并联电阻越接近变阻器阻值一半，越接近，C正确，D错误。

5.答案：C

解析：并联，灯丝烧断，两端电压增大，由知，照明灯电阻不变，实际功率变大；

在串联电路中总电压等于分电压之和.两端电压增大，所以其它灯组两端电压减小，由知：其它指示灯电阻不变，实际功率减小.

6.答案：ACD

解析：当开关闭合后，灯泡两端的电压，由题图乙读出电流，则灯泡的电阻，功率，故A、C正确；灯泡串联，电压，由题图乙读出电流，灯泡消耗的功率，故B错误，D正确。

7.答案：A

解析：，则，则电导率的单位是，故A正确；材料的电导率与材料的形状无关，故B错误；材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，故C错误；导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，故D错误。

8.答案：C

解析：电路为串联电路，通过的电流相等，设a的长度为L，横截面积为S，因为

所以

而

即

解得

同理

所以

解得

由上述可知

故C正确，

ABD错误。

9.答案：C

解析：当端短路时，间电路的结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为；故A错误；当端短路时，之间电路结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为：，故B错误；当两端接通测试电源时，两端的电压等于电阻两端的电压，，故C正确；当两端接通测试电源时，两端的电压等于电阻两端的电压，为，故D错误；故选C。

10.答案：AC

解析：AB. 由于电压表不是理想电表（内阻不是无穷大），当两端接入电压表后，电阻R与电压表的并联电阻小于电阻R，根据欧姆定律和串并联规律可知，电阻R与电压表的并联总电压小于电阻R的实际电压，即两端实际电压将大于电压表的示数，当然大于电压表的示数，即间的实际电压略大于12.7 V，故A项正确，B项错误；

CD. 根据欧姆定律可知，若电压表的内阻越大，电压表与R的并联电阻就越大，电压表的示数也越大，即电压表的内阻大于电压的内阻，故C项正确，D项错误.

11.答案：AD

解析：当和均断开时，改装成了电压表，量程，当和均闭合时，改装成了电流表，其量程，所以AD正确。

12.答案：（1）如图所示

（2）D

（3）20；4

解析：（1）要描绘电子器件的伏安特性曲线，要求电压从0开始测量，直接测量的变化范围大，滑动变阻器应采用分压式接法，由于电流表G的内阻是已知的，所以应改装成电压表，釆用电流表外接法，电路原理图如图所示。
（2）电子器件在额定电压下的电阻为，应选用最大阻值与相近或比更小的滑动变阻器，即滑动变阻器应选用D。
（3）和串联，电流，由它们消耗的电功率恰好相等有，得，结合题图乙知，，和阻值之和为，接入电路的阻值为。

13.答案：(1)；分压；

(2)

解析：(1)根据题意，实验中，要求尽可能测量多组数据，电表能有较大的偏转，滑动变阻器采用分压接法，故应选用，由欧姆定律可得，电路中的最大电流约为，可知，两个电流表的量程太大，故选用双伏法测量，实验电路原理图为：

(2)根据电路原理图，由欧姆定律可得，解得。

14.答案：（1）40Ω

（2）80V

解析：解:(1)当端短路时，等效电路如图甲所示，与并联后与串联。
则


(2)当两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，由图可的知与串联，


 

15.答案：（1）

（2）400 W

（3）

解析：（1）5分钟内，电机所消耗的电能：
解得：
（2）由匀速运动可知，牵引力

电机输出功率：
代入数据解得
（3）电机的热功率：
由得，
又
代入数据可得：