必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试课后测评

2021-2022学年度高二物理第十一章电路及其应用单元过关检测（五）必修第三册（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．下列说法中正确的是（　　）

A．点电荷就是体积很小的带电体

B．电子定向运动的速率越大，电流越大

C．在电源内部非静电力做功越多，电动势越大

D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大

2．如图所示，4只电阻串联于某电路中.现已测出UAC =9 V，UBD =6 V，R2 =R4，则UAE（  ）

A．大于15 V B．小于15 V

C．等于15 V D．无法确定

3．一只“220 V、100 W”的灯泡工作时的电阻为484Ω，测量它不工作时的电阻应（　　）

A．等于484 Ω

B．大于484 Ω

C．小于484 Ω

D．无法确定

4．如图所示，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是

A．功率之比是P1∶P2∶P3＝1∶2∶6

B．电压之比是U1∶U2∶U3＝1∶2∶2

C．电流之比是I1∶I2∶I3＝4∶3∶6

D．功率之比是P1∶P2∶P3＝6∶3∶4

5．某一导体的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是

A．A点对应的导体的电阻为120 Ω

B．在AB段，导体的电阻变化了20 Ω

C．B点对应的导体的电阻为8 Ω

D．在AB段，导体的电阻随电压的增大而减小

6．某导体的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．该导体是线性元件

B．曲线的切线的斜率表示导体的电阻

C．随着导体两端的电压增大，导体的电阻增大

D．该导体的电阻率不随导体两端的电压变化而变化

7．如图所示，两个电阻串联后接在电路中两点,已知两点间电压不变．某同学把一个实验室里的电压表并联在两端时，读数为V；将该电压表并联在两端时，读数为4V，则两点间电压（ ）

A．大于9V B．等于9V

C．小于9Ｖ D．无法确定

二、多选题

8．在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列说法正确的是（　　）

A．任何电路中，电功为 B．任何电路中，电功为

C．纯电阻电路中 D．在非纯电阻电路中

9．如图1所示，一个电容为C的理想电容器与两个阻值皆为R的电阻串联后通过电键K连接在电动势为E的直流电源的两端，电源的内电阻忽略不计，电键K是断开的。在时刻，闭合电键K，接通电路。在图2中给出了六种电压V随时间t变化的图线a、b、c、d、e、f，现从其中选取出三种图线用来表示图1所示电路上1、2、3、4四点中某两点间的电压随时间t的变化，下面四个选项中正确的是（　　）

A．a、b、f B．a、e、f C．b、d、e D．c、d、e

10．如图，有四个虚线框围成的正方形，A、B分别表示两个电阻RA、RB的U－I图线，则（　　）

A．RA＝4RB

B．A、B并联后总电阻的U－I图线是C

C．当A、B中的电流相等时，UA＝4UB

D．当A、B中的电压相等时，IB＝4IA

三、实验题

11．某同学测量一只未知阻值的电阻。

（1）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示。其阻值示数为________；为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应选择的档位是____________。

（2）如图甲所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图乙中的____________。

（3）关于用多用电表欧姆档测电阻的操作，下列说法正确的是____________

A．测量前必须调零，而且每换档后都要重新调零

B．为使测量比较准确，应该用两手握住两表笔金属杆与待测电阻两端紧紧捏在一起

C．待测电阻若使连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量

D．使用完毕应当把选择开关旋到“”档或交流电压最高档

12．为了测量一个“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：

电源：电动势12V，内阻不计；

安培表：0～0.6A（内阻约0.5Ω）、0～3A（内阻约0.1Ω）；

伏特表：0～3V（内阻约3kΩ）、0～15V（内阻约15kΩ）；

滑动变阻器：0～20Ω，允许最大电流1A；

开关一个，导线若干。

（1）实验时要求加在灯泡两端的电压从0调到12V，请在图a所示的电路中再接入所需导线，完成实验电路________________________。

（2）某同学测得的小灯泡伏安特性曲线如图b所示。在某次测量时，安培表指针位置如图c所示，则其读数为_______A，此时小灯泡的实际功率为_______W。

（3）若还想根据小灯泡伏安特性曲线求出图c中P状态时小灯泡的电阻，甲同学认为应该用L1直线斜率求灯泡电阻；乙同学认为应该用L2直线斜率求灯泡电阻。则_____同学的说法正确。

四、解答题

13．欧姆表中值电阻值为15Ω，待测电阻约为1800Ω，要较准确地测定该电阻应选用哪一个量程？

14．有一个电流表G，内阻=30Ω，满偏电流=1mA，

（1）要把它改装为量程为0--3V的电压表，应如何办？改装后电压表的内阻多大？

（2）要把它改装为量程为0--6mA的电流表，应如何办？改装后电流表的内阻多大？

15．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。

（1）该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率恒为v。

① 求导线中的电流I；  

②为了更精细地描述电流的分布情况，引入了电流面密度j，电流面密度被定义为单位面积的电流强度，求电流面密度j的表达式； 

③经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型，求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。

（2*）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动，从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动，由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力，所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足（1）问中的规律，求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动（减速时间可忽略不计）之后，通过线圈导线横截面的电荷量Q。

16．图是一种悬球式加速度仪的原理图，用它可以测定沿水平轨道做匀变速直线运动的列车的加速度，质量为m的金属球系在细金属丝下端，金属丝上端固定在O点，是长为L的均匀电阻丝，阻值为R，金属丝和电阻丝接触良好，摩擦不计，在的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，这两根导线之间接一个零刻度在中间的电压表V（金属丝和连接用的导线的电阻不计），图中虚线与垂直，，电阻丝两端接在电压为U的稳压电源上，整个装置固定在列车中，且为列车的前进方向，那么，由电压表的读数就可以测出列车加速度的大小：

（1）当列车沿水平轨道向右做匀加速直线运动时，写出加速度大小a和金属丝偏转角间的关系式；

（2）写出加速度a和电压表读数的关系式；

（3）该装置能测定的最大加速度为多大？

参考答案

1．D

【详解】

A．点电荷是一种理想模型，是当带电体本身的体积、形状大小及带电电荷的分布对我们所研究的问题影响不大，此时带电荷就可以看作是点电荷，所以不是体积很小的带电体就能看成点电荷，故A错误；

B．由可知，电子定向运动的速率越大，电流不一定越大，故B错误；

C．由电源的电动势可知，在电源内部非静电力做功越多，电动势不一定越大，故C错误；

D．由电流强度的定义式可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故D正确。

故选D。

2．C

【解析】

【详解】

由图可知四个电阻串联，所以通过它们的电流相等，根据欧姆定律可知，当R2=R4时，UBC=UDE，由串联电路中总电压等于各电阻两端电压之和，可得

UAE=UAB+UBC+UCD+UDE=UAB+UBC+UCD+UBC=UAC+UBD=9V+6V=15V.

A. 大于15 V，与结论不相符，选项A错误；

B. 小于15 V，与结论不相符，选项B错误；

C. 等于15 V，与结论相符，选项C正确；

D. 无法确定，与结论不相符，选项D错误；

3．C

【详解】

金属导体的电阻率随温度的降低而减小，不工作时温度较低，所以电阻小于484 Ω。

故选C。

4．A

【详解】

B．电阻R1与R2并联后与R3串联；并联电阻为：

并联电路电压相等，串联电路电压比等于电阻比，有：

可得：

故B错误．

C．串联电路电流相等，并联电路电流比等于电阻的反比，故：

因为：
所以有：

故C错误．
AD．根据电功率公式P=UI，有：

故A正确，D错误．

5．B

【详解】

ABC．A点的电阻为：

B点的电阻为：

则两点间的电阻改变了80Ω-60Ω=20Ω；故AC错误，B正确；

D．由于从A到B，曲线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，则在AB段，导体的电阻随电压的增大而增大，选项D错误。

6．C

【详解】

ABC．根据

可知图像的点与原点连线的斜率表示导体的电阻，不是某点切线的斜率表示电阻，随着电压的增大，图像的点与原点连线的斜率增大，则知随着电压的增大导体的电阻不断增大，该导体伏安特性曲线是弯曲的曲线，不是线性元件，AB错误C正确；

D．导体的电阻率跟导体材料、温度有关，当导体两端的电压变化时导体的温度就会变化，则导体的电阻率就可能变化，D错误。

故选C。

7．A

【详解】

并联后的总电阻小于任一支路电阻，由串联分压可知，当把一个实验室里的电压表并联在两端时，读数为5V，没有并联电压表时，R1两端电压肯定大于5V，同理R2两段电压肯定大于4V，所以电源电压肯定大于9V，A对；

8．BCD

【详解】

B．在任何电路中，电功

B正确；

C．电路是纯电阻电路，则

C正确；

AD．电路是非纯电阻电路，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，电功大于电热，即

A错误D正确。

故选BCD。

9．AB

【详解】

电源内阻忽略不计，电键K闭合后图中1、4之间的电压等于电源电动势，所以图a可以表示1、4间的电压；电容器充电过程，电源中的电流逐渐减小，根据欧姆定律得：1、2和3、4间的电压逐渐减小，而时，电压小于电源电动势，都可用图b表示；随着时间的推移，电容器的电荷量逐渐增大，由

可得：电容器板间的电压逐渐增大，电路稳定时电压等于电源电动势，故f图可表示2、3间的电压；1、3间电压随着电容器的电量增多而增大，K刚闭合时，电压小于电源电动势，电路稳定时，电压等于电源电动势，可用e图表示1、3间的电压；

故选AB。

10．ACD

【详解】

A．U－I图线斜率表示电阻，由图像知，A正确；

C．当A、B中的电流相等时，UA＝4UB，C正确；

D．当A、B中的电压相等时，IB＝4IA，D正确；

B．A、B并联后总电阻小于B，斜率小于B，B错误。

故选ACD。

11．1000Ω    “×100”档    A    ACD   

【详解】

（1）[1][2]其阻值示数为100×10Ω=1000Ω；指针偏转角度偏小，说明倍率档选择过小，则为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应选择的档位是“×100”档。

（2）[3]红表笔接“+”极，黑表笔接“-”极；黑表笔在内部接电源的正极，且内部接有滑动变阻器做调零电阻，则图A正确；

（3）[4] A．测量前必须调零，而且每换档后都要重新调零，选项A正确；

B．使用欧姆档测电阻时，两手不能把两表笔金属杆与待测电阻两端紧紧捏在一起，这样会造成误差，选项B错误；

C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量，选项C正确；

D．使用完毕应当把选择开关旋到OFF档或交流电压最高档，以免误用损坏电表，选项D正确；

故选ACD。

12．    0.40    2.4    乙   

【详解】

第一空. 由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法；由于小灯泡电阻较小满足 ，电流表应用外接法，实验电路如图所示：

第二空. 根据图示可知，电流表每小格读数为0.02A，应采取估读，所以读数为：I=0.40A；

第三空. 从U-I图象中可读出I=0.40A时对应的电压U=6.0V，所以小灯泡功率为：P=UI=2.4W；

第四空. 根据 可知，电阻R等于U-I图象中图线上的点与原点连线的斜率而不是切线的斜率，所以乙同学正确．

13．选×100挡

【详解】

由题设条件可知，而，为使测量较准确，指针应该指向表盘中央附近位置，也就是宜取18，即

得

所以应选×100挡。

14．（1）   （2）

【分析】

改装成电压表要串联电阻分压；把电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值.

【详解】

（1）表头满刻度电压值为Ug=Ig×Rg=0.03V，量程为0--3V时，在电阻R1两端的电压应为3-0.03=2.97V，电阻为：．

（2）把电流表改装成0--6mA的电流表需要并联电阻阻值：．

【点睛】

本题考查了电流表的改装，知道电流表改装原理，应用电路特点与欧姆定律即可正确解题．

15．（1）① ；②；③  （2）

【详解】

（1）①导线中的电流

；

②电流面密度

；

③取长度为L一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，即

而

联立解得

（2）设线圈经过时间∆t停止运动，则对内部的粒子，由动量定理：

其中

则

；

而

联立可得

16．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）由金属球的受力分析如图所示，不难得出拉力F和重力的合力就是使金属球随列车一起加速的合力，有

所以

故有

（2）因为上电流恒定，电压表读数与电源电压U之比就是与的长度之比，有

所以

故有

.

（3）因最大时对应的加速度a也最大，有

即