2023高中物理第2章恒定电流学业质量标准检测新人教版选修3-1

PAGE第2章恒定电流本卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部。总分值100分，时间90分钟。第一卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每题4分，共40分，在每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．(深圳市2022～2022学年高二下学期期中)关于家庭平安用电，以下说法正确的选项是eq\x(导学号50232533)(B)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．(山西大学附中2022～2022学年高二上学期月考)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，那么金属棒内的电场强度大小为eq\x(导学号50232534)(C)A．eq\f(mv2,2eL) B．eq\f(mv2Sn,e)C．ρnev D．eq\f(ρev,SL)解析：电场强度可表示为E＝eq\f(U,L)①，其中L为金属棒长度，U为金属棒两端所加的电动势，而U＝IR②，其中I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(n·vt·S·e,t)＝nvSe③，R＝eq\f(L·ρ,S)④，联立①②③④，可得E＝nevρ，故C项正确。3．某居民家中的电路如下图，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，那么eq\x(导学号50232535)(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。4．(南京市2022～2022学年高二上学期三校联考)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，它提供应用电器的电功率为40kW，电压为800V。假设用临界温度以下的超导体电缆替代原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为eq\x(导学号50232536)(B)A．1kW B．10kWC．1.6kW D．1.6×103kW解析：输电导线上的输电电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(40×103W,800V)＝50A，那么输电线上损失的电功率P′＝I2R＝502×0.4W＝1000W，A项正确。5．(重庆杨家坪中学2022～2022学年高二上学期期中)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，以下判断中正确的选项是eq\x(导学号50232537)(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＝eq\f(R1R2,R1＋R2)，由公式P＝eq\f(U2,R)，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。6．(杭锦旗2022～2022学年校级月考)如下图，电动势为E，内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，那么以下表述正确的选项是eq\x(导学号50232538)(C)A．电源输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大解析：只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上S2，并联局部的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，由于电源的内阻不计，电源的输出功率为P＝EI，与电流成正比，那么电源输出功率增大，故A错误；由于并联局部的电阻减小，根据串联电路的特点，并联局部分担的电压减小，L1两端的电压减小，其消耗的功率减小，故B错误；再合上S2，外电路总电阻减小，干路电流增大，而R1在干路中，通过R1上的电流增大，故C正确；并联局部的电压减小，通过R3上的电流将减小，故D错误。应选C。7．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。假设将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的eq\f(1,2)，再给它两端加上电压U，那么eq\x(导学号50232539)(BC)A．通过导线的电流为eq\f(I,4)B．通过导线的电流为eq\f(I,16)C．导线中自由电子定向移动的速率为eq\f(v,4)D．导线中自由电子定向移动的速率为eq\f(v,2)解析：导线被拉长后，其横截面积变小，变为原来的eq\f(1,4)，其电阻增大为原来的16倍，那么加上相同的电压U时，电流会减为原来的eq\f(1,16)，B项正确；又根据I＝neSv，导线被拉长后，n、e不变，I变为原来的eq\f(1,16)，S变为原来的eq\f(1,4)，故v变为原来的eq\f(1,4)，C项正确。8．(苏州五中2022～2022学年高二上学期期中)如下图，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器R的滑片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号50232540)(BC)A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．ΔU1＞ΔU2D．ΔU1＜ΔU2解析：当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，那么L2变亮。变阻器的电阻减小，并联局部的电阻减小，那么并联局部电压减小，那么L3变暗。总电流增大，而L3的电流减小，那么L1的电流增大，那么L1变亮。故A错误，B正确。由上分析可知，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，由于路端电压减小，所以ΔU1＞ΔU2，故C正确，D错误，应选BC。9．如图(a)所示的电路中，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U－I图线eq\x(导学号50232541)(AC)A．图线甲是根据电压表V1和电流表A的示数描绘的B．由图线可知，电源内阻r＝3.0ΩC．图中两图线的交点表示在整个调节过程中，此时电源的输出功率最大D．图中两图线的交点表示在整个调节过程中，此时电源效率到达最大值解析：由题意可知图象甲表示电源的路端电压随电流的变化关系，图象乙表示电阻两端的电压随电流的变化关系，所以选项A正确；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，此时内电压U内＝Ir＝0.5V，所以内阻r＝1Ω，应选项B错误；由图象乙可知定值电阻R0＝2Ω>r，即外电路总阻值大于内电阻，所以当外电路阻值最小时，电源的输出功率最大，应选项C正确；图象交点表示电路所能到达的最大电流，η＝eq\f(EI－I2r,EI)可知此时电源的效率最小，应选项D错误。10．下表列出了某品牌电动自行车(如图)及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。假设该车在额定状态下以最大运行速度行驶，那么eq\x(导学号50232542)(AD)自重40(kg)额定电压48(V)载重75(kg)额定电流12(A)最大行驶速度20(km/h)额定输出功率350(W)A．电动机的输入功率为576W B．电动机的内电阻为4ΩC．该车获得的牵引力为104N D．该车受到的阻力为63N解析：电动机的输入功率P入＝UI＝48×12W＝576W，应选项A正确。电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，应选项B错误。电动车速度最大时，牵引力F与阻力Ff大小相等，由P出＝Ffvmax得Ff＝eq\f(P出,vmax)＝eq\f(350,\f(20,3.6))N＝63N，应选项C错误、D正确。第二卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每题8分，共24分。把答案直接填在横线上)11．某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。eq\x(导学号50232543)(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为__11.5(11.2～11.8之间的值均可)__V，说明__蓄电池__正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是__小灯__。(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)解析：解题的关键是根据电表的读数分析电路的故障。电压表的读数是11.5V，因为两表笔接的是a、c两点，说明蓄电池是正常的。两表笔接b、c两点时，断开开关，电表指针不偏转，闭合开关时电表读数仍为11.5V，说明开关、保险丝是正常的，小灯出现故障。12．某实验小组利用如下图电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有以下器材：eq\x(导学号50232544)①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)②电流表，量程3mA③电流表，量程0.6A④电压表，量程1.5V⑤电压表，量程3V⑥滑动变阻器，0～20Ω⑦开关一个，导线假设干(1)请选择实验中需要的器材__①③④⑥⑦__(填标号)。(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。(3)小组由实验数据作出的U－I图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为__1.4__V，内电阻为__2.8__Ω。答案：(2)如下图解析：(1)根据本实验的原理以及特点，所选器材是①③④⑥⑦；(2)根据电路图连接实物图时，一定要看清电路的结构，滑动变阻器的接线柱所在的位置，注意导线不能交叉；(3)电源的电动势是纵轴截距1.4V，内电阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1.4－0,0.5－0)Ω＝2.8Ω。13．(江西南昌二中2022～2022学年高二上学期检测)用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。某同学所用实验电路如图1所示。给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线假设干。eq\x(导学号50232545)(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形)，用直尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图2、3所示。由图可知其长度为__59.40__cm，直径为__0.434__mm。(2)对照电路的实物连接在如图4虚线框中画出正确的电路图。(3)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图5中作出U－I图线。(4)求出的电阻值R＝__6.25__Ω(保存3位有效数字)。(5)以上测得的物理量分别是：金属丝两端的电压为U，流过的电流为I，直径为D，长度为L，写出电阻率的表达式ρ＝__eq\f(πRD2,4L)__。答案：(2)如图1所示(3)如图2所示解析：(1)由图甲可知，刻度尺的分度值是1mm，电阻丝的长度是59.40cm；由图乙可知，螺旋测微器的固定刻度示数是0mm，可动刻度示数是43.4，那么螺旋测微器的读数是0mm＋43.4×0.01mm＝0.434mm；(2)由实物电路图可知，电源、开关、电流表、待测电阻丝、滑动变阻器串联，电压表并联在待测电阻丝两端，电路图如图1所示。(3)描点法作图，U－I图象如图2所示。(5)由U－I图象可得，电阻丝电阻：R＝eq\f(2.5V,0.4A)＝6.25Ω。(6)电阻丝的横截面：S＝πr2＝π(eq\f(D,2))2，R＝ρeq\f(L,S)，所以金属丝的电阻率：ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(πRD2,4L)。三、论述·计算题(共3小题，共36分。解容许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)14．(11分)(深圳市育才中学2022～2022学年高二上学期期中)右图为“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，蓄电池瞬间短路时的电流为14A。求：eq\x(导学号50232546)(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，假设两灯并联接在蓄电池两端，那么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＝Ieq\o\al(2,短)r，求出r＝1Ω(2)一个车灯的电阻：R灯＝eq\f(U\o\al(2,额),P额)＝12Ω两灯并联的电阻：R并＝eq\f(R灯,2)＝6Ω电路中的总电流：I＝eq\f(E,R并＋r)＝2A两灯总电功率P总＝I2R并＝24W。15．(12分)(黑龙江牡丹江一中2022～2022学年高二上学期检测)如下图电路，电源电动势E＝12.0V，内电阻r＝2.0Ω，R1＝40Ω，R2＝20Ω，R3＝12Ω，R4＝10Ω。电压表和电流表都是理想电表。求图中两电表示数各是多大？(此题需画出简化电路图，电压表电流表可以不在图中表达)eq\x(导学号50232547)答案：电流表的示数为0.9A；电压表的示数为4V解析：电流表在电路中相当于短路，而电压表相当于开路，故简化电路如下图；电流表测量流过R4和R2的电流，电压表测量R1两端的电压；总电阻R＝10Ω；那么干路电路I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(12,10＋2)A＝1A；路端电压U＝E－Ir＝12－1×2＝10V；流过R2的电流I2＝eq\f(U,R2)＝eq\f(10,20)＝0.5A，那么流过R1、R4并联局部的总电流I1＝I－I2＝1－0.5＝0.5A；R3分压U3＝I1R3＝0.5×12＝6V；R1、R4并联局部电压U并＝10－6＝4V；故可知电压表示数为4V；根据分流原理可知，流过R4的电流为：I4＝eq\f(R1,R1＋R4)I1＝eq\f(40,50)×0.5＝0.4A；那么电流表示数为：0.4＋0.5＝0.9A。16．(13分)