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恒定电流　检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于电流,下列说法正确的是(　　)
A.导体中的电流越大,表示通过其横截面的电荷量越多
B.在相同时间内,通过导体横截面的电荷量越多,导体中电流就越小
C.通电时间越短,电流越大
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中电流越大
【答案】 D
【解析】 根据电流的定义式I=,即电流在数值上等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,电流的大小与通电时间和电荷量的多少均有关,选项A、B、C错误,D正确。
2.我国自主研发的四探针法测水的电阻率的实验仪器如图所示,它能准确地测出水在不同纯度下的电阻率。若用国际单位制基本单位表示电阻率ρ的单位,下列正确的是(　　)
A. B.
C. D.
【答案】 C
【解析】 由电阻R=ρ,得电阻率ρ=====,可得电阻率的单位为。故C正确。
3.一根长为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,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时,棒内产生的电流I及自由电子定向移动的平均速率v分别为(　　)
A.I=,v= B.I=,v=
C.I=,v=neρL D.I=,v=
【答案】 A
【解析】 根据欧姆定律有I=,根据电阻定律有R=ρ,电流的微观表达式I=neSv,联立可得I=,v=,故A正确。
4.某同学在研究三种导电元件的伏安特性时,他根据实验中所测得的数据,分别绘制了IU 图线,如图甲、乙、丙所示,下列说法正确的是(　　)
A.图甲的元件可以作为标准电阻使用
B.图乙的电阻随电压升高而减小
C.图丙的电阻随电压升高而增大
D.只有图乙才可能是半导体元件
【答案】 A
【解析】 由于IU图像的斜率表示电阻的倒数,由题图甲可知图像斜率不变,则甲元件的电阻保持不变,可以作为标准电阻使用,A正确;题图乙中图像的斜率随着电压的增大而减小,则说明电阻随电压升高而增大,题图丙中,随着电压升高斜率增大,则电阻随电压的升高而减小,题图乙和丙都有可能是半导体元件,B、C、D错误。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机的电阻 R2=10 Ω。当开关断开时,电流表的示数是 0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W
【答案】 BD
【解析】 开关断开时,电流表示数为0.5 A,则U=I1R1=10 V;开关闭合后,电动机接入电路,因电动机为非纯电阻用电器,故 I2<=1 A,则电流表的示数I=I1+I2<1.5 A,电路总功率P=UI<10×
1.5 W=15 W。
6.在如图所示的电路中,理想电流表A1和A2的示数分别为0.3 A和0.4 A,若将电路中的某两个电阻的位置互换,电流表A1和A2的示数却不变,则理想电流表A的示数可能为(　　)
A.0.45 A B.0.5 A
C.0.55 A D.0.6 A
【答案】 BC
【解析】 画出等效电路图,如图所示,R1、R2、R3并联,电流表A1测量通过R2、R3的电流之和,电流表A2测量通过R1、R2的电流之和。若将R1、R2的位置互换,电流表A1和A2的示数不变,则通过R1、R2的电流应相等,根据欧姆定律可知R1=R2,因为电流表A2的示数为0.4 A,所以I1=I2=0.2 A;则干路上的电流I=I1+IA1=0.2 A+0.3 A=0.5 A。若将R2、R3的位置互换,电流表A1和A2的示数不变,则通过R2、R3的电流应相等,根据欧姆定律可知R2=R3,因为电流表A1的示数为0.3 A,所以I2=I3=0.15 A;则干路的电流I=IA2+I3=0.4 A+0.15 A=0.55 A。
7.如图把两个完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是(　　)
A.由图甲可知,该表头满偏电流Ig=1 mA
B.图甲是改装成的双量程电压表,其中b量程为6 V
C.图乙中,R1= Ω,R2=10 Ω
D.图乙中,R1= Ω,R2=10 Ω
【答案】 AC
【解析】 由题图甲可知Ig== A=0.001 A=1 mA,其中b的量程为U2=
Ig(Rg+R+R′)=0.001×(100+2.9×103+6×103)V=9 V,故A正确,B错误;改装为I1=10 mA=0.01 A电流表时,IgRg=(I1-Ig)(R1+R2),改装为I2=100 mA=0.1 A电流表时,Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1,联立解得R1= Ω,R2=10 Ω,故C正确,D错误。
8.如图所示,滑动变阻器的最大阻值是R1,定值电阻的阻值是R2,A、B两端的电压恒定为U,R2两端的电压用U2表示,则(　　)
A.开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
B.开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2从U变化到0
C.若R1比R2小很多,开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
D.若R1比R2小很多,开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
【答案】 BC
【解析】 开关S断开时,滑片P在a处,R2两端的电压最大,为U,滑片P在b处,R2两端的电压最小,根据分压原理可得U2=U;开关S闭合时,滑片P在a处,R2两端的电压最大,为U,滑片P在b处,R2被短路,两端的电压最小,为0,U2从U变化到0,A错误,B正确;若R1比R2小很多,开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量为ΔU2=U-U=U,所以ΔU2 U;开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量为ΔU2=U-0=U,C正确,D错误。
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示的电路中,表头的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω,当S1和S2均断开时,改装成量程为　　　　 V的电压表;当S1和S2均闭合时,改装成量程为
　　　　 A的电流表,当S1断开,S2闭合时,改装成量程为　　　　A的电流表。
【答案】 0～1　0～1　0～9.991
【解析】 当S1和S2均断开时,改装成了电压表,最大电压U=Ig(Rg+R1)=1 V;当S1和S2均闭合时,R1被短路,R2与表头并联,改装成了电流表,其最大电流I=Ig+=1 A,当S1断开,S2闭合时,改装成了电流表,最大电流I′=Ig+=9.991 A。
10.(3分)如图所示,四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表。电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们按如图所示接入电路,则电流表A1的读数　　　　电流表A2的读数,电压表V1的读数　　　　电压表V2的读数,电压表V1的偏转角　　　　电压表V2的偏转角。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】 大于　大于　等于
【解析】 改装后的电流表量程越大,电流表的内阻越小,电流表A1的量程大于A2的量程,所以电流表A1的内阻小于电流表A2的内阻。两个电流表并联,电阻小的电流大,电流表A1的读数大于电流表A2的读数。改装电压表的两个表头是串联关系,量程大的内阻大,电流相等,指针偏角相等,量程大的读数大,故V1的读数大于V2的读数。
11.(3分)如图所示,若R2=R3=12 Ω,R1=6 Ω,接在电压恒定的电路上,当开关S断开时,R2消耗的电功率为P2=12 W,此时R2中的电流I2=　　　A;电路电压UAB=　　　　V;S闭合时,R1消耗的电功率P1=　　　　W。
【答案】 1　18　13.5
【解析】 由P2=R2,代入数据解得I2=1 A。
由UAB=(R1+R2)I2,
代入数据解得UAB=18 V。
S闭合时,通过干路的电流为I,
R并=,代入数据解得R并=6 Ω,
I=,代入数据得I=1.5 A,
P1=I2R1,代入数据得P1=13.5 W。
12.(6分)某实验小组要测定一段电阻丝的电阻率,具体操作如下:
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,结果如图甲所示,由图可知其直径为D=　　　　 mm。利用毫米刻度尺测出电阻丝的长度L。
(2)利用如图乙所示的电路图,精确测量电阻丝的电阻Rx,已知电流表内阻为RA,操作步骤如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表读数为某值,记下此时电阻箱的读数R1和电流表的读数I1。
②改变电阻箱的阻值,同时调节滑动变阻器,使电压表的读数保持不变,记下此时电阻箱的读数R2和电流表的读数I2。
③重复步骤②,得到多组电阻箱和电流表的数据。
④以电阻箱电阻R为纵坐标,以电流表读数的倒数为横坐标建立坐标系,描点连线,如图丙所示。已知图线的纵轴截距为-b,则电阻丝电阻Rx=　　　　(用题中给定物理量的符号表示)。
(3)若从系统误差的角度分析,用该方法测得的电阻丝的电阻率与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】 (1)2.150　(2)④b-RA　(3)相等
【解析】 (1)由螺旋测微器可知电阻丝的直径为
D=2 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
(2)④根据题意有U=I(R+Rx+RA),整理得R=·U-(Rx+RA),结合图像可知Rx+RA=b,解得Rx=b-R A。
(3)本实验中所用电流表内阻已知,不存在由电表内阻引入的系统误差,所以测得的电阻丝的阻值与真实值相等,进而根据电阻定律计算出的电阻率等于真实值。
13.(6分)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图a所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。
(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻 RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图a中画线完成电路实物连接。
(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出 26 ℃ 和65 ℃水的Rxl图线,分别如图b中甲、乙所示。
(4)若Rxl图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=　　　　(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度　　　　(选填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为 65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为　　　　m。(结果保留2位有效数字)
【答案】 (2)图见解析　(4)kdh　高　(5)0.46
【解析】 (2)电源电压为3 V,故电压表量程选择 3 V;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图连接如图所示。
(4)根据电阻定律有Rx=ρ,又S=dh,联立得 Rx=l,故Rxl图像中图线的斜率k=,解得ρ=kdh。根据题图b可知,温度高的水的 Rxl 图线(图线乙)斜率较小,则温度高的水的电阻率较小,更容易导电。
(5)人体的安全电流为I0=1.0×10-3 A,接入电压U=220 V时,水的最小电阻Rmin=;65 ℃的水的电阻率为ρ=k乙dh=×0.07×0.03 Ω·m=24 Ω·m,当选用内直径为D=8.0×10-3 m的水管时,水的电阻Rmin=ρ,联立解得水管的长度至少应设计为lmin=0.46 m。
14.(11分)如图甲所示的手持电风扇,因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。下表为某品牌手持风扇的规格与参数。若该风扇正常工作时的功率为4.44 W,根据表格信息回答下列问题。
类型 手持风扇
额定功率 4.44 W
电池容量 1 800 mA·h
电源输出电压 3.7 V
(1)求该风扇正常工作时的电流;
(2)若该风扇电动机的内阻为0.5 Ω,求正常工作时电动机的发热功率;
(3)如图乙所示,商家海报上标注该风扇的使用时长为“3～8小时”,即使用时间最短为3小时,请通过计算说明该商家标注的此条信息是否合理。
【答案】 (1)1.2 A　(2)0.72 W　(3)见解析
【解析】 (1)根据电功率公式得P额=UI,
得I=1.2 A。
(2)根据热功率公式得P热=I2r,
得P热=0.72 W。
(3)由表知q=1 800 mA·h,由(1)知正常工作时电流I=1.2 A,设最短使用时间为t,则由q=It
得t=1.5 h<3 h,
故该商家标注的此条信息不合理。
15.(12分)有一块小量程电流表,满偏电流为50 μA,内阻为800 Ω。现要将它改装成0～1 mA、0～10 mA的双量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
(1)若采用图甲的电路,则R1、R2是多少 若采用图乙的电路,则R1、R2又是多少
(2)请分析两种电路在实际使用时的特点。
【答案】 (1)4.2 Ω　37.9 Ω　4.0 Ω　42.1 Ω
(2)见解析
【解析】 (1)对于题图甲所示电路,量程为0～10 mA时,有Ig(rg+R2)=(I-Ig)R1,
量程为0～1 mA时,有Igrg=(I′-Ig)(R1+R2),
解得R1=4.2 Ω,R2=37.9 Ω,
对于题图乙所示电路,量程为0～10 mA时,有
Igrg=(I-Ig)R1,
量程为0～1 mA时,有Igrg=(I′-Ig)R2,
解得R1=4.0 Ω,R2=42.1 Ω。
(2)由题图所示电路图可知,题图乙在更换量程时,两个分流电阻都没有并联在小量程电流表两端,容易烧坏小量程电流表,题图乙所示电路不合理,题图甲所示电路合理。
16.(16分)如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,U=2.4 V。
(1)在a、b间接一个理想电压表,它的读数是多少
(2)如在a、b间接一个理想电流表,它的读数又是多少
【答案】 (1)1.8 V　(2)0.67 A
【解析】 (1)在a、b间接一个理想电压表时,R2、R3串联后电阻为R串=R2+R3=10 Ω,
R串与R1并联后电阻为R并==5 Ω,
再与R4串联后总电阻为R总=R并+R4=8 Ω,
此时电路电流为I总==0.3 A,
R4两端的电压为U4=I总R4=0.9 V,
R2、R3串联后两端的电压为U串=U-U4=1.5 V,
R2、R3串联后电流为I串==0.15 A,
R3两端的电压为U3=I串R3=0.9 V,
电阻R3、R4两端的电压之和也就是电压表的示数,为U′=U3+U4=1.8 V。
(2)在a、b间接一个理想电流表后,电路图如图所示。通过电阻R2的电流为
I2==0.6 A,
R3、R4并联后电阻为R并==2 Ω,
再与R1串联后总电阻为R串=R1+R并=12 Ω,
此时这段电路的电流为I1==0.2 A,
所以通过R1的电流为0.2 A,R3两端的电压为U3=I1R并=0.4 V,
通过R3的电流为I3==0.07 A,
电流表的示数为I=I2+I3=0.67 A。恒定电流　检测试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于电流,下列说法正确的是(　　)
A.导体中的电流越大,表示通过其横截面的电荷量越多
B.在相同时间内,通过导体横截面的电荷量越多,导体中电流就越小
C.通电时间越短,电流越大
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中电流越大
2.我国自主研发的四探针法测水的电阻率的实验仪器如图所示,它能准确地测出水在不同纯度下的电阻率。若用国际单位制基本单位表示电阻率ρ的单位,下列正确的是(　　)
A. B.
C. D.
3.一根长为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,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时,棒内产生的电流I及自由电子定向移动的平均速率v分别为(　　)
A.I=,v= B.I=,v=
C.I=,v=neρL D.I=,v=
4.某同学在研究三种导电元件的伏安特性时,他根据实验中所测得的数据,分别绘制了IU 图线,如图甲、乙、丙所示,下列说法正确的是(　　)
A.图甲的元件可以作为标准电阻使用
B.图乙的电阻随电压升高而减小
C.图丙的电阻随电压升高而增大
D.只有图乙才可能是半导体元件
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机的电阻 R2=10 Ω。当开关断开时,电流表的示数是 0.5 A,当开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W
1.5 W=15 W。
6.在如图所示的电路中,理想电流表A1和A2的示数分别为0.3 A和0.4 A,若将电路中的某两个电阻的位置互换,电流表A1和A2的示数却不变,则理想电流表A的示数可能为(　　)
A.0.45 A B.0.5 A
C.0.55 A D.0.6 A
7.如图把两个完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是(　　)
A.由图甲可知,该表头满偏电流Ig=1 mA
B.图甲是改装成的双量程电压表,其中b量程为6 V
C.图乙中,R1= Ω,R2=10 Ω
D.图乙中,R1= Ω,R2=10 Ω
8.如图所示,滑动变阻器的最大阻值是R1,定值电阻的阻值是R2,A、B两端的电压恒定为U,R2两端的电压用U2表示,则(　　)
A.开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2从0变化到U
B.开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2从U变化到0
C.若R1比R2小很多,开关S断开时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
D.若R1比R2小很多,开关S闭合时,滑片P从a移动到b,U2的改变量远小于U
三、非选择题:共60分。
9.(3分)如图所示的电路中,表头的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω,当S1和S2均断开时,改装成量程为　　　　 V的电压表;当S1和S2均闭合时,改装成量程为
　　　　 A的电流表,当S1断开,S2闭合时,改装成量程为　　　　A的电流表。
10.(3分)如图所示,四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表。电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们按如图所示接入电路,则电流表A1的读数　　　　电流表A2的读数,电压表V1的读数　　　　电压表V2的读数,电压表V1的偏转角　　　　电压表V2的偏转角。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
11.(3分)如图所示,若R2=R3=12 Ω,R1=6 Ω,接在电压恒定的电路上,当开关S断开时,R2消耗的电功率为P2=12 W,此时R2中的电流I2=　　　A;电路电压UAB=　　　　V;S闭合时,R1消耗的电功率P1=　　　　W。
12.(6分)某实验小组要测定一段电阻丝的电阻率,具体操作如下:
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,结果如图甲所示,由图可知其直径为D=　　　　 mm。利用毫米刻度尺测出电阻丝的长度L。
(2)利用如图乙所示的电路图,精确测量电阻丝的电阻Rx,已知电流表内阻为RA,操作步骤如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表读数为某值,记下此时电阻箱的读数R1和电流表的读数I1。
②改变电阻箱的阻值,同时调节滑动变阻器,使电压表的读数保持不变,记下此时电阻箱的读数R2和电流表的读数I2。
③重复步骤②,得到多组电阻箱和电流表的数据。
④以电阻箱电阻R为纵坐标,以电流表读数的倒数为横坐标建立坐标系,描点连线,如图丙所示。已知图线的纵轴截距为-b,则电阻丝电阻Rx=　　　　(用题中给定物理量的符号表示)。
(3)若从系统误差的角度分析,用该方法测得的电阻丝的电阻率与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
13.(6分)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图a所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。
(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻 RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图a中画线完成电路实物连接。
(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出 26 ℃ 和65 ℃水的Rxl图线,分别如图b中甲、乙所示。
(4)若Rxl图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=　　　　(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度　　　　(选填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为 65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为　　　　m。(结果保留2位有效数字)
14.(11分)如图甲所示的手持电风扇,因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。下表为某品牌手持风扇的规格与参数。若该风扇正常工作时的功率为4.44 W,根据表格信息回答下列问题。
类型 手持风扇
额定功率 4.44 W
电池容量 1 800 mA·h
电源输出电压 3.7 V
(1)求该风扇正常工作时的电流;
(2)若该风扇电动机的内阻为0.5 Ω,求正常工作时电动机的发热功率;
(3)如图乙所示,商家海报上标注该风扇的使用时长为“3～8小时”,即使用时间最短为3小时,请通过计算说明该商家标注的此条信息是否合理。
15.(12分)有一块小量程电流表,满偏电流为50 μA,内阻为800 Ω。现要将它改装成0～1 mA、0～10 mA的双量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
(1)若采用图甲的电路,则R1、R2是多少 若采用图乙的电路,则R1、R2又是多少
(2)请分析两种电路在实际使用时的特点。
16.(16分)如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,U=2.4 V。
(1)在a、b间接一个理想电压表,它的读数是多少
(2)如在a、b间接一个理想电流表,它的读数又是多少

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