2022年高中物理 第十一章 电路及其应用测评卷 新人教版必修第三册.docx

1、第十一章 电路及其应用 注意事项 1.本试卷满分 100 分,考试用时 75 分钟。2.无特殊说明,本试卷中 g 取 10 m/s2。一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.同一电解槽中,在最初的 t1=1 s 的时间内向右通过了 21018 个二价正离子,在接下来的t2=2 s 的时间内向左通过了 1018个一价负离子,则下列说法正确的是()A.两段时间内电流的方向相反 B.两段时间内电流的大小相同 C.t1时间内的电流是 t2时间内电流的 4 倍 D.t1时间内的电流是 t2时间内电流的 8 倍 2.如图所示为两条电阻丝的 U-I

2、 图线,甲、乙图线与横坐标轴夹角分别为、,若将两条电阻丝并联接入电路中,通过它们的电流之比为()A.tan tan B.tan2 tan2 C.tan tan D.tan2 tan2 3.现代集成电路的集成度很高,要求里面的各种电子元件都微型化,且集成度越高,电子元件越微型化。如图所示是某集成块中的一长方形金属导体按不同方向放置,箭头方向分别与某边平行,若沿箭头方向加相同电压,则沿箭头方向电流最大的是()4.如图所示的电路中,电阻 R1=R2,R3=2R4。在 c、d 间接入电源,经过一段时间,电容器被充入一定量的电荷,图中左端为电源正极,可以确定 a、b 间的电压大小为()A.12U B.1

3、4U C.16U D.18U 5.如图所示为一测量电解液电阻率的长方体玻璃容器,P、Q 为电极,设 a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当容器内注满某电解液,通电后,电压表示数 U=10 V,电流表示数 I=5 mA。则电解液的实际电阻率()A.略大于 40 m B.略小于 40 m C.略大于 10 m D.略小于 10 m 6.如图所示电路中,已知 R1=5,R2=12,理想电压表示数为 2 V,理想电流表示数为 0.2 A,下列说法正确的是()A.R3的阻值为 10 B.R3的阻值为 12 C.A、C 两端的电压为 2 V D.A、C 两端的电压为 2.4 V 7.把一个电流计接

4、成如图所示电路。三个端点 a、b、c,一次使用 a、b 两个端点,一次使用 a、c 两个端点,已知改装之后的电流表有两个量程:00.1 A 和 01 A。已知电流计内阻 Rg=90,电流计满偏电流 Ig=10 mA。下列判断正确的是()A.使用 a、b 两个端点,量程是 01 A;使用 a、c 两个端点,量程是 00.1 A;R1=0.1,R2=0.9 B.使用 a、b 两个端点,量程是 01 A;使用 a、c 两个端点,量程是 00.1 A;R1=0.1,R2=9 C.使用 a、b 两个端点,量程是 01 A;使用 a、c 两个端点,量程是 00.1 A;R1=1,R2=9 D.使用 a、b

5、 两个端点,量程是 00.1 A;使用 a、c 两个端点,量程是 01 A;R1=1,R2=0.9 8.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关 S 闭合,甲、乙两表都为理想电压表时,两表的示数之比 U 甲U 乙=54;当开关 S 断开,甲、乙两表都为理想电流表时,两表的示数之比 I 甲I乙是()A.25 B.52 C.23 D.15 二、多项选择题(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分)9.A、B 导体的 U-I 图线如图中实线所示,下列判断正确的是()A.A 导体的电阻是 6 B.B 导体

6、的电阻是 2 C.当电流为 0.3 A 时,A 导体的电阻是 6 D.当电流为 0.3 A 时,A 导体的电阻应该等于它此时切线的斜率,即 18 10.如图所示,甲、乙两个电压表是由相同的电流表 G(内阻为 Rg)改装而成,R1=9Rg、R2=99Rg。下列说法正确的是()A.甲的量程为乙的量程的 10 倍 B.测量同一电压时,甲表指针的偏转角度比乙表的大 C.甲、乙两电压表并联接入电路时,两表指针的偏转角度相同 D.甲、乙两电压表串联接入电路时,两表指针的偏转角度相同 11.如图所示,一块均匀的长方体金属块,长为 a,宽为 b,厚为 c,已知 abc=312,在长方体的左、右、前、后分别引出

7、 A、B、C、D 四个接线柱,现分别在 A、B 两端及 C、D 两端施加恒定电压 U1、U2,相应的沿电流方向电子定向移动的平均速率为 v1、v2,单位时间内流过垂直电流方向横截面的电荷量为 q1、q2,若 U1=U2,则()A.v1v2=13 B.v1v2=31 C.q1q2=91 D.q1q2=19 12.如图所示,电源电压保持 6 V 不变,R1=5,R3=15,滑动变阻器 R2标有“15,2 A”字样,电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是()A.当 R2的滑片 P 在 b 端,只闭合 S、S1时,电流表示数为 0.3 A,电压表示数为 0 B.当 R2的滑片 P 在 b 端,只

8、闭合 S、S2时,电流表示数为 0.2 A,电压表的示数为 3 V C.当 R2的滑片 P 在 a 端,只闭合 S、S2时,电流表示数为 0.4 A,电压表示数为 0 D.当 R2的滑片 P 在 a 端,闭合 S、S1、S2时,电流表示数为 1.2 A,电压表的示数为 0 三、非选择题(本题共 6 小题,共 60 分)13.(6 分)铅笔内芯是石墨和黏土的混合体。(1)某同学使用螺旋测微器测定其直径 d,某次测量结果如图 1 所示,读数为 mm。用游标卡尺测量其长度,示数如图 2 所示,由图可知其长度 L=cm。(2)某同学使用多用电表欧姆挡粗测其电阻,他首先将选择开关置于“10”倍率,接着将

9、两支表笔短接,旋转欧姆调零旋钮使指针指向 0,然后将两表笔分别与该铅笔内芯两端接触,测其 电 阻 时 指 针 如 图3所 示,则 该 同 学 接 下 来 应 该 进 行 的 操 作是 。图 3(3)若该同学在上一步中正确操作后再次测量时指针如图 4 所示,则该铅笔内芯的电阻是 。图 4(4)若该铅笔内芯的直径为 d,有效长度为 L,用伏安法精确测得其电阻为 R,则其电阻率为 (用该问所给出的物理量表示)。14.(8 分)为了描绘某额定电压为 3 V 的小灯泡的伏安特性曲线,实验室提供了以下实验器材:直流电源 E=4 V,电阻不计;电压表 V(03 V,内阻约 5 k);电流表 A(00.6 A

10、,内阻约为 5);滑动变阻器 R(010);开关 S 及导线若干。(1)请在虚线框中画出实验电路图。(2)如图为实验过程中,滑动变阻器滑片移动到某个位置时,电压表和电流表指针位置,读出两表的示数,U=V,I=A。(3)记录下多组 U 和 I 的数据后,作出小灯泡的伏安特性曲线如图所示:从图中可以得到小灯泡的电阻有何特点:。(4)从实验结果还可得出,此小灯泡灯丝的电阻率随温度的升高而 。15.(7 分)设电子以速率 v 绕某原子核做匀速圆周运动,形成一大小为 I 的等效环形电流。已知电子的电荷量为 e,质量为 m,静电力常量为 k,求:(1)电子做圆周运动的轨道半径 r;(2)原子核所带电荷量

11、q。16.(9 分)离地面高度 H=5.0104 m 以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度 5.0104 m 处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为 U=3.0105 V。已知,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为q=1.8103 C,地球表面积近似为 S=5.01014 m2,求:离地面 5.0104 m 以下的大气层(漏电大气层)的平均电阻率。(结果保留两位有效数字)17.(14 分)如图所示,R1、R2、R3的电阻之比是 235,电流表内阻忽略不计,电路两端的电压恒定,试求:(1)三个电阻中的电流之比;(2)两个电流表的

12、示数之比。18.(16 分)如图所示的电路,电源电压恒为 18 V,电流表的量程为 00.6 A,电压表的量程为015 V,定值电阻 R1的阻值为 10,滑动变阻器 R2的铭牌上标有“100,2 A”,为确保不损坏仪器,滑片 P 在变阻器某两点间缓慢移动。电压表、电流表均为理想电表。求:(1)电流表的最小示数;(2)滑动变阻器接入电路的阻值范围。答案全解全析 第十一章 电路及其应用 1.D 正电荷定向移动方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故两段时间内 电 流 的 方 向 相 同,选 项A错 误;由I=有I1=11=2101821.610-191 A=0.64 A,I2=22=

13、110181.610-192 A=0.08 A,则t1时间内的电流是t2时间内电流的8倍,选项D正确,B、C 错误。2.C U-I 图线的斜率表示导体的电阻,它们并联接入电路,两端的电压相等,根据 I=可得通过它们的电流之比为 I 甲I 乙=tan tan,选项 C 正确。3.C 根据 I=,U 相同,若 I 最大,则要求 R 最小,根据 R=可知,C 选项中长度 l 最小,横截面积 S 最大,因此 R 最小,电流最大,选项 C 正确。4.C 因为 R1=R2,则 c、a 之间的电势差 Uca=12U;因为 R3=2R4,则 c、b 之间的电势差 Ucb=23U,a 点电势高于 b 点电势,则

14、 a、b 间的电压大小 Uab=Uac-Ubc=Ucb-Uca=23U-12U=16U,选项 C 正确。5.B 由欧姆定律可得 R=2 k,由电阻定律可得 R=,代入数据可解得=40 m,但由于电流表的分压作用,使电压表的示数偏大,导致电阻测量值偏大,算出的电阻率偏大,故实际电阻率略小于 40 m,选项 B 正确。6.B 电路中的总电流 I=I1=1=25 A=0.4 A,则对并联电路有(I-I2)R3=I2R2,解得 R3=R2=12,选项 A 错误,B 正确;A、C 两端的电压为 UAC=UAB+I2R2=2 V+0.212 V=4.4 V,选项 C、D 错误。7.C 根据电流表的改装原理

15、可知,接 a、b 时,R1起分流作用为一支路,G 与 R2串联为一支路,最大测量值为 Iab=Ig(1+g+21);同理接 a、c 时,R1、R2为一支路,起分流作用,G 为一支路,最大测量值为 Iac=Ig(1+g1+2),可知 IabIac,故使用 a、b 两个端点,量程是 01 A;使用 a、c 两个端点,量程是 00.1 A;联立解得 R1=1,R2=9,选项 C 正确。8.D 当开关 S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测 R2两端的电压,已知 U 甲U 乙=54,所以,R1、R2两端的电压之比12=甲-乙乙=14,两电阻的阻值之比12=12=1

16、4。当开关 S 断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过 R2支路的电流,电流表乙测干路电流,R1、R2两支路的电流之比12=12=41,两表示数之比甲乙=21+2=15,选项 D 正确。9.BC 由图像可知,A 导体的电阻值不是定值,选项 A 错误;B 导体的电阻 RB=2,选项 B正确;当电流为 0.3 A 时,A 导体的电阻 RA=6,选项 C 正确,D 错误。10.BD 甲的最大测量值为 U 甲=Ig(Rg+R1)=10IgRg,乙的最大测量值为 U 乙=Ig(Rg+R2)=100IgRg,可得甲的量程为乙的量程的110,选项 A 错误;甲、乙两电压表并联接入电路时,测量

17、的电压相等,所以流过电压表的电流 I=g+,由于 R2R1,所以 I 乙I 甲,可知甲表指针的偏转角度比乙表指针的偏转角度大,选项 B 正确,C 错误;甲、乙两电压表串联接入电路时,流过电流表 G 的电流相等,所以两表指针的偏转角度相同,选项 D 正确。11.AD 由题意可知UAB=U1=I1RAB=nebcv1=nev1a,同理UCD=U2=I2RCD=neacv2=nev2b,因 U1=U2,则 v1v2=ba=13,选项 A 正确,B 错误;因为 IAB=nebcv1,ICD=neacv2,=12=19,即单位时间内流过垂直电流方向横截面的电荷量之比 q1q2=19,选项 C 错误,D

18、正确。12.BC 当 R2的滑片 P 在 b 端且只闭合开关 S、S1时,R1与 R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压,所以电压表示数为 6 V,电路中的电流 I=1+2=6V5+15=0.3 A,选项 A 错误;当 R2的滑片 P 在 b 端且只闭合开关 S、S2时,R3与 R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电路中的电流 I=3+2=6V15+15=0.2 A,滑动变阻器两端的电压 U2=IR2=0.2 A15=3 V,选项 B 正确;当 R2的滑片 P 在 a 端,滑动变阻器接入电路的电阻为 0,只闭合 S、S2时,电路为 R3的简单电路,电压表被短路,示数为 0,通过该

19、电路的电流 I3=3=6V15=0.4 A,选项 C 正确;当 R2的滑片 P 在 a 端,闭合 S、S1、S2时,R1与 R3并联接入电路,电流表测干路中的电流,电压表被短路,电流表的示数为 I0=1+3=6V5+6V15=1.6 A,选项 D 错误。13.答案(1)0.645(1 分)4.240(1 分)(2)将选择开关置于“1”倍率,并重新进行欧姆调零,再进行测量(1 分)(3)12(1 分)(4)24(2 分)解析(1)螺旋测微器的读数为 0.5 mm+14.50.01 mm=0.645 mm;游标卡尺是 20 分度的,精度是 0.05 mm,游标卡尺的示数为 42 mm+80.05

20、mm=42.40 mm=4.240 cm。(2)将两表笔分别与铅笔内芯两端接触,发现指针偏转角度太大,说明倍率选择过大,为了较准确地进行测量,该同学接下来应该进行的操作是:将选择开关置于“1”倍率,并重新进行欧姆调零,再进行测量;(3)该铅笔内芯的电阻是 121=12;(4)由电阻定律可得 R=,S=14d2,联立解得=24。14.答案(1)图见解析(4 分)(2)1.50(1 分)0.26(1 分)(3)当电压为 00.5 V 时,灯泡电阻为定值,当电压大于 0.5 V 时,灯泡电阻变大(1 分)(4)变大(1 分)解析(1)因为要描绘小灯泡的伏安特性曲线,需要测量多组数据,所以滑动变阻器采

21、用分压式接法,小灯泡内阻较小,电流表采用外接法,电路图如图所示。(2)电压表分度值为 0.1 V,电压表的读数为 1.50 V;电流表分度值为 0.02 A,读数为 0.26 A。(3)从图可看出,当电压为 00.5 V 时,即小灯泡两端电压较小时,其 I-U 图像的斜率基本上不变,所以小灯泡的阻值不变;当电压大于 0.5 V 时,即电压较大时,随电压的增大,I-U 图像上的点与原点连线的直线的斜率在减小,即电阻的倒数减小,所以电阻在增大。(4)实验结果表明小灯泡灯丝的电阻率随温度的升高而变大。15.答案(1)2(2)32 解析(1)设电子做圆周运动的周期为 T,则电流为 I=(1 分)又 T

22、=2(2 分)解得 r=2(1 分)(2)库仑力提供电子做圆周运动的向心力,有 k2=m2(2 分)解得 q=32(1 分)16.答案 1.71012 m 解析(1)漏电电流为 I=(2 分)漏电大气层的电阻为 R=(2 分)漏电大气层的电阻率 满足 R=(2 分)解得=1.71012 m(3 分)17.答案(1)15106(2)1625 解析(1)理想电流表用导线代替,电势相等的点用同一字母标出,如图甲所示,可见 R1、R2、R3都连接在 A、B 两点间,三者并联,等效电路如图乙所示 甲 乙 设 A、B 两点间电压为 U,R1=2R,则流过三个电阻的电流分别为 I1=1=2(2 分)I2=2

23、=3(2 分)I3=3=5(2 分)可得三个电阻中的电流之比为 I1I2I3=121315=15106(2 分)(2)电流表 A1测量的是流过 R2、R3的电流之和,故电流表 A1的示数为 IA1=I2+I3=2+3(2 分)电流表 A2测量的是流过 R1、R2的电流之和,故电流表 A2的示数为 IA2=I1+I2=1+2(2 分)代入数据可得两电流表的示数之比为 IA1IA2=1625(2 分)18.答案(1)0.3 A(2)20 50 解析(1)由电路图知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;电压表的量程为 015 V,电压表示数为 15 V 时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时 R1两端的电压为 U1=18 V-15 V=3 V(3 分)此时电路中的电流最小,为 I 小=11=3V10=0.3 A(2 分)即电流表的最小示数为 0.3 A(1 分)(2)由(1)中分析可知滑动变阻器接入电路的最大电阻为 R 滑大=滑小=15V0.3A=50(2 分)电路中的电流为 0.6 A 时,滑动变阻器连入电路的阻值最小(2 分)此时电路的总电阻为 R 小=大=18V0.6A=30(2 分)滑动变阻器连入电路的最小电阻为 R 滑小=R 小-R1=30-10=20(2 分)所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为 20 50(2 分)