第十一章 电路及其应用 单元测试卷-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

第十一章
电路及其应用
能力提升—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册单元测试卷
考试时间：90分钟
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.关于公式，下列说法中正确的是(
)
A.式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量
B.式中的q表示通过导体单位横截面积的电荷量
C.比值能表示电流的强弱
D.该公式表明电流跟通过导体横截面的电荷量成正比，跟通电时间成反比
2.在匀强电场中质子源释放初速度为零的质子，质子经电场加速后形成电流为I的质子流，质子到达靶心处时速度为v，已知质子源与靶心之间的距离为d，质子所带电荷量为e，则质子源与靶心之间的质子数为(
)
A.
B.
C.
D.
3.如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极之间，然后将它再按图乙方式接在电极之间，设之间的电压是相同的，则这两种接法的电阻大小关系为(
)
A.
B.
C.
D.
4.有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则(
)。
A.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为
B.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1:1
C.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为
D.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为
5.如图所示，经过精确校准的电压表和，分别用来测量某线路中电阻R两端间的电压时，读数依次为12.7
V和12.3
V，则(
)
A.间的实际电压略大于12.7
V
B.间的实际电压略小于12.7
V
C.电压表的内阻等于的内阻
D.电压表的内阻小于的内阻
6.如图所示为通过某种半导体材料制成的电阻的电流随其两端电压变化的关系图线，在图线上取一点M，其坐标为，其中过M点的切线与横轴正向的夹角为与横轴的夹角为α。则下列说法正确的是(
)
A.将该电阻接在电路中，其消耗的电功率随电压的增大而增大
B.该电阻阻值随其两端电压的升高而增大
C.当该电阻两端的电压时，其阻值为
D.当该电阻两端的电压时，其阻值为
7.（多选）在如图所示电路中，已知，两端电压为3
V，两端电压为1
V，为定值电阻，则(
)
A.两端电压可能为2
V
B.两端电压可能为7
V
C.若两端电压为5
V，可以判断出
D.若两端电压为5
V，可以判断出
8.（多选）用如图所示的电路测量待测电阻的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是(
)
A.电压表的内电阻越小，测量越精确
B.电流表的内电阻越小，测量越精确
C.电压表的读数大于两端真实电压，的测量值大于真实值
D.由于电流表的分压作用，使的测量值小于真实值
9.（多选）如图所示为三种不同材料制成的电阻的伏安特性曲线，其中电阻b的伏安特性曲线为曲线。它们电阻值分别用表示。由图分析可知下列正确的是(
)
A.
B.电阻b两端的电压越高，其阻值越大
C.若将电阻串联接在6
V的电源两端时总电流为1
A
D.若将电阻串联接在6
V的电源两端时
10.（多选）在如图甲所示的电路中，电源两端电压恒为3.0
V，为三个相同规格的灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断正确的是(
)
A.灯泡的电阻为
B.通过灯泡的电流为通过灯泡的电流的2倍
C.灯泡的电阻为
D.通过灯泡的电流为通过灯炮的电流的1.25倍
二、实验题（本题共2小题，共24分）
11.（12分）某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表，电阻箱、滑动变阻器、待测铅笔芯、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，记录两个电流表的示数分别为。
请回答以下问题：
（1）若电流表的内阻可忽略，则电流表示数________时，电阻箱的阻值等于待测铅笔芯的电阻值。
（2）用螺旋测微器测量该铅笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该铅笔芯的直径为________mm。
（3）已测得该铅笔芯的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出铅笔芯的电阻率_______。（结果保留3位有效数字）
（4）若电流表的内阻不能忽略，仍利用（1）中方法，则铅笔芯电阻的测量值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
12.（12分）某同学要将一量程为的微安表改装为量程为20
mA的电流表。该同学测得微安表内阻为，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。
（1）根据图（a）和题给条件，将图（b）中的实物连线。
（2）当标准毫安表的示数为16.0
mA时，微安表的指针位置如图（c）所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是_______。（填正确答案标号）
A.18
mA
B.21
mA
C.25
mA
D.28
mA
（3）产生上述问题的原因可能是______。（填正确答案标号）
A.微安表内阻测量错误，实际内阻大于
B.微安表内阻测量错误，实际内阻小于
C.R值计算错误，接入的电阻偏小
D.R值计算错误，接入的电阻偏大
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中____。
三、计算题（本题共2小题，共26分）
13.（10分）如图所示，已知路端电压，电容器，电阻。当开关S断开时，两点间的电压等于多少？当S闭合时，电容器的电荷量改变了多少？
14.（16分）某电流表内阻为，满偏电流为2
mA，如图甲、乙改装成量程为0~0.1
A和0~1
A的两个量程的电流表，试求:
（1）图甲中，和各为多少？
（2）图乙中，和各为多少？
（3）从安全角度分析，哪种改装方法较好？
答案以及解析
1.答案：C
解析：公式中q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，选项A、B错误；比值表示电流的强弱，选项C正确；由电流的微观表达式可知，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积，只是定义式，没有比例关系，故选项D错误。
2.答案：B
解析：质子从质子源由静止发出后做匀加速直线运动到靶心处，设需要的运动时间为t，则，可得，质子源与靶间的电荷量为，质子数，所以选项B正确。
3.答案：B
解析：将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，电阻值设为r，图甲中等效为两个电阻并联，，图乙中等效为两个电阻串联，，所以，所以B正确。
4.答案：B
解析：从题图所示方向，根据电阻定律可知，，故两电阻相等，比值为1:1，A项错误，B项正确。若电流竖直向下，则根据电阻定律有，故，C、D两项错误。
5.答案：A
解析：由于电压表不是理想电表（内阻不是无穷大），当两端接入电压表后，电阻R与电压表并联，总电阻小于电阻R的电阻，根据欧姆定律和串并联电路规律可知，电阻R与电压表的并联总电压小于电阻R的实际电压，即两端实际电压将大于电压表的示数，当然大于电压表的示数，即间的实际电压略大于12.7
V，故A正确，B错误；电压表测量值更接近真实值，说明电压表的内阻更大，测量时对原电路的影响更小，故CD错误。
6.答案：A
解析：本题易错之处是误认为纵、横坐标轴单位长度代表的国际单位物理量数值相等。由题图知，U增大时，电功率增大，所以A正确；由电阻知，曲线上点对应的电阻阻值为，与的大小关系不确定，所以CD错误；由图线知，曲线上的点与原点的连线的斜率随U的增大而不断增大，所以电阻阻值不断减小，B错误。
7.答案：ABC
解析：设通过的电流分别为，有两种情况，可能，得，又，得，可能，得，得，选项A正确；两端电压可能为或，选项B正确；若两端电压为5
V，则两端的电压之和等于两端的电压，即，得，，通过与的电流之和等于通过的电流，即，则，即，得，可知选项C正确，选项D错误。
8.答案：BC
解析：该电路中电流表的读数为通过的电流真实值，电压表的读数为两端的电压与电流表的分压之和，大于两端的真实电压，根据欧姆定律知，的测量值大于真实值，C对，D错。该电路中，的测量值为，故电流表的内电阻越小，测量误差越小，A错，B对。
9.答案：CD
解析：本题的易错之处在于不能正确地解读伏安特性曲线，对伏安特性曲线中点、线、斜率的物理意义把握不准确。根据可知，直线斜率的倒数等于电阻，则电阻a的阻值小于电阻c的阻值，A错误；由题图分析可知，电阻b两端的电压越高，其电阻值越小，B错误；如果将电阻串联接在6
V的电源两端，则流过三个电阻的电流相等，且三个电阻两端的电压之和等于6
V，由题图可知，当电路中的电流为1
A时电阻两端的电压分别为1
V、2
V、3
V，此时，CD正确。
10.答案：ACD
解析：灯泡两端的电压为3.0
V，由图像知通过灯泡的电流为0.25
A，灯泡的电阻为，选项A正确，C错误；与串联，电流相等，电压均为，由图像知通过与的电流均为0.20
A，，即通过灯泡的电流为通过灯泡的电流的1.25倍，选项B错误，D正确。
11.答案：（1）
（2）1.000
（3）
（4）小于
解析：（1）电阻箱与待测铅笔芯并联，由并联电路的特点可知，当时，电阻箱的阻值与待测铅笔芯的阻值相等；
（2）螺旋测微器的读数为1.000
mm；
（3）由公式可得，代入数据解得铅笔芯的电阻率为；
（4）当电流表的内阻不能忽略时，电流表与电阻箱的电阻之和等于待测铅笔芯的电阻，即铅笔芯电阻的测量值小于真实值。
12.答案：（1）连线如图所示
（2）C
（3）AC
（4）
解析：（1）量程为的微安表改装成量程为20
mA的电流表，量程扩大了80倍，需要将定值电阻与微安表并联，然后根据题图（a）的原理图连线。
（2）当标准毫安表示数为16.0
mA时，对应的微安表读数为，说明量程扩大了100倍，因此所改装的电表量程是25
mA，选项C正确。
（3）当标准毫安表示数为16.0
mA时，对应的微安表读数应为，而实际测量时微安表读数为，实际测量时微安表读数偏小，若R值计算无误，而微安表内阻测量错误，则说明微安表实际内阻大于，选项A正确，B错误；若微安表内阻测量无误，而R值计算错误，则并联接入的电阻的阻值偏小，R的分流较大，导致微安表中电流较小，选项C正确，D错误。
（4）预期目的是将量程为的微安表改装成量程为20
mA的电流表，量程扩大80倍，根据并联电路规律有；当标准毫安表示数为16.0
mA时，对应的微安表读数为，量程扩大了100倍，根据并联电路规律有，联立解得。
13.答案：18
V；减少了
解析：解：当S断开时，电路中无电流，等势，等势，因此。
当S断开时，，电容器带电荷量为。
当S闭合时，电路导通，电容器两端的电压等于电阻两端的电压，由串联电路的电压分配关系得，此时电容器的带电荷量为。
电容器带电荷量的变化量为，负号表示减少，即电容器的带电荷量减少了。
14.答案：（1）
（2）
（3）见解析
解析：（1）按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
。
（2）按图乙接法，量程为0~1
A时，和串联后与并联；量程为0~0.1
A时，和串联后与并联，分别得
解得。
（3）乙图接法较好。
甲图中，换量程的过程中，电流将全部流经表头，可能把表头烧坏。