《恒定电流》单元测试题(含答案)

第二章 《恒定电流》单元测试题

一、选择题

1．关于电源电动势大小的说法，正确的是（ ） A ．同一种电池，体积越大，电动势也越大

B ．电动势的大小表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小

C ．电路断开时，电源的非静电力做功为0，电动势并不为0

D ．电路中电流越大，电源的非静电力做功越多，电动势也越大 2．铅蓄电池的电动势为2 V ，这表示（ ） A ．蓄电池两极间的电压为2 V

B ．蓄电池能在1 s 内将2 J 的化学能转变成电能

C ．电路中每通过1 C 电量，电源把2 J 的化学能转化为电能

D ．电路中通过相同的电荷量时，蓄电池比1节干电池非静电力做的功多 3．在1 min 内通过阻值为5 Ω的导体横截面的电量为240 C ，那么加在该导体两端的电压是（ ）

A ．20 V

B ．48 V

C ．120 V

D ．1 200 V

4．横截面积为S 的铜导线，流过的电流为I ，设单位体积的导体中有n 个自由电子，电子的电量为q ，此时电子的定向移动的平均速度设为v ，在时间Δt 内，通过导线横截面的自由电子数为（ ）

A ．n v S Δt

B ．n v Δt

C ．

q t I ? D ．qS

t

I ? 5．图1所示是两个不同电阻的I-U 图象，则图象①②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I-U 图象所在区域分别是 （ ）

A ．①表示大电阻值的图象，并联后在区域III

B ．①表示小电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ

C ．②表示大电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ

D ．②表示大电阻值的图象，串联后在区域III

图 1

6．如图2所示，定值电阻R ＝20 Ω，电动机线圈的电阻R 0＝10 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数是0.5 A 。当开关S 闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是（ ）

A ．I ＝1.5 A

B ．I ＜1.5 A

C ．P ＝15 W

D ．P ＜15 W

7．如图3所示，用半偏法测量一只电流表的内阻，下列各组主要操作步骤及排列次序正确的是（ ）

A ．闭合S 1，调节R 1使电流表满偏，再闭合S 2，调节R 2使电流表半偏，读出R 2的阻值

B ．闭合S 1，调节R 1使电流表满偏，再闭合S 2，调节R 1使电流表半偏，读出R 2的阻值

C ．闭合S 1、S 2，调节R 1使电流表满偏，再调节R 2使电流表半偏，读出R 2的阻值

D ．闭合S 1、S 2，调节R 2使电流表满偏，再调节R 1使电流表半偏，读出R 2的阻值 8．如图4所示，两个定值电阻R 1、R 2串联后接在电压U 稳定于12V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1两端，电压表的示数为8 V 。如果他把电压表改接在R 2两端，则电压表的示数将（ ）

A ．小于4 V

B ．等于4 V

C ．大于4 V ，小于8 V

D ．等于或大于8 V

9．电源电动势为E ，内阻为r ，向可变电阻R 供电。关于路端电压，下列说法中正确的是（ ）

A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变

B ．因为U ＝IR ，所以当R 增大时，路端电压也增大

C ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大

D ．因为U ＝

E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小

10．如图5-a 所示是一个欧姆表的示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图5-b 中的图（ ）

图4 图

2

图3

11．在如图6所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R 1、R 2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a ，再将黑表笔分别连接在电阻器R 1的b 端和R 2的c 端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是（ ）

A ．直流10 V 挡

B ．直流0.5 A 挡

C ．直流2.5 V 挡

D ．欧姆挡

12．如图7所示，直线a 为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U 与干路电流I 的关系图象，直线b 为电阻R 两端电压的U 与通过它的电流I 的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（ ）

A ．4 W 、33.3％

B ．2 W 、33.3％

C ．4 W 、67％

D ．2 W 、67％

13．如图8所示的电路中，开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P ，欲使P 向下运动，应断开开关（ ）

A ．S 1

B ．S 2

C ．S 3

D ．S 4

14．家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC 元件。PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率 与温度T 的关系如图9所示，T 0为室温。由于这种特性，PTC 元件通电后，能够达到稳定状态，它的温度保持不变。对此，以下说法正确的是（ ）

A ．通电后其消耗的功率先增大，后减小

图5-a 图5-b

图

7

图

8

图

9

图 6

B ．通电后其消耗的功率先减小，后增大

C ．稳定状态时，温度保持在T 1～T 2的某一值不变

D ．稳定状态时，温度保持在T 1值不变

15．在如图10所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r ，C 为电容器，R 0为定值电阻， R 为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L 能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，

下列判断正确的是（ ）

A ．灯泡L 将变暗

B ．灯泡L 将变亮

C ．电容器C 所带的电荷量将减小

D ．电容器C 所带的电荷量将增大

16．如图11为一逻辑电路，根据电路图完成它的真值表。其输出端从上到下排列的结果正确的是（ ）

A ．0 0 1 0

B ．0 0 1 1

C ．1 0 1 0

D ．0 0 0 1 二、实验题

17．一把游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm ，游标尺上有20个小的等分刻度。如图12所示，用它测量某一钢球的直径，钢球的直径是 mm 。

18．一个标有

“3.8 V 2 W ”的小灯泡，要通过实验描绘出这个小灯泡的伏安特性曲线，某同学按图13-a 所示方式连接电路，画出图13-b 所示小灯泡的I -U 图象。

（1）电流为0.40 A 时小灯泡的阻值为_________Ω，小灯泡消耗的电功率为 ________W 。

C

R 0

图10

图11

1

（2）实验中，电路的所有元件都完好，且电压表和电流表也均调好零点。a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、h 为连接电路所用的导线。一位同学闭合开关后，反复调节滑动变阻器，灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数无法调为零，则电路中断路的导线为__________。

19．某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用刻度尺测量金属丝的接入长度为l ＝0.720 m ，用螺旋测微器测量金属丝直径（刻度位置如图14所示），用伏安法测出金属丝的电阻（阻值大约为5Ω），然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材： A ．直流电源：电动势约3 V ，内阻很小； B ．电流表A ：量程0～0.6 A ，内阻约为0.125Ω； C ．电压表V ：量程0～3 V ，内阻3 k Ω； D ．滑动变阻器：最大阻值20Ω； E ．开关、导线等。

（1）从图中读出金属丝的直径为 mm ； （2）根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图；

（3）若根据伏安法测出电阻丝的阻值为R x ＝4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为 Ω·m （保留二位有效数字）。

20．将满偏电流I g ＝300 μA 、内阻未知的电流表

改装

成电压表并进行核对。

（1）利用如图15所示的电路测量电流表

的内阻（图

中电源的电动势E ＝4 V ）：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针

偏转到满刻度的一半，读出此时R ′的阻值为450 Ω，则电流表内阻的测量值R g ＝

g

图13-a

/V

图13-b

图14

图15

a Ω，这个测量值比电流表内阻的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。

（2）将该表改装成量程为3 V 的电压表，需 （填“串联”或“并联”）阻值为R 0＝ Ω的电阻。

（3）把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题纸上画出实验电路图。

21．在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为0.1 Ω和1 k Ω。右边为实验原理图，下边为所需器材的实物图。

（1）试按原理图在实物图中画线连接成实验电路。

（2）一位同学在实验中记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图17中画出U -I 图线。根据图线可读出被测电池的电动势E ＝_______V ，内电阻r ＝______Ω。

U /V

I /A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 1.00

1.10

1.20 1.30

1.40

1.50 +

+

- - V

A

图17

图16

三、计算题

22．如图18所示，电源电动势E ＝6V ，电源内阻不计。定值电阻R 1＝2.4 k Ω、R 2＝4.8 k Ω。

（1）若在ab 之间接一个C ＝100 μF 的电容器，闭合开关S ，电路稳定后，求电容器上所带的电量；

（2）若在ab 之间接一个内阻R V ＝4.8 k Ω的电压表，求电压表的示数。

23．如图19所示，电阻R 1＝2Ω，小灯泡L 上标有“3V 1.5 W ”，电源内阻r ＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R 0（大小未知），当触头P 滑动到最上端a 时安培表的读数为l A ，小灯泡L 恰好正常发光，求：

（1）滑动变阻器的最大阻值R 0；

（2）当触头P 滑动到最下端b 时，求电源的总功率及输出功率。

24．图20中电源电动势E ＝12 V ，内电阻r ＝0.5 Ω。将一盏额定电压为8 V ，额定功率为16 W 的灯泡与一只线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min 。问：

（1）电源提供的能量是多少？

（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？ （3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？

（4）电动机的效率为多少？

25．如图21所示为一种测定风力的仪器的原理图，P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O 是悬挂点，保护电阻为R 0，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂金属球的细金属丝始终保持良好接触。无风时细金属丝与电阻丝右端点C 接触，此时电路中电流为I 0；

有风时金属丝将相对竖直方向偏转一定

图19

图20 图21

图18

角度，这个角度与风力大小有关。已知风力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内阻和金属丝电阻均不计。当电流表的示数为I'时，此时风力大小为F，试推出：

（1）风力大小F与偏角 的关系式；

（2）风力大小F与电流表示数I'的关系式。

（写成F =……的形式）

参考答案

一、选择题

1．BC 2．CD 3．A 4．AC 5．D

6．BD 7．A

8．A

9．D

10．A 11．A

12．C

提示：由直线a 知，E ＝3 V r ＝

I

U

E －＝0.5Ω 由直线b 知，R ＝I

U

＝1Ω 13．C 14．AC

分析： PTC 元件通电时（电压为U 一定），产生热量，它的温度由T 0开始升高，电阻率随温度升高而变小，元件的电阻减小，电流变大，发热功率增大，当温度T ＞T 1后，其电阻率ρ随温度升高而增大，电流变小，元件的发热功率随之减小，直到在相同的时间内产生的热量与散发的热量相等时，元件的温度保持不变，达到稳定状态。其温度在T 1～T 2间的某一值。这时如果因某种原因温度稍升高，则电阻率变大，电功率减小，单位时间内产生的热量减少，使温度减下来；如果温度稍有降低，则电阻率变小，电功率增大，单位时间产生热量增多，使温度上升，所以它能保持稳定状态。

15．AD 16．A 二、实验题 17．8.55

18．4.75 Ω；0.76 W ；g 19．（1）0.600

（2）

（3）1.6×10－

6

20．（1）450；偏小；（2）串联；9 550 （3）

21．（1）实验电路图略

（2）1.50（1.45～1.55）；0.69（0.64～0.74） （图象注意舍弃第4点） 三、计算题

22．答案：（1）Q ＝4×10－4

C

（2）U V ＝3 V

解：（1）设电容器上的电压为U C ： U C ＝

2

12

R R R +E

电容器的带电量Q ＝CU C 解得： Q ＝4×10

－4

C

（2）设电压表与R 2并联后电阻为R 并＝V

2V

2R R R R +

① 则电压表上的电压为：U V ＝并

1并R R R +E

②

解得：U V ＝3 V 23．答案：（1）R 0＝

L

I U ＝6Ω （2）P 总＝EI ＝12 W ，P 出＝EI －I 2r ＝8 W 解：（1）当触头P 滑动到最上端a 时， 流过小灯泡L 的电流为：I L ＝

L

L

U P ＝0.5 A

流过滑动变阻器的电流：I 0＝I A －I L ＝0.5 A 故：R 0＝

L

I U ＝6Ω （2）电源电动势为：E ＝U L ＋I A （R 1＋r ）＝6 V ①

当触头P ，滑动到最下端b 时，滑动变阻器和小灯泡均被短路。电路中总电流为： I ＝

r

R E

+1＝2 A ②

故电源的总功率为：P 总＝EI ＝12 W 输出功率为：P 出＝EI －I 2r ＝8 W 24．（1）5.76×105 J

（2）0.96×105 J ，2.88×105 J （3）0.96×105 J ，1.08×105 J （4）62.5％

解：（1）灯泡两端电压等于电源两端电压，且U ＝E －Ir ， 则总电流I ＝8 A ，

电源提供的能量：E 总＝IEt ＝8×12×100×60＝5.76×105（J ）。 （2）通过灯泡的电流I 1＝

8

16

＝2（A ），电流对灯泡所做的功 W 1＝Pt ＝16×100×60＝0.96×105（J ） 通过电动机的电流I 2＝8－2＝6（A ），

电流对电动机所做的功W 2＝I 2Ut ＝6×8×60×100＝2.88×105（J ） （3）灯丝产生的热量Q 1＝W 1＝0.96×105（J ），

电动机线圈产生的热量Q 2＝I 22rt ＝62×0.5×60×100＝1.08×105（J ）

（4）电动机的效率：η＝

2

2

2W Q W -×100％ η＝62.5％

25．答案：（1）F ＝mg tan θ （2）F ＝

hk

I Lk R I I mg '+')

)((00－

解：（1）分析小球的受力，根据图示

可判断F ＝mg tan θ （2）风力为F 时，可知 tan θ＝

mg

F

① 金属丝与电阻的接触点到C 点的距离为l ：

h

l

＝tan θ ② 接触点到D 点的距离为：L －l ＝L －h tan θ＝L －h mg

F

③ 此时电路电流示数为I ′，可知E ＝I ′[R 0+（L －h mg

F

）k ] 无风时E ＝I 0（R 0＋Lk ） ⑤ 联立④⑤，得 F ＝hk

I Lk R I I mg '+')

)((00－