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恒定电流单元测试

第3章《恒定电流》单元测试

(有详解,适合70分以下同学)

一、单项选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)

1.(2011年福建高二检测)关于电阻率的说法,正确的是(  )

A.电阻率ρ越大的导体,电阻可以很小

B.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的长度决定,与温度无关

C.电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关

D.超导材料的电阻率一定为零

解析:

选A.电阻率反映了导体材料的导电能力的强弱,有组成导体的材料决定,电阻率ρ越大的导体,电阻不一定大,因为电阻由电阻率、导体的长度、横截面积共同决定;超导材料的电阻率小但不一定为零.选项A正确.

2.如图3-16所示,P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片,先将它按甲方式接在电极A、B之间,测出它的电阻为R,然后再将它按图乙的方式接在C、D之间,这时P的电阻为(  )

图3-16

A.R        B.R/2

C.4RD.5R

解析:

选C.可以将半圆形的电阻看做两个1/4半圆的电阻,在甲图中相当于两电阻并联,乙图中相当于两电阻串联,所以乙图中电阻值应为甲图中电阻值的4倍.

3.把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使用,则在同样的时间内(  )

A.由Q=I2Rt可知,电炉的发热量减小

B.由Q=UIt可知,电炉的发热量不变

C.由Q=

t可知,电炉的发热量增大

D.无法确定

解析:

选C.把家用电炉的电热丝剪去一小段后,电阻R变小,电流变大,电炉的发热量增大,故C正确.

4.如图3-17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.停电时,用欧姆表测得A、B间的电阻为R;供电后,各家用电器同时使用,测得A、B间的电压为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(  )

图3-17

A.P=I2RB.P=

C.P=UID.P=

解析:

选C.题中给出的已知量为R、I、U,可以看出D不正确.又因为居民楼内只有电炉、灯泡等为纯电阻,其余电器为非纯电阻,所以计算总功率只能用P=IU.故C正确,A、B错误.

5.(2011年福州高二检测)用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts,如果不考虑煮水时的电热损失和电热丝电阻受温度的影响,那么(  )

A.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要2ts

B.当线路电压为110V时,煮沸一壶水需要4ts

C.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要4ts

D.当线路电压为55V时,煮沸一壶水需要8ts

解析:

选B.由公式Q=

t,煮沸一壶水所需的热量为Q=

t.当电压变为原来的

时,所需热量没变,因此时间要变为原来的4倍,即4ts,选项B正确;当电压变为原来的

时,时间要变为原来的16倍,即16ts,选项D错误.

6.(2011年厦门高二检测)如图3-18所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡都正常发光,且两个电路的总功率相等,则这两个电路中的U甲,U乙,R甲,R乙之间的关系,正确的是(  )

图3-18

A.U甲>U乙B.U甲=4U乙

C.R甲=4R乙D.R甲=2R乙

解析:

选C.设灯的阻值为R,正常发光时电流为I,由于两个电路的总功率相等,所以I2·R甲=(2I)2·R乙,即R甲=4R乙;由P=U甲·I=U乙·2I可知,U甲=2U乙.故正确答案为C.

7.在如图3-19所示的电路中,定值电阻的阻值为10Ω,电动机M的线圈电阻值为2Ω,a、b两端加有44V的恒定电压,理想电压表的示数为24V,由此可知(  )

图3-19

A.通过电动机的电流为12A

B.电动机消耗的功率为24W

C.电动机线圈在1分钟内产生的热量为480J

D.电动机输出的功率为8W

解析:

选C.通过电动机的电流与通过定值电阻的电流相同为I=

A=2A,故A错;电动机消耗的功率为P=U1I=24×2W=48W,故B错;电动机的电热功率P热=I2r=22×2W=8W,其1分钟产生的热量Q=P热t=8×60J=480J,故C对;电动机的输出功率P出=P-P热=(48-8)W=40W,故D错.

 

8.图3-20为甲、乙两灯泡的I—U图象.根据图象,计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中,实际发光的功率约为(  )

图3-20

A.15W、30WB.30W、40W

C.40W、60WD.60W、100W

解析:

选C.从图象的横坐标U为220V的刻度可找出对应的纵坐标(I)的值分别为I甲=0.18A,I乙=0.27A,则P甲=I甲U≈40W,P乙=I乙U≈60W,C正确.

9.如图3-21是一个电路的一部分,其中R1=5Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,I1=0.2A,I2=0.1A,那么电流表测得的电流为(  )

图3-21

A.0.2A,方向向右

B.0.15A,方向向左

C.0.2A,方向向左

D.0.3A,方向向右

解析:

选C.由图示电流方向可计算出R1和R2两端的电压降U1=1.0V,U2=0.1V,电势左高右低,比较U1、U2可判定R3两端电势下高上低,U3=0.9V,通过R3的电流I3=U3/R3=0.3A,向上流,由图可知R3上电流由I2和IA共同提供,IA=0.2A,方向向左.故正确答案为C.

10.有一未知电阻Rx,为较准确地测出其阻值,先后用图3-22甲、乙两种电路进行测试,利用甲测得数据为“2.7V,5.0mA”,利用乙测得数据为“2.8V,4.0mA”,那么,该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是(  )

图3-22

A.5600Ω,偏大       B.5600Ω,偏小

C.700Ω,偏小D.700Ω,偏大

解析:

选D.比较甲、乙两图的电压表读数,可知电压变化ΔU=0.1V,

.电流变化ΔI=1mA,

.可见

>

,即电流表变化明显一些,说明电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采用电流表内接法,即乙图测量较准.故Rx=

Ω=700Ω,且此种接法测量值偏大.

二、实验题(本题共2小题,共10分.按题目要求作答)

11.(4分)(2011年西南师大附中高二检测)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3-23甲,则金属丝的直径为________mm.

图3-23

(2)若用图3-23乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________.(选填“偏大”或“偏小”)

(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图3-24,则电压表的读数为________V,电流表的读数为________A.

图3-24

解析:

(1)螺旋测微器的读数为

(0+0.5+0.01×19.7)mm=0.697mm

(0.696mm,0.698mm也对)

(2)图乙中电流表采用外接法,故测量值偏小.

(3)电压表精度为0.1V,其读数为2.60V;电流表精度为0.02A,其读数为0.520A.

答案:

(1)0.697(0.696、0.698也对)

(2)偏小 (3)2.60 0.520

12.(6分)(2011年福建福州高二检测)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室提供了小灯泡(2.5V,0.3A)、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材:

(1)图3-25甲为实验中某同学连接好的实验电路图,在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑动片P移到________位置(填“A端”或“B端”);实验中滑动片P从中间位置向B端移动过程中会观察到电压表读数变________(填“大”或“小”).

(2)某同学根据测量出的数据画出的I—U图象,如图3-25乙所示,当小灯泡两端电压为2.00V时,小灯泡的电阻值R=________Ω,小灯泡的实际功率P=________W(结果保留两位有效数字).

图3-25

解析:

(1)图甲是滑动变阻器的分压式连接,在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑动片P移到A端,使电路电压从零开始变化,电压表读数逐渐变大.

(2)有图乙可知,当小灯泡两端电压为2.00V时,电流为0.26A,故小灯泡的电阻值R=U/I=7.7Ω,小灯泡的实际功率P=UI=0.52W.

答案:

(1)A端 大 

(2)7.7 0.52

三、计算题(本题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

13.(8分)为了测定液体的电阻率,工业上用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图3-26所示,A、B是两片面积均为1cm2的正对着的正方形铂片,相互平行,间距d=1cm,把它浸没在待测的液体中,若通过两根引线加在两铂片上的电压U=6V,测得电流I=1μA,试求这种液体的电阻率是多少?

图3-26

解析:

由电阻定律R=ρ

知,欲求ρ需知R、S、l.R可由定义R=

求得,S、l已知,故可求得ρ.

R=

Ω=6×106Ω.(3分)

ρ=

Ω·m

=6×104Ω·m.(5分)

答案:

6×104Ω·m

14.(10分)(2011年福建福州检测)电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3V电压时,通电的电流为0.3A,此时电动机没有转动.当加上3V电压时,电流为1A,这时候电动机正常工作.求:

(1)电动机的电阻;

(2)电动机正常工作时,产生的机械功率和发热功率.

解析:

(1)当加上0.3V电压时电动机不转动,利用欧姆定律得R=U1/I1=0.3/0.3Ω=1Ω.(2分)

(2)当加上3V电压时,消耗的电能一部分发热,一部分转化为了机械能.

消耗的电功率为:

P=IU=1×3W=3W(2分)

发热功率P热=I2R=12×1W=1W(3分)

根据能量关系,产生的机械功率为:

P机=P-P热=3-1W=2W.(3分)

答案:

1Ω 2W 1W

15.(10分)有一只量程为1mA的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2Ω的电阻,则可将它改装成一个量程为1A的电流表,若要把这个量程为1mA的电流表改装成一个量程为10V的电压表,应在电流表上串联一个多大的电阻?

用这个电压表测量电压时,表盘上指针偏转40格,则所测电压为多少伏?

解析:

将电流表改装成大量程电流表时,并联一分流电阻,则有I=Ig+

Rg=

Ω

=9.99Ω≈10Ω(3分)

将电流表改装成大量程电压表时,串联一分压电阻

Ig(Rg+R2)=U

R2=

-Rg=

Ω-10Ω=9990Ω(3分)

当指针偏转40格时,通过电流表的电流为

I′=0.001×

A.(2分)

所测电压U′=I′(Rg+R2)=8V.(2分)

答案:

9990Ω 8V

16.(12分)如图3-27所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200Ω,R2=300Ω,A、B两端电压UAB=8V,求:

图3-27

(1)当电键S断开时,移动滑动片P,R2两端可获得电压值的范围.

(2)当电键S闭合时,移动滑动片P,R2两端可获得电压值的范围.

解析:

(1)电键断开:

当BP间电阻为零时,R2两端电压最大,等于AB两端的电压,Umax=8V.(2分)

当BP间电阻最大时,即RPB=R1=200Ω,R2两端的电压最小,设为Umin,由电压分配关系,得:

Umin/R2=U/(R1+R2)

解得:

Umin=4.8V.(4分)

所以,范围是:

4.8V≤U≤8V.(1分)

(2)电键闭合时,为一分压电路.当BP间电阻为零时,R2两端电压最大,等于AB两端的电压,Umax=8V.(2分)

当BP间电阻最大时,AP间的电阻为零,电压也为零.此时,R2两端的电压最小,等于零.即:

Umin=0V.(2分)

所以,范围是:

0V≤U≤8V.(1分)

答案:

(1)4.8V≤U≤8V 

(2)0V≤U≤8V

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