高中物理选修31 第二章 恒定电流 章节测试含答案.docx
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高中物理选修31第二章恒定电流章节测试含答案
高中物理选修3-1第二章恒定电流章节测试
一、单选题
1.关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率
B. 电子运动的速率越大,电流越大
C. 电流是一个矢量,其方向就是正电荷的定向移动方向
D. 在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位
2.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。
一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。
在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A. PQ中电流先增大后减小
B. PQ两端电压先减小后增大
C. PQ上拉力的功率先减小后增大
D. 线框消耗的电功率先增大后减小
3.一根粗细均匀的长直导线,其电阻大小为R0,现将它截为等长的n段,然后将它们全部并联,则总电阻为( )
A.
B.
C. nR0
D. n2R0
4.用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程,下列装置属于这类传感器的是( )
A. 红外报警装置
B. 走廊照明灯的声控开关
C. 自动洗衣机中的压力传感装置
D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器
5.下列说法正确的是( )
A. 楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中只有声传感器
B. 电子秤所使用的测力装置是温度传感器
C. 用点电荷代替带电体,应用的是理想模型法
D. 伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时,使用的是等效替代法
6.一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段,再将它们并联起来,测得阻值为3Ω,则此电阻丝原来的阻值为:
( )
A. 9Ω
B. 8Ω
C. 27Ω
D. 3Ω
7.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为 ( )
A. 4ρ和4R
B. ρ和4R
C. 16ρ和16R
D. ρ和16R
8.欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
9.已知磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大。
为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路。
若探测装置从无磁场区进入强磁场区,电源的电动势E和内阻r不变,理想电压表、电流表的示数将发生变化,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为∆U1、∆U2,已知电阻R大于电源内阻r,则( )
A. 电流表A的示数减小
B. 电压表V1的示数减小
C. 电压表V2的示数减小
D. ∆U1大于∆U2
10.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )
A. 电压表的示数增大 B. R2中电流增大 C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大
11.在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示的电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时( )
A. 电容器C的带电荷量增大
B. 电压表的读数增大
C. 电容器C两板间的电场强度减小 D. R1消耗的功率增大
三、填空题
12.某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻.已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω;电压表(量程0﹣3V,内阻3KΩ),电流表(量程0﹣0.6A,内阻1.0Ω),定值电阻R0=0.5Ω,滑动变阻器有R1(最大阻值10Ω,额定电流2A)和R2(最大阻值100Ω,额定电流0.1A)各一只.
①实验中滑动变阻器应选用________.(选填“R1”或“R2”)
②根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路________.
③在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的电压与电流关系图线,根据图线求出的电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.
13.如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U﹣I图线如图乙所示,当U=10V时,电解液的电阻为________Ω,电阻率为________Ω•m
14.如图所示的电路,当开关与a相连时,通过灵敏电流表的电流方向________(选填“向左”或“向右”).然后将开关与b相连,此时通过灵敏电流表的电流方向________(选填“向左”或“向右”).
四、解答题
15.现有一个电学黑箱,有A、B、C、D四个接线柱,如图所示。
若用多用电表的电压挡和电阻挡分别做三次测量,发现两接线柱间测量结果如下:
UAB=UAC=UAD=1.5V;UBC=UBD=UCD=0;RBC=4Ω,RBD=3Ω,RCD=5Ω。
试判断箱内电路的最简结构(电阻无并联的情况)。
五、实验探究题
16.在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L,直径d和电阻R.
(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为________ mm.
(2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________.(填“偏大”或“偏小”)
17.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r,所用电路如图(a)所示,一位同学测得的六组数据如下表所示.
组别
1
2
3
4
5
6
电流I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
电压U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
(1)试根据这些数据在图(b)中作出U﹣I图线.
(2)根据图线求出电池的电动势E=________V,电池的内阻r=________Ω.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【分析】A、导线内自由电子的定向移动速率,一般为10-5m/s的数量级,电流的传导速率等于光速;错误
B、由电流微观表达式
可知,电子运动的速率越大,电流不一定越大;错误
C、电流随有方向,但是电流求和是代数求和,则电流为有方向的标量;错误
D、在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位;正确
故选D。
【点评】注意区分电子定向移动速率、电子热运动速率和电流传导速率。
2.【答案】C,D
【解析】【解答】导体棒由靠近ad边向bc边匀速滑动的过程中,产生的感应电动势E=BLv,保持不变,外电路总电阻先增大后减小,由欧姆定律分析得知PQ中的电流先减小后增大,A不符合题意.PQ中电流先减小后增大,PQ两端电压为路端电压,由U=E-IR,可知PQ两端的电压先增大后减小.B不符合题意;导体棒匀速运动,PQ上外力的功率等于回路的电功率,而回路的总电阻R先增大后减小,由
,分析得知,PQ上拉力的功率先减小后增大.C符合题意.线框作为外电路,总电阻最大值为
,则导体棒PQ上的电阻始终大于线框的总电阻,当导体棒向右运动的过程中电路中的总电阻先增大后减小,根据闭合电路的功率的分配关系与外电阻的关系可知,当外电路的电阻值与电源的内电阻相等时外电路消耗的电功率最大,所以可得线框消耗的电功率先增大后减小.D符合题意.
故答案为:
CD。
【分析】导体棒运动切割磁感线产生感应电流,导体棒相当于电源,导体棒电阻为内阻,外电路为并联电路,分析外电阻变化,根据电路动态变化分析方法分析各部分电流、电压和功率的变化。
3.【答案】A
【解析】【分析】将它截为等长的n段,由于体积不变,并联后相当于横截面积变为原来的n倍,由电阻公式
,A对。
【点评】本题难度较小,明确变化后导体体积不变,同时并联电阻相当于把相同的导线捆到一起。
4.【答案】A
【解析】【解答】遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量,从而引起报警.而遥控器调换电视机的频道的过程,也发出红外线.故A正确;
走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号的过程,故B不正确;
自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号的过程,故C不正确;
电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号的过程,故D不正确;
故选A
【分析】本题考查了传感器的工作原理,明确传感器的工作原理即可正确解题.
5.【答案】C
【解析】【解答】A、楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中不只有声传感器.故A错误;B、电子秤所使用的测力装置是压力传感器,故B错误;
C、用点电荷代替带电体,应用的是理想模型法.只有当电荷间距远大于电荷自身大小时,才能看成点电荷.故C正确;
D、伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时,运用的控制变量法.故D错误;
故选C
【分析】楼道里的灯不只是声音传感器,因为白天有声音是不能亮的.电子秤是压力传感器;点电荷是理想化模型,因为当电荷间距远大于电荷自身大小时,才能看成点电荷.伽利略探究力和运动时,使用的控制变量法.
6.【答案】C
【解析】【解答】若设三段等长导体电阻均为R,由并联电路总电阻
表达式可知
,所以R="9"Ω。
根据R=
,电阻率和横截面积不变,未截断之前长度L是现在的三倍,所以原来未截开时的电阻应该是3R="3×9"Ω=27Ω,选项C符合题意。
故答案为:
C。
【分析】根据电阻定律可知相同材料、粗细均匀且长度相等的金属丝电阻大小相等,利用并联电路电阻特点即可得出每一根导体电阻的大小,即原电阻丝的阻值为截出的三段电阻丝的阻值之和。
7.【答案】D
【解析】【分析】导线体积不变,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,根据
可得截面积变为原来的
,由
可知长度变为原来的4倍,由
可知电阻变为原来的16倍;金属的电阻率不随形状的变化而变化。
故选D。
【点评】本题一定要注意金属导线的直径变化后不但会使截面积发生变化,还会是长度发生变化,注意体积不变是解决此题的关键。
8.【答案】A
【解析】【解答】解:
由电阻的决定式可知,A中电阻RA=
,B中电阻RB=
;C中电阻RC=
;D中电阻RD=
;
故电阻最小的为A;
故选:
A.
【分析】由金属导体电阻的决定式R=ρ
进行计算,注意各电阻中的导体长度及截面积.
二、多选题
9.【答案】A,B,D
【解析】【解答】因为磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大,所以当它从无磁场区进入强磁场区时,其电阻会变大,所以闭合回路的总电阻变大,由
可知:
总电流减小,所以电流表A的示数减小,故A正确,由
可知:
电阻R的电压减小,即电压表V1的示数减小,故B正确,由
可知:
路端电压变大,所以电压表V2的示数变大,故C错误;由闭合电路的欧姆定律可知:
,
,由欧姆定律得:
,电阻R大于电源内阻r,所以
,所以
,故D正确。
10.【答案】A,C
【解析】【解答】解:
A、当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,R3变小,外电路总电阻减小,则电路中的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,故R1两端的电压增大,即电压表的示数增大,故A正确;
B、D因电路中总电流增大,电源的内电压增大,路端电压减小,同时R1两端的电压增大,故并联电路部分电压减小,则流过R2的电流减小,故BD错误;
C、由并联电路电压增大,可知流过灯泡的电流一定增大,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率增大,故C正确;
故选:
AC.
【分析】当照射光强度增大时,R3变小,分析电路中总电阻的变化,则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化,由欧姆定律可得出电压表示数的变化;同时还可得出路端电压的变化;由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化,再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化,由功率公式即可得出灯泡功率的变化.
11.【答案】A,B
【解析】【解答】电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由场强
,Q=CU2可知Q、E′都增大,故A正确,C错误;
当环境温度降低时,R2变大,电路的总电阻变大,由
知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增大,B正确;
又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,D错误;
故选AB
【分析】本题是一道电学综合题,需要一定分析能力。
三、填空题
12.【答案】R1;
;1.47;0.95
【解析】【解答】解:
①R2额定电流只有0.1A,当R2阻值较小时电路电流大约0.75A,很容易烧坏,所以应选R1②先串后并,并注意元件顺序,开关位置,且连线不能交叉,另注意电表+﹣接线柱,如下图
③当I=0,外阻接近无穷大,此时U=E=1.47V
又由闭合电路欧姆定律有E=U+I(R0+r),
从图像中取任意清晰一点坐标代入上式,可解得
r=0.95V
故答案为:
①R1
②如下图示
③1.47,0.45
【分析】①R2额定电流只有0.1A,很容易烧坏②先串后并,并注意元件顺序,开关位置,且连线不能交叉③纵轴截距为电动势,另取一点坐标利用闭合电路欧姆定律列方程求解内阻
13.【答案】2000;40
【解析】【解答】解:
由图象可知,当U=10V时,I=5×10﹣3A,∵I=
,
∴电解液的电阻R=
=
=2000Ω;
由R=ρ
可得,电解液的电阻率ρ=
=
=
=40Ω•m;
故答案为:
2000;40.
【分析】由图象找出电压为10V时的电流I,由欧姆定律可以求出电解液的电阻;
由电阻定律求出电解液的电阻率.
14.【答案】向右;向左
【解析】【解答】当开关与a相连时,电源给电容器充电,电流表中电流向右;
当开关与b相连时,电容器放电,电流表中电流向左;
故答案为:
向右;向左.
【分析】当开关与a相连时,电源给电容器充电,当开关与b相连时,电容器放电.
四、解答题
15.【答案】解:
由电压测量结果知,B、C、D三点电势相等,A点电势比它们高1.5V,只有一节干电池,接线柱A应接电源正极,在B、C、D三点间无电池。
由电阻测量结果可知,B、C、D三个接线柱之间均有电阻,如图所示,由测量结果可知:
R1+R2=4Ω,R1+R3=3Ω,R2+R3=5Ω,解得:
R1=1Ω,R2=3Ω,R3=2Ω。
【解析】【分析】此题比较简单,属于典型题型,在电源外部电势高的一端连接电源正极,由电阻测量结果可得B、C、D上有各自的电阻,进行求解得出各自电阻的阻值。
五、实验探究题
16.【答案】
(1)0.698
(2)偏小
【解析】【解答】解:
(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为19.8×0.01mm=0.198mm,金属丝直径为0.5mm+0.198mm=0.698mm;
(2)由图乙所示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表分流,所测电流偏大,由欧姆定律可知,金属丝电阻测量值偏小.
故答案为:
(1)0.698;
(2)偏小.
【分析】螺旋测微器固定刻度与可动刻度所示之和是螺旋测微器的示数;分析电路结构,根据电路结构、应用欧姆定律分析实验误差.
17.【答案】
(1)解:
如图所示;
(2)1.45;0.70
【解析】【解答】解:
(1)利用表中坐标值,采用描点法并连线得图象如图所示;
;
(2)由闭合电路欧姆定律可知U=E﹣Ir,再由数学知识可知,
图象与纵坐标的交点为电源的电动势故电源的电动势为1.45V;
而图象的斜率表示电源的内阻,r=
=
=0.70Ω;
故答案为:
(1)如图;
(2)E=1.45V(1.44V﹣1.47V),r=0.69Ω(0.67Ω﹣0.72Ω).
【分析】
(1)由表中数据可得出(U,I)坐标,采用描点法可得出对应的点,再用直线将各点相连;
(2)由公式及图象可得出图象中截距及斜率的意义,并能求出电源的电动势;
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