第十一章 电路及其应用过关检测试卷（Word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十一章 电路及其应用 过关检测试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．先后按图中（1）、（2）所示电路测同一未知电阻阻值Rx，已知两电路的路端电压均为U且恒定不变，若按图（甲）所示电路测得电压表示数为6V，电流表示数为2mA，那么按图（乙）所示电路测得的结果应有（　　）
A．电压表示数大于6V B．电压表示数小于6V
C．电流表示数大于2mA D．电流表示数小于2mA
2．某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．加5V的电压时，导体的电阻约是5Ω
B．加11V的电压时，导体的电阻约是1.4Ω
C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小
3．如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad＝0 V 、Ubd＝12V，由此可以判断（ ）
A．可能是L1和L2的灯丝都断了
B．可能是 L2灯丝断了
C．可能是L1的灯丝断了
D．可能是变阻器R断路
二、单选题
4．如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是 ( )
A．将R1与R2两端加上相同电压,则电流之比I1∶I2=1∶3
B．将R1与R2通过相同电流,则两端电压之比U1∶U2=3∶1
C．R1∶R2=1∶3
D．R1∶R2=3∶1
5．以下说法正确的是(　　)
A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流
B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
6．下列说法中正确的是( )
A．导体中只要电荷运动就形成电流
B．在国际单位制中，电流的单位是A
C．电流有方向，它是一个矢量
D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在
7．关于指针式多用电表的使用，下列说法正确的是（　　）
A．测电阻时，指针偏转至靠近刻度盘最右端，需要将倍率调换到更高倍率挡
B．测电阻时，为保证接触良好，可以用手直接将表笔和电阻捏紧
C．欧姆表换挡后，不需要重新进行欧姆调零，即可直接测电阻
D．测电流时，电流从红表笔流入多用电表，黑表笔流出
8．现在要测量一段电阻丝的电阻率，其阻值约为，允许通过的最大电流为，现有如下器材可供选择：
电流表（量程，内阻约为）
电压表（量程，内阻约为）
标准电阻（阻值）
滑动变阻器
直流电源（，内阻不计）
开关S、导线若干
如图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是（　　）
A． B．
C． D．
9．电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全．某型号电线每卷长度为100m，铜丝直径为．为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上恒定电压，测得通过电线的电流为，由此可知此电线所用铜的电阻率约为　　
A． B． C． D．
10．将灵敏电流计G串联一个电阻R,此组合可以用来测电压．现将该组合与一标准电压表并联,如图所示,对某一电路进行测量,发现测出的电压总比标准电压表测出的值略微偏小．为了使其读数准确,应在串联电阻R上再(　　)
A．串联一个阻值适当的大电阻
B．串联一个阻值适当的小电阻
C．并联一个阻值适当的大电阻
D．并联一个阻值适当的小电阻
三、实验题
11．某同学在实验室测定金属丝电阻率的实验中：
(1)用游标卡尺测量有效长度如图甲所示，可知其长度为L =_________mm；
(2)如图乙所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d=__________mm；
(3)选用“×1”倍率的电阻挡测量，先进行欧姆调零，再用来测金属丝的电阻，此时观察到多用表的示数如图丙所示，测量结果为R=__________Ω．
(4)该金属丝电阻率的表达式 ρ=________（用R、d、L表示）．
12．实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。小量程的电流表可以改装为大量程的电流表或改装成电压表，并可用改装后的电压表测量电源的电动势和内阻，若实验室有一已知电流表G的满偏电流为5mA，内阻为90Ω。
请回答下列问题∶
(1)如果想要把该电流表改装为量程为50mA的电流表，应将该电流表______（选填“串联”或“并联”）一定值电阻，该定值电阻的阻值为______Ω；
(2)如果想要把该电流表改装为量程为3V的电压，应将该电流表______（选填“串联”或“并联”）一定值电阻，该定值电阻的阻值为______Ω；
(3)用定值电阻RA和RB将此电流表改装成0~6V和0~15V的双量程电压表，若用改装后的电压表的0~6V挡（内阻为1200Ω）直接接在待测电源（内阻较大）的两端时，电压表的示数为3.5V；换用0~15V挡（内阻为3000Ω）接在该电源两端时，示数为5.0V；则电源的电动势E为_______V，内阻r为______Ω。
13．某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示。
（1）摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，其读数为__________mm；
（2）在该实验中，下列做法正确的是__________（填正确答案标号）；
A．质量相同的实心小铁球和实心小塑料球，应选用体积较小的小铁球做摆球
B．测量摆长时应将摆球取下后测出摆线的长度，为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些
C．摆线应选用长约1m、不易形变的细线
D．测量周期时，应从摆球到达最高点时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆的振动周期
（3）某同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t，则当地的重力加速度g=________（用L、d、N、t表示）。
14．某同学要将一满偏电流为5mA的毫安表G改装为量程为100mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对表进行改装。最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行校正。具体实验步骤如下：
①按电路原理图甲连接线路；
②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度；
③闭合S2，保持R1不变.调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的一半的位置，记下R2的阻值。
（1）若按正确操作步骤读出R2的阻值为95Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=______Ω，与毫安表内阻的真实值Rg'相比，Rg______（选填“大于”、“等于”或“小于”）Rg'。
（2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为100mA的电流表，则需要______（选填“串”或“并”）联一个阻值R=______Ω（保留两位有效数字）的电阻。
（3）根据图乙所示电路对改装后的电表进行校正，改装表的指针位置如图丙所示，若改装的电流表准确，则标准毫安表的示数为_______mA。（保留两位有效数字）
15．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，使用的小灯泡为“3．8V 1．1W”．
①实验时采用如图甲所示的电路图，由于电表内阻的影响，小灯泡电阻的测量值_______（填“大于”、“等于”或“小于”）准确值．
②现有直流电源E（电动势约为6 V，内阻约为0．5 Ω）、电压表（量程0～5 V，内阻5 kΩ）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表（量程0～100 mA，内阻4 Ω）
B．电流表（量程0～500 mA，内阻0．4 Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流1．0 A）
D．滑动变阻器（最大阻值5 Ω，额定电流0．5 A）
实验中，电流表应选用______；滑动变阻器应选用_______．（将填相应器材前的字母）
③某位同学记录的8组数据如下表所示，其中7组数据的对应点已经标在图乙的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I图线．
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压U（V）
0．0
0．2
0．5
1．0
1．5
2．0
2．5
3．0
电流I（A）
0．000
0．050
0．100
0．120
0．180
0．195
0．205
0．215
④根据图乙给出的信息，可以判断图丙中正确的是_______（图中P为小灯泡的功率）
四、解答题
16．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e．该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．
（1）求导线中的电流I；
（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红记得老师上课讲过，W＝UIt，但是不记得老师是怎样得出W＝UIt这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即E＝，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小红没有得出W＝UIt的结果．
a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程．
b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为，试证明：．
（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值），碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关．
17．如图甲所示，竖直平面内有边长、匝数的正方形线圈，线圈的总电阻，在线圈的中间位置以下区域分布着垂直于线圈的磁场，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求：
（1）线圈产生的感应电动势大小
（2）通过线圈的电流大小；
（3）在时线圈受到的安培力大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BC
【详解】
图（1）所示电路中，电压表示数为6V，电流表示数为2mA，说明
U=6V
在图（2）所示电路中电源电源电压也为6V，电压表与Rx并联后与电流表串联，由于电流表的分压，电压表与Rx并联部分电压小于U，即电压表示数小于6V；又由于电压表与Rx并联的电阻小于Rx，外电路总电阻小于电流表与待测电阻Rx串联的总电阻，则干路中电流大于图（1）中电流表的读数，即大于2mA。
故选BC。
2．AD
【详解】
A．由图可知，当U＝5V时，R＝5Ω，根据欧姆定律得导体的电阻为
故A项正确；
B C．曲线上某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，电压增大时，连线斜率在减小，故电阻逐渐增大， U＝11V时的电阻一定大于5Ω，故B、C错误；
D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小，故D正确。
故选AD。
3．BD
【分析】
根据在故障电路中电流表和电压表显示的现象来判断Uad=0V，Ucd=12V，由此可断定．
【详解】
串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电路中无电流，完好部分的电压为0，则电压表测得断路位置两端的电压等于电源电压，由题Uad=0V，Ubd=12V，说明从a到d的电路是连接良好的，b到c的电路或c到d的电路是断路，所以可能是L2的灯丝烧断了或可能是变阻器R断路，故BD正确，AC错误．
4．C
【详解】
CD.根据I U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
R1∶R2=1∶3．
故C正确，D错误；
A.将R1与R2两端加上相同电压，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比
I1∶I2=3∶1，
故A错误;
B.将R1与R2通过相同电流，电压比等于电阻之比，则两端电压之比：
U1∶U2=1∶3，
故B错误；
5．B
【详解】
A、要有持续电流必须有持续的电压,A错误；
B、导体中形成电流的原因是导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动,形成电流,B正确；
C、电流的传导速度等于真空中的光速,电子定向移动的速率很小,C错误；
D、在形成电流时自由电子定向移动,但是热运动并没有消失,其实电子仍然做无规则的热运动,D错误．
故选B．
6．B
【详解】
自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不能形成电流，故选项A错误；形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D错误；电流有方向，但它是标量，故选项C错误．
7．D
【详解】
A．测电阻时指针偏转至靠近刻度盘最右端；即电表指针偏转角度太大，所测的电阻值读数比较小，则应换用倍率较小的档位，A错误；
B．测电路中某个电阻的阻值时，一定要将该电阻与其它元件断开，避免测量出现较大误差，包括人体也不能与表笔的金属部分接触，B错误；
C．测电阻时，要选择合适的挡位，并且只要换挡位一定要重新进行欧姆调零，C错误；
D．用电流挡测直流电流时，电流应从正接线柱流入电流表，即应使电流从红表笔流入多用电表，黑表笔流出，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
电阻两端的最大电压为
U约为电压表量程的，为了使电压表读数达到量程的以上。 从而获取更加准确的读数，需要与串联定值电阻，并使电压表测量R0和Rx的总电压。由于远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法，综上所述可知C正确。
故选C。
9．B
【分析】
应用欧姆定律求出导线的电阻；应用电阻定律可以求出导线的电阻率．
【详解】
给整卷电线加上恒定电压，测得通过电线的电流为，则导线得电阻值为：；又：；；代入数据可得：，故B正确，ACD错误；故选B．
【点睛】
该题考查电阻定律的应用，数据的计算是该题的难点，计算的过程要细心．
10．C
【分析】
此电压表的读数比准确值稍微小一些，故加上相同电压时，要使电流适当大些，故需要略微减少电阻R的值；
【详解】
电压表由表头G和电阻R串联而成，发现此电压表的读数比准确值稍微小一些，说明加上相同电压时，电流偏小，要使电流适当大些，故需要略微减少电阻R的值，可以与电阻R并联电阻来实现，但电压表的读数比准确值稍微小一些，故并联电阻要比R大得多，故ABD错误，C正确．
【点睛】
本题关键是明确电压表的改装原理，熟悉误差的来源，会根据欧姆定律调节电表精度．
11．50.15 0.197(0.196~ 0.198) 14.0
【详解】
(1)由图示游标卡尺可知，其示数为：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为：0mm+19.7×0.01mm=0.197mm；
(3)选用“×10”倍率的电阻挡测量，多用表指针偏转过大，所选倍率太大，为准确测量电阻阻值，应选择较小倍率，因此需选择×1倍率的电阻挡，换挡后要重新进行欧姆调零，然后再进行测量，由图示表盘可知，电阻阻值：R=14.0×1=14.0Ω．
(4)金属丝的电阻为：，电阻率为：；
【点睛】游标卡尺、螺旋测微器、欧姆表读数、求电阻率；游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．
12．并联 10Ω 串联 510Ω 7V 1200Ω
【详解】
(1)[1] 如果想要把该电流表改装为量程为50mA的电流表，应将该电流表并联一定值电阻分流。
[2]该定值电阻的阻值为
(2)[3]如果想要把该电流表改装为量程为3V的电压，应将该电流表串联一定值电阻分压。
[4]该定值电阻的阻值为
(3)[5][6]根据闭合电路的欧姆定律，当用改装后的电压表的0~6V挡（内阻为1200Ω）直接接在待测电源（内阻较大）的两端时，电压表的示数为3.5V，有
换用0~15V挡（内阻为3000Ω）接在该电源两端时，示数为5.0V，有
联立解得
13．4.700 AC
【详解】
(1)[1]根据螺旋测微器的读数规则可知摆球的直径为
(2)[2]
A．质量相同、体积不同的摆球应选用体积较小的，这样阻力小些，A正确；
B．单摆的摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把单摆固定后测出摆线的长度，再加上摆球的半径即可测出摆长，当摆球的摆角较小时，摆球的运动可以看作简谐运动，所以单摆偏离平衡位置的角度不能过大，B错误；
C．选用长约1m、不易形变的细线充当摆线，C正确；
D．测定周期时从平衡位置开始计时误差较小，可以测量30~50次全振动的时间，再根据
求得周期，如果只测量一次，误差较大，D错误。
故选AC。
(3)[3]根据单摆的周期公式
可得
整理得
14．95 小于 并 5.0 60
【详解】
（1）[1]由于指针指在满刻度一半的位置，说明分得的电流和毫安表的电流相等，所以毫安表的内阻等于，即毫安表的内阻为；
[2]闭合后，与的并联值，所以，此时电阻R2两端的电流大于毫安表的电流，即；
（2）[3]毫安表G改装成量程为的电流表需要并联一个电阻；
[4]由并联电路分流特点，并联电阻阻值为
（3）[5]改装后的电流表显示为，因量程扩大20倍，故标准毫安表的示数为。
15．小于 B C C
【详解】
①实验时采用如图甲所示的电路图，由于电压表的分流作用导致灯泡电阻的测量值小于准确值．
②小灯泡的额定电流 实验中，电流表应选用B；因为电源电动势有6V，若选D 则电流会超过滑动变阻器所允许的最大电流0.5A的，为了保证安全选C．
③图像如图；
④根据图乙可知，随电压增大，灯泡的电阻变大，故由，可知P-U2图像为C.
16．（1） （2）见解析 （3）电阻率为定值，与电压无关．
【解析】
（1）假设在ts内，通过导线横截面的总电量为q，则：q=Vne
其中ts内，通过横截面所以电子所占体积V=Svt
所以q=Svnet
根据电流的定义，得：=neSv
（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系，
所以在ts内，恒定电场对自由电荷的静电力做功
其中，带入上式得
b．根据题意，单位时间内，通过单位面积的电荷量，称为电流密度
即：
根据电阻定律：
又因为
所以：
（3）自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为t0，碰后电子立刻停止运动．
根据动量定理由，得
电子定向移动的平均速率为
根据电流得微观表达式
根据欧姆定律
根据电阻定律可知
故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度t0.
17．（1）0.5V；（2）0.5A；（3）3N
【详解】
（1）根据图像知
由法拉第电磁感应定律得
（2）通过线圈的电流为
（3）由题图乙可知当时，，线圈受到的安培力为
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