物理必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试当堂达标检测题

第十一章测评

(时间:60分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共12个小题,每题4分,共48分。1~6是单选题,7~12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分)

1.根据欧姆定律,下列判断正确的是(　　)

A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大

B.加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数

C.电流经过电阻时,沿电流方向电势要升高

D.电解液短时间内导电的U-I图线是一条直线

2.R1=10 Ω,R2=20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是(　　)

A.45 V B.5 V C.25 V D.15 V

3.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为(　　)

A.4ρ　4R B.ρ　4R

C.16ρ　16R D.ρ　16R

4.某同学用伏安法测电阻时,分别采用了内接法和外接法,测得的某电阻Rx的阻值分别为R1和R2,则所测阻值与真实值Rx间的关系为(　　)

A.R1>Rx>R2 B.R1<Rx<R2

C.R1>R2>Rx D.R1<R2<Rx

5.如图所示,A、B间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐向上端移动的过程中,灯泡上的电压数值(　　)

A.一直为U

B.一直为0

C.逐渐增大到U

D.逐渐减小到0

6.为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图像应是(　　)

7.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,闭合S后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是              (　　)

A.AB段断路 B.BC段断路

C.AB段短路 D.BC段短路

8.下列说法正确的是(　　)

A.一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联,总电阻为零

B.并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻

C.在并联电路中,任意支路电阻增大或减小时,总电阻将随之增大或减小

D.电阻R和阻值无穷大的电阻并联,总电阻为无穷大

9.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法正确的是 (　　)

A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流

B.改装成电流表后,表头G本身允许通过的最大电流并不改变

C.改装后,表头G自身的电阻减小了

D.改装后使用时,表头G本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的电流增大了

10.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是(　　)

A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值增大

B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片向右滑动时,滑动变阻器的阻值减小

C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入3个接线柱

D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入3个接线柱

11.下图是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么(　　)

A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a

B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b

C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a

D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b

12.如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是(　　)

A. B. C. D.

二、实验题(本题共2个小题,共12分)

13.(4分)(1)如图甲所示的三个游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为10等分、20等分、50等分,它们的读数依次为　　　　　mm,　　　　　mm,　　　　　mm。 

(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图乙所示,则金属丝的直径是　　　　　mm。 

14.(8分)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。

(1)现有直流电源(电压为4 V)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:

A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)

B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)

C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)

D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)

为减小测量误差,在实验中,电流表应选用　　　　　,电压表应选用　　　　　(填字母);实验电路应采用下图中的　　　　　(填“甲”或“乙”)。 

(2)图丙是测量Rx的实验器材实物,图中已连接了部分导线。请根据在第(1)问中所选的电路补充完成图丙中实物间的连线。

丙

(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图丁所示,可得该电阻的测量值Rx==　　　　　Ω。(保留两位有效数字) 

丁

(4)若在第(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是　　　　　;若在第(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是　　　　　。(填字母) 

A.电流表测量值小于流经Rx的电流值

B.电流表测量值大于流经Rx的电流值

C.电压表测量值小于Rx两端的电压值

D.电压表测量值大于Rx两端的电压值

三、计算题(本题共4个小题,每题10分,共40分)

15.在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.2 A/V3),R2、R3是普通电阻,遵循欧姆定律,R3=20 Ω,按图示电路连接后,接在一个两端电压为6.0 V的电源上,闭合开关S后,电流表的示数为0.25 A。求R2的阻值。

16.给装在玻璃管内的水银柱加一电压,使通过水银柱的电流为0.1 A,若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内,接在同一电压上,通过水银柱的电流为多少?

17.如图所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。

 (1)求电路中的总电阻。

(2)当加在电路两端的电压U=42 V时,通过每个电阻的电流是多少?

18.有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。

(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?

(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?

参考答案

一、选择题(本题共12个小题,每题4分,共48分。1~6是单选题,7~12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分)

1. 解析导体电阻与电压和电流无关,A选项错,欧姆定律不适用于气态导体,故B选项错;由欧姆定律I=得U=IR,可知电流经过电阻时,电阻两端有电压,沿电流方向电势降低,故C选项错;欧姆定律适用于电解液导电,故D选项对。

答案D

2.解析本题中R1、R2串联,R1允许通过的最大电流为1.5 A,经计算,R2允许通过的最大电流仅为0.5 A,则通过串联电路的最大电流以最小的为准,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,因而选D。

答案D

3.解析电阻率与导体材料和温度有关,将金属导线拉长的前后,电阻率不变。将金属导线均匀拉长到直径为原来的一半,横截面积变为原来的,长度变为原来的4倍。由电阻定律知R'=ρ=ρ·=16ρ=16R,所以选项D正确。

答案D

4.解析内接法时测量值大于真实值,即R1>Rx;外接法时测量值小于真实值,即R2<Rx,所以R1>Rx>R2。

答案A

5.解析滑动变阻器为分压式接法,灯泡两端的电压从0~U变化,选项C正确。

答案C

6.解析由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,随着灯泡两端电压逐渐增大,灯丝温度逐渐升高,其电阻逐渐增大,则在U-I图像中相应点与原点连线的斜率应逐渐增大,故选项C正确。

答案C

7. 解析由题意可得UAB=UAC=U,说明由A、B分别至电源的线路均已接通。若BC段完好,则AB段断路;若BC段短路,则AB段可能断路,也可能完好。又由题述得UBC=0,因而可能AB段断路或BC段短路,也有可能出现两者同时发生的情况。

答案AD

8. 解析并联电路的总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和,如果电阻R与电阻为零的导线并联,电阻则被短路,总电阻为零,所以选项A正确;由+…+,知,故Rn>R总,所以总电阻小于支路中最小的电阻;当Rn减小时,则增大,增大,故R总减小;同理,Rn增大,R总增大,所以选项B、C正确,选项D错误。故正确选项为A、B、C。

答案ABC

9. 解析把表头G改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但表头的各特征量都不变。故B、D正确,A、C错误。

答案BD

10. 解析若将a、c两端连在电路中,左侧部分将连入电路,则当滑片向右滑动时,该部分的导线长度变长,滑动变阻器接入电路中的阻值将增大,A正确。若将a、d两端连在电路中,也是将左侧部分连入电路,则当滑片向右滑动时,该部分的导线长度变长,滑动变阻器接入电路中的阻值将增大,B错误。A、B两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b两个接线柱中任意选一个,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,C错误。在滑动变阻器的分压式接法中,a、b两个接线柱必须接入电路,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,D正确。

答案AD

11.解析若电压表示数有显著变化,说明电流表分压比较明显,应使用外接法比较准确,选项A正确;若电流表示数有显著变化,说明电压表分流较大,应使用内接法比较准确,选项D正确。

答案AD

12.解析由欧姆定律和串联电路特点知B、C对。

答案BC

二、实验题(本题共2个小题,共12分)

13.(4分)答案(1)17.7　23.80　3.18　(2)2.150

14.(8分) 解析(1)为了减小误差,应使电流表读数为量程的,因电源电压为4 V,故电压表应选C,因此通过被测电阻Rx的最大电流Im= A=0.6 A,故电流表应选B,本题测的是一个小电阻,即,所以应采用电流表外接法,故采用图甲。

(2)电路连接如图所示。

(3)由题图中可读出电流表的读数为0.50 A,电压表的读数为2.6 V,故Rx==5.2 Ω。

(4)甲图中引起误差的原因主要是电压表的分流作用,即电流表的测量值大于流经Rx的电流值,选项B正确。乙图中引起误差的原因主要是电流表的分压作用,即电压表的测量值大于Rx两端的电压值,选项D正确。

答案(1)B　C　甲　(2)如解析图所示　(3)5.2

(4)B　D

三、计算题(本题共4个小题,每题10分,共40分)

15. 解析R3两端的电压U3=IR3=0.25×20 V=5.0 V

则R1、R2并联部分的电压U1=6.0 V-5.0 V=1.0 V

由I=kU3得,R1中的电流I1=k=0.2×(1.0)3 A=0.2 A

所以R2中的电流I2=I-I1=0.25 A-0.2 A=0.05 A

则R2= Ω=20 Ω。

答案20 Ω

16.解析设水银柱在两种情况下的电阻分别为R1、R2,对应的长度、横截面积分别为l1、l2、S1、S2,由电阻定律得

R1=ρ

R2=ρ

在两种情况下水银的体积相同,所以有l1S1=l2S2

又因为S1=πd2,S2=π(2d)2

所以S2=4S1,l1=4l2

代入电阻计算式得R1=16R2

由欧姆定律得U=R1I1=R2I2

所以I2=16I1=1.6 A。

答案1.6 A

17.解析(1)R3、R4并联后电阻为R34,则

R34= Ω=2 Ω

R1、R2和R34串联,总电阻R=R1+R2+R34=14 Ω。

(2)根据欧姆定律I=,得I= A=3 A

由于R1、R2串联在干路上,通过R1、R2的电流都是3 A。

设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,由并联电路的特点知

I3+I4=3 A

解得I3=1 A,I4=2 A。

答案(1)14 Ω　(2)I1=I2=3 A　I3=1 A　I4=2 A

18.解析(1)由题意知电流表G的满偏电压

Ug=IgRg=0.03 V。

甲

改装成量程为0~3 V的电压表,原理示意图如图甲所示,当达到满偏时,分压电阻R的电压UR=U-Ug=2.97 V

所以,分压电阻R= Ω=990 Ω

改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。

(2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,原理示意图如图乙所示,当达到满偏时,分流电阻R的电流IR=I-Ig=0.597 A

乙

所以,分流电阻R=≈0.05 Ω

改装后电流表的内阻RA=≈0.05 Ω。

答案(1)990 Ω　1 000 Ω　(2)0.05 Ω　0.05 Ω