1、第第 3 章章 恒定电流恒定电流 (时间：60 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。其中 16 题为单项选择题， 78 题为多项选择题。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。) 1.下列说法正确的是( ) A.家庭生活中，常说的“1 度”电，指的是电功率的单位 B.功率是 1 千瓦的空调正常工作 1 个小时所消耗的电能是 1 度 C.1 度等于 1 000 焦耳 D.1 度等于 3.6106 瓦 解析 “1 度”电是电能的单位， 是指电功率为 1 kW 的用电器正常工作 1 小时所 消耗的电能，且 1 度103360
2、0 J3.6106 J，故 B 项正确。 答案 B 2.关于导体的电阻，下列说法正确的是( ) A.导体的电阻仅由导体两端的电压决定 B.导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定 C.导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定 D.导体的电阻与导体所通电流的大小有关 解析 导体的电阻由其材料、长度和横截面积共同决定，与加在它两端的电压或 通过它的电流均无关， 故选项 A、 D 错误； 温度一定时， 不同材料的电阻率不同， 故导体的电阻并非仅由其长度和横截面积决定，故选项 B 错误，C 正确。 答案 C 3.R116 ，R24 ，它们串联在电路中，欲使两电阻两端的电压相等，则( )
3、A.给 R1串联一个16 3 的电阻 B.给 R1并联一个16 3 的电阻 C.给 R2并联一个 4 的电阻 D.给 R2并联一个 12 的电阻 解析 R116 ，R24 ，它们串联在电路中，电流相等，根据欧姆定律，电压 一定不等，要使电压相等，必须给大电阻 R1并联分流电阻 R，根据欧姆定律，并 联部分的总电阻与电阻 R2相等，有 RR1 RR1R2 代入数据，有 16R 16R4 解得 R16 3 ，故应给 R 并联一个16 3 的电阻。 答案 B 4.一根长为 L，横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为 ，棒内单位体积自由 电子数为 n，电子的质量为 m，电荷量为 e。在棒两端加上恒
4、定的电压时，棒内产 生电流， 自由电子定向运动的平均速率为 v， 则金属棒内的电场强度大小为( ) A.mv 2 2eL B. mv2Sn e C.nev D.ev SL 解析 欧姆定律 IU R，电流的微观表达式 IneSv，电阻定律 R L S，则金属棒 内场强大小为 EU L IR L nev，故 C 正确。 答案 C 5.如图所示， 三个电阻 R1、 R2、 R3的阻值相同， 允许消耗的最大功率分别为 10 W、 10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为( ) A.24 W B.16 W C.12 W D.15 W 解析 因为三个电阻的阻值相等，R1在干路上，电流最大，所以 R1
5、先达到最大功 率 10 W，又因为 R2、R3的阻值相同，又是并联，两者电流为 R1电流的1 2，所以 R2、R3的功率相等且为 R1功率的1 4，并且两电阻功率之和为 5 W，所以此电路总 功率为 15 W。 答案 D 6.一电流表(表头)并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表， 当把它和标 准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为 1 A 时，改装电 流表的读数为 1.1 A，稍微偏大一些，为了使它的读数准确，应( ) A.在原分流电阻上再并联一个较大的电阻 B.在原分流电阻上再串联一个较小的电阻 C.在原分流电阻上再串联一个较大的电阻 D.在原分流电阻上再并联一个较
6、小的电阻 解析 改装电流表的读数比标准电流表读数稍微偏大一些，说明改装电流表的内 阻稍微偏大一些，要使内阻稍微变小一些，需要在原分流电阻上再并联一个较大 的电阻，故 A 正确，B、C、D 错误。 答案 A 7.下列关于电流的说法中，正确的是( ) A.金属导体中，电流的传播速率就是电场的传导速率 B.温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大 C.电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器 D.通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传 播速率等于光速 解析 金属导体中， 电流的速率就是建立电场的速率， 所以 A 正确； 电场建立后
7、， 回路中的自由电子开始做定向移动，所以并非是从电源发出的电子，所以 C 项错 误；温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，但是电子定向移动的速率并 未加快，所以电流不会增大，B 项错误；通电导体中，自由电子的运动是热运动 和定向移动的合运动，电流的传播速率即光速，所以 D 项正确。 答案 AD 8.R1和 R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但 R1的尺寸比 R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的 A、B 两端，接 R1时电压表的读 数为 U1，接 R2时电压表的读数为 U2，则下列判断正确的是( ) A.R1R2 B.R1R2 C.U1U2 D.U1U2 解析 电流
8、从导体的横截面流过， 设正方形导体边长为 a， 由电阻定律知 R l S a ad d，可见导体电阻与边长 a 无关，A 正确，B 错误；因外电阻相同，故路端 电压相等，C 错误，D 正确。 答案 AD 二、实验题(本题共 2 个小题，第 9 题 8 分，第 10 题 12 分，共 20 分) 9.(8 分)欲用伏安法测定一段阻值约为 5 左右的金属导线的电阻，要求测量结果 尽量准确，现备有以下器材： A.电池组(3 V，内阻 1 ) B.电流表(03 A，内阻 0.012 5 ) C.电流表(00.6 A，内阻 0.125 ) D.电压表(03 V，内阻 3 k) E.电压表(015 V，内
9、阻 15 k) F.滑动变阻器(020 ，额定电流 1 A) G.滑动变阻器(02 000 ，额定电流 0.3 A) H.开关、导线 (1)上述器材中应选用的是_；(填写各器材的字母代号) (2)实验电路应采用电流表_接法；(填“内”或“外”) (3)为使通过待测金属导线的电流能在 00.5 A 范围内改变， 请按要求在线框内画 出测量待测金属导线的电阻 Rx的原理电路图， 然后根据你设计的原理电路将下图 中给定的器材连成实验电路。 答案 (1)A、C、D、F、H (2)外 (3) 10.(12 分)(1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使 用普通刻度尺，应使用螺旋测
10、微器。螺旋测微器的精确度为_ mm，用螺 旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为 _mm。 (2)如果测出金属丝接入电路的长度 l、直径 d 和金属丝接入电路时的电流 I 和其 两端的电压 U，就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表 示电阻率，其表达式为 _。 (3)在此实验中，金属丝的电阻大约为 4 ，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除 被测电阻丝外，选用了如下实验器材： A.直流电源：电动势约 4.5 V，内阻不计； B.电流表 A：量程 00.6 A，内阻约 0.125 ； C.电压表 V：量程 03 V，内阻约 3 k； D.滑动变阻器
11、R：最大阻值 10 ； E.开关、导线等。 在以下可供选择的实验电路中，应该选图_(填“甲”或“乙”)，选择的 接法为_接法(填“内”或“外”)，此接法测得的电阻值将_(填 “大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。 (4)根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线。在闭合开关 S 前，滑动变 阻器的滑片应置在_(填“最左”或“最右”)端。 (5)根据所选量程，某次实验两电表的示数如图，则读数分别为_V 和 _A。 (6)若某次实验测得接入电路金属丝的长度为 0.810 m，算出金属丝的横截面积为 0.8110 6m2，根据伏安法测出电阻丝的电阻为 4.1 ，则这种金属材料的电阻率 为
12、_(保留 2 位有效数字)。 解析 (1)螺旋测微器的精确度为 0.01 mm，金属丝的直径为 0.5 mm 0.01 mm14.00.640 mm。 (2)根据 RU I 及 R l 1 4d 2解得 d2U 4lI 。 (3)因待测电阻的阻值较小，故采用电流表外接电路，即甲电路；因电压表的分流 作用，使得电流表的测量值大于电阻上的实际电流，故此接法测得的电阻值将小 于被测电阻的实际阻值。 (4)连线如图；在闭合开关 S 前，滑动变阻器的阻值调节到最小，故滑片应置在最 左端。 (5)电压表读数为 2.13 V；电流表读数为 0.16 A。 (6)根据 R l S可得 RS l ， 代入数据可
13、知 4.110 6 m 答案 (1)0.01 0.640 (2)d 2U 4Il (3)甲 外 小于 (4)见解析图 最左 (5)2.13 0.16 (6)4.110 6 m 三、计算题(本大题共 2 小题，共 32 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数 值计算的要注明单位) 11. (16 分)如图所示，输入电压 UAB200 V，变阻器 R1标有“150 ，3 A” ，负载 电阻 R2标有“50 ，2 A”，求输出电压 Uab的变化范围。 解析 设 R2恰不烧坏，其两端所加电压最大。U2I2R2100 V，则 Uab最大值为 100 V。此时 R1上端电阻设为 Rx，则有 UAB （Rx
14、R2）I2 故 Rx50 ，由此得下端电流为 I1 UAB （R1Rx） 得 I12 A3 A，所以 R1不会烧坏。 当 R1恰不烧坏时，设其上端电阻为 Rx，则 UAB （R1Rx）3 A 解得 Rx250 3 a、b 间输出电压最小 Uab R2 R2Rx UAB75 V。 答案 75100 V 12. (16 分)如图所示， A 为电解槽， M 为电动机， N 为电炉子， 恒定电压 U12 V， 电解槽内阻 rA2 ， 当 K1闭合， K2、 K3断开时， 电流表示数为 6 A； 当 K2闭合， K1、K3断开时，电流表示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 K3闭合，K1、 K2断开时，电流表示数为 4 A。求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？ 解析 (1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律 IU R，得 R U I1 12 6 2 其发热功率为 PRUI1126 W72 W。 (2)电动机为非纯电阻，由电功率与其他功率关系 UI2I22rMP输出 所以 rMUI 2P输出 I22 12535 52 1 。 (3)电解槽工作时，P化UI3I23rA(124422) W16 W。 答案 (1)2 72 W (2)1 (3)16 W
