第十一章 电路及其应用 培优测试卷—— 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)

必修第三册第十一章
电路及其应用
培优测试卷
(90分钟
100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大
B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
2．金属材料的电阻率有以下特点：(1)一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；(2)金属的电阻率随温度的升高而增大，有些金属的电阻率随温度变化而显著变化，有些合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是(　　)
A．连接电路用的导线一般用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
3．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为(　　)
A.
B.
C．neρL
D.
4．有三个电阻，R1＝2
Ω，R2＝3
Ω，R3＝4
Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是(　　)
A．6∶4∶3
B．3∶4∶6
C．2∶3∶4
D．4∶3∶2
5．一个电流表的满偏电流Ig＝1
mA，内阻为500
Ω，要把它改装成一个量程为10
V的电压表，则应在电流表上(　　)
A．串联一个10
kΩ的电阻
B．并联一个10
kΩ的电阻
C．串联一个9.5
kΩ的电阻
D．并联一个9.5
kΩ的电阻
6．用多用电表探测如图所示的黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么该黑箱内元件的接法可能是下列选项中的(　　)
7．
如图所示，当电路a、b两端接入100
V电压时，c、d两端电压为20
V；当电路c、d两端接入100
V电压时，a、b两端电压为50
V，则R1∶R2∶R3为(　　)
A．4∶2∶1
B．2∶1∶1
C．3∶2∶2
D．以上都不对
8．如图所示，电解池内有一价的电解质溶液，时间t内通过溶液内部截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是(　　)
A．正离子定向移动形成的电流方向为A→B，负离子定向移动形成的电流方向为B→A
B．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A到B，电流为I＝
D．溶液中电流方向从A到B，电流为I＝
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中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。
9．在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是(　　)
A．使用前检查指针是否指在电阻挡的“∞”处
B．每换一次挡位，都必须重新进行电阻挡调零
C．在外电路中，电流从黑表笔流出经被测电阻到红表笔
D．测量时，若指针偏角较小，应换倍率较小的挡位来测量
10．
如图所示，半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为q，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，将产生等效电流，则(　　)
A．若ω不变而使电荷量q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、q不变，将橡胶圆环拉伸，使环的半径增大，电流将变大
D．若使ω、q不变，将橡胶圆环拉伸，使环的半径增大，电流将变小
11．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　)
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
D．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
12．电流表的内阻为Rg、满刻度电流为Ig。那么以下结论中正确的是(　　)
A．如并联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为量程是nIg的电流表
B．如串联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为一个量程是(n＋1)IgRg的电压表
C．如并联一个阻值为的定值电阻，就可以改装成一个量程是nIg的电流表
D．如串联一个阻值为的定值电阻，就可以改装成一个量程是(n－1)IgRg的电压表
三、非选择题:本题共6小题,共60分。计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。
13．如图所示，在某次实验中，某同学用螺旋测微器测金属丝的直径，其示数D＝________
mm。
14．如图为一正在测量中的多用电表盘。使用时红表笔插入多用表的正(＋)插孔，则：
(1)测电压时，电流从________表笔流入多用电表；测电阻时，电流从________表笔流出多用电表；测电流时，电流从________表笔流入多用电表。
(2)用直流10
V挡测量电压，则读数为________
V。
(3)用“×1”挡测量电阻，则读数为________
Ω。
(4)用直流5
mA挡测量电流，则读数为________
mA。
15．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1
m，b＝0.2
m，c＝0.1
m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其UI图线如图乙所示。当U＝10
V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
16．在截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为ρ，电子电荷量为e，则电子在铜导体中运动时受到的静电力是多少？
17．如图所示的电路中，R1＝10
Ω，R2＝4
Ω，R3＝6
Ω，R4＝3
Ω，U＝2.4
V。若在a、b间接一只理想电压表，它的读数是多少？
18．在如图所示的电路中，定值电阻R1＝2
Ω、R2＝3
Ω，滑动变阻器的最大阻值为R＝5
Ω，电流表的内阻不计。如果电路两端接有U＝6.3
V的电压，试分析当滑片P由最上端向下滑动到最下端的过程中，电流表示数的变化范围。
参考答案
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1．C
解析：由I＝知q大，I不一定大，还要看t的大小，A错误；电子做无规则热运动的速率很大，但不能形成电流，故电子运动的速率变大，电流大小可能不变，B错误；单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，C正确；电流虽然有方向但不是矢量，其运算遵循代数运算法则，D错误。
2．B
解析：纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，A错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，B正确；只有电阻率随温度明显变化时，才能用来测温度，故电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属来制作，C错误；标准电阻要求阻值尽量不受温度影响，故标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金材料制作，D错误。
3．A
解析：根据电流的微观表达式可知I＝neSv，由欧姆定律可得I＝，而R＝ρ，联立可得v＝，故A正确，B、C、D错误。
4．A
解析：设并联电路两端的电压为U，则I1∶I2∶I3＝∶∶＝∶∶＝6∶4∶3，A正确。
5．C
解析：把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，可知B、D错误。通过电流表的电流为Ig时，电流表表头两端的电压Ug＝IgRg＝1×10－3×500
V＝0.5
V，串联电阻R分担的电压UR＝U－Ug＝10
V－0.5
V＝9.5
V，所以串联电阻的阻值R＝＝＝9.5
kΩ，故C正确，A错误。
6．B
解析：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压，说明E、G与F、G间有电源存在，E、F间无电源，D错误；用欧姆挡测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入电表，且黑表笔接E点、红表笔接F点时电阻很小，但黑表笔接F点、红表笔接E点时电阻很大，说明E、F间有二极管且E接二极管正极，故该黑箱内元件的接法可能是B。
7．A
解析：当a、b两端接入100
V电压时，有20
V＝R2，解得R1∶R2＝2∶1；当c、d两端接入100
V电压时，有50
V＝R2，解得R2∶R3＝2∶1，联立得R1∶R2∶R3＝4∶2∶1。故选A。
8．D
解析：正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向。正、负离子经过同一截面时，I＝公式中q应该是正、负离子电荷量的绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，故D正确。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中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。
9．ABC
解析：指针偏角小，说明电阻大，应换用倍率大的挡位重新测量，D错误。
10．AB
解析：截取圆环的任一横截面S，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个横截面的电荷量为q，则有I＝，又T＝，所以I＝，由上式可知，A、B正确，C、D错误。
11．AB
解析：由图知，随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知灯泡的电阻不断增大，故A正确；由图像可知，P点对应的电压为U1，电流为I2，则灯泡的电阻R＝，故B正确，C、D错误。
12．BC
解析：若并联一个阻值为nRg的定值电阻，根据电流与电阻成反比可知，其分担的电流为Ig，可以改装成量程为Ig的电流表，A错误；若并联一个阻值为的定值电阻，根据电流与电阻成反比可知，其分担的电流为(n－1)Ig，可以改装成量程为nIg的电流表，C正确；如果串联一个阻值为nRg的定值电阻，根据电压与电阻成正比可知，其分担的电压为nIgRg，可以改装成一个量程是(n＋1)IgRg的电压表，B正确；如果串联一个阻值为的定值电阻，根据电压与电阻成正比可知，其分担的电压为IgRg，可以改装成一个量程是IgRg的电压表，D错误。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。
13．900
解析：螺旋测微器的固定刻度读数为0.5
mm，可动刻度读数为0.01×40.0
mm＝0.400
mm，所以最终读数为0.5
mm＋0.400
mm＝0.900
mm。
14．(1)红　黑　红　(2)6.6　(3)7.0　(4)3.30
解析：(1)无论利用多用电表测电流、电压还是电阻，电流总是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表。
(2)用直流10
V挡测电压时，第2行刻度每一大格的电压是2
V，每一小格的电压是0.2
V，指针指在第3大格右侧的第3小格位置，读数为6.6
V。
(3)用“×1”欧姆挡测电阻时，因指针指在电阻刻度(第一行)的“7”位置，读数为7.0
Ω。
(4)用直流5
mA挡测电流时，因电流、电压都是用表盘第2行的刻度来读数，此时每一大格的电流是1
mA，每一小格的电流是0.1
mA，所以读数为3.30
mA。
15．Ω·m
解析：由图乙可求得当U＝10
V时电解液的电阻为：
R＝＝
Ω＝2000
Ω，
由图甲可知电解液柱长为：l＝a＝1
m，
截面积为：S＝bc＝0.02
m2，
结合R＝ρ，
得ρ＝＝
Ω·m＝40
Ω·m。
16．
解析：铜导体内沿导线方向存在恒定电场，电子在恒定电场的作用下运动。
设长为l的导体两端电压为U，则恒定电场的场强
E＝，
由欧姆定律知U＝IR，
而R＝，
所以E＝，
则电子在铜导体中受到的静电力为F＝eE＝。
17．8
V
解析：在a、b间接一只理想电压表时，原电路可以简化为如图所示。
R2、R3串联后电阻为R串＝R2＋R3＝4
Ω＋6
Ω＝10
Ω，R串与R1并联后电阻为R分＝＝5
Ω，R分再与R4串联后的总电阻为R总＝R分＋R4＝5
Ω＋3
Ω＝8
Ω，
此时干路电流为I总＝＝＝0.3
A，
R4两端的电压U4＝I总R4＝0.3
A×3
Ω＝0.9
V，
所以R2、R3串联电路两端的电压为
U串＝U－U4＝2.4
V－0.9
V＝1.5
V，
R2、R3串联电路电流I串＝＝＝0.15
A，
R3两端的电压为U3＝I串R3＝0.15
A×6
Ω＝0.9
V，
电阻R3、R4两端的电压之和也就是电压表的示数
U′＝U3＋U4＝0.9
V＋0.9
V＝1.8
V。
18．电流表示数从3.94
A减小到2.52
A再增大到3
A
解析：设P、a间电阻为Ra，则混联电路总电阻：
R总＝
＝
上式中分子里两个因式之和为定值，则：
当2
Ω＋Ra＝8
Ω－Ra，即Ra＝3
Ω时，
R总max＝2.5
Ω
Imin＝＝2.52
A
当Ra＝0时，R总1＝1.6
Ω
I1＝≈3.94
A
当Ra＝5
Ω时，R总2＝2.1
Ω，I2＝＝3
A
故当滑片P由最上端向下滑动到最下端的过程中，电流表示数从3.94
A减小到2.52
A再增大到3
A。