階段綜合評(píng)價(jià)（三） 恒定電流

PAGE第5頁共9頁階段綜合評(píng)價(jià)（三）恒定電流(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．電路中，每分鐘有6×1013個(gè)自由電子通過橫截面積為0.64×10－6mA．0.016mA B．1.6mAC．0.16μA D．16μA解析：選C電流的大小是通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量與所用的時(shí)間的比值，即：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6×1013×1.6×10－19,60)A＝0.16μA，故C項(xiàng)正確。2.如圖所示電路中，已知R1＝R2＝R3，當(dāng)在AB間接入電源后流過R1、R2、R3的電流比為()A．2∶1∶1 B．1∶1∶1C．2∶2∶1 D．1∶1∶2解析：選B畫出等效電路圖如圖所示，故當(dāng)AB間接入電源后，R1、R2、R3是并聯(lián)關(guān)系，由于R1＝R2＝R3，所以流過它們的電流相等，故B正確。3.一電流表由電流計(jì)G和電阻R并聯(lián)而成，如圖所示，在校準(zhǔn)時(shí)發(fā)現(xiàn)此電流表的讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小些，采用下列措施可使讀數(shù)變準(zhǔn)確的是()A．在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻B．在R上串聯(lián)一比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一比R小得多的電阻D．在R上并聯(lián)一比R大得多的電阻解析：選A讀數(shù)總比準(zhǔn)確值偏小，說明流過表頭的電流偏小，并聯(lián)電阻稍小了些，要使電流表讀數(shù)準(zhǔn)確，應(yīng)使并聯(lián)電阻稍大些，故要在R上串聯(lián)一個(gè)很小的電阻，A正確。4.如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為()A．R甲＝eq\f(1,2)R乙 B．R甲＝eq\f(1,4)R乙C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙解析：選B將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲＝eq\f(r,2)，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R乙＝2r，所以R甲＝eq\f(1,4)R乙，所以B正確。5．如圖所示為甲、乙兩燈泡的I-U圖像，根據(jù)圖像，計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220V的電路中時(shí)實(shí)際發(fā)光的功率分別約為()A．15W、30W B．30W、40WC．40W、60W D．60W、100W解析：選C由圖像可知，當(dāng)U＝220V時(shí)，通過甲、乙兩燈泡的電流分別為I甲＝0.18A、I乙＝0.27A，則P甲＝UI甲≈40W，P乙＝UI乙≈60W，C正確。6．兩個(gè)用同種材料制成的均勻?qū)wA、B，其質(zhì)量相同，當(dāng)它們接入電壓相同的電路時(shí)，其電流之比IA∶IB＝1∶4，則橫截面積之比SA∶SB為()A．1∶2 B．2∶1C．1∶4 D．4∶1解析：選A由R＝eq\f(U,I)可知，在U一定時(shí)，I與R成反比，即RA∶RB＝4∶1。又根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(\f(V,S),S)＝ρeq\f(V,S2)可知，當(dāng)ρ、V一定時(shí)，R∝eq\f(1,S2)，即有eq\f(SA2,SB2)＝eq\f(RB,RA)＝eq\f(1,4)，所以eq\f(SA,SB)＝eq\r(\f(1,4))＝eq\f(1,2)。7.電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件，技術(shù)工人常將電烙鐵和一個(gè)燈泡串聯(lián)使用，燈泡還和一只開關(guān)并聯(lián)，然后再接到市電上(如圖所示)，下列說法正確的是()A．開關(guān)閉合時(shí)比開關(guān)斷開時(shí)消耗的總電功率大B．開關(guān)閉合時(shí)，燈泡熄滅，只有電烙鐵通電，可使消耗的電功率減小C．開關(guān)斷開時(shí)，燈泡發(fā)光，電烙鐵也通電，消耗的總功率增大，但電烙鐵發(fā)熱較少D．開關(guān)斷開時(shí)，燈泡發(fā)光，可供在焊接時(shí)照明使用，消耗的總功率不變解析：選A開關(guān)閉合時(shí)，燈泡發(fā)生短路，總電阻小于開關(guān)斷開時(shí)的電阻，由公式P＝eq\f(U2,R)可知，開關(guān)閉合時(shí)比開關(guān)斷開時(shí)消耗的總功率大，故A正確，B錯(cuò)誤；開關(guān)斷開時(shí)，燈泡串聯(lián)在電路中，燈泡發(fā)光，總電阻增大，可供在焊接時(shí)照明使用，消耗總功率減小，故C、D錯(cuò)誤。8.如圖所示是某品牌電動(dòng)平衡車，其部分參數(shù)如表所示，其中標(biāo)準(zhǔn)里程是滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛測(cè)試所得，則該電動(dòng)平衡車()最大速度20km/h充電器輸出電壓63V舒適速度15km/h充電器輸出電流1100mA標(biāo)準(zhǔn)里程22km電池組總?cè)萘?.75A·hA.充電器的輸出功率為700WB．充滿電后以舒適速度能行駛3hC．以舒適速度行駛時(shí)百公里耗電能約1.1kW·hD．電池從完全沒電到充滿電所需的時(shí)間約2h解析：選C1100mA＝1.1A；充電器的輸出功率P＝UI＝63×1.1＝69.3W，故A錯(cuò)誤；滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛的標(biāo)準(zhǔn)里程為22km，舒適速度為15km/h，則滿電后以舒適速度能行駛t＝eq\f(22,15)h≈1.5h，故B錯(cuò)誤；由表格內(nèi)的數(shù)據(jù)可知，電池的容量是3.75A·h，充電的電壓為63V，則充電消耗的電能E0＝qU＝3.75A·h×63V＝236.25W·h，滿電時(shí)在平坦路面以舒適速度行駛的標(biāo)準(zhǔn)里程為22km，所以以舒適速度行駛時(shí)百公里耗電能約eq\f(100,22)×236.25≈1100W·h＝1.1kW·h，故C正確；由表格內(nèi)的數(shù)據(jù)可知，電池的容量是3.75A·h，即q＝3.75A·3600s＝13500C，充電器輸出電流為I充＝1100mA＝1.1A，所以充電的時(shí)間為t＝eq\f(q,I充)＝eq\f(13500,1.1)＝12273s≈3.4h，故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9．兩只完全相同的靈敏電流計(jì)改裝成量程不同的電壓表V1、V2，若將兩表串聯(lián)后去測(cè)某一線路的電壓，則兩只表()A．讀數(shù)相同 B．指針偏轉(zhuǎn)的角度相同C．量程大的電壓表讀數(shù)大 D．量程大的電壓表讀數(shù)小解析：選BC電流表改裝成電壓表后，量程大的內(nèi)阻大，兩只改裝后的電壓表串聯(lián)在一起去測(cè)電壓，每個(gè)表兩端的電壓與其內(nèi)阻成正比，所以量程大的電壓表讀數(shù)大，A、D錯(cuò)誤，C正確；兩電壓表串聯(lián)，流過兩電壓表的電流相等，即流過電壓表內(nèi)部表頭的電流相等，所以指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，B正確。10．一只電爐的爐絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻相同，都為R，若把二者串聯(lián)在電路中，電爐和電動(dòng)機(jī)都正常工作，則()A．電爐和電動(dòng)機(jī)的熱功率相等B．電動(dòng)機(jī)的功率大于電爐功率C．電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等D．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓解析：選ABD根據(jù)P＝I2r，又電爐和電動(dòng)機(jī)的電阻相同，電流相同，則電爐和電動(dòng)機(jī)的熱功率相等，故A正確；電動(dòng)機(jī)消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電爐消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而相等時(shí)間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則在相同的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)消耗的電能大于電爐消耗的電能，則電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率，故B正確；設(shè)電流為I，電阻為r，則電爐兩端電壓U爐＝Ir，電動(dòng)機(jī)兩端電壓U機(jī)＞Ir，所以U機(jī)>U爐，即電動(dòng)機(jī)兩端電壓大于電爐兩端電壓，故C錯(cuò)誤，D正確。11.如圖所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖可知以下判斷正確的是()A．導(dǎo)體的電阻是25ΩB．導(dǎo)體的電阻是0.04ΩC．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10V時(shí)，通過導(dǎo)體的電流是0.4AD．當(dāng)通過導(dǎo)體的電流是0.1A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V解析：選ACD由題圖知：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5,0.2)Ω＝25Ω，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)加10V電壓時(shí)，I1＝eq\f(U1,R)＝eq\f(10,25)A＝0.4A，C正確；當(dāng)加0.1A電流時(shí)，U2＝I2R＝0.1×25V＝2.5V，D正確。12.如圖所示的電路中，若ab為輸入端，AB為輸出端，并把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的中央，則以下說法正確的是()A．空載時(shí)輸出電壓UAB＝eq\f(Uab,2)B．當(dāng)AB間接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓UAB<eq\f(Uab,2)C．AB間的負(fù)載R越大，UAB越接近eq\f(Uab,2)D．AB間的負(fù)載R越小，UAB越接近eq\f(Uab,2)解析：選ABC空載時(shí)，AB間的電壓為總電壓的一半，即UAB＝eq\f(Uab,2)，A正確；當(dāng)AB間接上負(fù)載R后，R與滑動(dòng)變阻器的下半部分并聯(lián)，并聯(lián)電阻小于滑動(dòng)變阻器總阻值的一半，故輸出電壓UAB<eq\f(Uab,2)，但R越大，并聯(lián)電阻越接近于滑動(dòng)變阻器總阻值的一半，UAB也就越接近eq\f(Uab,2)，R越小，并聯(lián)電阻越小，UAB就越小于eq\f(Uab,2)，B、C正確，D錯(cuò)誤。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)(2022·全國甲卷)某同學(xué)要測(cè)量微安表內(nèi)阻，可利用實(shí)驗(yàn)器材有：電源E(電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小)，電流表A(量程10mA，內(nèi)阻約10Ω)，微安表G(量程100μA，內(nèi)阻Rg待測(cè)，約1kΩ)，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω)，定值電阻R0(阻值10Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。(1)將圖中所示的器材符號(hào)連線，畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖；(2)某次測(cè)量中，微安表的示數(shù)為90.0μA，電流表的示數(shù)為9.00mA，由此計(jì)算出微安表內(nèi)阻Rg＝________Ω。解析：(1)為了準(zhǔn)確測(cè)出微安表兩端的電壓，可以讓微安表與定值電阻R0并聯(lián)，再與電流表串聯(lián)，通過電流表的電流與微安表的電流之差，可求出流過定值電阻R0的電流，從而求出微安表兩端的電壓，進(jìn)而求出微安表的內(nèi)電阻，由于電源電壓過大，并且為了測(cè)量多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式解法，實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖所示。(2)流過定值電阻R0的電流I＝IA－IG＝9.00mA－0.09mA＝8.91mA加在微安表兩端的電壓U＝IR0＝8.91×10－2V微安表的內(nèi)阻Rg＝eq\f(U,IG)＝eq\f(8.91×10－2,90.0×10－6)Ω＝990Ω。答案：(1)見解析圖(2)99014．(8分)利用螺旋測(cè)微器、米尺和如圖甲所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1Ω，電壓表的內(nèi)阻為5kΩ)測(cè)量一根粗細(xì)均勻、阻值約為5Ω的金屬絲的電阻率。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成實(shí)物電路，要求連線盡量避免交叉，電流表、電壓表應(yīng)該選擇合適的量程(已知電源的電壓為6V，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～20Ω)。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用米尺測(cè)量金屬絲的長度示數(shù)如圖乙所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖丙所示。由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U＝______，流過金屬絲的電流I＝________，金屬絲的長度l＝________，金屬絲的直徑d＝________。(3)該金屬絲的電阻率是____________(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法，為了保證滑動(dòng)變阻器起限流作用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該連接“A(B)、C”或“A(B)、D”幾個(gè)接線柱；為測(cè)量準(zhǔn)確、電流表應(yīng)選0～0.6A量程，電壓表選0～3V量程，具體連線如圖所示。(2)由圖可以看出：電壓表的量程是0～3V，所以讀數(shù)是U＝2.20V；電流表的量程是0～0.6A，所以讀數(shù)是I＝0.44A；由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是d＝1.850×10－3m；米尺的讀數(shù)是l＝40.50cm－10.00cm＝30.50cm(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(Uπd2,4Il)＝eq\f(2.20×3.14×1.850×10－32,4×0.44×30.50×10－2)Ω·m≈4.4×10－5Ω·m。答案：(1)見解析圖(2)2.20V0.44A30．50cm1.850×10－3m(3)4.4×10－515．(10分)已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少？解析：截取電子運(yùn)動(dòng)軌道的任一截面，在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi)，通過這個(gè)橫截面的電荷量q＝e則有I＝eq\f(q,t)＝eq\f(e,T)①再由庫侖力提供向心力，有eq\f(ke2,r2)＝meq\f(4π2,T2)·r解得T＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))②由①②解得I＝eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)。答案：eq\f(e2,2πr2m)eq\r(kmr)16．(10分)某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為30°的自動(dòng)扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為4.9kW。不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為5A，若載人時(shí)扶梯的移動(dòng)速度和不載人時(shí)的移動(dòng)速度相同，則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)承載的最多人數(shù)為多少？(設(shè)每個(gè)人的平均質(zhì)量為60kg，g取10m/s2)解析：設(shè)可同時(shí)乘載的最多人數(shù)為n，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于最大輸出功率狀態(tài)。該狀態(tài)下，扶梯自身移動(dòng)所需功率為P1＝IU＝5×380W＝1900W＝1.9kWn個(gè)人以恒定速度v＝0.4m/s向上移動(dòng)所需功率為P2＝P出－P1＝(4.9－1.9)kW＝3.0kW所以n＝eq\f(P2,mgvsinθ)＝eq\f(3.0×103,60×10×0.4×\f(1,2))＝25(人)。答案：25人17．(12分)有一塊滿偏電流Ig＝1mA、內(nèi)阻Rg＝100Ω的小量程電流表。若進(jìn)行如下改裝，請(qǐng)畫出電路圖，并計(jì)算所需電阻的阻值。(1)把它改裝成滿偏電壓U＝10V的電壓表；(2)把它改裝成滿偏電流I＝0.6A的電流表。解析：(1)小量程電流表的滿偏電壓Ug＝IgRg＝0.1V<U，因此需串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謮弘娮?，即可將其改裝成大量程電壓表，改裝的電路如圖甲所示。由歐姆定律U＝Ig(Rg＋Rx)解得Rx＝eq\f(U,Ig)－Rg＝9900Ω。(2)小量程電流表的滿偏電流Ig<I，要將其改裝成大量程電流表，應(yīng)給其并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)姆至麟娮?，改裝的電路如圖乙所示。由并聯(lián)電路電壓相等得：IgRg＝(I－Ig)Rx解得：Rx＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg＝eq\f(0.1,0.599)Ω≈0.17Ω。答案：(1)電路圖見解析圖甲串聯(lián)一個(gè)9900Ω的電阻(2)電路圖見解析圖乙并聯(lián)一個(gè)0.17Ω的電阻18