2019届人教版 恒定电流 单元测试

2018-2019学年高二物理人教版选修3-1：恒定电流单元测试

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.如图所示是电阻R的I-U图象，图中α=45°，由此得出（）

A. 欧姆定律适用于该元件

B. 电阻

C. 因图象的斜率表示电阻的倒数，故

D. 在R两端加上V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是C

2.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.

3.如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。当将一个“2.5V，0.5A”的小灯泡L1接在a，b两点间

时，小灯泡L1恰好正常发光；若换一个“2.5V，1A”的小灯泡L2接在a，b两点间，则这个小灯泡L2（）

A. 也能正常发光

B. 比正常发光暗些

C. 比正常发光亮些

D. 条件不足无法判断

4.如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，闭合开关后，灯泡L发光，若滑动变阻器的滑片向a端滑

动，则

A. 通过的电流变小

B. 通过的电流不变

C. 灯泡L变暗，电流表的示数变大

D. 灯泡L变亮，电流表的示数变大

5.一电流表的满偏电流I g=1mA，内阻为200Ω．要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表

上（）

A. 并联一个的电阻

B. 并联一个约为的电阻

C. 串联一个约为的电阻

D. 串联一个的电阻

6.一阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，下列哪种情况下电阻丝的电阻仍为R？

（）

A. 长为L，横截面积为2S的相同材料的均匀电阻丝

B. 横截面积为S，长为2L的相同材料的均匀电阻丝

C. 长为2L，横截面积为2S的相同材料的均匀电阻丝

D. 长为2L，横截面半径为原来2倍的相同材料的均匀电阻丝

7.下列说法正确的是（）

A. 半导体材料导电性能不受外界条件的影响

B. 超导现象是指在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象

C. 由可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比

D. 由可知，与S成正比，与L成反比

8.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变

阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）

A. 增大，不变，U增大

B. 增大，减小，U增大

C. 减小，增大，U减小

D. 减小，不变，U减小

9.下图为某同学连接的实验实物图，闭合开关后A,B灯都不亮，他采用电压表来进行检查，该同学的测

试结果如表格所示，则可以判定的故障是（）

A. 灯A短路

B. 灯B短路

C. c---d段断路

D. —间导线断路

10.图为小灯泡的U-I图线，若将该小灯泡与一节电动势E=1.5V，内阻r=0.75Ω的

干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一

组数据（）

A. ，

B. ，

C. ，

D. ，

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11.以下关于恒定电流部分知识说法正确的是：( )

A. 所有材料的电阻率都会随着温度的升高而增大

B. 在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流

C. 外电路断路时的路端电压等于电源电动势

D. 电源电动势的方向是电源内部电势升高的方向

12.某导体中的电流随其两端的电压变化，如图实线所示，则下列说法中正确

的是（）

A. 加5 V电压时，导体的电阻是

B. 加12 V电压时，导体的电阻是

C. 由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小

D. 由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小

13.有一灵敏电流计，其表头内阻Rg=1000Ω，满偏电流Ig=100μA，以下说法正确的是（）

A. 把它改成量程为的电压表，应串联一个15 的电阻

B. 把它改成量程为的电流表，应并联一个的电阻

C. 把它改成量程为的电流表，测量某电流时读数为，此时流过表头的电流为

D. 把它改成量程为的电压表，测量某电压时读数为，此时流过表头的电流为

14.如图电源内阻为r，固定电阻R0=r，可变电阻R x的总电阻值为3r，若变阻器

触头P由最左端向最右滑动。则（）

A. 电源输出功率由小变大

B. 消耗功率由大变小

C. 消耗功率由小变大

D. 电源的效率由大变小

15.在炎热的夏天小学生们喜欢戴着装有一个微型电风扇的帽子，微型电风扇中直流电动机的额定电压为

U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（）

A. 电源的总功率为UI

B. 电源的输出功率为UI

C. 电动机消耗的热功率为

D. 电动机消耗的热功率为

三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）

16.为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：

A．干电池一节

B．电压表v1（0-15V，内阻约为15KΩ）

C．电压表v2（0-3V，内阻约为3KΩ）

D．电流表A1（0-3A，内阻约为2Ω）

E．电流表A2（0-0.6A，内阻约为10Ω）

F．电流表G（满偏电流3mA，内阻R g=10Ω）

G．变压器

H．滑动变阻器（0-1000Ω）

I．滑动变阻器（0-20Ω）

J．开关、导线

（1）用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的滑动变阻器是______ ，电流表______ ，电压表______ （用代号回答）

（2）根据实验要求，用笔画线代替导线在实物图甲上连线．

（3）某次实验记录如下：

根据表中数据在坐标图乙上画出U-I图线，由图可求得E= ______ V，r= ______ Ω．

（4）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比______ （填“偏大”“偏小”

或“相等”）．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17.如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”

的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=4Ω，求：

（1）电源的内电压U内；

（2）通过电动机M的电流I M；

（3）电动机的输出功率P出．

18.如图所示的电路中，电源的电动势E=80V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动

变阻器．问：

（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？

（2）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效

率为多少？

（3）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？

19.如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=R2=R3=R4=1Ω，电容器电容C=6μF，开关闭合时，间

距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态．求：

（1）电路稳定后通过R4的电流I；

（2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q；

（3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小．

答案和解析

1.【答案】A

【解析】

解：A、根据数学知识可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，欧姆定律适用，故A正确

B、根据电阻的定义式R=可知，I-U图象斜率的倒数等于电阻R，则得R=Ω=2Ω，故B

错误；

C、由于I-U图象中横纵坐标的标度不同，故不能直接根据图象的斜率求电阻，故C错误；

D、由图知，当U=6V时，I=3A，则每秒通过电阻横截面的电荷量是q=It=3×1C=3.0C，故D

错误。

故选：A。

电阻R的I-U图象斜率的倒数等于电阻R，由数学知识分析电流与电压的关系。对于电阻R，运用斜率求解，但不能根据直线倾角的正切的倒数求解。由图读出电压为U=6V时的电流，由q=It求解每秒内通过电阻的电荷量。

本题考查了学生对电阻的定义式R=的理解与掌握，要注意直线的斜率与直线倾角的区别。

2.【答案】D

【解析】

【分析】

设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率。

本题关键是建立物理模型，根据电流的定义式推导电流的微观表达式，它是联系微观与宏观的桥梁。

【解答】

ABCD.单位长度质量为：

单位长度原子数为：

每个铜原子可以提供一个自由电子，故电子数为，电流

而

解得：,故D正确，ABC错误。

故选D。

3.【答案】B

【解析】

【分析】

本题考查欧姆定律，串联分压的特点。解题的关键是知道欧姆定律的应用，串联电路的分压

特点。

根据欧姆定律可求出两灯泡的电阻，根据串联分压的特点判断灯泡电压的变化。【解答】

由铭牌根据可得：，，可知R

1＞R

2

，当接入L

2

时，

电路中的电阻变小，电路中L

2

分的电压变小，不能达到正常电压，其实际功率小于额定功率，比正常发光暗些，故B正确，ACD错误。

故选B。

4.【答案】C

【解析】

【分析】

本题考查电路动态分析问题。

滑动变阻器的滑片向a端滑动过程，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化，来判断电灯亮度和电流表示数的变化。

解题的关键是根据电阻变化判断电压和电流变化，对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大判断变化。

【解答】

若滑动变阻器的滑片向a端滑动，变阻器电阻减小，则并联的总电阻减小，并联两端电压减小，则通过灯泡的电流变小，灯泡L变暗。电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，总电流增大，电流表的示数变，通过R2的电流变大，故C正确，ABD错误。

故选C。

5.【答案】B

【解析】

解：把电流表改装成0.5A的电流表需要并联一个分流电阻，

分流电阻阻值：R==≈0.4Ω；

故选：B．

把电流表改装成大量程电流表需要并联一个分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值．

本题考查了电流表的改装，知道电流表改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．

6.【答案】C

【解析】

解：由电阻定律R=ρ可知

A、长度不变为，横截面积变成2S时，有R′=ρ=R，故A错误；

B、横截面积不变，长度变为二倍时，有R′=ρ=2R，故B错误；

C、长为2L，横截面积为2S的相同材料的均匀电阻丝，由R′=ρ=R；故C正确；

D、长为2L，横截面半径为原来2倍的相同材料的均匀电阻丝时，S变成原来的4倍，则有：

R′=ρ=；故D错误；

故选：C．

本题考查了影响电阻的因素，导线越长，电阻越大，导线越粗，电阻越小．根据电阻定律的表达式可求得电阻的变化．

知道导体的长度、横截面积以及材料决定电阻的大小，并且知道电阻的大小与其决定因素的具体关系是本题的关系．

7.【答案】B

【解析】

【分析】

半导体材料导电性能随温度的升高而增强；超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象；导体的电阻反映导体对电流的阻碍作用大小，与电压、电流无关；电阻率由材料和温度决定。

电阻的定义式是比值定义法，具有比值定义的共性，电阻R与U、I无关。

【解答】

A.半导体材料导电性能会受外界条件的影响而变化，温度升高，半导体材料电阻率减小，导电性能增强，故A错误；

B.超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象，故B正确；

C.电阻等于电压与电流之比，但电阻与电压、电流无关，反映导体的特性，故C错误；

D.电阻率由导体的材料和温度决定，与导体的长度、截面积无关，故D错误。

故选B。

8.【答案】C

【解析】

解：由电路图可知，R

1与R

2

并联后与R

3

串联；电压表测量路端电压，A

1

测量R

1

中的电流，A

2

测量流过R

2

的电流；

R 2的滑动触点向b端移动时，R

2

减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，

外电压减小，即电压表示数U减小，R

3电压增大，R

1

、R

2

并联电压减小，通过R

1

的电流I

1

减

小，即A

1示数减小，而总电流I增大，则流过R

2

的电流I

2

增大．故ABD错误，C正确．

故选：C．

明确电路结构，确定电压表测得什么电压，电流表测得什么电流，抓住电动势和内阻不变，采用局部→整体→局部的方法，利用闭合电路欧姆定律进行分析．

解决本题的关键抓住电动势和内电阻不变，结合闭合电路欧姆定律求解．注意做题前一定要理清电路，看电压表测的是什么电压，电流表测的是什么电流．

9.【答案】D

【解析】

【分析】

用电压表判断故障时，根据电源电动势选择合适的量程，电压表有示数说明没断路，没示数说明有断路。

本题考查了用多用电表检查电路故障，检查电路故障可以用电压表、电流表、或欧姆表，应用欧姆表检查电路故障时，应把电源断开；要掌握应用各电表检查电路故障的方法。

【解答】

电压表接a、b，电压表有示数，说明a、b两点与电源间无断路，

电压表接c、f，电压表有示数，说明c、f两点与电源间无断路，

电压表接c、d，电压表无示数，说明c、d两点与电源间存在断路，

电压表接d、f，电压表有示数，说明d、f两点与电源两极间无断路，

综合以上分析可知，电路出现在d、f间，

故选D。

10.【答案】D

【解析】

解：电源的外电压与电流的关系为U=E-Ir=1.5-0.75I，作电源的外电压与电流的关系图线，交点所对应的电压U=0.75V，电流I=1A，则灯泡的实际功率P=UI=0.75W，电源的总功率P

总=EI=1.5W．故D正确，A、B、C错误．

故选D．

作出电源外电压与电流的关系图线，两图线的交点对应的电流和电压为灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的实际功率，根据P=EI求出电源的总功率．

解决本题的关键知道电源的外电压等于灯泡两端的电压，作出电源的U-I图线，则交点所对应的电压、电流为灯泡的电压和电流．

11.【答案】CD

【解析】

【分析】

电阻率是描述材料导电能力的物理量，材料的电阻率由材料本身性质决定，与材料长度和横截面积无关，受温度影响；导体中形成电流导体两端必须有持续电压；电源电动势表征的是把其他形式的能转化为电能的本领大小；

本题考查电流和电动势，这是电路中基本概念，要理解准确到位，基本题。

【解答】

A.金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小，故A错误；

B.在导体中，电荷无规则的运动不能形成电流，只有定向移动时才会形成电流；而电压是使自由电荷发生定向移动的原因，也就是形成电流的原因，故B错误；

C.当外电路断路时，电流为零，内电压为零，其路端电压等于电源电动势，故C正确；

D.电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极；电源电动势的方向是电源内部电势升高的方向，故D正确；

故选CD。

12.【答案】ABD

【解析】

【分析】

本题考查欧姆定律的应用，I-U图象。

I-U图象描述物体的电流随电压的变化；由各点的坐标可求得导体的电阻；由图象的斜率的变化可明确电阻的变化。

解题的关键是注意伏安特性曲线的性质，能从图象中得出电阻的变化。

【解答】

A.加5V的电压时，电流为1.0A，则由欧姆定律可知，，故A正确；

B.加12V的电压时，电流约为1.5A，则可得电阻为：，故B正确；

C.由图可知，图象的斜率，随电压的增大，图象的斜率减小，则可知导体的电阻越

来越大，故C错误；

D.随着电压的减小，导体的电阻减小，故D正确。

故选ABD。

13.【答案】CD

【解析】

=-1000=14000Ω，故解：A、改装成电压表要串联电阻分压，串联阻值为：R=-R

g

A错误；

B、改装成电流表要并联分流，并联阻值：R===0.1Ω，故B错误；

C、把它改成量程为1.0A的电流表，用它去测量某电流时读数为0.5A，则指针正好是满偏的一半，即为50μA，故C正确；

D、把它改成量程为1.5V的电压表，测量某电压时读数为1.5V，说明此时电流表达到满偏，此时流过表头的电流为100μA，故D正确。

故选：CD。

改装成电流表要并联电阻分流，并联电阻阻值为R=；电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R=-Rg，U为改装后的量程。

本题考查电表的改装原理，明确电压表要串联电阻分压，电流表要并联电阻分流，同时明确测量的基本方法和读数方法。

14.【答案】ACD

【解析】

解：A、由题意可知，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻减小；但外电阻一直大于内阻，当滑动变阻器接入电阻最小时，内外阻最接近，故电源的输出电压最大；故输出功率一直增大；故A正确；

等效为内阻，则当滑片离左端时，此时等于等效内阻，故滑动变阻器上消耗的功率B、将R

最大；在向右移动过程中，外电阻减小，则消耗的功率减小，所以滑动变阻器上消耗的功率先增大后减小，故B错误；

为定值电阻，其功率随电流的变化而变化，而在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻C、R

越来越小，则电流越来越大，故功率越来越大，故C正确；

D、电源的路端电压越大，则电源的效率越大，故滑片右移时，效率减小，故D正确；

故选：ACD。

当变阻器的滑动触头向右滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据闭合电路欧姆定律即可求解，总功率P=EI，效率=输出功率比总功率，利用等效内阻法求输出功率。

本题考查功率公式的应用，要注意分清定值电阻的功率与可变电阻功率的求法不同，熟练应用结论进行分析。

15.【答案】BD

【解析】

解：

=EI＞UI，故A错误．

A、电源的总功率为P

总

=UI，故B正确．

B、由题知，路端电压为U，则电源的输出功率为P

出

=I2R，由于电动机正常C、电源的输出功率等于电动机的输入功率，电动机消耗的热功率P

热

工作时欧姆定律不成立，IR＜U，所以电动机消耗的热功率小于．故C错误，D正确．

故选：BD

电源的总功率由公式P=EI求．电源的输出功率等于电动机的输入功率．根据公式P=I2R求出电动机消耗的热功率．电动机正常工作时欧姆定律不成立．

本题是要搞清电动机的输入功率、输出功率和热功率的求法，电动机输入的电功率只能用P=UI =I2R用．输出功率要根据能量守恒定律求解．

求，热功率只能用P

热

16.【答案】I；E；C；1.45；0.75；偏小

【解析】

解：（1）为方便实验操作滑动变阻器应选择I；由表中实验数据可知，电流的最大测量值为0.57A，电流表选择E；干电池的电动势约为1.5V，电压表应选择C．

（2）电流表测电路电流，电压表测路端电压，实验电路图如图所示：

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示：

由图示电源U-I图象可知，电源电动势：E=1.45V，电源内阻：r===0.75Ω．（4）因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，故所测电动势小于真实值．

故答案为：（1）I；E；C；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；1.45；0.75；（4）

偏小．

（1）为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器，根据电源电动势选择电压表，根据所测最大电流选择电流表．

（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理连接实物电路图．

（3）根据表中实验数据应用描点法作出图象，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．

（4）根据实验电路分析实验误差．

本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的．同时注意本接法虽然电动势和内电阻均偏小，但由于误差均较小，故实验中我们一般采取本方法．

17.【答案】解：（1）灯泡恰能正常发光，可知外电路有：

U外=8V

由E=U外+U内得：

U内=E-U外=12-8=4V

（2）由P L=U L I L得灯泡的电流为：

总电流为：内

故有：I M=I-I L=（2-1.5）A=0.5A

（3）电动机输入功率为：

P入=UI M=8×0.5W=4W

发热功率为：

热

由P入=P出+P热得：

P出=P入-P热=3W

答：（1）电源的内电压U内是4V；

（2）通过电动机M的电流I M是0.5A；

（3）电动机的输出功率P出是3W．

【解析】

（1）灯泡恰能正常发光，电压和功率达到额定值，即可知道外电压，由闭合电路欧姆定律可求得内电压．

（2）由公式P=UI求出灯泡的电流．由欧姆定律求出总电流，从而得到通过电动机M的电流．（3）电动机的输出功率等于输入功率减去发热功率．由功率公式和功率关系求解．

本题考查闭合电路欧姆定律以及功率公式，要注意电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，不能根据欧姆定律求其电流．要明确电动机的输出功率等于输入功率与热功率的差值．

18.【答案】解：（1）将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知道当R2=R1+r时电源的输出功率最大（即外电阻R2消耗的电功率最大），则有：R2=R1+r=（4+2）Ω=6Ω；

（2）根据P=I2R=（）2?（R1+R2）=（）2?（4+R2）=600 W

解得R2=2Ω；

此时电路中电流为I==A=10A

此时电源效率为η=出

总

×100%=×100%=75%．

（3）该电路中R2取0Ω时，电路中电流最大，R1上功率最大．

答：（1）R2阻值为6Ω时，它消耗的功率最大．

（2）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2应取2Ω，此时电源效率为75%．

（3）该电路中R2取0Ω时，R1上功率最大．

【解析】

（1）将R

1

视为电源的内电阻处理，根据推论：电源的内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，进行分析求解．

（2）电源输出功率P=I2R，而I由闭合电路欧姆定律得到，联立即可求出R

2

，并可求得电源的效率．

（3）R

1是定值电阻，当电路中电流最大时R

1

上功率最大，此时R

2

取得最小．

本题关键要掌握电源的总功率、内部消耗的功率和输出功率的计算公式，以及三者之间的关系，并理解掌握电源输出功率最大的条件．

19.【答案】解：（1）开关S闭合时，R1、R3并联与R4串联，R2中没有电流通过．有：

电容器的电压U C=U4=E=×10V=4V

由欧姆定律得通过R4的电流I==4A

（2）开关S断开，电容器的电压U C′=E=×10V=V

开关S断开，流过R2的电荷量△Q=C△U=C（U C-U C′）=6×10-6×（4-）C=2.2×10-5C

（3）开关S闭合时，小球静止时，由平衡条件有：mg=q

开关S断开，根据牛顿第二定律得mg-q′=ma

联立解得a=g≈1.67m/s2．

答：（1）电路稳定后通过R4的电流I是4A；

（2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q是2.2×10-5C；

（3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小是1.67m/s2．

【解析】

（1）开关闭合时，R 1、R 3并联与R 4串联，R 2中没有电流通过，由串联电路分压规律求R 4的电压，再由欧姆定律求通过R 4的电流I ．

（2）开关闭合时，小球静止在电场中，电场力与重力平衡，由平衡条件列出方程．开关S 断开，根据串联电路的特点求出电容器的电压，从而可求得电容器电荷量的变化量，即等于流过R 2的电荷量△Q ．

（3）断开开关，电路稳定后，根据牛顿第二定律求加速度a ．

本题考查综合运用物理知识解决问题的能力．对于带电小球在电场中运动的问题，电压是联系电场与电路的桥梁．要注意电路稳定时，与电容器串联的电阻无电压和电流．