【www.doubiweb.com--物理】
第七章 恒定电流
(时间50分钟，满分100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)
1．在基本逻辑电路中，当所有输入均为“0”时，输出是“1”的是 ( )
A．“与”门电路 B．“或”门电路
C．“非”门电路 D．都不可能
2．利用图1所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的1U－R图象应该是图2中的哪一个 ( )
图1
图2
3．如图3所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω.电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V；再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是 ( ) 图3
A．2 A B．8 A C．50 A D．58 A
4．在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心．如在奥运村及奥运场馆内大量使用太阳能路灯，其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来，供夜晚照明使用．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达20%，可产生24 V电压，产生2.5 A的电流，则每秒该路灯可转化的太阳能为 ( )
A．120 J B．300 J C．600 J D．1200 J
5. 为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．图4所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将( ) 图4
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变小 D．I变小，U变大
6．某同学设计了一个转向灯电路(图5)，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源．当S置于位置1时，以下判断正确的是 ( )
A．L的功率小于额定功率
B．L1亮，其功率等于额定功率
C．L2亮，其功率等于额定功率 图5
D．含L支路的总功率较另一支路的大
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题至少有一个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
7．把标有“220 V,100 W”的A灯和“220 V,200 W”的B灯串联起来，接入220 V的电路中，不计导线电阻，则下列判断中正确的是 ( )
A．两灯的电阻之比RA∶RB＝2∶1
B．两灯的实际电压之比UA∶UB＝2∶1
C．两灯实际消耗的功率之比PA∶PB＝1∶2
D．在相同时间内，两灯实际发热之比QA∶QB＝1∶2
8．在如图6所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容
器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常
发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是( )
A．灯泡L将变暗
B．灯泡L将变亮 图 6
C．电容器C的电荷量将减小
D．电容器C的电荷量将增大
9．如图7所示的电路中，由于某一电阻发生断路或短路，使A灯变
暗，B灯变亮，则故障可能是 ( )
A．R1短路 B．R2断路
C．R3断路 D．R4短路 图7
10．如图8所示，电阻R1＝20 Ω，电动机内阻的阻值R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示
数是I0＝0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，
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 图8
三、简答题(本题共2小题，共20分．请将解答填写在相应的位置)
11．(12分)某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0(约为2 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V(量程4 V，电阻RV约为4.0 kΩ)
B．电流表A1(量程100 mA，电阻RA1约为5 Ω)
C．电流表A2(量程2 mA，电阻RA2约为50 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流1 A)
E．电阻箱R2(0～999.9 Ω，最小分度值0.1 Ω)
F．开关S一只、导线若干
图9
(1) 为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图9所示的电路原理图并选取了
(2) 相应的器材(电源用待测的锂电池)，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)在实验操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂
电池的电动势E和内阻r.
①请在下面的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)．
②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间
的函数关系式________________________．
12．(8分)某同学想要了解导线在质量相同时，
电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷
导线，进行了如下实验：
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图10所示．读得直
径d＝__________ mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：
电阻R(Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1
导线直径d(mm) 0.801 0.999 1.201 1.494 1.998
导线截面积S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135
请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？
若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系．
(3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7 Ω•m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l＝________
m(结果保留两位有效数字)．
四、计算题(本题共4小题，共46分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)利用电动机通过如图11所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内
阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为
5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，
电压表的示数为5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g
取10 m/s2)． 图 11
14．(10分)如图12所示，将一电动势为E＝6 V、内阻r＝0.5 Ω的电源，与一粗细均匀的电阻丝AB相连，电阻丝的长度为L＝0.30 m，阻值为R＝4 Ω，电容器的电容为C＝3 μF.闭合开关S使其达到稳定状态后，将滑动触头P向右以速度v＝0.6 m/s匀速滑动的过程中，电流计的读数为多少？流过电流计的电流方向如何？
图 12
15．(13分)受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图象如图13所示．
(1)求该电池的电动势E和内阻r； 图13
(2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R(纯电阻)；
(3)由图象可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的
外电阻(纯电阻)R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系．
16．(15分)如图14(a)所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系图象，图中R0表示0℃时的电阻值，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池(电动势为E，内阻为r)、电流表(满偏电流为Ig、内阻为Rg)、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图(b)所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻温度计”．
图14
(1)使用“电阻温度计”前，先要把电流表的刻度改为相应的温度值，若温度t1＜t2其对应的电流分别为I1、I2，则I1、I2谁大？
(2)若该“电阻温度计”的最低适用温度为0℃，即当温度为0℃时，电流表恰好达到满
偏电流Ig，则变阻器R′的阻值为多大？
(3)若保持(2)中电阻R′的值不变，则电流表刻度为I时所对应的温度t为多大？
(4)将电流表刻度盘换为温度刻度盘，刻度均匀吗？
第七章 恒定电流
【参考答案与详细解析平】
一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)
1．解析：本题考查“与”、“或”、“非”门电路．据“与”门电路和“或”门电路的真值表可知，C正确，A、B不正确．
答案：C
2．解析：设电源电动势为E，电压表内阻为RV，电压表的读数为U，则由闭合电路的欧姆定律可得I＝ERV＋R，则U＝E－IR＝E－ERRV＋R，由此可得R＝ERVU－RV，由此判断A正确．
答案：A
3．解析：只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12 V＋10×0.05 V＝12.5 V，R灯＝UI＝1210 Ω＝1.2 Ω，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机＝E－I′R灯r－I′＝12.5－8×1.20.05 A－8 A＝50 A，故选项C正确．
答案：C
4．解析：每秒钟路灯消耗电能为
W＝UIt＝24×2.5×1 J＝60 J
则每秒转化的太阳能为：Wη＝6020% J＝300 J
故选项B正确．
答案：B
5. 解析：由题意知RB的电阻随断针的出现而减小，即外电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律有I总＝E/(R＋r)可知I总必增大，再由U外＝E－I总r可知，外电压U减小．而由U1＝I总R1可知，U1增大，U3必减小，由电流表的电流I＝I总－I3可知，电流表的电流必变大．故选项C正确．
答案：C
6．解析：S置于位置1时，因电源有内阻，各灯均不能达到额定功率，B、C错．含L支路的电阻大于另一支路电阻，其电压与另一支路相同，其功率小于另一支路功率，D错．L功率小于额定功率，A正确．
答案：A
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题至少有一个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
7．解析：RA＝U2P＝2202100 Ω
RB＝U2P＝2202200Ω，则RA∶RB＝2∶1
因为A与B串联
所以UA∶UB＝RA∶RB＝2∶1，PA∶PB＝RA∶RB＝2∶1.
相同时间内，QA∶QB＝RA∶RB＝2∶1.
答案：AB
8．解析：当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器R接入电路部分电阻增大，灯泡L中电流减小，灯泡L将变暗，选项B错、A正确；电阻R接入电路部分电阻增大，电源路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错、D正确．
答案：AD
9．解析：假设R1短路，发生故障后总电阻减小，干路电流增大，与R1并联支路电流减小，与R1串联电路电流增大，故A、B两灯都将变亮，与题设现象不同，所以A选项错误；假设R2断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，A灯变暗，同时B灯两端电压增大，B灯变亮，表现与题设现象相同，所以选项B正确；假设R3断路，同理推知A灯变暗，B灯变亮，选项C正确；假设R4短路，可推知A、B灯都变亮，选项D不正确．
答案：BC
10．解析：由题意可知，电路两端的电压U＝R1I0＝10 V，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1 A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I＜1.5 A，B对；同理电动机所消耗的功率也小于10 W，则电路消耗的电功率P＜15 W，D正确．
答案：BD
三、简答题(本题共2小题，共20分．请将解答填写在相应的位置)
11．解析：(1)流过R0的最大电流约为Imax＝ER0＝3.72000 A＝1.85×10－3 A＝1.85 mA≪100 mA.因此使用电流表A1时，电流表示数太小，误差太大，故应调换为A2.
(2)①电路如图所示．
②根据闭合电路欧姆定律得：
E＝U＋UR2r，整理得：1U＝1E＋rE•1R2
答案：(1)用A2替换A1
(2)①电路图见解析 ②1U＝1E＋rE•1R2
12．解析：(1)螺旋测微器读数应先读可动刻度左边露出的主刻度L，如本题为1 mm，再看固定刻度水平线对应的可动刻度n，如本题为20.0，记数为L＋n×0.01＝1 mm＋
20.0×0.01 mm＝1.200 mm.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784＝39.2,10.0×1.753＝17.53)，可得RS明显不相等，
可判断结果为“不满足”；并同时可简单计算
50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54≈50，两者接近相等，即R与d的四次方成
反比，得出R与S2成反比．计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便，如本题中
的(50.0,0.999，0.784)和(10.0,1.494,1.753)．
(3)根据R＝ρlS有：l＝RSρ＝3.1×3.135×10－65.1×10－7 m≈19 m.
答案：(1)1.200 (2)不满足 R与S2成反比(或RS2＝常量) (3)19
四、计算题(本题共4小题，共46分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．解析：设电动机内阻为r′
当将重物固定时I＝E－Ur＝1 A
R＋r′＝UI＝5 Ω，r′＝2 Ω
当重物不固定时I′＝E－Ur＝0.5 A
P出＝UI′＝2.75 W，PR＋Pr′＝I′2(R＋r′)＝1.25 W
所以重物的功率P＝P出－PR－Pr′＝mgv，
解得v＝1.5 m/s
答案：1.5 m/s
14．解析：设在Δt时间内，触头P移动的距离为ΔL，则ΔL＝vΔt，由于电阻丝单位长度上电压值为
UABL＝ER＋r•RL
因此在Δt时间内PB间电压改变
ΔU＝UABLΔL＝vΔtER(R＋r)L
而I＝ΔQΔt＝CΔUΔt
则I＝CRE(R＋r)L•v＝3×10－6×4×6(4＋0.5)×0.30 ×0.6 A＝32 μA
电流方向从右向左．
答案：32 μA 从右向左
15．解析：(1)I1＝2 A时，Pm＝E24r
I2＝4 A时，输出功率为零，此时电源被短路，即：I2＝Er.解得：E＝2 V，r＝0.5 Ω.
(2)R＝r＝0.5 Ω
(3)由题知：(ER1＋r)2R1＝(ER2＋r)2R2，
整理得r2＝R1R2.
答案：(1)2 V 0.5 Ω (2)0.5 Ω (3)r2＝R1R2
16．解析：(1)由图(a)可知温度越高，电阻R越大，对应电路中的电流越小，故I1＞I2
(2)由闭合电路欧姆定律得：Ig＝Er＋R′＋Rg＋R0
得：R′＝EIg－R0－Rg－r
(3)由图(a)得R＝R0＋kt
再由闭合电路欧姆定律得：
I＝Er＋R′＋Rg＋R
解之得：t＝Ek(1I－1Ig)
(4)由t＝Ek(1I－1Ig)可知t与I不是一次线性关系，故刻度不均匀．
答案：(1)I1大 (2)EIg－R0－Rg－r
(3)t＝Ek(1I－1Ig) (4)不均匀