【文档说明】【精准解析】人教版物理选修3-1习题：考案第二章　恒定电流.docx，共(12)页，906.376 KB，由envi的店铺上传

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[考案二]第二章恒定电流本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每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．(2019·安徽省合肥一中高二上学期段考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，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(C)A．mv22eLB．mv2SneC．ρnevD．ρevSL解析：I＝UR，I＝neSv，R＝ρLS，E＝UL，联立得E＝ρnev，故选C。2．某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，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，则(C)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．如图为实用型高温超导电缆，利用超导电缆可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V。若用临界温度以下的超

导体电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为(A)A．1kWB．10kWC．1.6kWD．1.6×103kW解析：输电导线上的输电电流I＝PU＝40×103W800V＝50A，则输电线上损失的电功率P′＝I2R＝50

2×0.4W＝1000W，A项正确。4．有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(B)A．a方式为“高”挡B．b方式为“低”挡C．c方式为“关”挡D．

d方式为“中”挡解析：a中回路未闭合，故a方式为“关挡”，b中总电阻Rb＝R1＋R2，c中总电阻为Rc＝R1，d中总电阻为Rd＝R1R2R1＋R2，由公式P＝U2R，故d方式为“高”挡，c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错。5．(2019·山东省济南第一中学

高一下学期合格考)如图所示是一个电热水壶的铭牌。某同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶(C)A．只能在220V电压下工作B．正常工作5min耗电约0.5kW·hC．正常工作时的电流约为6

.8AD．用多用电表测量其电阻值约为32Ω解析：该水壶可以在220V及之下的电压下工作；故A错误；工作5min时，消耗的电能为：W＝Pt＝1.5kw×560h＝0.125kwh，故B错误；由铭牌信息可知，额定功率为1500W；额定电压为220V；则由P＝UI可得：I＝PU＝1500220＝6.

8A；故C正确；金属丝的电阻率随温度的升高而升高，所以用多用电表测量其电阻值小于额定电阻，额定电阻为：R＝U2P＝22021500＝32Ω，所以用多用电表测量其电阻值小于32Ω；故D错误；故选C。6．(2019·湖南省郴州市)如图所示，平行金属板中带电质点P原

处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则(A)A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大解析：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再与R1串

联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则

流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；故B错误；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由P＝U2R可知，R3上消耗的功率

减小；故D错误。7．(2019·四川省眉山市高二上学期期末)如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L上标有“3V、15W”字样，电动机线圈电阻R＝1Ω。当开关S拨向接点1，滑动变阻器调到R＝5Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S拨向接点2，小灯泡L和电动机M均正

常工作。则(AD)A．电源内阻为1ΩB．电动机正常工作电压为3VC．电源的输出功率为1.75WD．电动机的机械效率为80.0%解析：当开关S拨向接点1，小灯泡L正常发光，根据功率公式P＝UI，解得：I＝PU＝1.53A＝0.5A，根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋IR

＋Ir，解得：r＝1Ω，故A正确；将开关S拨向接点2，小灯泡L正常发光，I＝0.5A，根据闭合电路欧姆定律：E＝U＋UM＋Ir，解得：UM＝2.5V，即电动机正常工作电压为2.5V；故B错误；电源的总功率为：P总＝EI＝3W，内阻的功率为：Pr＝I2r＝0.25W，则电源的输出

功率为：P出＝P总－Pr＝2.75W，故C错误；电动机的输入功率为：P入＝UMI＝1.25W，热功率为：PQ＝I2RM＝0.25W，则输出功率为：P出＝P入－PQ＝1W，电动机的机械效率为η＝P出P入×100%＝8

0%，故D正确。8．(2019·河北省石家庄二中)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时(BC)A．L2的电阻为12ΩB．L

1消耗的电功率为0.75WC．L1、L2消耗的电功率的比值大于4D．L1两端的电压为L2两端电压的2倍解析：L2和L3并联后与L1串联，L2和L3的电压和电流均相同，则得L2的电流为0.125A，由图可知，此时L2的电压

小于0.5V，根据R＝UI可知，L2的电阻小于4Ω，故A错误；根据图象可知，当电流为0.25A时，电压U＝3V，所以L1消耗的电功率P＝UI＝0.75W，故B正确；根据P＝UI可知，L2消耗的电功率P2＜0.125×0.5＝0.0625W，所以L1、L2消耗的电功率

的比值大于4，故C正确；L1的电流为L2电流的2倍，由于灯泡是非线性元件，所以L1的电压不是L2电压的2倍，故D错误，故选BC。9．某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示。AB是一段四分之一圆弧形的电阻，O点为其圆心，

且在B点正上方，圆弧半径为r。O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部恰好与AB良好接触且无摩擦。A、B之间接有内阻不计、电动势为9V的电池，电路中接有理想电流表，O、B间接有一个理想电压表。整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行。下列说法中正确的有(A

CD)A．从图中看到列车可能是向左减速运动B．当列车的加速度增大时，电流表的读数增大，电压表的读数也增大C．若电压表显示3V，则列车的加速度为33gD．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成

一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的解析：小球所受的合力水平向右，所以加速度向右，知列车向右做加速运动或向左做减速运动。故A正确。小球的加速度a＝gtanθ，当加速度增大，θ增大，BC段电阻增大，因为总电阻不变，所以电流不变，但电压表的示数增大。故B错误。当电压表为3V时，

知BC段的电阻是总电阻的三分之一，则θ＝30°，则a＝gtan30°＝33g。故C正确。根据a＝gtanθ知，a与θ不成正比关系，因为电流不变，电压表示数的大小与电阻成正比，BC段电阻与θ成正比，所以a与电压表示数的关系不成正比，所以加速度表的刻度不均匀。故D正确

。故选ACD。10．(2019·福建省同安一中高二上学期期中)如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球，开始时开关S闭合，滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)，下列判

断正确的是(AB)A．小球带正电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变小C．当滑动头从a向b滑动时，电流计中有电流，方向从下向上D．当滑动头从a向b滑动时，电源的总功率一定变小解析：由图，细线向右偏，电场力向右，则小球带正电。故A正确；滑动头向右移动

时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U＝E－Ir变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B正确；滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下。故C错误；滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小

，总电流变大，电源电动势不变，所以当滑动头从a向b滑动时，电源的总功率一定变大，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，每小题8分，共16分。把答案直接填在横线上)11．(2019·江苏省启东中学高二上学期期中)为

了测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用：A．待测干电池一节B．直流电流表(量程0～0.6～3A,0.6A挡内阻为0.1Ω，3A挡内阻为0.02Ω)C．直流电压表(量程0～3～15V,3V挡内阻为5kΩ，15V挡内阻为25kΩ)D．滑动变阻器(

阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A)E．滑动变阻器(阻值范围为0～1000Ω，允许最大电流为0.2A)F．开关G．导线若干(1)将如图所示中的器材，进行实物连线__见解析__；(2)为尽可能减少实验的误差，其中滑动变阻器选__D__(填代号)；(3)根据实验记录，画出的U－I图线

如图所示，从中可求出待测干电池的电动势为E＝__1.5__V，内电阻为r＝__1.0__Ω。解析：(1)测定电源电动势和内电阻的电路图如图所示，对照电路图连线如下：(2)滑动变阻器E电阻值较大，操作不方便，同时额定电流太小，故选小电阻的滑动变阻器；故选D。(3)电源的U

－I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E＝1.5V。斜率表示电源的内电阻，故r＝ΔUΔI＝1.5V－0.8V0.7A＝1Ω。12．(2019·山东省济南第一中学高一下学期合格考)某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空面积S0，步骤如下：(1)用游标卡尺测量其

长度l如图甲所示，可知其长度为__50.15__mm。(2)用螺旋测微器测量其直径d如图乙所示，可知其直径为__4.700__mm。(3)选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该圆柱体的

阻值约为__22__Ω。(4)为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：A．电流表(0～200mA,1.0Ω)B．电流表(0～0.6A,0.1Ω)C．电压表(0～3V,6kΩ)D．电压表(0～15V,6kΩ)E．滑动变阻器(0～10kΩ，2A)F．滑动变阻器(0～2

0Ω，0.5A)G．蓄电池(6V,0.05Ω)H．开关一个，带夹子的导线若干为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的13，电压表应选__C__，电流表应选__A__，滑动变阻器应选__F__(填器材代号)。(5)在方框中画出你所

设计方案的实验电路图。(6)实验中要测量的物理量有电压表读数U，电流表读数I，电阻长度l，直径d，则计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0＝__πd22－ρlIU__(设电阻率为ρ)。解析：(1)游标卡尺读数＝固定刻度读数＋游标尺读数；固定

刻度读数：50mm；游标尺读数：0.05mm×3＝0.15mm。故游标卡尺读数为50.15mm；(2)螺旋测微器的读数＝固定刻度读数＋半刻度读数＋可动刻度读数；固定刻度读数：4.0mm；半刻度读数：0.5mm；可动刻

度读数：20.0×0.01mm＝0.200mm；故螺旋测微器的读数为4.700mm；(3)该圆柱体的阻值约为22×1Ω＝22Ω；(4)电源电动势为6V，为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的

13，使用电压表D量程太大，故电压表选择C；待测电阻两端的电压不能超过3V，最大电流不超过322A≈0.136A≈136mA，所以电流表选A；由于电压表的量程不足，变阻器采用分压式接法，为保证电路安全方便实验操作，滑动变阻器应选F；(

5)由于RxRV<RARx，故采用安培表外接法，如图所示：(6)根据欧姆定律可以得到：Rx＝UI，根据电阻定律可知：Rx＝ρlS联立可以得到电阻的横截面积为：S＝ρlIU则金属管线内部空间截面积为S0＝πd22－S＝π

d22－ρlIU。三、论述·计算题(共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)(2019·福州市八县(市)协作校高二上

学期期末)如图电源电动势E＝6V，电源内阻为1Ω，定值电阻R1＝4Ω，R2＝5Ω，(1)若在a、b之间接一个C＝100μF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)在a、b之间接一个多大的电阻Rx可使得R1消耗

的功率最大？答案：(1)3×10－4C(2)Rx＝0时，功率最大解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流I＝ER1＋R2＋r＝0.6A;则R2两端的电压U2＝IR2＝0.6×5＝3V；Uc＝U2则电容器上所带电量Q＝UcC＝3×100×10－6＝3×10－4C；(2)当R1中电

流最大时，其消耗的功率最大；则可知只有将ab短路时，电路中电流才能达最大；故Rx＝0时，功率最大。14．(11分)如图为“解放”牌大卡车的远程车灯电路的蓄电池总功率随电流变化的图象，已知蓄电池瞬间短路时的电流为14A。求：(1)该蓄电池的电动势E和内电阻r。(

2)车头两个远程车灯的铭牌上标有“12V、12W”字样，若两灯并联接在蓄电池两端，则两灯消耗的总电功率为多少？答案：(1)E＝14V；r＝1Ω(2)P总＝24W解析：(1)由图可知瞬间短路时总功率P＝196W，由P＝I短E，求出E＝14V，由P＝I2短r，求出r＝1

Ω(2)一个车灯的电阻：R灯＝U2额P额＝12Ω两灯并联的电阻：R并＝R灯2＝6Ω电路中的总电流：I＝ER并＋r＝2A两灯总电功率P总＝I2R并＝24W。15．(11分)(2019·山东济南外国语学校、济南一中等四校高二上学期期末)

某直流电动机接入电路如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0.2A和0.4V。重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和3V。求

：(1)这台电动机的线圈电阻；(2)电动机正常运转时的输入功率；(3)电动机正常运转时的输出功率。答案：(1)2Ω(2)2.4W(3)1.12W解析：(1)电动机不转时，可看成纯电阻电路，由欧姆定律得：r＝U1I1＝0.40.2Ω＝2Ω(2)正常工作时输入功率：P入＝U2I2＝3×

0.8W＝2.4W(3)正常工作时内阻消耗的功率P热＝I22r＝0.82×2W＝1.28W输出功率P输出＝P入－P热＝2.4W－1.28W＝1.12W16．(12分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，

极板长l＝80cm，两板间的距离d＝40cm，电源电动势E＝40V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q＝1

×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？(3)此时电源的输出功率是多少？答案

：(1)24Ω(2)1A39V(3)39W解析：(1)设小球在板间飞行时间为t，t＝lv0＝0.84s＝0.2s根据d＝12at2得飞行加速度a＝2dt2＝2×0.40.22m/s2＝20m/s2对小球根据牛顿第二定律得qUABd－mg＝ma，解得：UAB＝

m(g＋a)dq＝2×10－2×(10＋20)×0.41×10－2V＝24V所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝24V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得，I＝E－U滑R＋r＝40－2415＋1A＝1A滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝U滑I＝24Ω。(2)此时

电流表的示数为1A，电压表的示数为U＝E－Ir＝(40－1×1)V＝39V(3)电源的输出功率P出＝IU＝39W。