第2章 恒定电流
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小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2014～2015学年高二下学期期中)关于家庭安全用电，下列说法正确的是( )
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
答案：A
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．(淄博市2013～2014学年高二上学期三校联考)某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，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，则( )
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
答案：C
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
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间导线断路，即C选项正确。
3．(重庆一中2013～2014学年高二上学期期中)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的触头逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．电流表A的读数变小
B．电压表V的读数变小
C．小灯泡L1、L2均变暗，L3变亮
D．小灯泡L1、L3变亮，L2变暗
答案：B
解析：将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的电阻变小，外电路总电阻变小，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，电压表读数变小，B正确；通过L3的电流减小，L3变暗；通过L2的电流增大，L2变亮，A错误；L2两端的电压变大，L1两端的电压减小，L1变暗；C、D均错误。
4．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，下列判断中正确的是( )
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
答案：B
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＝，由公式P＝，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。
5. (高密一中2014～2015学年高二上学期检测)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，Ⓖ是灵敏度很高的电流表，MN
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是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表Ⓖ的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为( )
A．R0 B． R0
C．R0 D．R0
答案：C
解析：当电流表的示数为零时，P点和R0和Rx结点的电势相等。由于电流表示数为零，则UR0＝UMP URx＝UPN ＝＝，解得Rx＝R0。C选项正确。
6．(潍坊一中2013～2014学年高二上学期检测)如图所示，已知C＝6μF，R1＝5Ω，R2＝6Ω，E＝6V，r＝1Ω，开关S原来处于断开状态，下列说法正确的是( )
A．开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5A
B．开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5V
C．先将开关S闭合一段时间后，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷量为1.8×10－5C
D．以上答案都不对
答案：C
解析：电路稳定时，电流表中电流I＝＝0.5A，在开关S闭合瞬间，电容器充电，有充电电流，电流表读数大于稳定时电流，所以闭合S瞬间，电流表读数大于0.5A，A选项错，因电流大于0.5A，内电压U内＝Ir大于0.5V，由U外＝E－U内可知电压表示数小于5.5V，B选项错，稳定后，电容器相当于断路，I＝0.5A，此时电容器两端的电压UC＝I′R2＝0.5×6V＝3V，电容器上的带电荷量Q＝CUC＝6×10－6×3C＝1.8×10－5C，即通过R2的电荷量为1.8×10－5C，C正确。
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。若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则( )
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A．通过导线的电流为
B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动的速率为
D．导线中自由电子定向移动的速率为
答案：BC
解析：导线被拉长后，其横截面积变小，变为原来的，其电阻增大为原来的16倍，则加上相同的电压U时，电流会减为原来的，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，S变为原来的，故v变为原来的，C项正确。
8．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表Ⓐ的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约6kΩ；为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是( )
答案：AB
解析：根据各实验的原理及要求可判A、B正确，C、D错误。
9.(郑州一中2013～2014学年高二上学期检测)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( )
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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＝3.0Ω
C．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，此时电源效率达到最大值
答案：AC
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，故选项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，故选项C正确；图象交点表示电路所能达到的最大电流，η＝可知此时电源的效率最小，故选项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。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )
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4Ω
C．该车获得的牵引力为104N
D．该车受到的阻力为63N
答案：AD
解析：电动机的输入功率P入＝UI＝48×12W＝576W，故选项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，故选项B错误。电动车速度最大时，牵引力
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F与阻力Ff大小相等，由P出＝Ffvmax得Ff＝＝N＝63N，故选项C错误、D正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题，每小题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。
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________V，说明________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________。(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)
答案：①11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池
②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．(日照市2014～2015学年高二上学期检测)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下
待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；
电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；
电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；
A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；
电源：E1(电动势3V，内阻不计)；
E2(电动势12V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
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(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图。
答案：(1)1.773(1.771～1.775均正确)
(2)A1 E1 电路如图所示
解析：(1)螺旋测微器主尺读数为1.5mm，螺旋刻度每小格读数为0.01mm，读数为27.3×0.01mm＝0.273mm，读数应为(1.5＋0.273)mm＝1.773mm。
(2)由于待测电阻Rx阻值约为4Ω，额定电流约为0.5A，电流表量程选0.6A，即A1；根据欧姆定律可得待测金属丝两端最大电压约为U＝IRx＝2V，所以电源选E1。
13.(青岛市2013～2014学年高二上学期五校联考)某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：
①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V)
②电流表，量程3mA
③电流表，量程0.6A
④电压表，量程1.5V
⑤电压表，量程3V
⑥滑动变阻器，0～20Ω
⑦开关一个，导线若干
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(1)请选择实验中需要的器材________(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________V，内电阻为________Ω。
答案：(1)①③④⑥⑦ (2)如图所示 (3)1.4 2.8
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＝＝Ω＝2.8Ω。
三、论述·计算题(共3小题，共36分。解答应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．(深圳市育才中学2014～2015学年高二上学期期中) (11分)下图为“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，已知蓄电池瞬间短路时的电流为14A。求：
(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，若两灯并联接在蓄电池两端，则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＝Ir
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，求出r＝1Ω
(2)一个车灯的电阻：R灯＝＝12Ω
两灯并联的电阻：R并＝＝6Ω
电路中的总电流：I＝＝2A
两灯总电功率P总＝I2R并＝24W
15．(12分)(吉林一中2014～2015学年高二上学期期中)如图所示，在A、B两点间接一电动势为3V，内电阻为1Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为5Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电键S闭合时，求：
(1)电流表的读数；
(2)电容器所带的电量；
(3)断开电键S后，通过R2的电量。
答案：(1)0.5A (2)7.5×10－5C (3)3.75×10－5C
解析：(1)当电键S闭合时，电阻R1、R2被短路，根据欧姆定律得，电流表的读数I＝＝A＝0.5A
(2)电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压
U＝IR3＝0.5×5V＝2.5V
故电容器所带的电量
Q＝CU＝30×10－6×2.5C＝7.5×10－5C
(3)断开电键S后，电容器相当于电源，外电路R1、R2并联后与R3串联，由于各个电阻阻值都相等，则通过R2的电量为Q′＝Q＝3.75×10－5C。
16．(13分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l＝80cm，两板间的距离d＝40cm 电源电动势E＝40V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。求
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(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少？
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？
(3)此时电源的输出功率是多少？
答案：(1)24Ω (2)1A 39V (3)39W
解析：(1)设小球在板间飞行时间为t，
t＝＝s＝0.2s
根据d＝at2得飞行加速度
a＝＝m/s2＝20m/s2
对小球根据牛顿第二定律得q－mg＝ma，解得：
UAB＝＝V＝24V
所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝24V
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得，
I＝＝A＝1A
滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝24Ω。
(2)此时电流表的示数为1A，
电压表的示数为
U＝E－Ir＝(40－1×1)V＝39V
(3)电源的输出功率P出＝IU＝39W。
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