【恒定电流】是高中物理中的重要章节,主要探讨了电流的基本概念、电流的测量、欧姆定律、电源电动势和内阻、电路分析以及焦耳定律等相关知识点。本单元测试涉及了这些核心内容,旨在检验学生对这些概念的理解和应用能力。
1. **选择题解析**:
- 1题考察电流的微观表达式。根据电流的定义,I=nevS,其中n是单位体积的自由电子数,e是电子电量,v是电子定向移动速率,S是导线横截面积。在Δt时间内,通过横截面的电子数为nAvΔt,因此答案是A。
- 2题涉及电动机发热的计算。电动机发热是由电流通过线圈电阻产生的,由焦耳定律Q=I^2Rt可知,正确答案是C。
- 3题考查电阻和电阻率的计算。当保险丝截成两半并联使用时,横截面积加倍,长度减半,所以电阻变为ρL/(4S),电阻率ρ不变,答案是B。
- 4题考察热敏电阻和普通电阻的电路分析。环境温度升高,热敏电阻RO的电阻会减小,根据欧姆定律,电流I会增大,因此A的示数增大,而V1、V2取决于电压分配,因电路具体情况未知,无法确定V1、V2的变化,但题目给出了一个选项D,可能是正确的。
- 5题涉及到电源内阻和外电阻的关系。当可变电阻R的滑动触头由A向B移动时,R减小,总电阻R+ro减小,电源内阻消耗的功率P=I^2ro会减小,而电源供电效率η=EI/(EI-P)会增大,故选项描述错误。
- 6题考察电解池中化学反应速度与电压的关系。电解液导电性能不变,电压降低,电解速度通常会减慢,所以答案A正确。
- 7题涉及到电阻并联后的最大输入功率。根据并联电路的特点,两个相同电阻并联的等效电阻是单个电阻的一半,所以最大输入功率为两个电阻功率之和的四分之一,即1.5W,答案是D。
- 8题比较不同电路中灯泡的功率。由于题目信息不足,无法确定P1和P2的具体关系,答案是D。
- 9题考察电源功率和热功率的图线分析。根据图线,A、B对应横坐标为2A,外电阻应为0.5Ω,功率为2W,所以答案是A。
- 10题涉及电容充放电过程。开关S闭合瞬间,由于电容器未充电,相当于短路,电流表读数接近电源电动势除以内阻,即6V/1Ω=6A,答案D正确。
2. **填空题解析**:
- 11题需要利用串并联电路的电流和电压关系。因为没有具体数值,所以无法给出准确比例,但I1:I2:I3应该等于R2:R1:R3的倒数,U1:U2:U3等于R1:R2:R3。
- 12题中,滑动变阻器R的最大阻值为2Ω,从最上端滑到最下端,其阻值从0变化到2Ω,所以通过R1的电流最大值是6V/(1.5Ω+2Ω)=2.4A,MN两点间电压最大值是6V-2.4A*1.5Ω=4.2V。
- 13题,根据电压分配,a、b两端输入电压等于c、d两点电压,即0.1V。输入功率P=UI=0.1V * sqrt(0.1W/0.1V)=0.1W。
- 14题,直流电动机的机械功率P机=UI-I^2r=220V*10A-(10A)^2*1Ω=2100W。
通过以上解析,可以看出,恒定电流这一单元涵盖了电流的微观理解、电路分析、电阻和电源特性的综合运用,以及能量转换和计算等多个方面,对学生的物理素养提出了较高要求。