第十章 恒定電流（測試）（解析版）

第十章恒定電流測試卷（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）留意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)填寫在試卷上。2．回答第I卷時(shí)，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時(shí)，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1．在長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場。導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運(yùn)動(dòng)，然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽離子碰撞而減速，如此往復(fù)……所以，我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡化成速率為v（不隨時(shí)間變化）的定向運(yùn)動(dòng)。已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比，即Ff=kv（k是常量），則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)當(dāng)?shù)扔冢ǎ〢． B． C． D．【答案】B【詳解】電子以v定向移動(dòng)，由平衡條件可得解得導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式I=neSv由歐姆定律可得，導(dǎo)體的電阻為故選B。2．某電子元件通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為，過P點(diǎn)的切線在縱軸上的截距為，由此圖可知（）A．對應(yīng)P點(diǎn)，該元件的電阻B．隨著所加電壓的增大，該元件的電阻減小C．對應(yīng)P點(diǎn)，該元件的功率數(shù)值上等于圖中陰影部分的面積大小D．該元件為非線性元件，歐姆定律不滿足，所以不能用公式求電阻【答案】C【詳解】A．對應(yīng)P點(diǎn)，該元件的電阻為，A錯(cuò)誤；B．圖像上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率漸漸減小，則該元件電阻漸漸增大，B錯(cuò)誤；C．功率為則對應(yīng)P點(diǎn)，該元件的功率數(shù)值上等于圖中陰影部分的面積大小，C正確；D．純電阻元件滿足歐姆定律，與是否為線性元件無關(guān)，D錯(cuò)誤。故選C。3．如圖所示是某物理小組同學(xué)爭辯串聯(lián)電路中電流、電壓特點(diǎn)的實(shí)物連接圖，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，燈L1亮，燈L2不亮，電流表和電壓表均有讀數(shù)，則故障緣由可能是（）A．L1斷路 B．L1短路 C．L2斷路 D．L2短路【答案】D【詳解】AC．電流表有示數(shù)，說明電路故障不行能是斷路，故AC錯(cuò)誤；BD．電壓表有示數(shù)，說明電壓表所測部分沒有短路，綜合推斷，是L2短路，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．某課題組要測量某金屬材料的電阻率，他們先取適量該金屬材料切割成如圖所示的長方體，長方體的三條邊長分別為a、b、c，長方體上、下表面與電流傳感器用導(dǎo)線相連，導(dǎo)線左端緊貼長方體上、下表面。虛線框左側(cè)有垂直于長方體前、后表面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。使勻強(qiáng)磁場以大小為v的速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)（長方體全部處于磁場中），電流傳感器顯示回路中的電流大小為I。不計(jì)電流傳感器及導(dǎo)線的電阻，則該金屬材料的電阻率為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】磁場向左運(yùn)動(dòng)的過程中，金屬材料產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢金屬材料的電阻依據(jù)歐姆定律整理得故選A。5．用多用電表探測圖所示黑箱發(fā)覺：用直流電壓擋測量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆（與電表內(nèi)部電源的正極相連）接E點(diǎn)，紅表筆（與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連）接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是下圖中（）A．B．C． D．【答案】B【詳解】黑表筆接E點(diǎn)，紅表筆接F點(diǎn)，電阻很小，此時(shí)二極管導(dǎo)通，電源電流從黑表筆流出，通過二極管從紅表筆流進(jìn)，電流方向從E到F，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6．某智能手機(jī)說明書信息如下圖所示，電池支持低壓大電流充電，則該手機(jī)（）手機(jī)類型智能手機(jī)、4G手機(jī)……屏幕辨別率像素（FHD）電池容量電池類型不行拆卸式電池……待機(jī)時(shí)間充電限制電壓……A．電池的電動(dòng)勢為B．布滿電時(shí)電池的能量為C．電池布滿電后以的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作D．電池布滿電后以的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作【答案】D【詳解】A．為充電的電壓，不是該電池的電動(dòng)勢，故A錯(cuò)誤；B．為電荷量的單位，所以表示該電池供應(yīng)的電荷量，故B錯(cuò)誤；CD．由得故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。7．如圖所示，電流表A1（0～3A）和A2（0～0.6A）由兩個(gè)相同的電流計(jì)改裝而成，現(xiàn)將這兩個(gè)電流表并聯(lián)后接入電路中。閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，下列說法中正確的是（

）A．A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1B．A1、A2的讀數(shù)之比為1∶5C．A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶5D．A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶1【答案】D【詳解】電流表A1、A2量程之比為5∶1，則由可得其內(nèi)阻之比為1∶5；A1、A2并聯(lián)，故流經(jīng)A1、A2電流之比等于內(nèi)阻的反比，即流經(jīng)A1、A2電流之比為5∶1，所以讀數(shù)之比為5∶1，由電表改裝原理可得A1、A2并聯(lián)，且兩電流計(jì)相同，故流經(jīng)電流計(jì)的電流相等，兩指針偏轉(zhuǎn)角度相等，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。8．在如圖所示電路中，燈L1、L2的電阻分別為R1、R2，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為R0，且R0>R2，電容器的電容為C。若有電流通過，燈就能發(fā)光，假設(shè)燈的電阻不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端移動(dòng)過程中，以下說法中正確的是（）A．L1先變暗后變亮B．L1先變亮后變暗C．電容器極板所帶的電荷量先減小后增大D．電源的效領(lǐng)先減小后增大【答案】A【詳解】AB．由于滑動(dòng)變阻器的最大電阻R0>R2，故燈L2與滑動(dòng)變阻器的左部分串聯(lián)的總電阻先大于后小于右部分的電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端移動(dòng)時(shí)，總電阻先增大，后減小，所以總電流先減小后增大，通過燈L1的電流先減小后增大，故L1先變暗后變亮，A正確，B錯(cuò)誤；C．電容器兩端的電壓為總電流先減小后增大，所以電容器兩端的電壓先增大后減小，則電容器極板所帶的電荷量先增大后減小，C錯(cuò)誤；D．電源的效率由于總電流先減小后增大，所以電源的效領(lǐng)先增大后減小，D錯(cuò)誤。故選A。9．測量電阻伏安特性時(shí)，用表示測量電阻的阻值，表示電壓表的內(nèi)阻，RA表示電流表的內(nèi)阻，表示內(nèi)外接轉(zhuǎn)換時(shí)電流表的相對變化，表示內(nèi)外接轉(zhuǎn)換時(shí)電壓表的相對變化，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)，且R較RA大得不多時(shí)，宜選用電流表外接B．當(dāng)，且R較RA大得不多時(shí)，宜選用電流表內(nèi)接C．當(dāng)時(shí)宜接受電流表內(nèi)接D．當(dāng)時(shí)宜接受電流表外接【答案】AC【詳解】AB．當(dāng)，且R較RA大得不多時(shí)，即有則電流表的分壓影響大于電壓表的分流影響，應(yīng)排解電流表的分壓影響，接受電流表外接法，A正確，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)時(shí)，表明在內(nèi)外接轉(zhuǎn)換時(shí)，電流表的示數(shù)變化大于電壓表的示數(shù)變化，說明電壓表的分流影響大于電流表的分壓影響，應(yīng)排解電壓表的分流影響，接受電流表內(nèi)接法，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10．如圖所示，曲線C1、C2分別是純電阻直流電路中內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線，由該圖可知下列說法中正確的是（）A．電源的電動(dòng)勢為4VB．電源的內(nèi)電阻為1ΩC．電源輸出功率最大值為8WD．電源被短路時(shí)，電源消耗的功率為16W【答案】ABD【詳解】C．依據(jù)圖象可以知道，曲線C1、C2的交點(diǎn)位置，此時(shí)的電路的內(nèi)外的功率相等，由于此時(shí)電路的電流相等的，所以此時(shí)的電源的內(nèi)阻和電路的外電阻的大小是相等的，即此時(shí)的電源的輸出的功率是最大的，由圖可知電源輸出功率最大值為4W，C錯(cuò)誤；B．依據(jù)可知，當(dāng)輸出功率最大時(shí)P=4W，I=2A，代入上述公式中可得R=r=1Ω，B正確；A．依據(jù)閉合電路的歐姆定律有E=I（R+r）=2×（1+1）V=4V所以電源的電動(dòng)勢為4V，A正確；D．當(dāng)電源被短路時(shí)，電源消耗的最大功率，D正確。故選ABD。11．催化燃燒式氣體傳感器可以檢測一氧化碳?xì)怏w，當(dāng)一氧化碳?xì)怏w達(dá)到肯定的濃度，傳感器中的檢測片燃燒，使檢測片溫度上升，檢測片的電阻增加。如圖所示電路中，R為催化燃燒式氣體傳感器的檢測片，當(dāng)環(huán)境一氧化碳?xì)怏w達(dá)到肯定濃度，下列說法正確的是（）A．電壓表、電壓表、電壓表的示數(shù)均增大B．電流表、電流表的示數(shù)均減小C．電壓表示數(shù)的轉(zhuǎn)變量小于電壓表示數(shù)的轉(zhuǎn)變量D．電壓表示數(shù)的轉(zhuǎn)變量大于電壓表示數(shù)的轉(zhuǎn)變量【答案】ABD【詳解】A．由題意知當(dāng)環(huán)境一氧化碳?xì)怏w達(dá)到肯定濃度，R增大，總電阻增大，則總電流減小，內(nèi)電壓減小，依據(jù)；；可知，電壓表、電壓表、電壓表的示數(shù)均增大，選項(xiàng)A正確；B．總電流減小，即電流表的示數(shù)減小，而通過滑動(dòng)變阻器的電流增大，則電流表的示數(shù)減小，選項(xiàng)B正確；CD．由可知同理；所以故C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。12．如圖甲是多用電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙是刻度盤，通過選擇開關(guān)分別與1、2、3、4、5、6相連，以轉(zhuǎn)變電路結(jié)構(gòu)，分別成為電流表、電壓表和歐姆表，下列說法正確的是（）A．A是黑表筆、B是紅表筆B．作電流表時(shí)1比2量程大，作電壓表時(shí)6比5量程小C．當(dāng)選擇開關(guān)與3或4相連是歐姆表，測量電阻之前需歐姆調(diào)零D．如圖乙所示的指針位置，若選擇的電阻×10擋，讀數(shù)為180；若選擇的直流電壓10V擋，讀數(shù)為4.60V【答案】CD【詳解】AC．當(dāng)選擇開關(guān)與3、4相連時(shí)，多用電表是歐姆表，測量電阻之前需歐姆調(diào)零。內(nèi)置電源的正極應(yīng)與黑表筆相連，電源的負(fù)極應(yīng)與紅表筆相連，所以A為紅表筆，B為黑表筆，A錯(cuò)誤，C正確；B．當(dāng)選擇開關(guān)與1、2相連時(shí)，多用電表是電流表，接1時(shí)并聯(lián)電阻較小，電流表的量程較大；當(dāng)選擇開關(guān)與5、6相連時(shí)，多用電表是電壓表，接6時(shí)串聯(lián)電阻較大，電壓表的量程較大，B錯(cuò)誤；D．如圖乙所示的指針位置，若選擇的電阻×10擋，讀數(shù)為180；若選擇直流電壓10V擋，最小分度為0.2V，依據(jù)讀數(shù)規(guī)章可知，指針讀數(shù)為4.60V，D正確。故選CD。第II卷（非選擇題共52分）二、試驗(yàn)題（滿分14分）13．在“測量金屬絲的電阻率”的試驗(yàn)中，某同學(xué)選擇一根粗細(xì)均勻、阻值約為的電阻絲進(jìn)行了測量。（1）在測量了電阻絲的長度之后，該同學(xué)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，測量結(jié)果如圖1所示為mm；

（2）現(xiàn)有電源（電動(dòng)勢E為，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列器材：A．電流表（量程，內(nèi)阻約）

B．電壓表（量程，內(nèi)阻約）C．滑動(dòng)變阻器（，額定電流）

D．滑動(dòng)變阻器（，額定電流）為減小誤差，且電壓調(diào)整范圍盡量大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（選填器材前的字母），然后補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物圖的連線。()

（3）關(guān)于上述試驗(yàn)，下列說法正確的是A．用螺旋測微器多次測量金屬絲直徑并取平均值可以減小系統(tǒng)誤差B．用電壓電流圖像處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差C．只考慮電表內(nèi)阻引起的誤差，電壓表分流會(huì)導(dǎo)致電阻測量值偏小D．只考慮電表內(nèi)阻引起的誤差，電流表分壓會(huì)導(dǎo)致電阻測量值偏大（4）電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，用希臘字母表示，常用單位是西門子/厘米（），即。電導(dǎo)率是反映水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。資料顯示某種飲用水的電導(dǎo)率約為將該飲用水灌滿一個(gè)絕金緣性能良好、高約、容積約的薄壁圓柱形塑料簡（如圖3所示），瓶的兩端用兩個(gè)略小于瓶底面積的固定金屬圓片電極密封經(jīng)計(jì)算該塑料瓶中飲用水的電阻值約為（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）。若用上面灌滿該飲用水的圓筒替換掉原來的電阻絲，進(jìn)一步用圖2中的電路（不增減器材）較為精確的測量該飲用水的電導(dǎo)率，則需對電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施是

【答案】/0.672/0.673C

BC/CB電流表改為內(nèi)接法【詳解】（1）[1]依據(jù)題意，由圖可知，電阻絲的直徑為（2）[2]為減小誤差，且電壓調(diào)整范圍盡量大，滑動(dòng)變阻器接受分壓接法。故選C。[3]待測電阻約為，電流表接受外接法，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線，如圖所示

（3）[4]A.用螺旋測微器多次測量金屬絲直徑并取平均值可以減小偶然誤差，故A錯(cuò)誤：B.用電壓電流圖像處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故B正確；CD．只考慮電表內(nèi)阻引起的誤差，本試驗(yàn)接受電流表外接，誤差來源于電壓表分流會(huì)導(dǎo)致電流的測量值較大，則電阻測量值偏小，故D錯(cuò)誤，C正確。故選BC。（4）[5]依據(jù)題意，由電阻定律可得，電阻約為[6]電阻較大，不能精確的測量該飲用水的電導(dǎo)率，需要把電流表改為內(nèi)接法。14．某同學(xué)要用電阻箱和電壓表測量某水果電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，考慮到水果電池組的內(nèi)阻較大，為了提高試驗(yàn)的精度，需要測量電壓表的內(nèi)阻。試驗(yàn)室中恰好有一塊零刻度在中心的雙向電壓表，該同學(xué)便充分利用這塊表，設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)電路，既能實(shí)現(xiàn)對該電壓表內(nèi)阻的測量，又能利用該表完成水果電池組電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量。該同學(xué)用到的試驗(yàn)器材有：待測水果電池組（電動(dòng)勢約4V、內(nèi)阻約50Ω）；雙向電壓表（量程為2V、內(nèi)阻約2kΩ）；電阻箱（0~9999Ω）；滑動(dòng)變阻器（0~200Ω）；一個(gè)單刀雙擲開關(guān)及若干導(dǎo)線。（1）該同學(xué)按如圖1所示電路圖連線后，首先測量了電壓表的內(nèi)阻。請完善測量電壓表內(nèi)阻的試驗(yàn)步驟：

①將的滑動(dòng)觸片滑至最左端，將開關(guān)S撥向1位置，將電阻箱阻值調(diào)為0；②調(diào)整的滑動(dòng)觸片，使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏U；③保持滑片位置不變，調(diào)整，使電壓表的示數(shù)達(dá)到，讀出電阻箱的阻值，記為，則電壓表的內(nèi)阻。（2）若測得電壓表內(nèi)阻為2kΩ，可分析此測量值應(yīng)（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。（3）接下來測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，試驗(yàn)步驟如下：①將開關(guān)S撥至2位置，將的滑片移到最左端，不再移動(dòng)；②調(diào)整電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)達(dá)到一合適值，記錄電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值；③重復(fù)其次步，記錄多組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電阻箱的阻值。若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R，作出圖像，如圖2所示，其中縱軸截距為b，斜率為k，則電動(dòng)勢的表達(dá)式為，內(nèi)阻的表達(dá)式為。

【答案】大于【詳解】（1）[1]電阻箱和電壓表串聯(lián)，依據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得解得（2）[2]電阻箱與電壓表串聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器左邊部分并聯(lián)，隨著電阻箱的電阻增大，并聯(lián)部分的總電阻增大，電路的總電阻增大，總電流減小，并聯(lián)部分的電壓增大，則電阻箱兩端的電壓大于，故可知此測量值應(yīng)大于實(shí)際值。（3）[3][5]依據(jù)閉合電路歐姆定律有整理得依據(jù)圖像截距和斜率的物理意義有，解得，三、計(jì)算題（滿分38分）15．酒駕、醉駕會(huì)給交通平安帶來巨大隱患，便攜式酒精測試儀給交警執(zhí)法帶來了極大的便利。如圖1所示，是便攜式酒精測試儀的原理圖，電源電壓恒為3V，Rp是酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度變化的規(guī)律如圖2所示，R0是報(bào)警器，其電阻值恒定為50Ω。問：（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時(shí)，電路中的電流是多少？通電10s電流產(chǎn)生的熱量是多少？（2）我國法律規(guī)定，當(dāng)每100ml的氣體中酒精濃度大于或等于20mg小于80mg為酒駕，大于或等于80mg為醉駕。在對某司機(jī)的檢測中，電壓表的示數(shù)為2V，通過計(jì)算分析該司b機(jī)屬于酒駕還是醉駕。【答案】（1）0.01A；0.3J；（2）屬于醉駕【詳解】（1）當(dāng)氣體中酒精濃度為0時(shí)，由圖知Rp=250Ω，又R0=50Ω，電路總電阻為R=Rp+R0=250Ω+50Ω=300Ω電源電壓恒為3V，電路中電流為通電10s電流產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt=（0.01A）2×300Ω×10s=0.3J（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，通過報(bào)警器的電流為由于傳感器和報(bào)警器串聯(lián)，傳感器兩端的電壓為U傳=U-U報(bào)=3V-2V=1V此時(shí)傳感器的阻值為由圖像可知，100ml的氣體中酒精濃度大于80mg，該司機(jī)屬于醉駕。16．如圖所示的電路中，為定值電阻，為電阻箱，燈泡L的規(guī)格為“3W、0.6A”，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.2Ω、額定功率為2W，電源的電動(dòng)勢，內(nèi)阻，閉合電鍵，調(diào)整電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為4Ω時(shí)，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作。求：（1）電動(dòng)機(jī)的額定電壓；（2）電阻的阻值；（3）電動(dòng)機(jī)的輸出功率與電源的輸出功率?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），【詳解】（1）由于燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流，燈泡兩端的電壓則電動(dòng)機(jī)的額定電壓（2）電動(dòng)機(jī)的額定電流電阻中電流因此，電阻的阻值（3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率電源的輸出功率17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)，結(jié)構(gòu)如圖所示。原理為：較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用相同彈簧3拉著；滑動(dòng)變阻器中4是滑動(dòng)片，它與滑動(dòng)變阻器任一端之間的電阻值都與它到這端的距離成正比