第十一章 电路及其应用 同步测试卷—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)

2021-2022学年人教版（2019）高二物理必修第三册同步测试卷
【测试范围：第十一章
电路及其应用】
(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．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5
A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为(　　)
A．1500个
B．9.375×1019个
C．9.375×1021个
D．9.375×1020个
2．如图所示用电压表和电流表测电阻，Rx为待测电阻，如果电压表的读数是3.50
V，电流表的读数是10.0
mA，电压表的内阻是1.50
kΩ，电流表的内阻是10
Ω，那么Rx的精确值为(　　)
A．457
Ω
B．350
Ω
C．360
Ω
D．1200
Ω
3．一只“220
V　100
W”的灯泡工作时电阻为484
Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是(　　)
A．小于484
Ω
B．大于484
Ω
C．等于484
Ω
D．无法确定
4．某种确定材料的圆柱形导体的长度为L，横截面的直径为d，导体两端所加电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确的是(　　)
A．电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率不变
B．导体的长度变为2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍
C．导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率不变
D．导体横截面的直径变为，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍
5．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有(　　)
A．自由电子定向移动的平均速率为v0
B．自由电子定向移动的平均速率为v＝
C．自由电子定向移动的平均速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的平均速率为v＝
6．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U的作用下被加速，且形成电流强度为I的平均电流。若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收，在t秒内打在荧光屏上的电子数为(　　)
A.
B.
C.
D.
7．如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的关系”的电路图。a、b、c、d是四条不同的金属导体，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同。则下列操作正确的是(　　)
A．开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最小
B．研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值
C．研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量b、c两条导体两端的电压值
D．研究电阻与材料的关系时，需分别测量c、d两条导体两端的电压值
8．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联和并联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　　)
A．图a中的A1、A2的示数相同
B．图a中的A1、A2的指针偏角相同
C．图b中的A1、A2的示数和偏角都不同
D．图b中的A1、A2的指针偏角相同
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．有两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表A1和A2，A1的量程是A2的2倍，则(　　)
A．若串联起来，两表指针偏角θ1<θ2，两表示数相等
B．若串联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数
C．若并联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数
D．若并联起来，两表指针偏角θ1>θ2，两表示数相等
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．某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I＝3
A，I1＝2
A，R1＝10
Ω，R2＝5
Ω，R3＝30
Ω，则下列结论正确的是(　　)
A．通过R3的电流为0.5
A，方向从a→b
B．通过R3的电流为0.5
A，方向从b→a
C．通过电流表的电流为0.5
A，电流从左向右流过电流表
D．通过电流表的电流为0.5
A，电流从右向左流过电流表
12．
由相同的小量程电流表改装而成的三个电压表按如图所示的方式接入电路，已知V3的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，当电路导通时，三个电压表的示数分别为U1、U2、U3，指针偏转的角度分别为θ1、θ2、θ3，则有(　　)
A．U1B．U1C．U1＋U2＝U3，θ1＋θ2＝θ3
D．U1＋U2＝U3，θ1＋θ2＝2θ3
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．如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
(1)所测电阻的阻值为________
Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104
Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1
k”)。
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50
mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________
mA；当选用量程为250
mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________
mA。
(3)当选用量程为10
V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为________
V。
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．某电流表内阻Rg为200
Ω，满偏电流Ig为2
mA，如图甲、乙改装成量程为0.1
A和1
A的两个量程的电流表，试求：
(1)图甲中，R1和R2各为多少？
(2)图乙中，R3和R4各为多少？
(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？
16．如图所示，P是一个表面镀有很薄金属膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d。管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测得它两端的电压为U，通过它的电流为I。则金属膜的电阻为多少？镀膜材料的电阻率为多少？
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：通过的电荷量q＝It，所以通过的电子数n＝＝＝9.375×1021个。
2．A
解析：通过电压表的电流IV＝＝
Ω＝×10－3
A，则Rx＝＝
Ω≈457
Ω，故选A。
3．A
解析：灯泡工作时的电阻为高温状态的电阻，不工作时为常温下的电阻，根据金属材料的电阻随温度的升高而增大，可得A正确。
4．C
解析：由I＝、R＝ρ和电流的微观表达式I＝nqSv，得v＝，电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍，A错误；导体的长度变为2L，则导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的，B错误；导体横截面的直径变为2d或，导体中自由电子定向运动的平均速率不变，C正确，D错误。
5．D
解析：电流微观表达式I＝nqSv中，n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，不能套用上式。t时间内自由电子定向移动的长度是vt，此长度内的自由电子数为nvt，电荷量为q＝nvte，所以电流I＝＝nev，自由电子定向移动的平均速率v＝，D正确。
6．B
解析：设t时间内打在荧光屏上的电子数为n，即总电荷量为：q＝ne，由电流的定义式：I＝，解得：ne＝It，解得：n＝，B正确。
7．B
解析：由题图可知开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最大，这时电路中的电流最小，故A错误；a、b的长度不同，研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值，电压与电阻成正比，可知电阻与长度的关系，故B正确；c与a横截面积不同，研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量a、c两条导体两端的电压值，而不是测量b、c两条导体两端的电压值，故C错误；d与a材料不同，研究电阻与材料的关系时，需分别测量a、d两条导体两端的电压值，而不是c、d两条导体两端的电压值，故D错误。
8．B
解析：电流表是用小量程电流表和一个电阻并联而成的，因为图a中A1、A2两电流表改装所用的小量程电流表相同，故指针偏角相同，因为A1、A2量程不同，所以示
数不同，A错误，B正确。图b中，A1、A2串联，所以测得的电流应相等，即A1、A2示数相同，由于A1、A2量程不同，所以指针偏角不同，C、D错误。
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．AC
解析：电流表A1、A2是由两个相同的电流计改装成的，若A1、A2串联，因为串联电路电流相等，所以A1、A2的示数相同，由于量程不同，所以指针偏转的角度不同，量程小的偏转角度大，故A正确，B错误；若并联起来，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同，故电流表读数不同，量程大的示数较大，故C正确，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．BC
解析：由电路图知，流过R2的电流I2＝I－I1＝3
A－2
A＝1
A，R1电压降U1＝I1R1＝2
A×10
Ω＝20
V，R2电压降U2＝I2R2＝1
A×5
Ω＝5
V，根据电流流向可判断电势左高右低，比较U1、U2可判断R3两端电势上低下高，U3＝20
V－5
V＝15
V，电流由b流向a，电流大小I3＝＝＝0.5
A，A错误，B正确；因为通过结点b的干路电流等于支路电流之和，所以通过电流表的电流大小为IA＝I2－I3＝1
A－0.5
A＝0.5
A，方向向右，C正确，D错误。
12．BD
解析：由相同的电流表改装而成的三个电压表，其满偏电流Ig相同，V3的量程最大，V1的量程最小，且V3的量程等于V1与V2的量程之和，则R1内三、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．(1)1.5×103　×1
k
(2)30.8(30.7～30.9都正确)　154
(3)6.2
解析：(1)欧姆挡示数：对应最上一行刻度值，为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103
Ω；为了使指针指向表盘中间区域，测2.0×104
Ω的电阻时应选“×1
k”的欧姆挡。
(2)选50
mA电流挡，则每一大格表示10
mA，每一小格表示1
mA，测量的精确度为1
mA，应估读到0.1
mA，指针对应的读数为30.8
mA；选择量程为250
mA的电流挡，则每一大格表示50
mA，每一小格表示5
mA，测量的精确度为5
mA，应估读到1
mA，指针对应的读数为154
mA。
(3)选择10
V电压挡，则每一大格表示2
V，每一小格表示0.2
V，测量的精确度为0.2
V，应估读到0.1
V，指针对应的读数为6.2
V。
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．(1)4.08
Ω　0.4
Ω　(2)0.41
Ω　3.67
Ω
(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
R1＝Rg＝×200
Ω＝4.08
Ω，
R2＝Rg＝×200
Ω＝0.4
Ω。
(2)按图乙接法，量程为1
A时，R4和Rg串联后与R3并联；量程为0.1
A时，R3和R4串联后与Rg并联，分别得
Ig(Rg＋R4)＝(1－Ig)R3
IgRg＝(0.1－Ig)(R3＋R4)
解得R3＝0.41
Ω，R4＝3.67
Ω。
(3)乙图接法较好。
甲图中，若开关S接触不良而没有接通，或换量程的过程中，电流将全部流经表头，可能把表头烧坏。
16．　
解析：金属膜的电阻R＝。
沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层长为L，横截面积可近似为直径为D的圆的周长与厚度d的乘积。
由R＝ρ可得：R＝，
则＝，解得：ρ＝。
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。