2018-2019学年教科版选修3-1 直流电路 单元测试

直流电路单元测试

一、单选题(每小题只有一个正确答案)

1.在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，（电压表和电流表均视为理想）下列结论正确的是（）

A. 灯泡L变亮

B. 电源的输出功率变小

C. 电流表读数变大

D. 电容器C上电荷量减小

【答案】B

【解析】

A、当滑动变阻器滑片P向左移动时，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，总电流I减小，灯泡的功率，不变，则P减小，灯泡L变暗，故A错误；

B、当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于灯炮L的电阻大于电源的内阻，当R增大时，电源的内、外电阻的差值增大，则电源的输出功率减小，故B正确；

C、电路中电流减小，电流表读数变小，故C正确；

D、变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故D错误。

点睛：本题的难点在于确定电源的输出功率如何变化，可以用数

知识证明：当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，这是很重要的结论要记牢．对于电容器，关键确定电压，记住这个结论很有必要：电容器与与它并联的电路电压相等。

2.用伏安法测某一电阻时，如果采用如图所示的甲电路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系

A. R1＞R＞R2

B. R＞R1＞R2

C. R1＜R＜R2

D. R＜R1＜R2

【答案】C

【解析】

解：甲图中电压值是准确的，而由于电压表的分流导致电流值偏大，故测量结果将小于真实值；

而乙图中电流值是准确的，而由于电流表的分压导致了电压表示数偏大，故测量结果将大于真实值；

故答案为：R1＜R＜R2，C正确；

故选C

【点评】本题考查误差的分析，要明确两种不同的接法中电表对实验的影响，从而得出测量值与真实值之间的关系．

3.如图所示，R1和R2是材料相同，厚度相同、表面积为正方形的导体，已知R1的表面积是R2的100倍，通过导体的电流方向如图所示．则这两个导体的电阻关系为（）

A. R1=100R2

B. R2=100R1

C. R2=10R1

D. R1=R2

【答案】D

【解析】

试题分析：据电阻定律有：，由于两个电阻材料相同，均为正方体，两个电阻的阻值之比为：，由于两个电阻的厚度d相同，则有：，所以两个电阻的阻值大小相等，则D选项正确。

考点：本题考查电阻定律。

4.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯a和灯b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表

读数增加，由此推断，这故障可能是( )

A. a灯灯丝烧断

B. 电阻R2断路

C. 电阻R2短路

D. 电容被击穿短路

【答案】B

【解析】

【详解】A、a灯灯丝烧断导致总电阻增大，总电流减小，b变暗，不符合题意．故A错误．

B、电阻R2断路，导致总电阻增大，总电流减小，a两端电压减小，而路端电压增大，则b两端电压增大，b 变亮．故B正确．

C、电阻R2短路，b不亮．故C错误．

D、电容器被击穿短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表读数减小．故D错误．故本题选B。

【点睛】本题首先正确分析电路结构，再用闭合电路欧姆定律即可解题。

5.如图所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯L亮，输出端为“0”，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A，B两输入端分别是( )

A. “1”、“1”

B. “0”、“0”

C. “1”、“0”

D. “0”、“1”

【答案】B

【解析】

【详解】要使灯L亮，“非”门的输出应该为“1”，故“非”门的输入为“0”；故“或”门的两个输入端都应该为0.故B正确。

【点睛】本题只要熟悉与门，非门，或门真值表就能正确解题。

6.一个电流表的满偏电压为U g，内电阻为R g，要把它改装成量程为nU g的电压表，应在电流表上（）

A. 串联一个nR g的电阻

B. 并联一个nR g的电阻

C. 串联一个（n-1）R g的电阻

D. 并联一个（n-1）R g的电阻

【答案】C

【解析】

试题分析：电流表改装成大量程的电流压表要串联电阻起分压的作用，串联的电阻值根据欧姆定律求解解：电流表改装成大量程电压表要串联电阻分压，串联的电阻值为：R==（n﹣1）R g

故选：C．

【点评】考查电压表的改装，明确串联电阻的阻值的表达式．

7.如图所示的电路中，当开关S闭合时，电路中的电流表和电压表读数的变化是（）

A. 两表读数均变大

B. 两表读数均变小

C. 电流表读数增大，电压表读数减小

D. 电流表读数减小，电压表读数增大

【答案】C

【解析】

【详解】开关S断开，R1、R2串连接入电路，电流表示数，电压表示数为U=E﹣Ir=E﹣；开关S闭合后，R2被短路，电路中的电阻减小，通过的电流为I′= ，电压表示数为U=E﹣I′r=E-

所以电流表示数变大，电压表示数变小，故选C．

8.一台电动机的额定输出功率为10 kW，这表明该电动机正常工作时( )

A. 每秒钟消耗电能10 kJ

B. 每秒钟提供机械能10 kW

C. 每秒钟电枢线圈产生10 kJ的热量

D. 每秒钟对外做功10 kJ

【答案】D

【解析】

【详解】电动机是非纯电阻电路，每秒钟向外输出10 kJ的机械能，说明每秒钟对外做功10 kJ，故只有D 项正确．

9.一节干电池的电动势为1.5 V，这表示( )

A. 电池中每通过1 C的电荷量，该电池能将1.5 J的化能转变成电势能

B. 该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5 V

C. 该电池存储的电能一定比电动势为1.2 V的电池存储的电能多

D. 将1 C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5 J的功

【答案】A

【解析】

试题分析：电动势表示电池把其他形式的能转化为电能的本领，一节干电池的电动势为1.5V，这表示电路中每通过1C的电量，该电池能将1.5J的化能转变成电能，A对；C错；将1C电量的正电荷由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，D错；电源电动势与外电路无关，只有当外电路断开时电池两极间的电压才等于电源电动势，B错；

考点：考查电源电动势的物理意义

点评：难度较小，要会区分电动势和电压的不同点，电动势为非静电力做功，电压为静电力做功

10.一个电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝500Ω.要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上( )

A. 串联一个10kΩ的电阻

B. 并联一个10kΩ的电阻

C. 串联一个9.5kΩ的电阻

D. 并联一个9.5kΩ的电阻

【解析】

把电流表改装成一个量程为10V的电压表，应串联电阻为；由上式知应串联9.5KΩ的电阻．故选C.

11.如图所示，电路中有三根导线，其中一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线是好的。为了查出断导线，某生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c 端，并观察多用电表指针的示数。下列选项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

【答案】A

【解析】

因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不行，排除选项D；由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全，排除选项C；估测电路中电流的最大值可能为I m＝1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，排除B选项；只能选用直流10 V挡，故正确答案为A。

12.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A 1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图（a）、（b）所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（）

A. 图（a）中的A 1 、A 2的示数相同

B. 图（a）中的A 1、A 2的指针偏角相同

C. 图（b）中的A1、A 2的示数和偏角都不同

D. 图（b）中的A1、A 2的指针偏角相同

【解析】

试题分析：图a中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同．故A错误，B正确．图b中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同．由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同．故CD错误．故选B．

考点：电表的改装；串联及并联电路的特点

【名师点睛】本题要对于安培表的内部结构要了解：小量程电流表（表头）与分流电阻并联而成．指针偏转角度取决于流过表头的电流大小。

13.在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是( )

A. 导线中的电场强度处处为零

B. 导线中的电场强度方向跟导线方向垂直

C. 导线处于静电平衡状态

D. 导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低

【答案】D

【解析】

【详解】在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，A、B错误；导线内有电场，说明导线不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确

14.某电源的U－I图象如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流．a、b为图线上的两点．相应状态下电源的输出功率分别为P a、P b，外电路电阻为Ra、Rb，由图可知，及的比值分别为( )

A. 3∶1 1∶2

B. 1∶3 2∶3

C. 1∶1 1∶2

D. 1∶1 4∶1

【答案】D

由图可知，；；

由可知，功率之比为；

由可知，电阻之比为，故选项D正确，ABC错误。

点睛：本题考查对电源的伏安特性曲线的认识，要注意正确理解闭合电路欧姆定律，掌握图象的性质，会求路端电压及电动势。

15.

在集成电路中，经常用若干基本门电路组成复合门电路，如图所示，为两个基本门电路组合的逻辑电路，根据真值表，判断虚线框内门电路类型及真值表内x的值（）

A. “与门”，1

B. “与门”，0

C. “或门”，1

D. “或门”，0

【答案】D

【解析】

试题分析：当AB输入为00时，通过第一个门电路输出为0，输入为01时，输出为1，输入为10时，输出为1，知该门电路为“或”门．所以输入为11时，输出为1，再经过非门输出为0，所以x为0．故A、B、C 错误，D正确．

故选D．

考点：简单的逻辑电路．

点评：解决本题的关键掌握各种门电路的特点，以及会用真值表分析．

二、多选题(每小题至少有两个正确答案)

16.下列判断正确的是( )

A. 由知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比

B. 由可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比

C. 由可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比

D. 对给定的导体，比值是个定值，反映了导体本身的性质

【答案】ABD

【解析】

【详解】导体电阻由导体材料、导体长度与导体的横截面积有关，导体电阻与导体电阻两端的电压与流过导体的电流无关；导体中的电流是由电压及电阻决定的；电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比；故ABD正确；

17. 对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法中正确的是（I、U、R分别表示干路电路电流、路端电压和外电阻）（）

A. U随着R的增大而减小

B. 当R=0时，U=0

C. 当电路断开时，I=0，U=0

D. 当R增大时，U也会增大

【答案】BD

【解析】

解：A、电源电动势不变，当R增大时，I必然减小，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小，故A 错误．

B、当R=0时，电路处于短路状态，电源路端电压为0．故B正确．

C、根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir可知，外电路断开时，路端电压为E．故C错误．

D、由U=E﹣r可知，当R增大时，U也会增大．故D正确．

故选：BD

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】给定的电源，其电动势不变，与外电路无关，而路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．【点评】本题是简单的路动态分析问题．对于路端电压与电流的关系，也可以作出电源的外特性曲线U﹣I 图线，更直观判断它们的关系．

18.若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是（）

A. U′=IR

B. U′=E﹣U

C. U=E+Ir

D. U=

【答案】BD

【解析】

根据闭合电路的欧姆定律可知：U′＝Ir，选项A错误；U′＝E－U，选项B正确；U＝E-Ir，选项C错误；

，选项D正确；故选BD.

19.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是（）

A. 电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2

B. 电动势E1=E2，内阻r1＞r2

C. 电动势E1＞E2，内阻r1＜r2

D. 当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大

【答案】AD

【解析】

试题分析：据题意和图示可知，两个电源的电动势相等，但断路电流，故选项A、C错误；电源内阻为：，由于电源1的较大，所以电源1的电源内阻较小，故选项B错误；从图像可知，当两个电源工作电流变化量相同时，电源2的路段电压变化较大，故选项D正确。

考点：电动势、内阻、电源外电压与电流关系图

【名师点睛】在电源外电压与电流关系图线中，图线与纵坐标交点表示断路状态，此时电压为电源电动势大小，；图线与横坐标交点表示短路状态，此时电流大小为短路电流；图线的斜率大小表示电源内阻大小，即。

20.关于电阻率，下列说法中正确的是( )

A. ρ与l成反比，与R、S成正比

B. 电阻率表现了导体材料导电能力的强弱，与温度有关

C. 金属电阻率在任何温度下都不可能为0

D. ρ主要由导体的材料种类决定

【答案】BD

【解析】

【详解】由R＝ρ得，用R、S、l的值计算ρ的大小，但ρ由材料种类决定，跟温度有关，当温度降低到某一定值时，会出现超导现象．故本题选BD.

三、实验题

21.为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：

①待测干电池E（电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω）

②电流表G（满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω）

③安培表A（量程0 0.60 A，内阻约为0.1 Ω）

④滑动变阻器R1（0 20 Ω，2 A）

⑤滑动变阻器R2（0 1000 Ω，1 A）

⑥定值电阻R3=990 Ω

⑦开关和导线若干

(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是．

(2)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号；

(3)图乙所示为某同根据正确的电路图作出的I1﹣I2图线（I1为电流表G的示数，I2为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω．（结果均保留两位有效数字）

【答案】(1). R1(2). (3). 1.5 (4). 0.78

【解析】

试题分析：（1）滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选

（2）本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻顺与电流表A串接在电源两端即可；如下图

（3）由闭合电路欧姆定律可得：

变形得：由数知可得：图象中的；带入数据可得

考点：测定电源的电动势和内阻实验

点评：本题要注意电路中采用的是安安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；另外在解题时要注意一些细节，如图象中的纵坐标不是从零开始变化的，并且其单位为mA等，都应细心观察．

四、计算题

22.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M＝0.6 Ω，R＝10 Ω，U＝160 V，电压表的读数为110 V．则：

(1)通过电动机的电流是多少？

(2)输入到电动机的电功率是多少？

(3)电动机工作1 h所产生的热量是多少？

【答案】(1)5A (2)550W (3)5.4×104J

【解析】

（1）电动机和电阻串联，所以电流相等，

电阻R两端电压，．

（2）电动机的电功率，

（3）电动机的热功率，

产生的热量．

五、填空题

23.多用电表指针如下图所示

(1)如果选择开关为“×10”挡，则所测电阻的阻值Ω.

(2)如果选择开关为直流电压250 V挡，则对应读数是V.

(3)如果选择开关为直流电流100 mA挡，则对应读数是mA.

【答案】(1). 130 (2). 135 (3). 54

【解析】

试题分析：多用电表读数时注意，多用电表最上面一排数据表示测电阻的读数，中间一排是电流和电压读数，读电流、电压时注意量程，读电阻时注意倍率。

（1）所测电阻的阻值为：读数乘以倍率，即

（2）选择开关为直流电压250V挡，读数为对应250量程值，则对应读数是：135V

（3）选择开关为直流电流100挡，读数为对应10mA量程，读数结果为读数乘以10，即：5.4×10mA=54mA 考点：多用电表的读数

点评：容易题。关键是掌握多用电表的读数方法。

24.图中游标卡尺的读数为mm；图中螺旋测微器的读数为mm．

【答案】(1). 13.55;(2). 0.608—0.609;

【解析】

20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为13mm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为11×0.05=0.55，所以最终读数为：13mm+0.55mm=13.55mm；

螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为10.8×0.01mm=0.108mm，所以最终读数为

0.5mm+0.108mm=0.608mm。

25.

如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U﹣I图线如图乙所示，当U=10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？

【答案】40Ω?m

【解析】

试题分析：由图象找出电压为10V时的电流I，由欧姆定律可以求出电解液的电阻；再由电阻定律求出电解液的电阻率．

解：由图乙可求得电解液的电阻为：

R==Ω=2000Ω

由图甲可知电解液长为：

l="a=1" m

截面积为：

S="bc=0.02" m2

结合电阻定律R=ρ，得：

ρ==Ω?m=40Ω?m．

答：电解液的电阻率ρ是40Ω?m．

【点评】本题关键记住欧姆定律公式和电阻定律公式，其中电阻等于电压与电流的比值，不是U﹣I图象切线的斜率．

26.如图所示，游标卡尺读数为mm，螺旋测微器读数为mm.

【答案】(1). 49.15 (2). 0.900

【解析】

【详解】20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm,游标卡尺的主尺读数为49 mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：49+0.15=49.15；

螺旋测微器的主尺读数为，可动刻度为，所以最终读数为.

27.如图所示，R1＝2Ω，R2＝3Ω，滑动变阻器最大值R3＝5Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的变化情况是．

【答案】从3.94 A减小到2.52 A再增大到3 A

【解析】

【详解】由电路的组成可知，R1和R3的上半部分串联，R2和R3的下半部分串联，然后再并联．只要求出P 由a向b滑动过程中电阻的变化，就可求得电流的变化．设P、a间电阻为Ra，则混联电路的电阻为

上式中分子里两个因式之和为定值，则当时，，，当时，R ＝1.6 Ω，I1＝≈3.94 A

当时，R＝2.1 Ω，I2＝＝3 A

故当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，电流表示数变化：从3.94 A减小到2.52 A再增大到3 A. 【点睛】本题正确列出并联电路电阻表达式，再根据数关系，即可正确解题。

六、简答题

28.管道煤气的用户家中都有一个漏气报警器，报警器中有一个对煤气敏感的电阻元件．小明同突然想到一个问题，该元件是线性元件还是非线性元件呢？为此他从一个废弃的报警器中拆下该元件接入电路中，测得其电流、电压值如下表所示，请作出该元件的伏安特性曲线，猜想该元件是哪类元件？

【答案】(1)(2) 非线性元件

【解析】

【详解】如图所示非线性元件

可以根据表中数据在坐标纸上描点，得出伏安特性曲线如图所示：

由图象看特点，若I－U图线是过原点的直线则表示“敏感”元件是线性的，若I－U图线是曲线则表示“敏感”元件是非线性的．I－U图线如图所示，由此可见“敏感”元件是非线性元件．