2024-2025年新教材高中物理第3章恒定电流单元检测含解析鲁科版必修第三册

PAGE12-单元素养检测(三)(第3章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题，每小题3分，共27分)1.下列关于电阻率的叙述，错误的是 ()A.当温度极低时，超导体的电阻率会突然减小到零B.电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度C.常用导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的D.材料的电阻率随温度改变而改变【解析】选B。当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零，故A正确；材料的电阻率取决于导体的材料和温度，与导体的电阻、横截面积和长度无关，故B错误；铝、铜的电阻率较小，故常用的导线是用铝、铜材料做成的，故C正确；材料的电阻率取决于导体的温度，故材料的电阻率随温度改变而改变，所以D正确。本题选择错误的，故选B。2.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是 ()A.将金属丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4LC.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍【解析】选A。将金属丝拉长至2L，体积不变，则横截面积变为原来的，依据R=ρ知，电阻变为原来的4倍，故A正确；将金属丝拉长至4L，体积不变，则横截面积变为原来的，依据R=ρ知，电阻变为原来的16倍，故B错误；将金属丝对折后拧成一股，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，依据R=ρ知，电阻变为原来的，故C错误；将金属丝两端的电压提高到原来的4倍，电阻不变，故D错误。故选A。3.如图所示是通有恒定电流的某段导体。在5s内有10C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是 ()A.2A、向右 B.2A、向左C.50A、向右 D.50A、向左【解析】选B。依据电流的定义式I=得电流的大小为：I=A=2A；电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与定向移动的方向相反，故电流向左。故B正确，A、C、D错误。故选B。4.通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为 ()A. B.2Q C.4Q D.【解析】选A。依据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的，时间不变，则热量变为：Q′=()2·2R·t=I2Rt=Q。故选A。5.利用功率为500W的取暖器给书房取暖，书房的体积为30m3，房间温度为0℃。已知空气密度为1.29kg/m3，每千克空气每上升1℃汲取的热量为1000J，取暖器产生能量的50%用于加热空气，若每一度电的电费为0.5元，下列说法正确的是 ()A.1h内取暖器消耗的电能为500JB.1h内取暖器产生的热量为25000JC.1h后房间的温度约为23℃D.若每天运用取暖器1h，须要付电费250元【解析】选C。1h内取暖器消耗的电能为：W=Pt=500×3.6×103J=1.8×106J，故A错误；1h内取暖器产生的热量为：Q=Wη=1.8×106×50%J=9×105J，故B错误；房间内空气的质量为：m=ρV=1.29×30kg=38.7kg，由热量公式得：Q=mcΔt，代入数据解得：Δt≈23℃，房间温度为0℃，则1h后房间的温度约为23℃，故C正确；1h消耗的电能为：W=Pt=500×3.6×103J=1.8×106J=0.5kW·h，若每天运用取暖器1h，须要付电费：0.5×0.5元=0.25元，故D错误。故选C。6.在检验两地是否短路的测试中，常常用到如图所示的电路，电路中的电阻R1=50Ω，R2=R3=30Ω，有一测试电源，所供应的测试电压恒为80V。以下说法正确的是 ()A.若将cd端短路，ab之间的等效电阻为50ΩB.若将ab端短路，cd之间的等效电阻为60ΩC.当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为30VD.当cd两端接上测试电源时，ab两端的电压为30V【解析】选C。当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为：R=+R1=Ω+50Ω=65Ω；故A错误；当ab端短路时，cd之间的电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为：R=+R2=Ω+30Ω=48.75Ω，故B错误；当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，Ucd=E=×80V=30V；故C正确；当cd两端接上测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为Uab=E=×80V=40V；故D错误。7.如图甲所示，装饰用的彩灯，穿成一串，接在220V电源上，视察灯的结构发觉，每个灯的灯丝(R1)引线上方绕有金属电阻丝(R2)，如图乙所示。下列对电路状况的几种分析中正确的是 ()A.依据工作特性，R1大于R2B.依据工作特性，R1应当小于R2C.当其中一个灯的灯丝断了，其余的灯将熄灭D.当其中一个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮【解析】选B。依据并联电路特点，功率与导体电阻成反比，电阻越小，则功率越大，才会发热发光。所以灯丝电阻R1小于金属电阻丝电阻R2。所以A错误，B正确。当灯的灯丝断了之后，电路中电阻增加，则电流变小，故亮度变暗。所以C、D选项错误。故选：B。8.饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图所示的电路，其中S是温度限制开关，当水温上升到肯定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R2是饮水机加热管的电阻，R1是与加热管串联的电阻。该饮水机的额定电压是220V，加热功率是550W，保温时整机耗电量为0.48kW/24h(不考虑R1、R2的阻值受温度影响)。当开关S闭合时，饮水机处于何种工作状态及R2的阻值为 ()A.加热220Ω B.加热88ΩC.保温88Ω D.保温220Ω【解析】选B。依据电功率公式P=知，当电源电压不变时电阻越小功率越大。电源电压不变，当S断开时，R1与R2串联；当S闭合时，只有R2接入在电源上，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S闭合时是加热状态。则R2==Ω=88Ω，故B正确，A、C、D错误。故选B。9.某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示，已知毫安表表头的内阻为100Ω，满偏电流为1mA；R1和R2为定值电阻，且R1=5Ω，R2=20Ω，则下列说法正确的是 ()A.若运用a和b两个接线柱，电表量程为24mAB.若运用a和b两个接线柱，电表量程为25mAC.若运用a和c两个接线柱，电表量程为4mAD.若运用a和c两个接线柱，电表量程为10mA【解析】选B。若运用a和b两个接线柱，则R2与表头串联然后共同与R1并联，依据并联电路两端电压相等，可得(100Ω+R2)×1mA=R1×(I-1mA)；解得I=25mA。故A错误，B正确；若运用a和c两个接线柱，则R2与R1串联然后共同与表头并联，依据并联电路两端电压相等，可得100Ω×1mA=(R1+R2)×(I-1mA)；解得I=5mA；故C、D错误。二、试验题(本题共1个题，共6分)10.某同学想要知道一段金属丝的长度，由于不便干脆用刻度尺测量，该同学设计了如下试验：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示，读得直径d=________mm。

(2)为了比较精确地测出此金属丝的电阻，该同学设计了如图乙的电路。试验时，闭合开关，调整滑动变阻器R1的滑片至合适位置，将a先后与b、c连接，发觉电流表示数改变较大，电压表示数改变不明显，则测量时应将a接________(选填“b”或“c”)。按此连接测量，测量结果相比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。

(3)依据试验测得的数据，得到如图丙所示的U-I图像，依据图像可得待测电阻R=________Ω(保留两位有效数字)。

【解析】(1)由图甲所示螺旋测微器可知，金属丝直径：d=4.5mm+19.8×0.01mm=4.698mm；(2)将a先后与b、c连接，发觉电流表示数改变较大，电压表示数改变不明显，说明电压表分流对试验影响较大，为减小试验误差，电流表应采纳内接法，测量时a应接c点；电流表采纳内接法，由于电流表的分压作用，电压测量值偏大，由欧姆定律可知，待测电阻测量值大于真实值。(3)由图丙所示图线可知，待测电阻阻值为：R==Ω=6.0Ω。答案：(1)4.698(2)c偏大(3)6.0三、计算题(本题共3小题，共27分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(8分)一灯泡的伏安特性曲线如图所示，已知该灯泡额定电压为8V。(1)求灯泡正常发光时的电功率P；(2)若把定值电阻与该灯泡串联，接在U0=15V的电压上，灯泡能正常发光，求串联电阻的阻值。【解析】(1)依据图像得出电压为8V时电流I=0.6A， (2分)则灯泡正常发光时电功率P=UI=8×0.6W=4.8W (2分)(2)灯泡能正常发光，电压为8V，电流为0.6A，依据闭合电路欧姆定律得：U0=U+IR (2分)解得：R==Ω=Ω (2分)答案：(1)4.8W(2)Ω12.(9分)如图所示电路中，R1=10Ω，R2=10Ω，R3=5Ω，U=10V，求：(1)电路中总电阻的阻值R总；(2)通过各电阻的电流I1、I2、I3是多少？【解析】(1)分析电路，电阻R1和R2并联，再与R3串联，电路的总电阻：R总=+R3=10Ω。 (4分)(2)依据欧姆定律可知，电流I3==1A， (3分)依据并联电路规律可知，I1=I2=0.5A。 (2分)答案：(1)10Ω(2)0.5A0.5A1A13.(10分)近年来，电动汽车以其低噪音、无废气污染、耗能少、运用便利等优势，快速走进人们的生活，成为将来汽车发展的方向。若某款电动汽车所用电动机两端的电压为380V，电动机线圈的电阻为3Ω，通过电动机的电流为10A，则：(1)电动机工作5min消耗的电能为多少焦？(2)工作5min产生的热量是多少焦？【解析】(1)由W=UIt，得：W=380×10×300J=1.14×106J (3分)故电动机工作5min消耗的电能为1.14×106J。 (2分)(2)产生的热量Q=I2Rt=102×3×300J=9×104J (3分)故产生的热量是9×104J (2分)答案：(1)1.14×106J(2)9×104J【等级性考试】(30分钟40分)14.(6分)如图是小灯泡L(灯丝材料是钨)和某种电阻R的伏安特性曲线，M为两曲线交点。下列说法正确的有 ()A.在M点状态下，小灯泡L和电阻R的功率相等B.在M点状态下，小灯泡L的阻值比电阻R的小C.曲线a是小灯泡L的伏安特性曲线，曲线b是电阻R的伏安特性曲线D.曲线a是电阻R的伏安特性曲线，曲线b是小灯泡L的伏安特性曲线【解析】选A、C。图线中的M点，电流和电压都相等，依据欧姆定律，电阻相等；功率P=UI也相等；故A正确，B错误；随着电压的增加，元件的热功率增加，温度上升；从图像可以看出，a图线对应电阻增大，b图线对应电阻减小；热敏电阻其阻值随温度的上升而减小，而小灯泡的电阻随温度的上升而增加；故a是小灯泡L，b是电阻R，故C正确，D错误。故选A、C。15.(6分)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度为v，则金属棒内的电场强度大小为 ()A.ρnev B.C. D.【解题指南】(1)利用电流的微观表达式求得电流；(2)由电阻的定义式求得电阻；(3)由E=求得电场强度。【解析】选A。导体中的电流为I=neSv，导体的电阻为R=，导体两端的电压为U=RI，场强为E=，联立解得E=ρnev，故A正确，B、C、D错误。故选A。16.(6分)如图所示为一个小型电热水器。浸入水中的加热元件电阻器RL=1.0Ω，在外部并联的电阻Rs=2.0Ω，电源为恒流源，在正常工作时，电源始终给电路供应I=3.0A的恒定电流。则下列说法正确的是 ()A.RL两端的电压为3.0VB.流过RL的电流为1.0AC.Rs上消耗的电功率为2.0WD.假如减小Rs的电阻，则RL的电功率增大【解析】选C。RL、Rs的并联电阻值为R并==Ω，RL两端的电压为U=R并I=×3V=2V，故A不符合题意；流过RL的电流为IL==A=2A，故B不符合题意；Rs上消耗的电功率为Ps==2.0W，故C符合题意；流过RL的电流为IL=I=I，假如减小Rs的电阻，则IL减小，RL的电功率减小，故D不符合题意。17.(8分)有一根瘦长而匀称的金属管线样品，长约60cm，电阻大约为6Ω，横截面积如图甲所示。(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________mm；

(2)现有如下器材A.电流表(量程0～0.6A，内阻约0.1Ω)B.电流表(量程0～3A，内阻约0.03Ω)C.电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)D.滑动变阻器(1750Ω，0.3A)E.滑动变阻器(15Ω，3A)F.蓄电池(6V，内阻很小)G.开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________(只填代号字母)。

(3)请将图丙所示的实际测量电路补充完整。(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形态不规则的中空部分的截面积S，在前面试验的基础上，还须要测量的物理量是________。计算中空部分截面积的表达式为S=________。

【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+40.5×0.01mm=0.905mm；(2)电路中的电流大约为I==A=0.5A，所以电流表选择A。待测电阻较小，若选用大电阻的滑动变阻器，测量误差较大，所以滑动变阻器选择E。(3)待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采纳外接法。滑动变阻器可以采纳限流式接法，实物电路图如图所示；(4)导体的电阻值与导体的长度有关，