人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试精品达标测试

高二物理必修第三册

第十一章 电路及其应用B卷

班级            姓名           学号             分数        

（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1．下列分析正确的是（　　）

A．由公式可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比

B．由公式可知，当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比

C．由公式可知，导体的电阻率与导体的电阻成正比

D．由公式可知，将一粗细均匀的导体拉长到原来的2倍时，其电阻也变为原来的2倍

【答案】B

【解析】A．导体的电阻由导体的材料、温度和形状决定，与导体两端的电压、通过导体的电流无关，A错误；

B．根据可知，当导体电阻一定时，通过影的电流与导体两端的电压成正比，B正确；

C．导体的电阻率由材料本身决定，与导体的电阻无关，C错误。

D．由公式可知，对于一给定的电阻，其大小在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比；将一组细均匀的导体拉长到原来的1倍时，其横截面积变为原来的一半，电阻变为原来的4倍，D错误。故选B。

2．如图所示，有一根长为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，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（　　）

A． B． C．ρnev D．

【答案】C

【解析】由电流定义可知由欧姆定律可得又

故故选C。

3．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm，bc=5cm，若将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1A；若将C与D接入电压为U的电路中时，则电流为（　　）

A．4A B．2A C．A D．A

【答案】A

【解析】根据电阻定律公式R=ρ得RAB=ρ，RCD=ρ故接入电压相同的电路，两次电流之比为1：4，故将C与D接入电压为U的电路中时电流为4A。故选A。

4．如图所示电路，电压保持不变，当电键S断开时，电流表A的示数为0.5A，当电键S闭合时，电流表的示数为0.7A，则两电阻阻值之比R1：R2为（        ）

A．5：7 B．2：5 C．7：5 D．5：2

【答案】B

【解析】因S通断中电压保持不变，故R1中的电流保持不变，则流过R2的电流I2=0.7A-0.5A=0.2A

而在并联电路中电流与电阻成反比，故R1：R2=0.2：0.5=2：5故选B。

5．两块外形完全相同的由不同材料做成的长方体导体甲和乙，其长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率不同，将甲导体左右两侧和乙导体上下两侧接入同一电源时回路中的电流相同，则甲、乙两导体的电阻率之比为（　　）

A． B． C． D．

【答案】A

【解析】由于电源电压相同，电流相同，则由欧姆定律可得，接入阻值相同，根据电阻计算公式可求电阻率之比为故选A。

6．如图所示，电热水器金属内胆出水口加接一个电阻，在电热水器漏电且接地线失效时，能保障人的安全。当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220V，由于出水口处有电阻（简称“隔电电阻”）， 使人体两端的电压不高于12V，下列说法正确的是（　　）

A．“隔电电阻”应选用阻值较小的电阻

B．“隔电电阻”大于“人体电阻"，且两者串联

C．热水器漏电且接地线失效时，“隔电电阻”使人体内无电流通过

D．在电热水器漏电且接地线失效时，通过“隔电电阻”的电流远大于通过人体的电流，所以人是安全的

【答案】B

【解析】AB．根据题图可知，人体和管道串联，因此“隔电电阻”起到了分压的作用，“隔电电阻”应选用阻值较大的电阻，使得“隔电电阻”分压远远大于人体分压，从而保护人体，A错误，B正确；

CD．热水器漏电且接地线失效时，人体内和“隔电电阻”会有相同电流通过，不过由于“隔电电阻”较大，使得通过人体的电流很小，CD错误。故选B。

7．如图所示是某个电路的一部分，其中，R1=6Ω，R2=2Ω，R3=1Ω，I1=1A，I2=2A，则下列说法中错误的是（　　）

A．R1两端电压为6V B．R2两端电压为4V

C．R3两端电压为2V D．R3两端电压为0V

【答案】D

【解析】A．R1两端电压为故A不符合题意；

B．R2两端电压为故B不符合题意；

CD．R3下端电势高，两端电压为故C不符合题意，D符合题意。故选D。

8．如图所示，a、b两点间的电压恒定，电阻，用内阻的电压表测得电阻两端的电压为2V，测得两端的电压为4V，则a、b两点间的电压为（　　）

A．6V B．8V C．10V D．12V

【答案】C

【解析】由题意可知，电压表的内阻不是远大于、。该a、b两点间的电压为，电压表测两端电压时，与并联后再与串联。并联电阻干路中的电流为则电压表测两端电压时，与并联后再与串联。同理可得联立解得

故C正确。故选C。

9．如图为甲、乙两金属电阻的U­I曲线，它们的阻值应为（　　）

A．R甲=tan 60°= Ω B．R乙=tan 60°= Ω

C．R甲=3 Ω D．R乙=6 Ω

【答案】CD

【解析】在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值（tan α），而在物理中斜率与tan α并没有直接联系。R甲= Ω=3 Ω；R乙= Ω=6 Ω故选CD。

10．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则（　　）

A．电流表的读数大于电流表的读数

B．电流表指针的偏转角小于电流表指针的偏转角

C．电压表的读数小于电压表的读数

D．电压表指针的偏转角等于电压表指针的偏转角

【答案】AD

【解析】AB．电流表的量程大于的量程，故电流表的内阻小于的内阻；由图可知，两电流表并联，故两流表两端的电压相等，两表由同一电流表改装而成，而将电流表扩大量程时为并联一小电阻，故相当于为四个电阻并联，故两表头中电流相同，故两表的偏角相同，因表量程大于表，故的读数比的读数大，A正确，B错误；

CD．电压表的量程大于的量程，故的电阻大于的电阻；两电压表串联，故通过两表的电流相等，故的读数比的读数大，两电压表串联，通过表头的电流相等，表头指针偏转角度相等，电压表的偏转角等于电压表的偏转角，C错误，D正确。故选AD。

11．如图所示，是将滑动变阻器作为分压器的电路，A、B为分压器的输出端。若把滑动变阻器的滑片放在它的中央，下列判断不正确的是（　　）

A．空载时输出电压为

B．当A、B端接上负载R时，输出电压

C．A、B端的负载R越大，越接近

D．负载R越小，越接近

【答案】BD

【解析】A．串联电路正比分压，空载时，因为P在中点，则输出电压为，A正确，不符合题意；

B．当A、B端接上负载R时，R与滑动变阻器的下半部分并联后阻值变小，则分压减小，结合A的解析可知，输出电压，B错误，符合题意；

CD．A、B端的负载R越大，则R与滑动变阻器的下半部分并联后阻值越接近滑动变阻器上半部分的阻值，则越接近，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选BD。

12．如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻，下列说法正确的是（    ）

A．由甲图可知，该表头满偏电流

B．甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为15V

C．乙图是改装成的双量程电流表，，

D．乙图是改装成的双量程电流表，，

【答案】ABD

【解析】AB．由题图甲可知其中b的量程为

所以AB正确；

CD．改装为电流表时，通过电阻的电流为

分流电阻的阻值为改装为电流表时，有

联立解得，所以C错误D正确；故选ABD。

第II卷（非选择题 共52分）

二、实验题（满分14分）

13．在“测定金属的电阻率”的实验中。

（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）用游标卡尺测量金属丝的长度，示数如图所示，读数为______cm；

（3）为了减少实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，请在虚线框中画出电路原理图；______

（4）请根据（3）中设计的电路图，连接实物图；______

（5）两电表的示数分别如图所示（电压表量程0～3V，电流表量程0～0.6A），电压表读数______V，电流表读数______A。根据以上实验数据，则该金属材料的电阻率为______（保留两位有效数字）。

【答案】6.858    1.05            1.20    0.50    8.4×10-3Ω/m   

【解析】（1）[1]金属丝的直径为D=6.5mm+0.01mm×35.8=6.858mm

（2）[2]金属丝的长度为L=10mm+0.1mm×5=10.5mm=1.05cm

（3）[3]金属丝阻值较小，在伏安法测电阻时应用电流表外接法；实验中要求有较大的电压调节范围，所以滑动变阻器应用分压接法，如下图所示：

（4）[4]连接实物图如下图所示：

（5）[5][6]如图所示，电压表读数为1.20V；电流表示数为0.50A。

[7]由欧姆定律和电阻定律可知则该金属材料的电阻率为

14．（1）为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图所示，请根据下列步骤完成电阻测量：

①将K旋转到电阻挡“”的位置。

②将插入“”、“”插孔的表笔短接，旋动部件______（选填“C”或“D”），使指针对准电阻的“0”刻度线。

③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图所示。为使测量比较精确，应将选择开关旋到_______（选填“”、“”、“”）的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量。

（2）多用电表电阻挡的内部电路如图虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r，为调零电阻，为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值的关系式为_________；

【答案】D           

【解析】（1）[1]在进电阻测量时，每次调整档位均应进行欧姆调零，即旋转D旋钮；

[2]由图知测电阻时指针的偏角太大，说明电阻较小，应换挡，并需重新欧姆调零；

（2）[3]由闭合电路欧姆定律可知：电流

三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

15．一段铜导线与MgCl2溶液串联在恒定电压源两端，在MgCl2溶液中，阴、阳离子定向移动产生电流，测得20秒内有1.0×1018个Mg2＋和2.0×1018个Cl－通过溶液内部某一横截面．铜导线的直径为2mm，单位体积内自由电子的个数为8.4×1028个．π≈3，元电荷e＝1.6×10－19C．求：

(1)通过铜导线的电流大小；

(2)铜导线内自由电子定向移动的速率(计算结果保留1位有效数字)．

【解析】（1）由题意可知，流过截面上的电量为：

解得：

则电流强度为：

（2）铜导线的横截面积为：

电流的微观表达式为：

联立可得：

16．如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。已知R＝1Ω，当输入电压UAB＝110V时，求：

（1）流经10R电阻的电流；

（2）输出电压UCD。

【解析】（1）并联部分的等效电阻为R并＝

则电路的总电阻为R总＝10R＋R＝11R

根据欧姆定律，流经10R电阻的电流

（2）由串联分压得并联部分R并上的电压为

而输出电压UCD即电阻R上分到的电压，再由串联分压得

17．甲、乙两地相距15公里，之间并行埋设有两条完全相同的电缆。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生了漏电现象（即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻）为了确定漏电处的位置，维修人员做了以下测量：

(1)在甲地将两端电压恒为的电源的两极分别接在两条电缆的端头，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得两条电缆端头的电压为。

(2)在乙地将两端电压恒为的电源的两极分别接在两条电缆的端头，此时在甲地相同型号的电压表测得两条电缆端头的电压为。

如果所用电缆每公里电阻值为，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远？绝缘皮破损处的漏电电阻是多大？

【解析】由题意可知，电压表是理想电表，接入电路时按断路处理。令，设漏电处距甲地，其导线电阻为，漏电处距乙地，其导线电阻为，由得

由题已知，则；

令，，，。设漏电处的电阻为R，由串联电路的电压分配规律可知

；

联立各式解得；

18．一种悬球式加速度仪如图所示，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。m是一个金属球，它在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为L的均匀电阻丝，其电阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中心C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V，（金属丝和导线电阻不计）。图中虚线OC与AB垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中，使AB沿前进的方向。列车静止时金属丝在竖直方向，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向。从电压表的示数变化可测出加速度的大小。

(1)当列车向右匀加速运动时，试写出加速度a与电压表读数为U′的关系式。以便重新刻制电压表刻线，使其成为可直接读出加速度值的加速度计。

(2)用此装置测得的最大加速度是多少？

(3)将C点设置在电阻丝AB的中点有什么好处？对电压表的选择有什么特殊要求？

【解析】(1) 对小球进行受力分析，小球受重力，绳的拉力，其合力沿水平方向，大小为：F=mgtanθ，

根据牛顿第二定律得

电压表所测电阻丝的长度

串联电路电流相等，有

解得

整理可得

(2) 电压表的最大值对应着加速度的最大值，由电路图可知，电压表的最大读数为

故加速度的最大值为

(3) C点设置在AB中间的好处是：利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动时的负加速度，这时小球偏向OC线的右方；伏特计要零点在中间，量程大于