高二物理新鲁科版必修三课后习题第3章恒定电流 章末练习(解析版)

第3章恒定电流 章末练习（解析版）
科学认知
1. 请研究你身边亮度可调的台灯。

探究它调节灯光亮度的原理。

简要的说:用旋钮调节电阻的大小来改变电容的充放电时间,利用电容充放电时间的长短通过触发管控制双向可控硅的导通时间来改变灯的亮度。

或者是用可控硅控制的，控制可控硅的导通角，调节在可控硅上的压降，从而调节输出电压，这种是最简单的调压电路，是要串在电源中的，一毅是用阻容无件组成充放电电路，控制导通角，可改变电阻或电容值的大小，来改变充放电的频率的。

2如图所示电路中，L 1、L 2灯泡的规格为“110V 60W"，L 3、L 4灯泡的规格为“110V 30W". 各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率，在这四个灯泡中，实际消耗功率最大和最小的分別是哪个?请说明理由。

【答案】实际消耗功率最大的是L 2，最小的分別是L 1. 【解析】根据P =
U 2R
，得R =
U 2P
，则L 1、L 2灯泡的电阻为R 1=R 2=
220260
Ω=807Ω，L 3、L 4
灯泡的电阻为R 3=R 4=
220230
Ω=1614Ω.
L 1与L 4串联，根据P =I 2R ，因为R 1<R 4，所以实际功率P 1<P 4; L 2与L 3并联，根据P =
U 2R
，因为R 2<R 3，所以实际功率P 2>P 3;
根据P =I 2R ，因为R 3=R 4，而I 3<I 4所以实际功率P 3<P 4; 所以P 2>P 3<P 4>P 1
即实际消耗功率最大的是L 2，最小的分別是L 1.
3.在“伏安法测电阻”实验中，某同学用电流表外接法测电阻时，若将两表位置互换，则造成的结果为
A电阻烧坏
B.电流表烧坏
C.电压表示数几乎为零
D.电流表示数几乎为零
【答案】D
【解析】在“伏安法测电阻”实验中，某同学用电流表外接法测电阻时，电路图如下左图若将两表位置互换，则电路图如下右图，因为电流表内阻很小，待测电阻被短路，因为电压表内阻很大，所以造成的结果为A电阻电流很小，不会烧坏；
B.电流表电流很小，不会烧坏；
C.电压表示数很大；ABC错误；
D.电流表示数几乎为零，D 正确。

4.如图所示电路中。

当合上开关S后，两个标有“3V 1W”字样的灯泡均不发光，用电压表测得U ac= U bd=6V。

如果各段导线及接线处均无问题，且只有一处故障，则说明
A.开关S未接通
B.灯泡L1的灯丝断了
C.灯泡L2的灯丝断了
D.滑动变阻器R的电阻丝断了
【答案】C
【解析】此类问题常常用逆向思维法解，即假设各选择支的情况发生（原因），看会不会造成题干所说的结果。

A.若开关S未接通，两个标有“3V 1W”字样的灯泡均不发光，则U ac= U bd=0，所以A错误；
B.灯泡L1的灯丝断了,两个标有“3V 1W”字样的灯泡均不发光，则U bd=0，所以B错误；
C.灯泡L2的灯丝断了，两个标有“3V 1W”字样的灯泡均不发光，用电压表测得U ac= U bd=6V。

C正确；
D.滑动变阻器R的电阻丝断了，两个标有“3V 1W”字样的灯泡均不发光，用电压表测得U ac=0，所以D错误。

5.一个小型电动机加上2V电压，电动机没有转动，测得电流为1A;加上12V电压，观察到电动机转动了，则此时流过电动机的电流
A小于6 A B.大于6A C.等于6 A D.无法确定
【答案】A
【解析】根据一个小型电动机加上2V电压，电动机没有转动，测得电流为1A，得电动机
线圈内阻为r=U
I =2
1
Ω=2Ω，加上12V电压，如果电动机不转，则电流为I=U
R
=12
2
A=6A,
观察到电动机转动了，则此时流过电动机的电流I=U−E
R
，其中E为电动机的反电动势，所以此时流过电动机的电流小于6 A，A正确。

6.神經系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。

现代生物学认为。

髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻。

经实验测得髓质的电阻率ρ=8x106Ω∙m。

某
生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20cm、横截面半径4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U= 100V时，该神经刚好发生反应。

求引起神经纤维产生感觉的最小电流。

【答案】3.14×10−7A
【解析】该神经的电阻R=ρl
πr =8x106×0.2
π×0.04
Ω=1
π
×109Ω
引起神经纤维产生感觉的最小电流I=U
R =100
1
π
×109
A=3.14×10−7A.
7.工业上常用电导仪测量液体的电阻率。

某电导仪有两个正对面积均为1 cm2的正方形铂片，其间距d= 1cm。

若将两铂片全部浸入待测液体中，在两铂片间加U=6V的电压。

测出其间的电流I=1μA，则这种流体的电阻率为少?
【答案】6x104Ω∙m
【解析】这种流体的电阻R=U
I =6
1×10−6
Ω=6×106Ω,
根据R=ρd
S ，得这种流体的电阻率ρ=RS
d
=6×106×1×10
−4
1×10−2
Ω∙m=6x104Ω∙m.
8.如图所示的电路中，当a、b两端接入100V电压时，C、d两端用理想电压表测得电压为20V。

求电阻R1与R2之比。

【答案】2
【解析】因为C、d两端用理想电压表测得电压为20V，则R3上电压为0，根据串联电路分
压原理20
100=R2
2R1+R2
，解得R1
R2
=2.
9.一台电风扇电动机内阻为20 Ω，接上220 V电源后正常工作，输入的电功率为66W。

求:
(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;
(2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率和转化为内能的功率，以及电动机的效率;
(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是多大?电动机消耗电能的功率和发热功率各是多大?
【答案】（1）0.3A（2）64.2W1.8W 7.3%（3）11A 2420W 2420W
【解析】(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流I=P
U =66
220
A=0.3A
(2)电风扇正常工作时，转化为内能的功率P2=I2r=0.32×20W=1.8W，转化为机械能的
功率P1=P−P2=66W−1.8W=64.2W;电动机的效率η=P1
P =64.2
66
×100%=97.3%.
(3) 若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是I=U
r =220
20
A=11A;
电动机消耗电能的功率P=UI=220×11W=2420W;发热功率是P=I2r=112×20W=2420W.
科学探究
10.某同学利用半偏法测量一电压表的内阻。

实验室提供实验器材如下:
待测电压表V(量程3V、内阻约为3kQ)，电阻箱R2(最大阻值为99999.9)，滑动变阻器R1(最大阻值100Ω、额定电流2A),
电压为6V的直流电源、开关两个，导线若干。

（1）该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分如图所示，请将电路图补充完整。

（2）根据设计的电路写出测量步骤。

（3）这种方法测出的电压表内阻与真实值相比，测量值偏大还是偏小?请说明理由。

【答案与解析】（1）如图
（2）实验步骤：
①按电路图连接电路，之前开关都是断开的；
②闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器R1，使电压表满偏；
③断开S2，调节电阻箱R2，使电压表半偏，则电压表内阻等于电阻箱电阻，即R V=R2;
④整理器材。

（3）因为断开S2后，滑动变阻器的分压因测量电路电阻增大而变大，所以电阻箱上的电压大于电压表的电压，所以电阻箱电阻大于电压表内阻，即测量值电源真实值，即测量值偏大。

*11.为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻，某同学设计了如图(a)所示的电路。

(1)实验时、闭合开关S.滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大、电流表示数基本不变，则测量时应将c点接_______ ( 选填“a点”或“b点"). 按此连接测量，测量结果_____（选填“小于””等于”或“大于")R的真实值。

{2)根据实验测得的6组数据、在图（b)中描点，作出了两条图线。

你认为正确的是_____ （选填“①"或“②")、从图线求此电阻R A=______ （结果保留2位有效数宇)。

【答案】
（1）测量时应将c点接a，按此连接测量，测量结果小于R的真实值。

Ω=7.5Ω.
（2）正确的是②，从图线求此电阻R A=3.00
0.40
[解析] (1 )电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,而电流表示数基本不变,说明电流表分流较小,可以忽略,故采用电流表外接法,即c接a点;电压表测量的电压为准确值,但电流表
可得电阻测量值偏小; 测量的电流为电阻和电压表电流表之和,即电流测量值偏大,根据R=U
I
( 2 )因为电压表测量的是被测电阻两端电压,所以当其两端电压为零时,电流也为零,故图线②正确;图像的斜率的倒数表示电阻,故R=7.5Ω。

温故知新
12.压敏屯阻的阻值随所受压力的增大而减小。

某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示。

将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上。

中间放置一个绝缘重球。

小车向右沿直线运动过程中，电流表的示数随时间的变化如图（b)所示。

请分析在t1-t2时间内和t2-t3时间内小车的运动情况。

【答案】
【解析】在t1-t2时间内，电流增大，根据I=U
，说明压敏电阻R y变小，因为压敏屯阻的
R+R y
阻值随所受压力的增大而减小，所以压敏电阻所受压力在增大，根据牛顿第三定律，绝缘重球受压敏电阻的压力在增大，根据牛顿第二定律，绝缘重球的加速度在增大，即小车向右做加速度不断增大的加速直线运动。

，说明压敏电阻R y不变，因为压敏屯阻的阻值随所在t2-t3时间内，电流不变，根据I=U
R+R y
受压力的增大而减小，所以压敏电阻所受压力不变，根据牛顿第三定律，绝缘重球受压敏电阻的压力不变，根据牛顿第二定律，绝缘重球的加速度不变，即小车向右做匀加速度直线运动。