物理新教材人教版必修第三册第十一单元电路及其应用 检测卷B卷（word含解析）

第十一单元达标检测卷
物 理 （B）
一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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)
1．在导体中有电流通过时，下列说法正确的是(　　)
A．电子定向移动速率接近光速
B．电子定向移动速率即是电场传导速率
C．电子定向移动速率即是电子热运动速率
D．在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动
2．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确的是(　　)
A．通过甲、乙两导体的电流相同
B．通过乙导体的电流是甲导体的2倍
C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍
D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相同
3．某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6 C的正离子和9 C的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是(　　)
A．0.25 A，顺流而下 B．0.05 A，逆流而上
C．0.25 A，逆流而上 D．0.05 A，顺流而下
4．灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低。加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1 V时，通过灯泡的电流为0.5 A，灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流为1 A，则灯泡两端电压为2 V时，通过灯泡的电流可能是(　　)
A．0.5 A B．0.6 A C．0.8 A D．1 A
5．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是(　　)
A．a代表的电阻丝较粗
B．b代表的电阻丝较粗
C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比
6．将电压U加在一根导线两端，设导线截面的直径为d，长度为l。当U增至3倍时，电子的定向移动的速率(　　)
A．增加至3倍 B．增加至9倍 C．减小3倍 D．不增不减
7．如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计。那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的(　　)
A． B． C． D．
8．用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将它们串联或并联在一起，然后接入如图所示电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是(　　)
A．图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等
B．图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C．图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等
D．图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
9．关于材料的电阻率，下列说法正确的是(　　)
A．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
B．金属的电阻率随温度的升高而增大
C．银材料的电阻率比锰铜合金的电阻率小
D．金属丝拉长为原来的两倍，电阻率变为原来的两倍
10．如图所示的电路中，若ab为输入端，A、B为输出端，现把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则(　　)
A．空载时输出电压UAB＝Uab
B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB<
C．AB间的负载R越大，UAB越接近
D．AB间的负载R越小，UAB越接近
11．如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接。a、b间，b、c间，c、d间分别连接一个电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)
A．a、b间电路通，c、d间电路不通
B．a、b间电路不通，b、c间电路通
C．a、b间电路通，b、c间电路不通
D．b、c间电路不通，c、d间电路通
12．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，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小
二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(7分)测量铅笔芯的电阻率，取一支4B铅笔，去掉两端笔芯外木质部分，不损伤笔芯，如图所示安放在接线支座上。
(1)用刻度尺量得笔芯长度L＝20.0 cm，螺旋测微器测量笔芯的直径如图，则笔芯的直径为d＝________mm。
(2)若待测电阻约为几欧姆，乙同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻：
A．待测笔芯
B．电流表(0～0.6 A，0～3 A，内阻分别约1 Ω，0.5 Ω)
C．电压表(0～3 V，0～15 V，内阻分别约6 kΩ，30 kΩ)
D．滑动变阻器(0～10 Ω)
E．电源(3 V)
F．开关、导线若干
请根据实验要求在图中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接。
(3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图所示，则电压表读数U＝______V，电流表读数I＝______A，计算得到铅笔芯电阻R＝______Ω(电阻计算结果保留两位有效数字)。
14．(8分)为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备了以下器材：
A．多用电表
B．电流表G1（0～100 mA，内阻约5 Ω）
C．电流表G2（0～50 mA，内阻r2＝10 Ω）
D．定值电阻R0（20 Ω）
E．滑动变阻器R1（0～5 Ω）
F．滑动变阻器R2（0～100 Ω）
G．直流电源（3.0 V，内阻不计）
H．开关一个及导线若干
(1)用多用电表欧姆表“×1”挡粗测电阻时，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。
(2)滑动变阻器应选________（填仪器前的序号）。
(3)若是用G2表测Rx两端电压，请在图乙对应的虚线框中完成实验电路设计。（要求：滑动变阻器便于调节，电表读数不得低于量程的）
(4)补全实验步骤：
a. 按图乙所示电路图连接电路，将变阻器滑动触头移至最________端（选填“左”或“右”）；
b. 闭合开关S，移动变阻器滑动触头至某一位置，记录G1、G2表的读数I1、I2；
c. 多次移动变阻器滑动触头，记录相应的G1、G2表的读数I1、I2；
d. 以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线如图丙所示，则待测电阻Rx的阻值为________Ω（保留两位有效数字）。
15．(8分)在外力作用下，某些固体材料发生形变时，其电阻率也发生变化，这种由于外力作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图甲所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应。已知Rx的阻值范围为几欧到几十欧。实验室中有下列器材：
A．电源E(3 V，内阻约为1 Ω)
B．电流表A1(量程0.6 A，内阻r1＝5 Ω)
C．电流表A2(量程0.6 A，内阻r2约为1 Ω)
D．开关S，定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，请在图甲中完成虚线框内电路的设计。
(2)定值电阻R0的阻值应该选用________(填阻值前的字母)。
A．1 Ω B．5 Ω C．10 Ω D．20 Ω
(3)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1读数为I1，A2读数为I2，得Rx＝________(用字母表示)。
(4)改变力的大小，得到不同的Rx值。然后，让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值，最后绘成的图像如图乙所示。那么，由图可得Rx与所受压力F的函数关系Rx＝____________。
16．(8分)有一条横截面积S＝1 mm2的铜导线，通过的电流I＝1 A，已知铜的密度＝8.9×103 kg/m3、摩尔质量M＝6.4×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，电子的电量e＝1.6×10－19 C。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。
(1)求铜导线中自由电子定向移动的速率；（保留2位有效数字）
(2)由上述计算结果可知：自由电子靠定向移动通过一条1 m长的导线需要很长时间。可是电灯开关闭合时，电灯瞬间就亮了，感觉不到延迟。如何解释这个现象？
17．(8分)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值R3＝5 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？
18．(13分)如图所示电路，R1＝R2＝4 Ω，R3＝R4＝2 Ω，UAB＝6 V，求：
(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)；
(2)R1与R4两端的电压之比。
第十一单元达标检测卷
物理答案（B）
一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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)
1．【答案】D
【解析】电子定向移动的速率很小，数量级为10－5 m/s，在金属导体中，自由电子只不过在速率很大的热运动上附加了一个速率很小的定向移动，故A错误，D正确；电场的传导速率为光速c＝3×108 m/s，无规则热运动速率的数量级为105 m/s，故B、C错误。
2．【答案】B
【解析】由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此乙导体中的电流是甲的2倍，故A错误，B正确；又I＝nqSv，则v＝，由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，所以v的关系无法判断，C、D错误。
3．【答案】B
【解析】通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，所以在1 min内向下通过横截面的总电荷量应为q＝6 C－9 C＝－3 C，相当于3 C的负电荷向下运动产生的电流大小，方向与负电荷运动方向相反，即逆流向上，电流I＝＝0.05 A，B正确。
4．【答案】C
【解析】灯泡电压为1 V时，灯泡的电阻为2 Ω，当灯泡的电压为3 V时，灯泡的电阻为3 Ω，所以电压为2 V时，电阻2 Ω＜R＜3 Ω，由I＝得此时的电流A＜I＜1 A，故C正确。
5．【答案】B
【解析】图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，C错误；由R＝ρ知a的横截面积较小，A错误，B正确；由图像及导体电阻决定条件R＝ρ知导体的电阻与电压无关，D错误。
6．【答案】A
【解析】由电流的微观表达式I＝nqSv，其中S＝πd2，n表示导线内单位体积的电子数，q表示单个电子的电荷量，S表示导线的横截面积，v为电子定向移动的速率。又根据部分电路欧姆定律U＝IR，电阻定律R＝ρ，得，可知，当导线的l、d不变，U增至3倍时，定向移动的速率也增至3倍。
7．【答案】B
【解析】设电池提供的电压为U，每个电阻的阻值为R。S接通前，通过R2的电流I＝＝。S接通后，通过R2的电流I′＝×＝×＝，＝，B项正确。
8．【答案】D
【解析】图甲中由于电流表的电流计是并联在电路中，电压表的电流计是串联在电路中，而串联电路的电流相等，所以由于电流表的定值电阻分流的原因，通过电流表的电流计的电流小于电压表的，所以电压表的指针偏转角比电流表的大，故A、B错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中的定值电阻的分压原因，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，所以图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，故C错误，D正确。
9．【答案】BC
【解析】电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关，A错误；金属材料的电阻率随温度升高而增大，B正确；锰铜合金的电阻率比银材料的电阻率大，C正确；电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，D错误。
10．【答案】BC
【解析】空载时，UAB＝Uab，A错误；A、B间接入R时，R与变阻器一半电阻并联，并联后电阻小于变阻器阻值一半，所以UAB<，B正确；R越大，并联电阻越接近变阻器阻值一半，UAB越接近，C正确，D错误。
11．【答案】CD
【解析】由于用交流电压表测得b、d两点间电压为220 V，这说明a、b间电路是通的，b、c间电路不通或c、d间电路不通；由于a、c两点间电压为220 V，这说明c、d间电路是通的，a、b间电路不通或b、c间电路不通，综合分析可知b、c间电路不通，a、b间和c、d间电路通，即选项C、D正确。
12．【答案】ABD
【解析】I－U图线的斜率逐渐减小即减小，说明电阻逐渐增大，A正确；对应P点，小灯泡的电阻为R＝≠，B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝I2U1，此值恰为图中矩形PQOM所围面积的大小，D正确。
二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(7分)
【答案】(1)1.200　(2)图见解析　(3)1.80　0.36　5.0
【解析】(1)由图示螺旋测微器可知，其示数为1 mm＋20.0×0.01 mm＝1.200 mm。
(2)由题意可知，待测电阻阻值很小，约为几欧姆，小于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器可以采用限流接法，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，实物电路图如图所示。
(3)由电路图可知，电压表量程是3 V，由图示电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为1.80 V，电流表量程为0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.36 A，则R＝＝ Ω＝5.0 Ω。
14．(8分)
【答案】(1)9（或9.0） (2)E (3)见解析图 (4)左 10
【解析】(1)多用电表用欧姆表盘的读数乘以倍率即为待测电阻阻值9×1 Ω＝9 Ω。
(2)滑动变阻器采用分压式接入电路，所以选择阻值较小的滑动变阻器便于调节分压，即选E。
(3)电路中没有电压表，电流表G2的内阻已知，可作为电压表使用，电流表G1采用外接方式可以消除系统误差，使测量结果更精确，定值电阻R0串联在分压电路上，起到保护电路的作用，电路图如图。
(4)滑动变阻器的触头在开始实验前，需要滑到最左端保护电路，使电表的示数都从0开始变化。根据电路图结合欧姆定律的分流规律可得，整理得，结合图像的斜率，解得Rx＝10 Ω。
15．(8分)
【答案】(1)如图所示（见解析） (2)B　 (3)　(4)Rx＝
【解析】(1)测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，所给实验器材没有电压表，可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联，测出电阻两端电压，另一个电流表串联在电路中测电路电流，实验电路图如图所示。
(2)电路最小总电阻，则保护电阻阻值约为R0＝Rmin－r＝4 Ω，故选B。
(3)电阻两端电压U＝I1r1，通过的电流I＝I2－I1，电阻阻值Rx＝＝。
(4)由图乙可知，图象具有对称性。当正反向电压大小相等时，对应的电阻阻值相等。由图象可知R0＝16 Ω，(F<0)，(F>0)，则Rx＝
16．(8分)
【解析】(1)设自由电子在导线内定向移动的速率为v，单位体积内自由电子数目n，对导线某截面，设Δt时间内通过导体截面的电量为Δq，由电流强度定义有：
由题意，自由电子数目为
联立解得：v＝7.5×10－5 m/s。
(2)闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流，所以电灯瞬间就亮，感觉不到延迟。
17．(8分)
【解析】设触头上部分电阻为x Ω，则触头下部分电阻为(5－x) Ω
上方支路的总电阻为(2＋x) Ω
下方支路的总电阻为(3＋5－x) Ω＝(8－x) Ω
则电路总电阻R＝＝
由数学知识可知当2＋x＝8－x，即x＝3 Ω时，R最大，电流表的示数最小
此时Rmax＝ Ω＝2.5 Ω
Imin＝ A＝2 A。
18．(13分)
【解析】(1)等效电路图如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有
＝＋＋
得R并＝1 Ω
电路的总电流I＝＝ A＝2 A。
并联部分的电压U并＝IR并＝2×1 V＝2 V。
通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为
I1＝＝ A＝0.5 A，I2＝＝ A＝0.5 A，I3＝＝ A＝1.0 A
由图可知，电流表A1的示数是通过R2与R3的电流之和，则有
IA1＝I2＋I3＝0.5 A＋1.0 A＝1.5 A
电流表A2的示数是通过R1与R2的电流之和
则有IA2＝I1＋I2＝0.5 A＋0.5 A＝1.0 A。
(2)因为UAB＝U并＋U4，所以R4两端电压为
U4＝UAB－U并＝6 V－2 V＝4 V
U1＝U并＝2 V
则＝＝。