2020高中物理 第3章 恒定电流 6单元测试 鲁科版选修3-1 8页

第3章《恒定电流》单元测试 ‎ ‎1．下列说法中正确的是 (　　)‎ A．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化 B．导体材料的电阻率与其粗细长短无关 C．一般金属的电阻率都随温度升高而降低 D．测电阻率时为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数 解析：电阻率是反映材料导电性好坏的物理量．电阻率与导体的粗细长短无关，但受温度的影响较明显，金属材料的电阻率随温度的升高而升高，故A、C错．D项中电流大时产热多，对金属的电阻率的测量误差较大，所以D错，B项正确．‎ 答案：B ‎2．在一次研究性学习活动中，研究小组对一幢 居民楼的供电设施进行了观察和测量，整幢 居民楼的供电线路可简化为如图1所示的模 型，暂停供电时，用欧姆表测得A、B间电阻 图1‎ 为R，恢复供电后，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼的总功率可以用的公式是 (　　)‎ A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．以上公式都能用 解析：暂停供电时，用欧姆表测得的是温度较低时A、B间的电阻，因电阻随温度的升高而变化，故恢复供电时A、B间的电阻不再是R，且A、B间电路一般是非纯电阻电路，故总功率P＝IU.C项正确．‎ 答案：C ‎3．铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为 (　　)‎ A．光速c B. C. D. 解析：每摩尔铜的体积为，单位体积内铜原子个数为n′＝＝，由电流的微观表达式I＝n′qSv得：v＝，故选项D正确．‎ 答案：D ‎4．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v.若将导线均匀拉长，使它的横截面的半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则 (　　)‎ A．通过导线的电流为 B．通过导线的电流为 C．导线中自由电子定向移动的速率为 D．导线中自由电子定向移动的速率为 解析：导线被拉长后，其横截面积变小，变为原来的，其电阻增大为原来的16倍，则加上相同的电压U时，电流会减为原来的 ‎，B项正确；又根据I＝neSv，导线被拉长后，n、e不变，I变为原来的，S变为原来的，故v变为原来的，C项正确．‎ 答案：BC ‎5．小灯泡通电后其 电流I随所加电压U变化的图线如图2所示，‎ P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为 图2‎ U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是 (　　)‎ A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积 解析：由电阻的定义知某一状态下导体的电阻等于电压与电流的比值，在IU图象中等于该点与坐标原点连线斜率的倒数，则A、B正确，C错误；因为电功率P＝IU知D正确．‎ 答案：ABD ‎6．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内，下列判断正确的是 (　　)‎ ‎①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 ‎②电炉两端电压小于电动机两端电压 ‎③电炉两端电压等于电动机两端电压 ‎④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 A．①②④ B．①③‎ C．②④ D．③④‎ 解析：由P热＝I2R知①正确．因电动机消耗的功率有热功率和机械功率两部分，④正确．对电炉UI＝I2R，而电动机U′I＝I2R＋P机，所以U′＞U，②正确．A项正确．‎ 答案：A ‎7．如图3所示的电路中，输入电压U恒为 ‎12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字 样，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω.若灯 泡恰能正常发光，以下说法中正确的是 (　　) 图3‎ A．电动机的输入功率为12 W B．电动机的输出功率为12 W C．电动机的热功率为2.0 W D．整个电路消耗的电功率为22 W 解析：本题考查了闭合电路的欧姆定律，注意电动机为非纯电阻用电器，欧姆定律对电动机不再适用．灯泡L正常发光，则IL＝＝‎2 A，所以电路中的电流I＝‎2 A，故整个电路消耗的总功率P总＝UI＝24 W，D错．电动机的输入功率等于P总－P灯＝12 W，A对，B错．电动机的热功率P热＝I2RM＝2.0 W，C对．‎ 答案：AC ‎8．下面列出不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目：‎ ‎54cm彩色电视机工作电压：170 V~240V 工作频率：50Hz 额定功率：85W FS-69电风扇 规格：‎‎400 mm 额定电压：220V 工作频率：50Hz 额定功率：65W ‎ ‎ KFR-33GW 空调机 额定电压：220 V 工作频率：50 Hz 制冷/制热电流： ‎6.2 A‎/‎‎6.2 A BC-65B电冰箱 额定电压：220V 工作频率：50Hz 额定功率：70W 耗电量：0.8kW·h/24 h 根据铭牌上提供的信息，试判断下列说法正确的是 (　　)‎ A．正常工作时电风扇中流过的电流最小 B．正常工作时电风扇消耗的电功率最小 C．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电多 D．在24小时内正常使用的电冰箱比连续运转的电风扇耗电少 解析：由P＝UI得空调机的额定功率P空＝1364 W，所以正常工作时电风扇消耗的电功率最小，电流也最小，故A、B均对；由于在24小时内电冰箱的耗电量W＝0.8 kW·h，而电风扇的耗电量W＝Pt＝65×24 W·h＝1.56 kW·h，所以C错，D对．‎ 答案：ABD ‎9．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分 别为L和‎2L，串联在电路中时沿长度方向电 图4‎ 势的变化如图4所示，则A和B导线的横截 面积之比为 (　　)‎ A．2∶3 B．1∶3‎ C．1∶2 D．3∶1‎ 解析：由图象可知两导线电压降分别为UA＝6 V，UB＝4 V；由于它们串联，则3RB＝2RA；由电阻定律可知＝，得＝，选项B正确．‎ 答案：B ‎10．将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有‎6 C的电荷流过时，求：‎ ‎(1)有多少其他形式的能转化为电能；‎ ‎(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能；‎ ‎(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能．‎ 解析：(1)W＝Eq＝3.0×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能．‎ ‎(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能．‎ ‎(3)内电压U2＝E－U1＝3.0 V－2.4 V＝0.6 V 所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能，也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J.‎ 答案：(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J ‎11．如图5所示为电动机提 升重物的装置，电动机线圈电阻为r＝‎ ‎1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的 电流为‎1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求： 图5‎ ‎(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？‎ ‎(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？‎ ‎(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？‎ ‎(4)这台电动机的机械效率是多少？‎ 解析：首先要知道输入功率是电动机消耗的总功率，而输出功率是机械功率．消耗的电能转化为机械能和内能两部分，由能量守恒定律可求解．‎ ‎(1)根据焦耳定律，热功率为 PQ＝I2r＝12×1 W＝1 W.‎ ‎(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积 P入＝IU＝1×5 W＝5 W 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率 P出＝P入－PQ＝5 W－1 W＝4 W.‎ ‎(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s内P出t＝mgh.解得h＝＝ m＝‎2 m.‎ ‎(4)机械效率η＝＝×100%＝80%.‎ 答案：(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)‎2 m　(4)80%‎ ‎12．一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4‎ ‎ N的物体时，通过它的电流是‎0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升‎3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：‎ ‎(1)电动机的输入功率；‎ ‎(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；‎ ‎(3)线圈的电阻．‎ 解析：(1)电动机的输入功率 P入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W.‎ ‎(2)电动机提升重物的机械功率 P机＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4 W.‎ 根据能量关系P入＝P机＋PQ，得生热的功率 PQ＝P入－P机＝(0.6－0.4)W＝0.2 W.‎ 所生热量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J.‎ ‎(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻 R＝＝Ω＝5 Ω.‎ 答案：(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω