湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理 第二章 恒定电流课时作业 新人教版选修3-1（通用） 15页

湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高中物理 第二章 恒定电流课时作业 新人教版选修3-1 ‎ ‎(2020.11)‎ ‎1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是(　　)‎ A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比 解析：　对于同种材料的导体，电阻率可以认为是个定值，根据电阻定律R＝ρ可知横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B错误；由欧姆定律知R＝U/I，此式是电阻的定义式，电阻R与电压U、电流I无正反比关系，故C、D错误．‎ 答案：　A ‎2．(2020·海淀高二检测)如下图所示，要使电阻R1消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节到(　　)‎ A．R1＋r　　　　　　 B．R1－r C．r D．0‎ 解析：　R1消耗的功率为P＝I2R1，可见当电流最大时，R1消耗的功率最大，由闭合电路的欧姆定律得：I＝E/(R1＋R2＋r)，当R2＝0时电流最大，R1消耗的功率最大．D正确，A、B、C错误．‎ 答案：　D ‎3．有三个电阻，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比为I1∶I2∶I3是(　　)‎ A．6∶4∶3 B．3∶4∶6‎ C．2∶3∶4 D．4∶3∶2‎ 解析：　本题考查并联电路电流关系．设并联电路两端电压为U，则I1∶I2∶I3＝∶∶∶＝∶∶＝6∶4∶3.故正确答案为A.‎ 答案：　A ‎4.如右图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)‎ A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．以上公式都可以 解析：　因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，只能用功率公式P＝IU计算．所以C正确，A、B、D错误．‎ 答案：　C ‎5．用P＝求出的“220 V,40 W”灯泡电阻为1 210 Ω，用多用电表测得其电阻只有90 Ω，下列说法中正确的是(　　)‎ A．两个阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数据 B．两个阻值相差悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大 C．两个阻值相差悬殊是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了 D．两个阻值相差悬殊是正常的，1 210 Ω是正常工作状态(温度很高)的阻值，90 Ω是常温下的阻值 答案：　D ‎6．公式E＝I(R＋r)的应用，电动势为3 V的电池，输出电流为‎3 A，由此可知(　　)‎ A．内、外电阻相差1 Ω B．内、外电阻之和为1 Ω C．外电阻为1 Ω D．内电阻为1 Ω 解析：　由闭合电路欧姆定律I＝可知，内、外电阻之和为1 Ω.‎ 答案：　B ‎7．如下图所示，电灯A上标有“10 V,10 W”的字样，电灯B上标有“8 V,20 W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6 Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，则(　　)‎ A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大 B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小 C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大 D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小 解析：　对于直流电路动态问题，宜采用“结构分析法”，沿“局部→整体→局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串、并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论，‎ 可以求得电灯A的电阻RA＝10 Ω，电灯B的电阻RB＝3.2 Ω，所以，当滑动触头由a向b端滑动的过程中，总电阻一直减小．故正确答案为B.‎ 答案：　B ‎8.如右图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．通过电动机的电流为‎10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的热功率为4 W D．电动机的输出功率为16 W 解析：　由E＝30 V，电动机两端电压10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V，则I＝ A＝‎2 A，故A错；电动机输入功率P＝UI＝10 V×‎2 A＝20 W，故B正确；由P热＝I2RM＝4×1 W＝4 W，故C正确；由P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确．‎ 答案：　BCD ‎9．某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量圆柱体的直径d，示数如图所示．‎ 由图可读出l＝________cm，d＝________mm.‎ 解析：　对游标卡尺主尺为‎2.2 cm，游标尺为5× mm＝‎0.5 mm＝‎0.05 cm.故l＝‎2.2 cm＋‎0.05 cm＝‎‎2.25 cm 螺旋测微器先读出固定刻度的读数，由于半刻度线已露出，所以固定刻度为‎6.5 mm，再读出可动刻度上的格数×‎0.01 mm，读数为‎6.5 mm＋36.0×‎0.01 mm＝‎6.860 mm.‎ 答案：　2.25　6.860‎ ‎10．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如下图所示．‎ ‎(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是________．‎ A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 ‎(2)在下面方框里画出这个实验的正确电路图．‎ 解析：　(1)在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，所以A项应选．直流电表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出．图中电流表的正、负接线柱接对了，所以选项B不选．图中电源由一节干电池充当，电动势是1.5 V，所以电压表的量程应选用0～3 V，图中连接是正确的，所以选项C不选．图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，选项D应选．‎ 答案：　(1)AD　(2)这个实验正确的电路图如下图 ‎11．在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：‎ ‎(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．‎ ‎(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×‎100”‎“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.‎ 解析：　(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．‎ ‎(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．‎ 答案：　(1)待测金属丝　(2)直流电压10 V　红　0　E　E ‎12．在如下图甲所示的电路中，电阻R1和R2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如下图乙中Oa、Ob所示．现在电路两端B、C之间加上恒定的电压U0＝7.0 V．调节调动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R1和R2的阻值为多大？R3接入电路的阻值为多大？‎ ‎　 ‎ 解析：　R1、R2和R3串联、电流相等．当电阻R1和电阻R2消耗的电功率相等时，得R1＝R2，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I＝2.5 mA，加在电阻R1和R2上的电压U1＝U2＝2.5 V，由欧姆定律得R1＝R2＝＝1 000 Ω，滑动变阻器R3两端的电压为U3＝U0－U1－U2＝2 V，由欧姆定律得R3＝＝800 Ω.‎ 答案：　R1＝R2＝1 000 Ω　R3＝800 Ω 单元综合评估(B卷)‎ ‎(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)‎ ‎1．电阻R和电动机M串联接到电路中，如右图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2.则有(　　)‎ A．U1＜U2，Q1＝Q2　　　　　　　　 B．U1＝U2，Q1＝Q2‎ C．W1＝W2，Q1＞Q2 D．W1＜W2，Q1＜Q2‎ 解析：　电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错；电流做的功W1‎ ‎＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2，C错；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A对D错．‎ 答案：　A ‎2．两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，其电流之比IA∶IB＝1∶4，则横截面积之比SA∶SB为(　　)‎ A．1∶2 B．2∶1‎ C．1∶4 D．4∶1‎ 解析：　由R＝可知，在U一定时，I与R成反比，即RA∶RB＝4∶1，又根据电阻定律R＝ρ＝ρ＝ρ可知，当ρ、V一定时，R∝，‎ 即有＝＝，所以＝＝.‎ 答案：　A ‎3.(2020·清流高二检测)如右图所示，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　　)‎ A．L1变亮，L2和L3皆变暗 B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗 C．L1变暗，L2变亮，L3也变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗 答案：　C ‎4．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)‎ A．a方式为“高”挡 B．b方式为“低”挡 C．c方式为“关”挡 D．d方式为“中”挡 解析：　a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝，由公式P＝，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错．‎ 答案：　B ‎5.在如右图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(　　)‎ A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小 解析：　当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝减小，电压表的示数U＝E－I(R2＋r)增大，A错B对；对于电容器，电荷量Q＝CU增大，C、D均错．‎ 答案：　B ‎6．如下图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(　　)‎ A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变小 C．通过R2的电流变小 D．电源内阻消耗的电压变大 解析：　若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．‎ 答案：　B ‎7．如下图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如下图所示的U－I图线，由图可知(　　)‎ ‎　‎ A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为3.50 Ω C．外电路发生短路时的电流为‎0.40 A D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝‎‎0.20 A 解析：　由全电路欧姆定律U＝E－Ir知当I＝0时，U＝E.U－I直线的斜率表示电源的内阻，‎ 则r＝＝ Ω＝1 Ω.‎ U轴的电压刻度不是从零开始的，U－I图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压1 V时的干路电流是‎0.4 A，因为＝r＝常数，从图中易知＝，所以I′＝‎0.2 A.‎ 答案：　AD ‎8.利用右图所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的－R图象应该是(　　)‎ 解析：　设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律，可得I＝，则U＝E－IR＝E－，由此可得＝＋，由此判断A正确．‎ 答案：　A ‎9．如右图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是(　　)‎ A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 解析：　滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A正确；B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误．‎ 答案：　A ‎10．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．‎ ‎　‎ ‎(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．‎ ‎(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)．‎ ‎(3)‎ 右图是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________ V，内阻r＝____________ Ω.‎ 解析：　(1)电路连接如下图．‎ ‎(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端．‎ ‎(3)由图象可知，电源电动势为1.5 V，‎ 内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.‎ 答案：　(1)‎ ‎(2)B　(3)1.5　1.0‎ ‎11．实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝的电阻率ρ＝1.7×10－8 Ω·m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等．‎ ‎(1)他们使用多用电表精测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：(请填写第②步操作)‎ ‎①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔；选择电阻挡“×1”；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图所示．‎ ‎(2)根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从下图所示的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻；‎ ‎(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如右图所示，金属丝的直径为________mm；‎ ‎(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为________m．(结果保留两位有效数字)‎ ‎(5)他们正确连接了电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．(只需写出简要步骤)‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 解析：　(1)在测量电阻前、应先将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零．‎ ‎(2)由欧姆表可读出金属丝电阻为4 Ω，由于该电阻阻值较小，在伏安法测电阻时应用电流表外接法；实验中要求有较大的电压调节范围，所以滑动变阻器应用分压接法，故D正确．‎ ‎(3)螺旋测微器读数d＝‎0 mm＋26.0×‎0.01 mm＝‎0.260 mm.‎ ‎(4)由电阻定律R＝ρ得L＝＝≈‎13 m.‎ 答案：　(1)(1)将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零 ‎(2)D　(3)‎0.260 mm(0.258～‎0.262 mm)‎ ‎(4)‎13 m(12～‎13 ‎m)‎ ‎12．如下图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r＝1 Ω，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为‎3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？‎ 解析：　R1上消耗的功率P1＝I2R1＝9×1 W＝9 W电动机两端的电压 U＝E－I(R1＋r)＝12 V－3×(1＋1) V＝6 V 通过R2的电流为I1＝＝ A＝‎‎1 A 通过电动机的电流为I2＝I－I1＝‎‎2 A 故电动机消耗的电功率为P2＝I2U＝2×6 W＝12 W.‎ 答案：　9 W　12 W ‎