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高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流本章综合与测试一课一练
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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流本章综合与测试一课一练，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章 恒定电流
本章达标检测
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)
1.(2021江苏扬州中学高二上期中)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示,其中阻值最接近的两个电阻是 ( )
A.a和b B.b和d
C.a和c D.a和d
2.(2020河南豫北名校高二上联考)电流表的内阻是Rg=100 Ω,满偏电流是Ig=1 mA,现欲把这个电流表改装成量程为3 V的电压表,正确的方法是 ( )
A.应串联一个130 Ω的电阻
B.应并联一个130 Ω的电阻
C.应并联一个2 900 Ω的电阻
D.应串联一个2 900 Ω的电阻
3.(2021陕西西安高二上月考)用电器与电源相距L,输电线路上电流为I,已知输电线的电阻率为ρ,为使输电线上的电压损失不超过U,那么输电线的横截面积最小值应是 ( )
A.ρILU B.2ρILU
C.UρL D.2UIρL
4.(2021福建厦门高二上月考)如图所示的电解液接入电路后,在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S,有n2个二价负离子通过溶液内截面S,e为元电荷,则以下关于通过该截面的电流的说法中,正确的是 ( )
A.当n1=n2时,电流大小为零
B.当n1>n2时,电源外部电流方向由A指向B,电流I=(n1-2n2)et
C.当n1
5.(2021黑龙江哈尔滨高二上月考)如图所示,电源内阻不计,已知R1=2 kΩ,R2=3 kΩ,现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端,电压表的读数为6 V。若把电压表接在a、b两点间,它的读数为 ( )
A.18 V B.12 V C.8 V D.6 V
6.(2021河北衡水高二上月考)如图所示,一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的长方体金属导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大电阻为R,则最小的电阻为 ( )
A.c2Ra2 B.c2Rab C.a2Rbc D.R
7.(2021四川泸县第一中学高二上月考)如图所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U恒定的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表分别接在R1、R2两端,电压表的示数分别为8 V和4 V,则R1R2的值 ( )
A.小于2 B.等于2
C.大于2 D.无法确定
8.(2021湖南怀化高二上月考)灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低;加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A,灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A,则灯泡两端电压为2 V时,通过灯泡的电流可能是 ( )
A.0.5 A B.0.6 A C.0.8 A D.1 A
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2021山东临沂高二上月考)如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线,由图像可知 ( )
A.该导体的电阻随电压的升高而增大
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时,电阻为0.5 Ω
D.导体两端电压为2 V时,电阻为1 Ω
10.(2021湖南张家界高二上月考)2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数,即σ=1ρ。下列说法正确的是 ( )
A.电导率的单位是1Ω·m
B.材料的电导率与材料的形状无关
C.材料的电导率越小,其导电性能越强
D.电导率大小与温度无关
11.(2021湖北宜昌高二上月考)如图所示,理想电源两端的电压保持为E不变,若滑动变阻器的总电阻R0=2R,当开关S闭合时 ( )
A.当滑片P滑到a端时,R上获得的电压是0
B.当滑片P滑到b端时,R上获得的电压是0
C.当滑片P滑到ab的中点时,R上获得的电压是E2
D.当滑片P滑到ab的中点时,R上获得的电压是E3
三、非选择题(共6小题,共64分)
12.(2021广西柳州高三上一模)(6分)实验室有一直流电流表,其说明书上附的该电流表的内部电路如图甲所示。
图甲
图乙
(1)某次用0~3 A量程测量时,示数如图乙所示,其读数为 A;
(2)该电流表0~0.6 A量程对应的内阻为 Ω(结果保留两位有效数字);
(3)若电阻R1断路,则电流表允许通过的最大电流为 mA(结果保留两位有效数字)。
13.(2021广东广州高二上月考)(8分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图1所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值);
图1
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx(约为5 Ω)。实验所用器材为∶电源(电压3 V,内阻可忽略)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.60
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由上表数据可知,他们测量Rx是采用图2中的 (选填“甲”或“乙”)图。
甲
乙
图2
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据第(2)问所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
图3
图4
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值Rx,根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的符号)。
A.1×10-2 Ω·m B.2.0×10-3 Ω·m
C.2.5×10-6 Ω·m D.3.0×10-8 Ω·m
14.(2021四川阆中中学高二上期中)(8分)在一根长L=5 m、横截面积S=3.5×10-4 m2的铜质导线两端加2.5×10-3 V电压。已知铜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m,则:
(1)该导线的电阻多大?
(2)该导线中的电流多大?
(3)当导线对折后,接入相同的电压,电流是多大?
15.(2021安徽田家炳中学、蚌埠五中联考高二上期中)(9分)如图所示,P是一个表面镀有很薄电镀膜的长陶瓷管,其长度为L,外径为D,镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N,现把它接入电路中,测得它两端电压为U时,通过它的电流为I,求镀膜材料的电阻率。
16.(2021四川绵竹中学高二上月考)(15分)如图所示电路中,电源电压保持不变,R2=24 Ω,灯泡L上标有“1 W”字样,额定电压已经看不清,L的电阻为RL,且RL>R1。
(1)当S1和S2都闭合时,电流表的示数为1 A,电压表的示数为6 V,求R1的阻值;
(2)当S1和S2均断开、S3闭合时,灯泡L恰好正常发光,求此时通过灯泡的电流。
17.(18分)如图所示,R1=10 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,A、B间所加电压U=2.4 V。
(1)若在C、D之间接一个电压表,它的示数是多少?
(2)若在C、D之间接一个电流表,它的示数是多少?
答案全解全析
1.A 根据欧姆定律可得R=UI,故U-I图中某点与原点连线的斜率等于该电阻阻值,由图像可知,a和b阻值最接近,选项A正确。
2.D 把电流表改装成电压表需串联一个电阻R,改装后U=Ig(Rg+R),解得R=UIg-Rg=2 900 Ω,即应串联一个2 900 Ω的电阻,选项D正确。
3.B 根据欧姆定律得R=UI,根据电阻定律得R=2ρLS,联立得S=2ρILU,选项B正确,A、C、D错误。
4.D 电流的方向就是正电荷定向移动的方向,在电源外部电流方向由A指向B,与n1、n2的大小无关;由题意可知,流过溶液内截面S的电荷量大小q=(n1+2n2)e,则电流I=qt=(n1+2n2)et,选项D正确。
5.B 当电压表并联在R2的两端时,电压表与R2并联的电阻为R并=R2RVR2+RV=3×63+6 kΩ=2 kΩ,可知R并=R1;根据串联电路的分压特点,可知R1两端的电压也等于6 V,故电源电压U=12 V;把电压表接在a、b两点间,电压表测电源电压,读数为12 V,选项B正确。
6.A 根据电阻定律R=ρLS,可知横截面积越小电阻越大,横截面积越大电阻越小,故左右两端接入电路时,电阻最大,此时R=ρabc;当上下两个面接入电路时电阻最小,此时电阻为R'=ρcab=Rbca·cab=c2Ra2,选项A正确。
7.B 设电压表内阻为R,将电压表与电阻R1并联,则URR1R+R1+R2·RR1R+R1=8 V,将电压表与电阻R2并联,则URR2R+R2+R1·RR2R+R2=4 V,联立解得R1R2=2,选项B正确。
8.C 灯泡两端的电压为1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A,由欧姆定律得灯泡的电阻为R1=U1I1=10.5 Ω=2 Ω;灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A,由欧姆定律得灯泡的电阻为R2=U2I2=31 Ω=3 Ω;灯泡两端的电压为2 V时,由欧姆定律得通过灯泡的最大电流为I最大=U3R1=22 A=1 A,通过灯泡的最小电流为I最小=U3R2=23 A,即通过灯泡电流的范围是23 A
10.AB 根据R=ρLS、σ=1ρ得σ=LRS,则电导率的单位是1mΩ·m2=11Ω·m,选项A正确;材料的电导率与材料的形状无关,选项B正确;材料的电导率越小,电阻率越大,则其导电性能越弱,选项C错误;导体的电阻率与温度有关,则电导率大小与温度有关,选项D错误。
11.AD 由题图分析可知,当滑片P滑到a端时,R被短路,R上获得的电压为0;滑片P滑到b端时,R与R0并联,R两端电压为E,选项A正确,B错误;当滑片P滑到ab的中点时,由题图分析可知,R0左边部分与R并联,再和右边部分串联,并联电阻为R并=R×RR+R=R2,故根据串联电路电阻之比等于电压之比可得R两端电压为E3,选项C错误,D正确。
12.答案 (1)1.20(2分) (2)3.0(2分) (3)2.4×102(2分)
解析 (1)电流表量程为0~3 A,由题图乙所示表盘可知,其分度值为0.1 A,示数为1.20 A。
(2)由题图甲所示电路图可知,电流表量程为0~0.6 A时,图中上面表头与电阻R3串联后与下面两个电阻R1、R2并联,电流表内阻为R=(R1+R2)(R3+Rg)R1+R2+R3+Rg=(1.0+4.0)×(2.5+5.0)1.0+4.0+2.5+5.0 Ω=3.0 Ω。
(3)当电阻R1没有断路时,由图示电路图可知,电流表量程为0~0.6 A时,设通过图中上、下支路电路的电流分别为I1、I2,则有I1+I2=0.6 A,(R1+R2)I2=(Rg+R3)I1,解得I1=0.24 A,即Rg的满偏电流;当电阻R1断路时,电路成为Rg与R3串联的简单电路,则允许通过的最大电流即Rg的满偏电流I1=0.24 A=2.4×102 mA。
13.答案 (1)0.600(2分) (2)甲(2分) (3)图见解析(2分)
(4)C(2分)
解析 (1)螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度读数为0.01 mm×10.0=0.100 mm,所以最终读数为0.5 mm+0.100 mm=0.600 mm;(2)从给出的数据可知,电流表和电压表的读数从零开始且变化范围较大,所以滑动变阻器采用的应是分压式接法,即采用的是甲图;(3)根据原理图得出对应的实物图如图所示。
(4)由图线得到金属丝的阻值Rx=ΔUΔI=2.5-0.050.565-0 Ω≈4.34 Ω,根据R=ρLS得ρ=RSL=Rπd22L,代入数据得ρ≈2.5×10-6 Ω·m,选项C正确,A、B、D错误。
14.答案 (1)2.5×10-4 Ω (2)10 A (3)40 A
解析 (1)由电阻定律得该导线电阻为R=ρLS=1.75×10-8×53.5×10-4 Ω=2.5×10-4 Ω; (2分)
(2)由欧姆定律得该导线中电流为
I=UR=2.5×10-32.5×10-4 A=10 A; (2分)
(3)将导线对折后,导体的材料没有变化,但导体的长度减半,横截面积变为原来的二倍,则根据电阻定律可知,此时电阻为
R'=14R (2分)
根据欧姆定律可知此时电流大小为
I'=UR'=U14R=4·UR=4I=40 A(2分)
15.答案 UπDdIL
解析 由欧姆定律可得,镀膜的电阻R=UI (1分)
假设将膜层展开,如图所示,则膜层等效为一个长为L、横截面积为管的周长乘以厚度d的电阻,由电阻定律得R=ρLS=ρL2πD2·d=ρLπDd(5分)
联立解得UI=ρLπDd (2分)
解得ρ=UπDdIL (1分)
16.答案 (1)8 Ω (2)0.25 A
解析 (1)当S1和S2都闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,则电源的电压U=6 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过R2的电流为
I2=UR2=624 A=0.25 A(2分)
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流为
I1=I-I2=1 A-0.25 A=0.75 A(2分)
则R1的阻值为R1=UI1=60.75 Ω=8 Ω(2分)
(2)当S1和S2均断开、S3闭合时,R1与L串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流为
I'=UR1+RL (1分)
因灯泡L正常发光,所以灯泡的电功率PL=I'2RL=1 W(2分)
整理可得RL2-20RL+64=0 (1分)
解得RL=16 Ω或RL=4 Ω(2分)
因RL>R1,所以RL=16 Ω(1分)
则通过RL的电流IL=UR1+RL=0.25 A(2分)
17.答案 (1)1.8 V (2)0.67 A
解析 (1)若在C、D之间接一个电压表,则其测量的为R3、R4两端电压之和,电路结构为R2、R3串联后与R1并联,然后和R4串联,故R123=(R2+R3)R1R1+R2+R3=5 Ω(2分)
总电阻为R总=R123+R4=8 Ω(2分)
总电流为I总=UR总=0.3 A(2分)
R4两端电压为U4=I总R4=0.9 V(2分)
R2和R3串联后两端总电压为U串=U-U4=1.5 V(1分)
R3两端电压为U3=R3R2+R3U串=0.9 V(1分)
故电压表示数为UV=U3+U4=1.8 V(1分)
(2)若在C、D之间接一个电流表,则电流表测量的为R2和R3中的电流之和,电路结构为R3、R4并联后与R1串联,然后和R2并联,通过R2的电流为I2=UR2=0.6 A(2分)
R3、R4的并联阻值为R34=R3R4R3+R4=2 Ω(2分)
故R3、R4两端的电压为U34=R34R1+R34U=0.4 V(1分)
故R3中的电流为I3=U34R3=115 A(1分)
故电流表示数为IA=I2+I3=23 A≈0.67 A(1分)
第三章 恒定电流
本章达标检测
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)
1.(2021江苏扬州中学高二上期中)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示,其中阻值最接近的两个电阻是 ( )
A.a和b B.b和d
C.a和c D.a和d
2.(2020河南豫北名校高二上联考)电流表的内阻是Rg=100 Ω,满偏电流是Ig=1 mA,现欲把这个电流表改装成量程为3 V的电压表,正确的方法是 ( )
A.应串联一个130 Ω的电阻
B.应并联一个130 Ω的电阻
C.应并联一个2 900 Ω的电阻
D.应串联一个2 900 Ω的电阻
3.(2021陕西西安高二上月考)用电器与电源相距L,输电线路上电流为I,已知输电线的电阻率为ρ,为使输电线上的电压损失不超过U,那么输电线的横截面积最小值应是 ( )
A.ρILU B.2ρILU
C.UρL D.2UIρL
4.(2021福建厦门高二上月考)如图所示的电解液接入电路后,在t时间内有n1个一价正离子通过溶液内截面S,有n2个二价负离子通过溶液内截面S,e为元电荷,则以下关于通过该截面的电流的说法中,正确的是 ( )
A.当n1=n2时,电流大小为零
B.当n1>n2时,电源外部电流方向由A指向B,电流I=(n1-2n2)et
C.当n1
5.(2021黑龙江哈尔滨高二上月考)如图所示,电源内阻不计,已知R1=2 kΩ,R2=3 kΩ,现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端,电压表的读数为6 V。若把电压表接在a、b两点间,它的读数为 ( )
A.18 V B.12 V C.8 V D.6 V
6.(2021河北衡水高二上月考)如图所示,一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的长方体金属导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大电阻为R,则最小的电阻为 ( )
A.c2Ra2 B.c2Rab C.a2Rbc D.R
7.(2021四川泸县第一中学高二上月考)如图所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U恒定的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表分别接在R1、R2两端,电压表的示数分别为8 V和4 V,则R1R2的值 ( )
A.小于2 B.等于2
C.大于2 D.无法确定
8.(2021湖南怀化高二上月考)灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低;加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A,灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A,则灯泡两端电压为2 V时,通过灯泡的电流可能是 ( )
A.0.5 A B.0.6 A C.0.8 A D.1 A
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2021山东临沂高二上月考)如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线,由图像可知 ( )
A.该导体的电阻随电压的升高而增大
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时,电阻为0.5 Ω
D.导体两端电压为2 V时,电阻为1 Ω
10.(2021湖南张家界高二上月考)2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数,即σ=1ρ。下列说法正确的是 ( )
A.电导率的单位是1Ω·m
B.材料的电导率与材料的形状无关
C.材料的电导率越小,其导电性能越强
D.电导率大小与温度无关
11.(2021湖北宜昌高二上月考)如图所示,理想电源两端的电压保持为E不变,若滑动变阻器的总电阻R0=2R,当开关S闭合时 ( )
A.当滑片P滑到a端时,R上获得的电压是0
B.当滑片P滑到b端时,R上获得的电压是0
C.当滑片P滑到ab的中点时,R上获得的电压是E2
D.当滑片P滑到ab的中点时,R上获得的电压是E3
三、非选择题(共6小题,共64分)
12.(2021广西柳州高三上一模)(6分)实验室有一直流电流表,其说明书上附的该电流表的内部电路如图甲所示。
图甲
图乙
(1)某次用0~3 A量程测量时,示数如图乙所示,其读数为 A;
(2)该电流表0~0.6 A量程对应的内阻为 Ω(结果保留两位有效数字);
(3)若电阻R1断路,则电流表允许通过的最大电流为 mA(结果保留两位有效数字)。
13.(2021广东广州高二上月考)(8分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图1所示,其读数应为 mm(该值接近多次测量的平均值);
图1
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx(约为5 Ω)。实验所用器材为∶电源(电压3 V,内阻可忽略)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.60
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由上表数据可知,他们测量Rx是采用图2中的 (选填“甲”或“乙”)图。
甲
乙
图2
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据第(2)问所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
图3
图4
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值Rx,根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的符号)。
A.1×10-2 Ω·m B.2.0×10-3 Ω·m
C.2.5×10-6 Ω·m D.3.0×10-8 Ω·m
14.(2021四川阆中中学高二上期中)(8分)在一根长L=5 m、横截面积S=3.5×10-4 m2的铜质导线两端加2.5×10-3 V电压。已知铜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m,则:
(1)该导线的电阻多大?
(2)该导线中的电流多大?
(3)当导线对折后,接入相同的电压,电流是多大?
15.(2021安徽田家炳中学、蚌埠五中联考高二上期中)(9分)如图所示,P是一个表面镀有很薄电镀膜的长陶瓷管,其长度为L,外径为D,镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N,现把它接入电路中,测得它两端电压为U时,通过它的电流为I,求镀膜材料的电阻率。
16.(2021四川绵竹中学高二上月考)(15分)如图所示电路中,电源电压保持不变,R2=24 Ω,灯泡L上标有“1 W”字样,额定电压已经看不清,L的电阻为RL,且RL>R1。
(1)当S1和S2都闭合时,电流表的示数为1 A,电压表的示数为6 V,求R1的阻值;
(2)当S1和S2均断开、S3闭合时,灯泡L恰好正常发光,求此时通过灯泡的电流。
17.(18分)如图所示,R1=10 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,A、B间所加电压U=2.4 V。
(1)若在C、D之间接一个电压表,它的示数是多少?
(2)若在C、D之间接一个电流表,它的示数是多少?
答案全解全析
1.A 根据欧姆定律可得R=UI,故U-I图中某点与原点连线的斜率等于该电阻阻值,由图像可知,a和b阻值最接近,选项A正确。
2.D 把电流表改装成电压表需串联一个电阻R,改装后U=Ig(Rg+R),解得R=UIg-Rg=2 900 Ω,即应串联一个2 900 Ω的电阻,选项D正确。
3.B 根据欧姆定律得R=UI,根据电阻定律得R=2ρLS,联立得S=2ρILU,选项B正确,A、C、D错误。
4.D 电流的方向就是正电荷定向移动的方向,在电源外部电流方向由A指向B,与n1、n2的大小无关;由题意可知,流过溶液内截面S的电荷量大小q=(n1+2n2)e,则电流I=qt=(n1+2n2)et,选项D正确。
5.B 当电压表并联在R2的两端时,电压表与R2并联的电阻为R并=R2RVR2+RV=3×63+6 kΩ=2 kΩ,可知R并=R1;根据串联电路的分压特点,可知R1两端的电压也等于6 V,故电源电压U=12 V;把电压表接在a、b两点间,电压表测电源电压,读数为12 V,选项B正确。
6.A 根据电阻定律R=ρLS,可知横截面积越小电阻越大,横截面积越大电阻越小,故左右两端接入电路时,电阻最大,此时R=ρabc;当上下两个面接入电路时电阻最小,此时电阻为R'=ρcab=Rbca·cab=c2Ra2,选项A正确。
7.B 设电压表内阻为R,将电压表与电阻R1并联,则URR1R+R1+R2·RR1R+R1=8 V,将电压表与电阻R2并联,则URR2R+R2+R1·RR2R+R2=4 V,联立解得R1R2=2,选项B正确。
8.C 灯泡两端的电压为1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A,由欧姆定律得灯泡的电阻为R1=U1I1=10.5 Ω=2 Ω;灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A,由欧姆定律得灯泡的电阻为R2=U2I2=31 Ω=3 Ω;灯泡两端的电压为2 V时,由欧姆定律得通过灯泡的最大电流为I最大=U3R1=22 A=1 A,通过灯泡的最小电流为I最小=U3R2=23 A,即通过灯泡电流的范围是23 A
10.AB 根据R=ρLS、σ=1ρ得σ=LRS,则电导率的单位是1mΩ·m2=11Ω·m,选项A正确;材料的电导率与材料的形状无关,选项B正确;材料的电导率越小,电阻率越大,则其导电性能越弱,选项C错误;导体的电阻率与温度有关,则电导率大小与温度有关,选项D错误。
11.AD 由题图分析可知,当滑片P滑到a端时,R被短路,R上获得的电压为0;滑片P滑到b端时,R与R0并联,R两端电压为E,选项A正确,B错误;当滑片P滑到ab的中点时,由题图分析可知,R0左边部分与R并联,再和右边部分串联,并联电阻为R并=R×RR+R=R2,故根据串联电路电阻之比等于电压之比可得R两端电压为E3,选项C错误,D正确。
12.答案 (1)1.20(2分) (2)3.0(2分) (3)2.4×102(2分)
解析 (1)电流表量程为0~3 A,由题图乙所示表盘可知,其分度值为0.1 A,示数为1.20 A。
(2)由题图甲所示电路图可知,电流表量程为0~0.6 A时,图中上面表头与电阻R3串联后与下面两个电阻R1、R2并联,电流表内阻为R=(R1+R2)(R3+Rg)R1+R2+R3+Rg=(1.0+4.0)×(2.5+5.0)1.0+4.0+2.5+5.0 Ω=3.0 Ω。
(3)当电阻R1没有断路时,由图示电路图可知,电流表量程为0~0.6 A时,设通过图中上、下支路电路的电流分别为I1、I2,则有I1+I2=0.6 A,(R1+R2)I2=(Rg+R3)I1,解得I1=0.24 A,即Rg的满偏电流;当电阻R1断路时,电路成为Rg与R3串联的简单电路,则允许通过的最大电流即Rg的满偏电流I1=0.24 A=2.4×102 mA。
13.答案 (1)0.600(2分) (2)甲(2分) (3)图见解析(2分)
(4)C(2分)
解析 (1)螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度读数为0.01 mm×10.0=0.100 mm,所以最终读数为0.5 mm+0.100 mm=0.600 mm;(2)从给出的数据可知,电流表和电压表的读数从零开始且变化范围较大,所以滑动变阻器采用的应是分压式接法,即采用的是甲图;(3)根据原理图得出对应的实物图如图所示。
(4)由图线得到金属丝的阻值Rx=ΔUΔI=2.5-0.050.565-0 Ω≈4.34 Ω,根据R=ρLS得ρ=RSL=Rπd22L,代入数据得ρ≈2.5×10-6 Ω·m,选项C正确,A、B、D错误。
14.答案 (1)2.5×10-4 Ω (2)10 A (3)40 A
解析 (1)由电阻定律得该导线电阻为R=ρLS=1.75×10-8×53.5×10-4 Ω=2.5×10-4 Ω; (2分)
(2)由欧姆定律得该导线中电流为
I=UR=2.5×10-32.5×10-4 A=10 A; (2分)
(3)将导线对折后,导体的材料没有变化,但导体的长度减半,横截面积变为原来的二倍,则根据电阻定律可知,此时电阻为
R'=14R (2分)
根据欧姆定律可知此时电流大小为
I'=UR'=U14R=4·UR=4I=40 A(2分)
15.答案 UπDdIL
解析 由欧姆定律可得,镀膜的电阻R=UI (1分)
假设将膜层展开,如图所示,则膜层等效为一个长为L、横截面积为管的周长乘以厚度d的电阻,由电阻定律得R=ρLS=ρL2πD2·d=ρLπDd(5分)
联立解得UI=ρLπDd (2分)
解得ρ=UπDdIL (1分)
16.答案 (1)8 Ω (2)0.25 A
解析 (1)当S1和S2都闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,则电源的电压U=6 V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过R2的电流为
I2=UR2=624 A=0.25 A(2分)
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流为
I1=I-I2=1 A-0.25 A=0.75 A(2分)
则R1的阻值为R1=UI1=60.75 Ω=8 Ω(2分)
(2)当S1和S2均断开、S3闭合时,R1与L串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流为
I'=UR1+RL (1分)
因灯泡L正常发光,所以灯泡的电功率PL=I'2RL=1 W(2分)
整理可得RL2-20RL+64=0 (1分)
解得RL=16 Ω或RL=4 Ω(2分)
因RL>R1,所以RL=16 Ω(1分)
则通过RL的电流IL=UR1+RL=0.25 A(2分)
17.答案 (1)1.8 V (2)0.67 A
解析 (1)若在C、D之间接一个电压表,则其测量的为R3、R4两端电压之和,电路结构为R2、R3串联后与R1并联,然后和R4串联,故R123=(R2+R3)R1R1+R2+R3=5 Ω(2分)
总电阻为R总=R123+R4=8 Ω(2分)
总电流为I总=UR总=0.3 A(2分)
R4两端电压为U4=I总R4=0.9 V(2分)
R2和R3串联后两端总电压为U串=U-U4=1.5 V(1分)
R3两端电压为U3=R3R2+R3U串=0.9 V(1分)
故电压表示数为UV=U3+U4=1.8 V(1分)
(2)若在C、D之间接一个电流表,则电流表测量的为R2和R3中的电流之和,电路结构为R3、R4并联后与R1串联,然后和R2并联,通过R2的电流为I2=UR2=0.6 A(2分)
R3、R4的并联阻值为R34=R3R4R3+R4=2 Ω(2分)
故R3、R4两端的电压为U34=R34R1+R34U=0.4 V(1分)
故R3中的电流为I3=U34R3=115 A(1分)
故电流表示数为IA=I2+I3=23 A≈0.67 A(1分)
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