2020高中物理 第二章 恒定电流 1 电源和电流 2 电动势练习 新人教版选修3-1
高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学
第1节 电源和电流1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质．一、电源1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用(1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场．(2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．(2)公式：I ＝q t或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．(3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103mA ；1 A ＝106μA．判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外，电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( )(2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( )(3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( )(4)导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，电场线与导线表面垂直．( )(5)公式I ＝qt中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定电流吗？提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流．做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．vqB ．q vC ．vqSD ．qv S提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t得I ＝vq ，A 正确．对电流的理解1．电流的形成(1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压．(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合．2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反．3．电流的大小(1)定义式：I ＝qt．用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等．(2)两点说明①电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝q t求电流时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．②q ＝It 是I ＝q t的变形，是求电荷量的重要公式．4．电流是标量：电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量，而是标量．命题视角1 对电流定义的理解(多选)关于电流的概念，下列说法中正确的是( ) A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D ．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零[解析] 导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t 内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A 错误；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算规则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B 错误；在国际单位制中，共有七个基本量，电流是其中之一，故C 正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D 正确．[答案] CD命题视角2 定义式I ＝q t的应用(2018·重庆校级期中)如图所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝（n 1－n 2）e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝（n 2－n 1）etD ．溶液内电流方向A →B ，电流强度I ＝（n 1＋n 2）e t[解析] 正电荷定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A 、B 错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I ＝qt公式中q 应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，与正、负电荷的数量无关，C 错误，D 正确． [答案] D不同导体中电流的计算方法(1)金属导体：自由电荷只有自由电子，运用I ＝q t计算时，q 是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量．(2)电解液：自由电荷是正、负离子，运用I ＝q t计算时，q 应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(3)电离状态的气体：自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I ＝q t求气体导电电流时，q 应是三种带电粒子通过横截面的电荷量的绝对值之和．(4)环形电流：有些电流，并不是导体内电荷的定向移动形成的，如电子绕核运动，经电场加速的粒子流、带电体的运动等，可以通过等效方法用I ＝q t求解等效电流．【题组突破】1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的解析：选D ．导线内部的电场是电源和导线积累电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( )A ．0B ．2ne tC ．3ne tD ．4ne t解析：选D ．由题意可知，在时间t 内通过某横截面的电荷量为n ·2e ＋2n ·e ＝4ne ，故根据电流的定义可知探测器电路中的电流为I ＝q t ＝4net，故选项D 正确． 电流的微观解释1．建立“柱体微元”模型：如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ．2．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ．总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq ．所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝lv ．根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t＝nlSql /v＝nqSv ． 3．影响因素：从微观上看，电流取决于导体单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小和导体的横截面积．4．结论：从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关．5．两个公式的比较I ＝q tI ＝nqSv公式性质 定义式 决定式 电流的意义 时间t 内的平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度大量电荷定向移动的宏观表现形成电流的微观实质联系 由I ＝q t可导出I ＝nqSv 【题组过关】1．(多选)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ；设单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为e ，此电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A ．nvS ΔtB ．nv ΔtC ．I ΔteD ．I ΔtSe解析：选AC ．因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数目为N ＝q e ＝I Δte，C 正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I ＝nevS ，所以自由电子数目为N ＝q e ＝I Δt e ＝nevS Δte＝nvS Δt ，A 正确，B 错误．2．(2018·广东佛山一中高二月考)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A ．I ΔleS m 2eU B ．I Δle m 2eU C ．I eSm 2eUD ．IS Δlem 2eU解析：选B ．设电子刚射出电场时速度为v ，长为Δl 的电子束内的电子数为n ，则eU ＝12mv 2 ①I ＝ne Δt ②Δt ＝Δl v③由①②③式解得n ＝I Δle m2eU，故B 正确．[随堂检测]1．现代生活离不开电源，电子表、照相机、移动电话、计算器及许多电子产品，都需要配备各式各样的电源．以下关于电源的说法正确的是( )A ．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B ．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C ．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D ．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量解析：选B ．电源的作用是维持正、负极之间有一定的电势差，这需要电源不断地将其内部的负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集．外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错误．从能量转化的角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，故B 正确．若要电路中有电流，不仅需要有电源，还需要电路是闭合的，两者缺一不可，故C 错误．电源是对电路提供能量的装置，故D 错误．2．(多选)如图所示，将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来，已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍，在铜导线上取一个截面 A ，在铝导线上取一个截面B ，若在1秒内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的( )A ．电流相等B ．电流不相等C ．自由电子定向移动的速率相等D ．自由电子定向移动的速率不相等解析：选AD ．由电流定义知I ＝q t ＝net，A 正确，B 错误．由电流的微观表达式I ＝nSqv 知，I 、n 、q 均相等，因为S A <S B ，所以v A >v B ，C 错误，D 正确．3．(高考上海卷)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，其束流强度为1．2×10－5A ，则在1 s 内发射的重离子个数为(e ＝1．6×10－19C)( )A ．3．0×1012B ．1．5×1013C ．7．5×1013D ．3．75×1014答案：B4．已知铜导线中的电流为1 A ，铜导线的横截面积为1 mm 2，求：(1)在1 s 内，有多少个电子通过铜导线的横截面？(电子电荷量e ＝1．6×10－19C)(2)自由电子的平均移动速率多大？(设铜导线中每立方米含有8．5×1028个自由电子) 解析：(1)1 s 内通过铜导线横截面的电荷量为q ＝It ＝1 C ．所以1 s 内通过铜导线横截面的电子个数N ＝q e ＝11．6×10－19(个)＝6．25×1018(个)．(2)由电流的微观表达式I ＝nqSv 得自由电子的平均移动速率v ＝I nqS＝18．5×1028×1．6×10－19×1×10－6 m/s ≈7．35×10－5m/s ． 答案：(1)6．25×1018个 (2)7．35×10－5m/s[课时作业] [学生用书P129(单独成册)]一、单项选择题1．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝q t，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：选D ．依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，选项A 错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B 、C 错误；选项D 正确．2．金属导体内电流增强，是因为( ) A ．导体内单位体积的自由电子数增多 B ．导体内自由电子定向移动的速率增大 C ．导体内电场的传播速率增大 D ．导体内自由电子的热运动速率增大解析：选B ．对于确定的金属导体，单位体积内的自由电子数是一定的，而且导体内电场的传播速率也是一定的，所以A 、C 错误；导体内电流增强是由于自由电子定向移动的速率增大，使得单位时间内穿过导体横截面的电荷量增大，B 正确；导体内自由电子的热运动与电流的大小无直接关系，D 错误．3．一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S ，导线单位长度内的自由电子数为n ，铜导线内的自由电子所带的电荷量为e ，自由电子做无规则热运动的速率为v 0，导线中通过的电流为I ．则下列说法中正确的是( )A ．自由电子定向移动的速率为v 0B ．自由电子定向移动的速率为v ＝I neSC ．自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD ．自由电子定向移动的速率为v ＝I ne解析：选D ．v 0为电子做无规则热运动的速率，非定向移动速率，故A 错误．对于电流微观表达式I ＝nqSv ，式中n 为单位体积内的自由电子数，而本题中n 为单位长度内的自由电子数，t 时间内通过导线某一横截面的自由电子数为nvt ，电荷量Q ＝nvte ，所以电流I ＝Q t ＝nev ，所以v ＝I ne，故B 、C 错误，D 正确．4．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( )A ．1 500个B ．9．375×1019个 C ．9．375×1021个 D ．9．375×1020个解析：选C ．q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9．375×1021个． 5．如图所示的电解池，在1 s 的时间内，共有3 C 的正离子和3 C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是( )A ．0 AB ．1．5 AC ．3 AD ．6 A解析：选D ．电解液中的正、负离子定向移动的方向相反，故它们产生同向的电流，由公式I ＝q t 得，电路中的电流I ＝3＋31A ＝6 A ，故D 正确．6．(2018·重庆市万州二中高二期中)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道．当环中电子以光速的110流动而形成10 mA 的电流时，环中运行的电子数目为(已知光速c ＝3×108m s ，电子电荷量e ＝1．6×10－19C)( )A ．5×1010B ．5×1011C ．1×102D ．1×104解析：选B ．电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108 s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝10×10－3×8×10－6 C ＝8×10－8 C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81．6×10－19个＝5×1011个．7．铜的摩尔质量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动速率为( )A ．光速cB ．I neS C ．IρneSmD ．mIneSρ解析：选D ．假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m ，I ＝q t ＝vSρne m ，于是得：v ＝ImneSρ． 二、多项选择题8．关于电流的方向，下列说法中正确的是 ( )A ．电源供电的外部电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反解析：选AD ．在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，所以A 正确，B 错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C 错误，D 正确．9．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A ．粗的地方电流大，细的地方电流小B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C ．各处的电流大小相同D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大解析：选CD ．同一根导线上的电流相等，故C 对；由I ＝nqSv 可得v ＝I nqS ，故D 对． 10．(2018·福建宁德一中高二检测)半径为 R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应满足( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB ．截取圆环的任一截面S ，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间 T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I ＝q t ＝Q T ，又 T ＝2πω，所以I ＝Qω2π．分析各选项可知本题选A 、B ． 三、非选择题11．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图中所示，若测得2 s 内分别有1．0×1018个Na ＋和Cl －通过溶液内部的横截面M ，溶液中的电流方向如何？电流为多大？解析：NaCl 溶液导电是靠自由移动的Na ＋和Cl －，它们在电场力作用下向相反方向运动．因为电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Na ＋定向移动的方向相同，即由A 流向B ．Na ＋和Cl －都是一价离子，每个离子的电荷量为e ＝1．6×10－19 C ，NaCl 溶液导电时，Na ＋由A 向B 定向移动，Cl －由B 向A 定向移动，负离子的运动可以等效地看做正离子沿相反方向的运动，可见，每秒钟通过横截面M 的电荷量为两种离子电荷量的绝对值之和，则有I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝ 1．0×1018×1．6×10－19＋1．0×1018×1．6×10－192 A ＝0．16 A ．答案：由A 流向B 0．16 A12．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？解析：通过的电荷量为：q ＝It ＝4×10－6×24×3 600 C ≈0．35 C通过的电子个数为：N ＝q e ＝0．351．6×10－19个≈2．19×1018个． 答案：0．35 C 2．19×1018个。
学练考高中物理第二章恒定电流单元测评新人教版选修31
第二章恒定电流本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷 (选择题 共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分.1～6题只有一个选项正确，7～10题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的热量一定越多B ．公式W ＝UIt 适用于任何电路，而Q ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．热功率P 热＝I 2R ＝U2R适用于任何电路D ．焦耳定律Q ＝I 2Rt 适用于任何电路2．来自质子源的质子(初速度为0)经一直线加速器加速，形成电流为I 的细柱形质子流，已知质子源与靶间的距离为d ，质子的电荷量为e ，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子到达靶时的速度为v ，则质子源与靶间的质子数为( )A.Id evB.2Id evC.Id vD.2Id v3．从某电热水壶的铭牌可推算出该电热水壶正常加热10 min 产生的热量为( )A.1.8×104J B ．1.10×10 JC ．1.32×105 JD ．1.08×106J图C 214．两电源电动势分别为E 1、E 2(E 1>E 2)，内阻分别为r 1、r 2.图C 21为两电源的路端电压随电流变化的图像，当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R 减小为R′，电源输出功率分别为P 1、P 2，则( )A ．r 1<r 2，P 1<P 2B ．r 1>r 2，P 1>P 2C ．r 1<r 2，P 1>P 2D ．r 1>r 2，P 1<P 2图C225．在如图C22所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现的故障是( )A．R1短路 B．R2短路C．R3短路 D．R1断路6．图C23为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V，则该电路可能为( )图C23图C247．如图C25所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，则( )图C25A．若只断开S1，则P将静止B．若只断开S2，则P将向上做加速直线运动C．若只断开S3，则P将静止D．若只断开S4，则P将向下做加速直线运动8．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图C26所示．M 为烟雾传感器，其阻值R M随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻．车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报．下列说法正确的是( )图C26A．R M随烟雾浓度的增大而增大B．R M随烟雾浓度的增大而减小C．若要提高报警灵敏度可增大RD．若要提高报警灵敏度可减小R9．如图C27所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光．现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则( )图C27A．电源内阻为1 ΩB．电动机的内阻为4 ΩC．电动机正常工作电压为1 VD．电源效率约为93.3%10．如图C28所示的两种电路中，电源相同，各电阻阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计．电流表A1、A2、A3、A4的示数分别为I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是( )图C28A．I1＝I2 B．I1<I4 C. I2＝2I1 D. I2<I3＋I4第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共4小题，每小题10分，共40分)11．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．甲乙图C29(1)图C29甲是一个多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将S拨到________或________；(2)在进行电压测量时，应将S拨到________或________；(3)使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图乙中a、b所示．若选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.12．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有：A．电压表V：0～3 V～15 VB．电流表A：0～0.6 A～3 AC．滑动变阻器R1：(20 Ω，1 A)D．滑动变阻器R2：(1000 Ω，0.1 A)E．开关S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为________(选填“0～3 V”或“0～15 V”)；电流表应选用的量程为________(选填“0～0.6 A”或“0～3 A”)；滑动变阻器应选用________．(2)实验测得的6组数据已在UI图中标出，如图C210所示．请你根据数据点位置完成UI图线，并由图线求出该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.图C21013．为了测量某一未知电阻R x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)、电流表(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)、滑动变阻器(0～15 Ω，2 A)、电源(E＝3 V，内阻很小)、开关与导线，并采用如图C211甲所示的电路图做实验.图C211(1)请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补充完整．(2)图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端．(选填“a”或“b”)(3)闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图丙所示，请你完成UI图线．(4)根据UI图可得，该未知电阻的阻值R x＝________．(保留两位有效数字)(5)实验中使用的电表不是理想电表，这会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学通过实验测出的电阻值________(选填“>”“<”或“＝”)R x的真实值．(6)利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由：________________________________________________________________________________________________________．14．某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200 Ω·m)．图C212为该小组所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小)，其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a＝40 cm，宽b＝20 cm，高c＝10 cm.将水样注满容器后，进行以下操作：(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”“×100”两挡粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图C213所示，则所测水样的电阻约为________Ω.图C213(2)为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：A．电流表(量程3 mA，电阻R A为5 Ω)B．电压表(量程6 V，电阻R V约为10 kΩ)C．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)D．电源(6 V，内阻约为1 Ω)E．开关一只、导线若干请完成图C214中的实物图连接．图C214(3)正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据，再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请根据表中数据作出UI关系图线．(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为________Ω·m.据此可知，所测水样在电阻率这一指标上________．(选填“达标”或“不达标”)三、计算题(本题共2小题，每小题10分，共20分．解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤)15．有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，图C215为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA.(1)求该钻孔的深度．(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连，通电10 min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多？最多为多少？图C21516．如图C 216所示的电路中A 、B 、C 为三个规格不同的小电珠，R 为滑动变阻器，在A 、B 上分别标有“2 V 0.2 W ”和“1.5 V 0.15 W ”字样，而C 上只看得出标有“2 V ”字样．当滑片P 在图示位置时，A 、B 、C 三个小电珠均能正常发光，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，求：(1)滑动变阻器的阻值R ；(2)三个小电珠正常发光时，滑动变阻器所消耗的电功率．图C 216参考答案单元测评(二)1．D [解析] 电功率P ＝UI 越大，电流做功越快，但热量Q ＝I 2Rt 由I 、R 、t 三者决定，选项A 错误；电功W ＝UIt 适用于任何电路，电热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路，而P 热＝U 2R只适用于纯电阻电路，选项B 、C 错误，选项D 正确．2．B [解析] 质子从质子源由静止发出后做匀加速直线运动到靶，设运动时间为t ，则d ＝12vt ，可得t ＝2d v ，质子源与靶间的电荷量为q ＝It ＝2Id v ，质子数n ＝q e ＝2Idev，选项B 正确．3．D [解析] 热量Q ＝Pt ＝1800 W ×600 s ＝1.08×106J ，选项D 正确．4．D [解析] 路端电压图像的斜率的绝对值表示内阻，则r 1>r 2；将R 减小为R ′，电源输出功率分别为P 1、P 2，R ′的U I 图像与路端电压随电流变化的图像的交点的横、纵坐标的乘积为输出功率，由图可得P 1<P 2.选项D 正确．5．A [解析] 若各元件没有故障，电路正常，则电流表测量流过R 1支路的电流，电压表测量R 3两端的电压；若R 1短路，则R 2被短路，外电路只有电阻R 3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，符合题意．若R 2短路，则R 1被短路，电流表示数为零，显然不符合题意；若R 3短路，则电压表示数为零，不符合题意；若R 1断路，则电流表示数为零，也不符合题意．选项A 正确．6．B [解析] 根据U I 图线可知，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝0.5 Ω；当路端电压为U ＝4.8 V 时，干路电流I ＝6 V －4.8 V 0.5 Ω＝2.4 A ，外电路电阻R ＝U I ＝2 Ω，而四个选项中外电路的电阻分别为1 Ω、2 Ω、9 Ω和4.5 Ω，所以选项B 正确．7．AB [解析] 开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合时，电容器两端的电压等于R 3两端的电压U 3，此时U 3qd＝mg ；若只断开S 1，电压U 3不变，P 仍静止，选项A 正确；若只断开S 2，电压U 3变大，则P 将向上做加速直线运动，选项B 正确；若只断开S 3，电容器放电，则P 将向下做加速直线运动，选项C 错误；若只断开S 4，电压U 3不变，P 仍静止，选项D 错误．8．BC [解析] 烟雾浓度高时，S 两端的电压U ＝IR S 增大，干路电流I 增大，传感器的电阻减小，其电阻随烟雾浓度增大而减小，选项B 正确；增大R ，并联支路的总电阻更接近传感器的电阻，传感器电阻变化引起总电阻变化明显，可提高报警灵敏度，选项C 正确．9．AD [解析] 开关接1时，通过小灯泡的电流I ＝PU ＝0.2 A ，对内阻r 和电阻R ，有r ＋R ＝E －U I＝3－20.2 Ω，则内阻r ＝1 Ω，选项A 正确；开关接2时，电动机两端的电压U M ＝E －U －Ir ＝0.8 V ，选项C 错误；电源的工作效率η＝（E －Ir ）I EI ×100%＝3－0.23×100%＝93.3%，选项D 正确；电动机的线圈不满足欧姆定律，无法计算其内阻，选项B 错误．10．BD [解析] 左图中，通过下面电阻的电流大于I 1，所以I 2＞2I 1，选项A 、C 错误；左图电路的总电阻大于右图电路的总电阻，所以左图的干路电流较小，即I 2<I 3＋I 4，又由于I 3＝I 4，故2I 4>I 2，因I 2>2I 1，故I 1<I 4，选项B 、D 正确．11．(1)3 4 (2)5 6 (3)500 2.05[解析] (1)多用电表在进行电阻测量时，内部有电源和调零电阻，应将S 拨到3或4； (2)在进行电压测量时，内部串联电阻分压，应将S 拨到5或6;(3)当选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a ，则被测电阻的阻值是500 Ω.当选择开关处在“直流电压2.5 V ”挡时指针位于b ，则被测电压是2.05 V.12．(1)0～3 V 0～0.6 A R 1 (2)1.5 0.5[解析] (1)由图像的数据可知电压在1.5 V 以内，电流在0.6 A 以内，则实验中电压表应选用的量程为0～3 V ，电流表应选用的量程为0～0.6 A ；滑动变阻器采用限流连接，应选用R 1.(2)连线如图，由U I 图线得该电池的电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.5 Ω. 13．(1)如图所示 (2)a (3)如图所示(4)5.0 Ω(4.8 Ω～5.0 Ω均正确) (5)>(6)由于待测电阻阻值相对较小，所以建议电流表外接[解析] (2)闭合开关前，应使R x 分得的电压最小，应将滑动变阻器的滑片P 置于a 端． (4)由U I 图的斜率可得R x ＝U I＝5.0 Ω.(5)该实验采用电流表的内接法，电压的测量值偏大，则测量的电阻值大于 R x 的真实值． (6)由于待测电阻阻值相对较小，建议电流表外接，因电压表所分得的电流远小于待测电阻的电流，故其对电流的测量影响较小．14．(1)1750 (2)电路连线如图甲所示 (3)如图乙所示 (4)110.0 不达标[解析] (1)多用电表的指针应尽可能偏转到中央附近，按右图读数，可知电阻为17.5×100 Ω＝1750 Ω.(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻，电路电压要有较大变化范围，应采用分压式连接；因电流表内阻精确已知，采用电流表的内接法，电路如图甲所示．(3)让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧，如图乙所示．(4)由图线斜率可知，总电阻为2200 Ω(理论上R ＝R 总－R A ＝2195 Ω，但由于实验的偶然误差可能比5 Ω还要大，因此，电流表电阻可以忽略)，根据电阻定律R ＝ρl S，代入数据得ρ＝110.0 Ω·m ，由于ρ<200 Ω·m ，因此，所测水样在电阻率这一指标上不达标．15．(1)100 m (2)10 m 6×104J[解析] (1)盐水电阻R ＝U I＝1000 Ω 由电阻定律有R ＝ρh S ＝ρhπr2解得h ＝100 m.(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，盐水产生的热量最多， 即截取的圆柱体的电阻R ′＝r ＝100 Ω时，产生的热量最多，则 圆柱体的长度L ＝R ′Sρ＝10 m由闭合电路欧姆定律得，电流I ′＝ER ′＋r＝1 A热量为Q ＝I ′2R ′t ＝6×104J. 16．(1)14 Ω (2)0.41 W[解析] (1)A 、B 、C 三个小电珠均能正常发光，由I ＝P U得I A ＝P A U A ＝0.22 A ＝0.1 AI B ＝P B U B ＝0.151.5A ＝0.1 A回路的总电流I ＝I A ＋I B ＝0.2 A回路的路端电压U ＝E －Ir ＝(6－0.2×1) V ＝5.8 V滑片P 距a 端阻值R a ＝U A －U B I B ＝2－1.50.1 Ω＝5 Ω 滑片P 距b 端阻值R b ＝U －U C －U A I ＝5.8－2－20.2Ω＝9 Ω 所以滑动变阻器的阻值R ＝R a ＋R b ＝14 Ω.(2)滑动变阻器所消耗的电功率P ＝I 2B R a ＋I 2R b ＝(0.12×5＋0.22×9) W ＝0.41 W.。
第二章问题与练习
第二章恒定电流第一节电源和电流1. 用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的电流只能存在一瞬间；而用导线把电池的正负极相连，导线中可以产生持续的电流，这是为什么？2. 一条导线中的电流为1.6A，在1S内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？3. 原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。
设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流为多大？第二节电动势1. 电子点火器用的是1号干电池，袖珍收音机用的是7号干电池，同一品种的新的1号干电池和7号干电池的电动势是否相同？内阻是否相同？2. 手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10 s时间内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？3. 某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？第三节欧姆定律1. 某电流表可以测量的最大电流是10 mA。
已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流？2. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U—I坐标系中描点，得到了图2.3-6中a、b、c、d 四个点。
请比较这四个电阻值的大小。
3. 有三个电阻：RA=5Ω，RB=10Ω，RC=2.5Ω，它们的的伏安特性都是过原点的直线。
请在同一坐标系中作出它们的伏安特性曲线，并在线旁注明A、B、C。
4. 一个小灯泡，当它两端的电压在3V以下时，电阻始终等于14Ω不变；当它两端的电压增大到4V时，钨丝发热，它的电阻为16Ω；当电压增大到5V时，它的电阻为19Ω。
它在0—5V范围内的伏安特性曲线大概是怎样的？请画出草图。
5. 初中数学课中已经学过，正比例函数可以表示为y=kx的形式，它的图象是一条过原点的直线，k的大小描述直线的倾斜程度，叫做直线的斜率。
请证明：当导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线时，其斜率等于这个导体的电阻的倒数。
学人教版高中物理选修3-1学案2-1电源和电流2
第二章恒定电流1 电源和电流学习目标1.了解电源的形成过程.2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程.自主探究1.电源是能把电路中的从正极搬到负极的装置.2.导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的,导线内的电场保持和平行.3.由分布的电荷所产生的稳定的电场,称为恒定电场.4.把、都不随时间变化的电流称为恒定电流.5.电流的程度用电流这个物理量表示;规定定向移动的方向为电流的方向;电流的单位是,符号是;公式为.合作探究【提出问题】问题1:电流形成的条件是什么?问题2:导体中产生电流的条件是什么?问题3:如何使电路中有持续电流?【要点提炼】一、电源1.要使电路中保持持续的电流,电路两端之间要有一定的.2.电源的作用:维持电路两端始终有一定的,使电路中保持.二、恒定电场问题:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有什么特点呢?【要点提炼】1.由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为.2.在恒定电场中,任何位置的电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与相同.在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中.【合作探究】问题:在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用,而发生定向运动,从而形成电流,恒定电场中的电流有什么特点呢?三、恒定电流问题:1.什么样的电流被称为恒定电流?2.我们用什么物理量来描述电流的强弱程度?【巩固练习1】1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同2.电流方向与正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向.3.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为.结论:电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2,若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C,则电解液中的电流为.在电解液中,电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一条横截面积S=1 mm2的铜导线,通过的电流I=1 A.已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.【合作探究】问题:你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符?怎样解释?【巩固练习2】1.下列叙述中正确的有()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,如果两端电势差不为零,则电流一定不为零2.关于电流,下列说法正确的是()A.根据I=qt可知I与q成正比B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流有方向,是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流是多大?课堂检测一、选择题1.关于电源的作用,下列说法正确的是()A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B.电源的作用是能直接释放出电能C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流D.电源的作用就是使自由电荷运动起来2.金属导体中有电流时,自由电子定向移动的速率为v1,电子热运动速率为v2,电流的传导速率为v3,则()A.v1最大B.v2最大C.v3最大D.无法确定3.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为().8×10-6×10-13.6×10-6×10-6 A4.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是()A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是通过甲导体电流的两倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体中的两倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5.某正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道,当环中的电流为10 mA时,若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为().0×1011.0×1019.0×1013.0×1036.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.vqB.C.qvSD.7.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下解释中正确的是()A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→AB.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消C.溶液内电流方向从A→B,电流I=D.溶液内电流方向A→B,电流I=8.来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流.已知质子源与靶间的距离为d,质子电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为()A. B. C. D.9.铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,现有一根横截面为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.C.D.二、计算题10.在金属导体中,若10 s内通过横截面的电荷量为10 C,则导体中的电流为多少?11.导线中的电流是1 A,导线的横截面积为1 mm2.(1)在1 s内,有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量e=1.6×10-19 C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5×1028个自由电子)?(3)自由电子沿导线移动1 m,平均要多少时间?12.已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?。
人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》测试题(含答案)
第二章《恒定电流》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．两根材料相同的粗细均匀导线甲和乙，其横截面积之比为1∶3，阻值之比为3∶2，则导线甲、乙的长度之比为（）A．1∶3B．1∶2C．2∶3D．3∶12．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A．无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为2 VB．蓄电池内每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为内能C．蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大3．日常生活中，在下列电器中，哪些属于纯电阻用电器？（）A．电扇和电吹风B．空调和电冰箱C．电烙铁和电热毯D．电解槽4．如图为滑动变阻器的示意图，A、B、C、D为4个接线柱，当滑动片P由C向D移动时，若要使变阻器接入电路的电阻由大变小，应将电阻器的哪两个接线柱连入电路A．A和B B．A和D C．B和C D．C和D5．如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C，闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为△U，电流表示数的变化量为△I，则（）A．电压表示数U和电流表示数I的比值不变B．变化过程中△U和△I的比值保持不变C．电阻R0两端电压减小，减小量为△UD．电阻R0两端电压增大，增大量为△U6．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论错误的是A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为2 ΩC．电源的短路电流为0.5 A D．当外电阻为2 Ω时电源的输出功率最大7．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小△U（电压表为理想电表），在这个过程中：（）A．R2两端的电压增加，增加量一定等于△UB．流过R的电流会减小C．路端电压减小，减少量一定等于△UD．△U和干路电流的变化△I的比值保持不变8．如图，在“用多用表测电阻”的实验中，选用“×10”倍率的欧姆挡测量一电阻时，指针指在刻度20和30间的中央位置，该被测电阻的阻值R所在区间为（）A．20Ω＜R＜25ΩB．25Ω≤R＜30ΩC．200Ω＜R＜250ΩD．250Ω≤R＜300Ω9．如图所示电路，电源电势为E，内阻为r．当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为0R，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（）A ．电动机的额定电压为IRB ．电动机的输出功率为2IE I R -C ．电源的输出功率为2IE I r -D ．整个电路的热功率为()20I R r +10．在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则电池板的内阻值约为（ ）A ．0.14ΩB ．7.35ΩC ．6.23ΩD ．0.16Ω11．如图所示，闭合直角三角形线框，底边长为l ，现将它匀速拉过宽度为d 的匀强磁场（l ＞d ）．若以逆时针方向为电流的正方向，则以下四个I ﹣t 图象中正确的是（ ） 12．在如图所示的并联电路中，保持干路上的电流I 不变，当增大R 1的阻值时（ ）A ．R 1和R 2上的电压减小B ．R 1上的电流I 1增大C ．R 2上的电流I 2减小D ．I 1和I 2之和不变13．成都七中某研究性学习小组设计了一个加速度计，如图所示。
高中物理 第二章 恒定电流 单元卷2(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理试题
第二章章末综合测试一、选择题(共15个题，10、12、13、14、15为多项选择题，全部选对得4分，局部选对得2分，选错或不选得0分，其余为单项选择题，每题4分，共60分)1．关于正常工作的电动机和白炽灯，以下说法中正确的答案是( )A．电动机和白炽灯消耗的电能均大于产生的热能B．电动机和白炽灯消耗的电能均等于产生的热能C．电动机消耗的电能大于产生的热能，白炽灯消耗的电能等于产生的热能D．电动机消耗的电能等于产生的热能，白炽灯消耗的电能大于产生的热能解析白炽灯是纯电阻用电器其消耗的电能全部转化为内能，电动机是非纯电阻用电器其消耗的电能主要转化为机械能，其中一小局部电能转化为内能，故A、B、D三项错误，C项正确．答案 C设置目的考查纯电阻和非纯电阻在电能转化时的不同2．两根完全一样的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折，然后给它们分别加上一样电压后，如此在同一时间内，通过它们的电荷量之比为( ) A．1∶4B．1∶8C．1∶16 D．16∶1答案 C设置目的考查电流的定义式3.为探究小灯泡L的伏安特性，连好如下列图的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光．由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的UI图象应是( )解析随电流的增加温度逐渐升高，灯丝的电阻率、电阻随之变大，因此C项正确，A、B、D 三项错误．答案 C设置目的考查小灯泡的伏安特性曲线4.如下列图是测定电流表内电阻的电路图，闭合开关S，先调节电阻箱R的电阻值至R1，使电流表指针偏转到满刻度，再把电阻箱R的电阻值调至R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半．在电池内电阻忽略不计的情况下，电流表的内阻等于( )A．R2－2R1 B.R22－R1C．R2－R1D．2(R2－R1)解析设电流表内阻为R g，满偏电流为I g，电源电动势为E，根据闭合电路欧姆定律得I g＝ER g＋R1①I g 2＝ER g＋R2②联立①②解得R g＝R2－2R1.答案 A设置目的考查半偏法测电流表内阻的根本原理5.如下列图的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是( )A．L1灯丝烧断 B．电阻R2断路C．电阻R2短路 D．电容器被击穿短路解析灯丝烧断是断路，电容器被击穿是短路．答案 B设置目的通过对电路的分析寻找故障的原因6.如下列图，A灯与B灯电阻一样，当变阻器滑片向上滑动时，对两灯明暗变化判断正确的答案是( )A．A、B灯都变亮B．A、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮解析当变阻器滑片向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小，路端电压U增大，灯A变亮．流过电阻R1的电流I1＝I－I A，由于干路电流I减小，灯A的电流I A增大，所以I1减小，电阻R1的电压减小．灯B的电压U B＝U－U1，由于U增大，U1减小，所以U B增大，灯B变亮．答案 A设置目的考查动态电路中相关物理量变化的分析7.如图1为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线，用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．如此该电路可能是图2中的( )解析 由UI 图象可求得电源的电动势E ＝6 V ，内电阻r ＝6－44Ω＝0.5 Ω，外电路连接电阻R 时路端电压为4.8 V ，由闭合电路的欧姆定律得E ＝U ＋IrI ＝E －U r ＝6－4.80.5A ＝2.4 A 又I ＝E R ＋r 所以R ＝E I －r ＝(62.4－0.5) Ω＝2 Ω 选项A 、B 、C 、D 四个电路的外电路电阻分别是1 Ω、2 Ω、9 Ω、4.5 Ω.答案 B设置目的 考查对闭合电路欧姆定律和UI 图的认识8.在研究微型电动机的性能时，应用如下列图的实验电路，当调节滑动变阻器R 并使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2 A 和24 V ，如此这台电动机正常运转时的输出功率为( )A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W解析 电动机的输入功率为P 2＝U 2I 2＝24×2 W＝48 W ，线圈电阻：R ＝U 1I 1＝20.5Ω＝4 Ω.热功率为P 1＝I 22R ＝22×4 W ＝16 W ．输出功率：P 输＝P 2－P 1＝(48－16) W ＝32 W.答案 A设置目的 通过分析电动机在转动和不转动时的区别，考查纯电阻电路和非纯电阻电路的计算9．用两个一样的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A 1、A 2，假设把A 1、A 2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图(a)、(b)所示，如此闭合开关后，如下有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的答案是( )A ．图(a)中的A 1、A 2的示数一样B ．图(a)中的A 1、A 2的指针偏角一样C ．图(b)中的A 1、A 2的示数和偏角都不同D ．图(b)中的A 1、A 2的指针偏角一样 解析 大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的．当A 1、A 2并联时，由于A 1、A 2的电阻不同，通过A 1、A 2的电流不等，A 1、A 2的示数不同，但通过每个小量程电流表的电流一样，故指针偏角一样，A 项错误，B 项正确．当A 1、A 2串联时，通过A 1、A 2的电流一样,故示数一样,但A 1、A 2的量程不同，故指针偏角不同，C 、D 项错误.答案 B10.如下列图，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，C 为电容器，L 为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关S 后，假设滑动变阻器的触头P 向下滑动时，如此( )A ．小灯泡的功率减小B ．电压表的示数增大C ．电容器上的电荷量增加D ．两表示数变化量的比值|ΔU ΔI|不变 解析 A 项，P 下滑，R 2阻值变小，故电路总电阻减小，那么，总电流增大，通过灯泡的电流增大，可知小灯泡的功率增大，故A 项错误；B 项，因电流增大，如此R 1上的电压增大，如此电压表示数增大，故B 项正确；C 项，总电流增大，内电压与R 1上的电压增大，故电容器上电压减小，所以，电容器上的电荷量减小，故C 项错误；D 项，两表示数之比U I＝R 1，故两表示数变化量的比值|ΔU ΔI|仍为R 1不变，故D 项正确；应当选B 、D 两项． 答案 BD11.如图，直线a 、抛物线b 和c 为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E 、输出功率P R 、电源内部发热功率P r 随路端电压U 变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断( )A ．图象中任意电压值对应的功率关系为P E ＝P r ＋P RB ．P r U 图象的对应图线b ，由图知电动势为3 V ，内阻为1 ΩC ．P E U 图象对应图线a ，由图知电动势为9 V ，内阻为3 ΩD ．外电路电阻为1 Ω时，输出功率最大为2 W解析 A 项，电源的总功率等于内电阻消耗功率和输出功率之和，即图象中任意电压值对应的功率关系为P E ＝P r ＋P R ，故A 项正确；B 项，根据电功率的计算公式可得：P r ＝〔E －U 〕2r ，由数学知识可知，P r U 图象的对应图线b ，故B 项正确；C 项，总功率为：P E ＝EI ＝E·E －U r＝－E r U ＋E 2r ，可知P E U 图象对应图线a.由数学知识得知，图象a 的斜率大小为：k ＝E r ＝93＝3；当U ＝0时，P E ＝E 2r＝9 W ．联立解得：E ＝3 V ，r ＝1 Ω.故C 项错误；D 项，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为R ＝r ＝1 Ω时，输出功率最大，最大输出功率为：P m ＝〔12E 〕2R ＝E 24r ＝324×1W ＝2.25 W ．故D 项错误．应当选A 、B 两项． 答案 AB点评 此题的关键要根据功率公式得到三种功率的解析式，利用图象信息进展研究．要有根本的读图能力，根据数学知识来理解图象的物理意义．12．两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．并根据数据描绘了如图乙所示的两条UI 图线．如此图象中两图线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为0.5 WD ．电源的效率达到最大值解析 由图象可知，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I ＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但此题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率越大，B 项正确；P ＝IU 2＝0.5 W ，C 项正确；电源的效率：η＝IE －I 2r IE，电流越小效率越高，可见滑动触头P 滑到最右端时电源效率最高，D 项错误．答案 BC设置目的将测定电源电动势的UI图和测电阻的UI图相结合，综合考查二者的区别和联系13.经过准确校准的电压表V1和V2，当分别用来测量某线路中电阻R两端a、b间的电压时，如下列图，读数依次为12.7 V和12.3 V，如此( )A．a、b间的实际电压略大于12.7 VB．a、b间的实际电压略小于12.7 VC．电压表V1的内阻大于V2的内阻D．电压表V1的内阻小于V2的内阻解析并联电压表使电路电阻减小，电流增大，R′两端电压增大，使ab两端电压比实际电压要小．且电压表的内阻越大，测量值越大，越接近实际电压．答案AC设置目的电压表内阻较大，考查其接入电路时对电路的影响14.某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如下列图的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表读数为U，当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的读数为零，如此出现此种情况的原因可能是(R1、R2的阻值相差不大)( )A．AB段断路 B．BC段断路C．AB段短路 D．BC段短路解析电压表并联在AC端和AB端时示数都为U.有两种可能情况：一是AB段断路，电压表示数U为电源电动势；二是AB段没有断路但BC段短路，AB与BC段电压一样．答案AD设置目的考查故障电路的排查15．图甲电路中，D为二极管，其伏安特性曲线如图乙所示．在图甲电路中，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中( )A．二极管D消耗的功率变大B．二极管D的电阻变大C．通过二极管D的电流减小D．电源的功率减小解析A、B、C三项，滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路电流增大，由图乙可知，二极管的电阻减小，电流、电压增大，消耗的功率也增大，故A 项正确，B 、C 两项错误；D 项，电源的功率为：P ＝EI ，因为电流增大，所以电源的功率增大，故D 项错误．应当选A 项．答案 A二、实验题(共5小题，每题8分，共40分)16．如下列图为一电学实验的实物连线图．该实验可用来测量待测电阻R x的阻值(约20 Ω)．图中两个电流表量程一样，内阻都较小．实验步骤如下：①调节电阻箱，使它的阻值R 0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动触头调到最左端．②合上开关S.③将滑动变阻器的滑动触头向右端滑动，使两个电流表指针都有明显偏转．④记下两个电流表A 1和A 2的读数I 1和I 2.⑤屡次改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下A 1和A 2的多组读数I 1和I 2.⑥求R x 的平均值．回答如下问题：(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图，器材用通用的符号表示；(2)不计电流表内阻的影响，用I 1、I 2和R 0表示R x 的公式为R x ＝________．答案 (1)如下列图(2)I 1R 0I 217．(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如下列图，校零时的读数为________ mm ，合金丝的直径为________ mm.(2)为了准确测量合金丝的电阻R x，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接．解析(1)按照螺旋测微器的读数原如此得，校零时的读数为0.007 mm，合金丝的直径为0.656 mm－0.007 mm＝0.649 mm(在0.647 mm～0.651 mm都算正确)．(2)连线如下列图．答案(1)0.007 0.649(在0.647 mm～0.651 mm都算正确) (2)见解析图18．某同学准备探究一未知元件Q的伏安特性曲线，他设计了如图甲所示的电路图．请回答如下问题：(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整．(2)该同学正确连接实验电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头P，发现电流表和电压表的指针始终不发生偏转．在不断开电路的情况下，他使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“＋〞“－〞接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是________．(3)排除故障后，该同学测得实验数据如下表所示，请在坐标系中作出该元件的UI图线．序号电流/A 电压/V1 0.00 0.002 0.10 1.003 0.20 1.604 0.30 1.825 0.40 1.956 0.50 2.087 0.60 2.13(4)通过实验可以得出，该元件的阻值随所加电压的增大而________(选填“增大〞“减小〞或“不变〞)．解析使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“＋〞“－〞接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明多用电表与电源构成通路，电路故障是电流表断路．根据画出的图象，由欧姆定律可知，该元件的阻值随所加电压的增大而减小．答案(1)如图1 (2)电流表断路(3)如图2(4)减小19．某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“×1k〞挡内部电池的电动势E.(1)该小组采用图甲的电路进展实验，请将图乙中的实物连线连接完整．(2)请将下面的实验步骤补充完整：a．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1 k〞位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮〞，使指针指到“0 Ω〞．b．按照电路图连接好电路．c．接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如下列图．多用电表和微安表的读数分别为________ kΩ和________μA.d．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置．(3)由以上信息可得多用电表“×1k〞挡内部电池的电动势为________V(保存两位有效数字)．解析(1)根据电路图，连接实物图，注意红、黑表笔的正、负接法．(2)a.根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应将红、黑表笔短接进展欧姆调零；c．欧姆表的读数为R＝22×1 kΩ＝22 kΩ，微安表的读数为242 μA或243 μA或244 μA.(3)根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(R＋R0)，I表示微安表的示数、R表示多用电表的读数、R0表示多用电表的内阻，代入数据有E＝242×10－6×(22＋15)×103 V＝8.954 V≈9.0 V.答案(1)电路连接如图(2)短接22 242 交流电压最高挡或OFF挡(3)9.020．(1)某实验小组为了测量某一电阻R x的阻值，他们先用多用电表进展粗测，测量出R x的阻值约为18 Ω左右．为了进一步准确测量该电阻，实验台上有以下器材：A ．电流表(量程15 mA ，内阻未知)B ．电流表(量程0.6 A ，内阻未知)C ．电阻箱(0～99.99 Ω)D ．电阻箱(0～999.9 Ω)E ．电源(电动势约3 V ，内阻约1 Ω)F ．单刀单掷开关2只G ．导线假设干甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验： a ．先将电阻箱阻值调到最大，闭合S 1，断开S 2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有适宜的阻值R 1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I ；b ．保持开关S 1闭合，再闭合开关S 2，调节电阻箱的阻值为R 2，使电流表的示数仍为I.①根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择________，电阻箱应选择________(选填器材前的字母)②根据实验步骤可知，待测电阻R x ＝________(用步骤中所测得的物理量表示)． (2)同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻．假设所选电流表的内阻R A ＝2.0 Ω，闭合开关S 2，调节电阻箱R ，读出多组电阻值R 和电流I 的数据；由实验数据绘出的1IR 图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(计算结果保存两位有效数字)解析 (1)①根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：I max ＝E R x ＝318A ≈0.167 A ＝167 mA ，如果电流表选B ，如此读数误差太大，故电流表应选A ； 电源电动势为3 V ，电流表量程为15 mA ＝0.015 A ，由欧姆定律：I ＝U R可知， 电路中的最小电阻应为：R max ＝E I A ＝ 3 V 0.015 A＝200 Ω，所以电阻箱应选D ； ②根据闭合电路欧姆定律得：S 2断开时有：E ＝I(R x ＋R 1＋R A ＋r)，S 2闭合时有：E ＝I(R 2＋R A ＋r)，解得：R x ＝R 2－R 1；(2)闭合开关S 2，由闭合电路欧姆定律得：E ＝I(R ＋R A ＋r)，整理得：1I ＝1E R ＋R A ＋r E， 由图示：1I R 图象可知：0.2×103＝1E ×636＋R A ＋r E， 0．1×103＝1E ×316＋R A ＋r E，：R A ＝2.0 Ω， 解得：E ＝3.2 V ，r ＝2.0 Ω；答案 (1)①A D ②R 2－R 1 (2)3.2 2.0点评 此题考查了测电源电动势与内阻实验、考查了测量电阻的实验，要注意正确根据题意明确实验原理；然后根据所对应的物理规律分析求解即可；对于图象分析问题，要注意根据物理规律确定公式，结合图象的性质分析斜率以与截距的意义．。
高中物理 第2章 恒定电流章末综合能力测试 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理试题
第2章恒定电流本卷分第1卷(选择题)和第2卷(非选择题)两局部。
总分为100分，时间90分钟。
第1卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每一小题4分，共40分，在每一小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(某某市2014～2015学年高二下学期期中)关于家庭安全用电，如下说法正确的答案是( )A．将移动插座远离水池B．用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘C．使用洗衣机时，电器外壳不用接地D．消毒碗柜、电饭煲和电冰箱可以同时使用一个移动插座答案：A解析：插座外表是绝缘体，一旦受潮就不绝缘，故要远离水，故A正确；当用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘时，此时电器正在工作，能导致电路短路烧毁，故B不正确；使用洗衣机时，电器外壳容易有静电出现，所以必须接地，将多余电荷导走，故C不正确；消毒碗柜、电饭煲和电冰箱不能同时使用同一移动插座，原因是负载太大，会导致插座烧毁，故D 不正确。
2．(淄博市2013～2014学年高二上学期三校联考)某居民家中的电路如下列图，开始时各局部工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。
拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，如此( )A．仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C．仅导线AB断路D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障答案：C解析：由于电灯仍正常发光，说明电源是好的，电热壶所在的C、B两点间没有发生短路故障。
把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶所在的C、B两点间没有发生断路故障。
综合分析可知，故障为A、B 间导线断路，即C选项正确。
3．(重庆一中2013～2014学年高二上学期期中)如下列图，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，小灯泡均能发光。
第二章 恒定电流
二、电动势
3、单位：伏特 V 1V=1J/C 4、特点：电动势由电源中非静电力的特 性决定，跟电源的体积、形状无关，与 是否联入电路及外电路的情况无关。 5、标量
6、内阻：电源内部也是由导体组成的， 也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源 的另一重要参数
电动势与电压的区别
电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或 其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其 它形式能） 反映电源把其它形式能转化为电能的本领。 电压：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消 耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。 反映把电势能转化为其它形式能的本领。 电动势表征电源的性质， 电势差表征电场的性质。
生活中的电池
干电池
太阳电池
锂电池
锌汞电池
ห้องสมุดไป่ตู้
铅蓄电池
四. 欧姆定律
1. 内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它 的电阻成反比． U 2. 表达式：
I
注意： ①式子中的三个量 I、U 、R 必须对应着同一个研究 对象 ②大量实验表明，欧姆定律适用于金属导体、电解液 路且只适用于纯电阻电路。(对气态导体、半导体等不 适用)
第二章 恒定电流
第一节 电源和电流 第二节 电动势 第三节 欧姆定律
导线R中电流是瞬时的
装置P能源源不断地把经导线流 到A中的电子取走还给B，使A、B 始终保持一定数量的正负电荷(A、 B之间有电势差)
使电路中保持持续的电流
一.电源
能把负电荷从正极搬至负极的装置
作用：保持导体两端的电势差(电压),使电路有持 续的电流.
一、电源的作用
从能量的角度看电源 也是通过非静电力做功 把其他形式的能转化为 电能的装置。
人教版高中物理选修3-1第二章 恒定电流测试含答案
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则()A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R1的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压2.一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2，它们之间的大小关系为()A．P1＝4P2B．P D＝C．P1<4P2D．P D>P23.某同学用电压表、电流表测量一节干电池的电动势和内阻，采用的电路图如图所示，实验操作正确，他记录了七组(U，I)数据，关于数据的处理，下列操作正确的是()A．电压表的读数U的平均值等于电动势EB．任意取两组数据，代入方程E＝U1＋I1r，求出E、rC．画出U－I图象，由图象求E、rD．以上说法都正确4.如图所示，已知微安表G的电阻为R g＝10 Ω，满偏电流I g＝100 μA，现将其改装，使它最大能测量0.15 mA的电流，则下列四种方案中可行的是()A．B．C．D．5.某同学做三种导电元件的导电性能实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图象，如图所示，则下述判断正确的是()A．只有乙图正确B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能正确D．甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差6.如图所示的电路常称分压电路，当a、b间的电压为U时，利用它可以在c、d端获得0至U之间的任意电压．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，则Ucd等于()A．UB．UC．UD． 07.如图所示，是两只定值电阻R1、R2的I﹣U图象．有关R1、R2的大小，及它们串联或并联后的I ﹣U图象所在区域，下列判断正确的是（）A．R1＞R2，并联后在区域ⅢB．R1＞R2，并联后在区域ⅡC．R1＜R2，串联后在区域ⅢD．R1＜R2，串联后在区域Ⅰ8.如图所示，两个定值电阻R1＝4R、R2＝2R串联后接在输出电压U稳定于10 V的理想直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为6 V．如果把此电压表接在R2两端，则电压表示数将()A．等于4 VB．等于3 VC．等于5 VD．无法判断9.如图所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时()A． L1变亮，L2、L3变暗B． L1、L2变亮，L3变暗C． L1、L3变暗，L2变亮D． L1、L3变亮，L2变暗10.下列器件，利用电流的热效应工作的是（）A．验电器B．电热水器C．电容器D．电感器二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法中正确的是()A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小12.(多选)直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是()A．电动机输出的机械功率是UIB．电动机电枢上发热功率为I2RC．电源消耗的化学能功率为EID．电源的输出功率为EI－I2r13.（多选）关于电动势，下列说法中正确的是（）A．一个电源的电动势的大小只由电源本身决定B．因电动势的单位和电势差相同，所以电动势实质上就是电势差C．一个电动势为1.5 V的电池接入电路时，若有1 C的电荷量通过电路，就有1.5 J的化学能转变成电能D．电压表接到电源两极时，测得的就是电动势14.(多选)如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r.当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是()A．电动机的额定电压为IRB．电动机的输出功率为IE－I2RC．电源的输出功率为IE－I2rD．整个电路的热功率为I2(R0＋R＋r)三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.如图所示电路，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.(1)如果已知流过电阻R1的电流I1＝3 A，则干路电流多大？(2)如果已知干路电流I＝3 A，流过每个电阻的电流多大？16.在如图所示的电路中，电源电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω，电容器的电容C＝100 μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．17.如图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r=1 Ω，R1=1 Ω，R2=6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则R1上消耗的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？18.如图所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出为多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率η为多大？答案解析1.【答案】B【解析】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故A错误，B正确．当仅增大R1的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，A、B间电压减小，故C错误．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，路端电压变小，R1两端的电压变大，A、B间电压减小，故D错误．2.【答案】C【解析】从电阻器D的I—U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝＝＝，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝R D.连接成图(c)所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D的阻值R D′>R D，这时电阻器R D两端的电压U D>，电阻R1两端的电压U1<，电阻R2两端的电压U2＝U D>，由电功率计算式综合比较得出，A、B、D错误，C正确．3.【答案】C【解析】选项A，电压表测的是外电路两端的电压，不等于电动势；选项B，测量的偶然误差很大；选项C，画出U－I图象，这七组数据对应的点不一定都在一条直线上，作U－I图象时，舍去误差较大的点，故由图象法求E、r可减小偶然误差，故正确操作应为C.4.【答案】D【解析】把微安表改装成毫安表，应并联一个分流电阻，并联电阻阻值：R＝＝20 Ω由图示可知，A、B、C错误，D正确．5.【答案】D【解析】以上三个图象分别是三种不同元件的I－U图象，甲图的特点是元件的电阻随着电压的增大而减小，所以当电压增大时电流增大的非常快，乙图就是定值电阻的I－U图象；丙图中元件的电阻随着电压的增大而增大，当电压增大时，电流增大的相对缓慢，所以三图都有可能正确．6.【答案】C【解析】由题，滑片P滑至R的中点，变阻器下半部分电阻为，根据欧姆定律得：U cd＝·＝，故C正确．7.【答案】C【解析】根据欧姆定律公式，I-U图象的斜率越小，电阻越大，故R1＜R2；根据串联电路的电阻特点知，R串比每一个串联的分电阻都要大；根据并联电路中电阻的特点可知，R并比每一个并联电路的分电阻都要小；在这4个电阻值中，R串最大，R并最小，所以两电阻并联后在区域Ⅰ，两电阻串联后在区域Ⅲ，故C正确，A、B、D错误.8.【答案】B【解析】电压表与电阻R1并联时，并联电阻为：R并＝①串联电路中电压分配与电阻成正比，故：＝②其中R1＝4R、R2＝2R联立①②解得：R V＝12R；当电压表与电阻R2并联时，并联电阻为：R并′＝＝R串联电路中电压分配与电阻成正比，故：＝解得：U2＝3 V.9.【答案】B【解析】如图所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时L1、L2变亮，L3变暗，故答案选B。
2020(人教版)高考物理复习 计算题专练 恒定电流(含答案解析)
2020(人教版)高考物理复习计算题专练恒定电流1.有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I1=0.4 A；若把电动机接入U2=2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流I2=1.0 A．求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？2.为保护自然环境,开发绿色能源,实现旅游与环境的协调发展,某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统,用来满足园内用电需求。
已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W,输出电压为220 V。
问:(1)按平均每天太阳照射6小时计,该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能?(2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W的动力系统正常供电外,还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯正常工作?(3)由于发电系统故障,输出电压降为110 V,此时每盏额定功率为100 W、额定电压为220 V的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少?(设照明灯的电阻恒定)3.如图所示，A为电解槽，为电动机，N为电炉子，恒定电压U=12 V，电解槽内阻r A=2 Ω，S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A，当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A．求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．4.如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电热炉,恒定电压U=12 V,电解槽内阻R=2 Ω,当S1闭A 合,S2、S3断开时,A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,A示数为4 A。
求:(1)电热炉的电阻及发热功率;(2)电动机的内阻;(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率。
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1电源和电流2电动势
知识点一电流的理解和计算
1.下列说法中正确的是()
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.在国际单位制中,电流的单位是A
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端的电势差不为零,就有电流存在
2.[2017·重庆南开期中]关于电流,下面说法中正确的是()
A.电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度在大小上等于电子定向移动的速度
B.在同样的电压下,金属导体中自由电子数越多,电流就越大
C.金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多
D.电流的单位是由电荷量和时间的单位导出的,这样的单位叫作导出单位
3.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5,甲、乙两导线通电时间之比为3∶2,则通过甲、乙两导线的电流之比为()
A.1∶5
B.2∶5
C.5∶2
D.5∶1
4.[2017·广东实验中学中段考试]如图L2-1-1所示的电解槽中,如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB,那么()
图L2-1-1
A.正电荷向左移动,负电荷向右移动
B.由于正、负电荷移动方向相反,所以电解槽中无电流
C.4s内通过横截面AB的电荷量为4C
D.电解槽中的电流为2A
知识点二电源和电动势
5.单位电荷沿闭合电路绕行一周,其所需能量取决于()
A.电流
B.外电路的电阻
C.内、外电路的电阻
D.电源的电动势
6.下列对于电动势的定义式E=的理解正确的是()
A.E与W成正比
B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关
D.W表示静电力做的功
7.(多选)蓄电池的电动势为2V,干电池的电动势为1.5V,这表明()
A.在相同的时间内蓄电池比干电池转化的化学能更多
B.在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多
C.在相同的电流通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多
D.蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大
8.(多选)如图L2-1-2所示是一款MP4播放器,随着这种产品的出现,人们可以在旅途中观看
电影,让原本枯燥的旅途变得充满乐趣.MP4的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流
为500mA,则以下说法正确的是()
A.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为500C
B.充电时1s内通过电池某一横截面的电荷量为0.5C 图L2-1-2
C.充电过程把其他形式的能转化为电能
D.充电过程把电能转化为其他形式的能
9.如图L2-1-3所示为某型号国产电池外壳上的说明文字:
图L2-1-3
(1)电源是把其他形式的能转化为的装置,电动势是描述电源这种本领的物理量.由图可知该电池的电动势为V.
(2)该电池最多可放出mA·h的电荷量.若电池的平均工作电流为0.05A,则它最多可使用h.
10.扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图L2-1-4所示为某型号扫地机器人,已知其工作额定电压为12V,额定功率为30W,充电额定电压为15V,额定电流为0.75A,充电时间约为4h,电池容量为2000mA·h,则下列说法错误的是()
图L2-1-4
A.机器人正常工作的电压为12V
B.机器人正常工作时电流为2.5A
C.电池容量是指电池储存电能的大小
D.机器人充满电后工作时间最多约为0.8h
11.(多选)如图L2-1-5所示,电解池内的电解液中只有一价离子,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,则以下解释中正确的是()
图L2-1-5
A.正离子定向移动形成的电流方向是A→B,负离子定向移动形成的电流方向是B→A
B.溶液内正、负离子向相反方向移动,电流方向相同
C.溶液中电流方向从A到B,电流I=
D.溶液内电流方向从A到B,电流I=
12.导线中的电流是1A,导线的横截面积为1mm2.
(1)在1s内,有多少个电子通过导线的横截面?(电子电荷量e=1.6×10-19C)
(2)自由电子的平均移动速率是多大?(设每立方米导线内有8.5×1028个自由电子)
(3)自由电子沿导线移动1m,平均要多长时间?
13.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图L2-1-6所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107V,电流可等效为2×105A,历时1×10-3s.
(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?
(2)这次闪电释放的电能是多少?
图L2-1-6
14.图L2-1-7是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,被吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,试计算高压电源的电流I.(设电子电荷量为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)
图L2-1-7
1.B [解析]自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流,故选项A错误;形成
电流的条件是导体两端有电势差,且必须是导体而非任何物体,故选项D错误;电流有方向,但它是标量,故选项C 错误.
2.C [解析]电子的定向移动形成了电流,电流的传播速度等于光速,电子定向移动的速度远远小于光速,选项A 错误;根据电流的微观表达式I=nqSv可得,电子数目多,电流不一定大,选项B错误;根据公式I=可得,金属导体中电流越大,单位时间内流过导体横截面的自由电子数就越多,选项C正确;电流的单位是基本单位,选项D错误.
3.B [解析]由I=可得=·=·=×=,B正确.
4.D [解析]正电荷运动方向与电流方向相同,即向右移动,而负电荷向左移动,选项A、B错误;4s内通过横截面AB的电荷量q=8C,电解槽中的电流I==2A,选项C错误,选项D正确.
5.D [解析]单位电荷沿闭合电路移动一周需要的能量是由电源提供的,由W=qE可知,选项D正确.
6.C [解析]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,其大小由电源自身的性质决定,与非静电力做功W、电荷量q均无关,选项C正确.
7.BD [解析]由E=知,在相同的电荷量通过电池时,蓄电池比干电池转化的化学能更多,选项B正确;蓄电池的电动势大,把其他形式的能转化为电势能的本领比干电池的大,选项D正确.
8.BD [解析]由电流的定义式得q=It=0.5C,A错误,B正确.充电过程是将电能转化为其他形式的能储存起来,C 错误,D正确.
9.(1)电能 3.7 (2)700 14
10.C [解析]机器人正常工作时的电压为12V,A正确;机器人正常工作时的电流为I==A=2.5A,B正确;电池容量是指电池存储电荷量(电流与时间的乘积)多少,不是存储电能的大小,C错误;机器人充满电后工作时间最多为t===0.8h,D正确.
11.BC [解析]正、负离子定向移动形成的电流方向都是A→B,选项B正确;溶液中电流方向从A到B,电流I==,选项C正确.
12.(1)6.25×1018个(2)7.4×10-5m/s (3)3.8h
[解析](1)N===个=6.25×1018个.
(2)由公式I=neSv得
v==m/s=7.4×10-5m/s.
(3)以这样的速率沿导线移动1m需用时t'=s=3.8h.
13.(1)400s (2)5×109J
[解析](1)根据电流的定义式I=,可得q=It=2×105×1×10-3C=200C,
供电时间t'==s=400s.
(2)这次闪电释放的电能为W=qU=200×2.5×107J=5×109J.
14.
[解析]根据电流的定义式I=,只要计算出一昼夜时间内通过的电荷量Q,就可以求出电流I,需要注意的是,流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'的2倍相等,即2Q'=Q.
Q'=mneNA,Q=It,则有2mneNA=It
解得I=.。