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第十一章电路及其应用章节测试卷（A卷）（解析版）知识点
序号 知识点 分值 分值占比 对应题号
1 电流强度定义及单位 10.4分 10.4% 1，2，3，5，8
2 导体的电阻率 0.7分 0.7% 2
3 电阻定律 10.9分 10.9% 2，3，6，7，12，13，20
4 欧姆定律的内容 3.3分 3.3% 2，3，18
5 电阻的定义 0.7分 0.7% 3
6 焦耳定律 1.5分 1.5% 4
7 串联和并联电路的基本特点 35.0分 35.0% 4，9，10，11，14，15，16，17，18，22，23
8 导体的伏安特性曲线 2.5分 2.5% 7，9
9 欧姆定律的应用 9.0分 9.0% 9，10，11，12，13，14，17
10 闭合电路欧姆定律 1.0分 1.0% 11
11 电路的简化和计算 1.0分 1.0% 14
12 实验：练习使用多用电表 4.0分 4.0% 19
13 多用电表 6.0分 6.0% 19，20
14 螺旋测微器 2.0分 2.0% 20
15 实验：测量金属丝的电阻率 2.0分 2.0% 20
16 电流和电源 5.0分 5.0% 21
17 静电场 5.0分 5.0% 21
第十一章电路及其应用章节测试卷（A卷）（解析版）
考试时间 ：2021年X月X日 命题人： 审题人：
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共11页，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。
第I卷（选择题部分）
一、单选题（本题共18小题，每小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.关于电流，下列说法中正确的是
A. 导线内自由电子的定向移动速率等于电流的传导速率
B. 在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位
C. 电流是一个矢量，其方向就是正电荷的定向移动方向
D. 电流越大，通过导体某横截面积的电荷量越多
【答案】B
【解析】
本题要注意区分电子定向移动速率、电子热运动速率和电流传导速率。根据电流的定义、性质及单位进行分析，注意明确电流的传导速率与自由电荷的定向移动速率不同。
【解答】
A、导线内自由电子的定向移动速率，一般为的数量级，电流的传导速率等于光速，故A错误；
B、在国际单位制中，7个基本物理量是长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量，电流的单位“安培”是基本单位，故B正确；
C、电流虽有方向，但是电流求和是代数求和，则电流为标量，故C错误；
D、根据知，电流越大，时间未知时通过导体某横截面积的电荷量不确定，故D错误。
2.下列说法正确的是
A. 由可知，电阻与电压成正比、与电流成反比
B. 由可知，电阻与导体的长度成正比、与横截面积成反比
C. 由可知，电流与电量成正比，与时间成反比
D. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大
【答案】B
【解析】
本题主要考查恒定电流的几个基本概念，基础题，难度不大。
对有些公式只是定义式，并不是决定式，例如、和加速度等这些都是定义式。
【解答】
AC．与两个公式是电阻和电流的定义式，并且是用比值定义的物理量，电阻与电压和电流没有直接关系，电流和电荷量与电荷流过的时间也没有直接关系，故AC错误；
B.是电阻的决定式，影响电阻大小的因素是长度、电阻率和横截面积，且电阻与导体长度成正比，与横截面积成反比，B正确；
D.金属的电阻率随温度升高而增大，但不是每种材料的电阻率都与温度有关，一些合金的电阻率不受温度影响，D错误。
故选B。
3.下列关于电流、电阻和电阻率的说法正确的是
A. 由，可知I与q成正比
B. 由可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中电流成反比
C. 由可知，导体的电阻率跟导体的电阻和横截面积乘积成正比，与导体长度成反比
D. 由，可知导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
【答案】D
【解析】解：A、公式是电场强度的定义式，I与q无关，与t无关；故A错误；
B、公式是电阻的定义式，与导体两端的电压成无关，跟导体中的电流成无关；故B错误；
C、电阻率是导体本身的性质，取决于导体的材料和温度，与导体长度和截面积无关；故C错误；
D、公式是欧姆定律的表达式，流过导体的电流与导体两端的电压成正比，跟导体中的电阻成反比；故D正确；
故选：D。
欧姆定律的内容：一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。公式是电场强度的定义式；电阻率是导体本身的性质，取决于导体的材料和温度；是欧姆定律的表达式。
本题考查电阻定律及电阻率的性质，要注意明确电阻取决于导体的性质，而电阻率取决于材料的性质及温度。
4.如图所示为一电烙铁，电烙铁通电一段时间后，会变得很烫，而连接电烙铁的导线却不怎么热，其主要原因是
A. 导线有绝缘皮，隔热效果好
B. 导线较长，散热比电烙铁快
C. 导线的电阻远小于电烙铁的电阻
D. 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
【答案】C
【解析】
考查了电路的连接方式和焦耳定律。根据电路可知，电烙铁和导线串联，电流相等；但导线的电阻远小于电烙铁的电阻，故电烙铁很烫而导线不怎么热。
【解答】
由热功率可知，电烙铁和导线串联，电流相等，导线的电阻远小于电烙铁的电阻，故电烙铁很烫而导线不怎么热，故C正确。
5.某电解质溶液内，若在1s内各有个2价正离子和个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是
A. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】电荷的定向移动形成电流，若正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量就是两者绝对值的和。
由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过截面的总电荷量应为：
。
由电流的定义式知：故BCD错误，A正确
故选：A。
先由正负电荷量的决对值的和求出通过截面的电荷量，然后由电流的定义式求出电流．
本题考查对电流定义式中电量的理解，电解液中通过横截面的总电量正负离子电量绝对值之和．
6.有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
由金属导体电阻的决定式 进行计算，注意各电阻中的导体长度及截面积。
本题考查电阻定率的应用，要注意电阻是由导体本身的性质决定的。
【解答】
由电阻的决定式可知，
A.电阻为：；
B.电阻为：；
C.电阻为：；
D.电阻为：；
又有，故电阻最小的为A。故A正确，BCD错误。
故选A。
7.如图所示是由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b的伏安特性曲线，下列判断正确的是
A. a电阻丝较粗
B. b电阻丝较粗
C. a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D. 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
【答案】B
【解析】
图线的斜率表示电阻的倒数，根据斜率比较电阻的大小，根据电阻定律比较电阻丝的粗细。
解决本题的关键会从图线中比较电阻的大小，以及掌握电阻定律。
【解答】
图线的斜率表示电阻的倒数，图线a的斜率小于b的斜率，所以a的电阻大于b的电阻，根据电阻定律知，长度相同，材料相同，知a的横截面积小，b的横截面积大，故A、C错误，B正确。
D.电阻的大小与电压、电流无关，故D错误。
故选B。
8.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是
A. B. C. D. 不能确定
【答案】A
【解析】
本题考查电流的概念和定义，掌握串联电路中的电流规律，根据电流的定义可分析电流的大小，明确串联电路各处电流都相等；
【解答】
两导线串联，由于通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据可知电流相等 ，所以，故 A 正确， BCD 错误；
故选：A．
9.两导体的关系如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是
A.
B.
C. 将与串联后接于电源上，则电流比
D. 将与并联后接于电源上，则电流比
【答案】A
【解析】
通过图象得出两电阻的关系；串联电路电流相等，电压比等于电阻之比，并联电路电压相等，电流比等于电阻之反比。
解决本题的关键知道图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点。
【解答】
A、根据图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以：：故A正确，B错误；
C.将与串联后接于电源上，则电流比，故C错误；
D.将与并联后接于电源上，则电流比，故 D错误。
故选A。
10.，，允许通过的最大电流为，两端允许加的最大电压为若将它们串联，加在电路两端的最大电压是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
本题考查串并联电路的特点及欧姆定律的应用，知道两电阻串联时通过串联电路的最大电流以最小的为准。
【解答】
根据欧姆定律可得，两电阻允许通过的最大电流分别为：，，因为串联电路中各处的电流相等，所以两电阻串联时，允许通过的最大电流为，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路两端允许加的最大电压，故ABC错误，D正确。
故选D。
11.如图所示电路，电压保持不变，当开关S断开时，电流表的示数为，当S闭合时，电流表的示数为，则两电阻阻值之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
根据欧姆定律分别列出电流与电压的关系，再求解电阻之比。
本题是欧姆定律简单的应用，抓住电源的电压不变，要注意开关闭合时。
【解答】
根据欧姆定律得，当开关S断开时，，当开关S闭合时，，联立得，代入解得，故A正确，故BCD错误。
故选A。
12.有两个同种材料制成的导体，两导体是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，现将大小柱体串联接在电压U上，已知通过导体电流方向如图所示，大小为I，则导体电阻率
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
分析两电阻之间的大小关系，再由串并联电路的规律可得出电流大小；由电阻定律即可求得电阻率。
本题要注意电阻定律的应用，明确电阻的大小与电阻率和厚度的关系，明确电阻微型化的依据。
【解答】
由电阻定律可知：可知：
两导体的电阻；
两电阻串联，分压相等，则a两端的电压为；
由欧姆定律可知：
解得：；
故ACD错误，B正确
故选B。
13.如图所示为厚薄均匀的长方体金属导体，已知ab长为，bc长为，当将C与D接入电压恒为U的电路中时，电流为，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解：根据电阻定律公式，有：
故
根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比。故两次电流之比为1：4，故将AB接入电路时，电流为；
故选：A。
根据电阻定律公式确定两次电阻值之比，然后根据欧姆定律确定电流之比。
本题主要考查电阻定律和欧姆定律的灵活运用。要注意导体的接法不同时，电体的电阻不相同。
14.在如图所示电路中，，电路两端电压恒定，当S断开时，电流表的读数为，电压表的读数为4V，则当S闭合时，电流表和电压表的读数分别为
A. ，6V B. ，4V C. ，0V D. 0A，6V
【答案】D
【解析】
此题考查的是串联电路的特点和欧姆定律的应用，基础题，难度不大。
【解答】
S断开时，R1 、R2串联，电压表测得是R2两端的电压，电阻
电源电压U＝I(R1+R2)＝0.5×12V＝6V
S闭合时，R1被短路，电压表读数等于U=6V
电流表支路被短路，电流表读数为0，故D正确，ABC错误。
故选D。
15.三个阻值都是的电阻可以用不同的方法连接起来，下面四个图中等效电阻即总电阻等于的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
本题考查串联和并联电路的电阻特点。
串联：各处电流相等，总电压等于各部分电压之和，总电阻等于各电阻之和。并联：总电流等于各支路电流之和，各支路两端电压相等，总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
解题的关键是知道串联和并联电路的电阻特点。
【解答】
由电阻的串、并联特点可知，图A中的电阻为，图B中的电阻为，图C中的电阻为，图D中的电阻为，故C正确，ABD错误。
故选C。
16.已知通过三个并联支路的电流之比是，则三个并联支路的电阻之比为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
本题考查并联电路的特点。
并联支路两端电压相同，根据欧姆定律可比较电阻。
解题的关键是知道并联电路的特点。
【解答】
在并联电路中，各部分电压都相等，电流的分配与各支路电阻成反比，所以有
；
写在一起应该是，故D正确，ABC错误。
故选D。
17.如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，当滑片P滑至的中点时，a、b两端的电压为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
当滑片P滑至的中点时，变阻器下半部分电阻与并联后与上半部分电阻串联，根据串联电路电流相等的特点，由欧姆定律采用比例法求出两端的电压．
本题中滑动变阻器采用分压式接法，当滑片位置改变时，a、b端输出电压随之改变．基础题．
【解答】
由题，滑片P滑至的中点，变阻器下半部分电阻为，下半部分电阻与并联的阻值为
则a、b两端的电压为：
故A正确， BCD错误。
故选：A。
18.三个阻值相等的电阻、、接入如图所示电路。设各电阻两端的电压分别为、、，通过各电阻的电流分别为、、，则
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】B
【解析】解：由电路图可知，和串联，则，又，则。和串联后再与并联，由并联电路的规律知，，则根据欧姆定律有，，故B正确，ACD错误。
故选：B。
由题意知，，且和串联后再与并联，由串并联电路的规律进行分析即可得到电压与电流关系。
本题关键是明确各电阻的串并联关系，再结合欧姆定律求解即可。
第II卷（非选择题）
二、实验题（本题共1小题，共16分）
19.某中学实验小组成员在应用多用电表测电阻实验。如图为一多用电表的表盘，其中表盘上的三个重要部件分别用三个字母A、B、C标记了出来，然后在测量电阻时操作过程如下：
在测量电阻以前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件________，使多用电表的指针指在表盘最________填“左”或“右”端的零刻度线位置；
然后同学将旋钮C调节到“”的挡位；
将红表笔插到________“”或“”孔，将两表笔短接，调节部件________，使多用电表的指针指在表盘最________填“左”或“右”端的零刻度线位置；
完成以上的操作后，然后将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差。从下列选项中选出正确的部分操作步骤，并进行正确的排序________，最后测出待测电阻的阻值。
A.用两表笔与待测电阻相接触将两表笔短接进行欧姆调零
C.将旋钮C调节到“”的挡位将旋钮C调节到“”的挡位
【答案】
【解析】
使用前要进行机械调零，使指针指向左边的零刻度处，使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度处；由于测量时，指针从无穷大电阻开始偏转，偏角过小，说明需增大倍率，使指针指向欧姆表中间刻度附近。
本题是关于多用电表的使用的基础题目，简单。
【解答】
在测量电阻以前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件机械调零旋钮A。使多用电表的指针指在表盘最左端的零刻度线位置；
将红表笔插到插孔，将两表笔短接，调节部件欧姆调零旋钮B，使多用电表的指针指在表盘最右端的零刻度线位置；
然后将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，说明选择的倍率太小，故应该将旋钮C调节到“”的挡位。每次换挡都要重新进行欧姆调零，然后再进行测量。故正确的顺序为DBA。
20.某物理实验小组利用实验室提供的器材测量某金属丝的电阻率。可选用的器材如下：
待测金属丝，用表示，阻值约几十欧 电流表量程，内阻约为
电流表量程，内阻为 电压表量程为，内阻为
滑动变阻器总阻值约为 滑动变阻器总阻值约为
电源E，电动势约为，内阻忽略不计 开关一个及导线若干
用螺旋测微器测金属丝直径_____ mm
用多用电表欧姆挡粗测金属丝阻值大小，分别选择倍率“”和“”，经正确操作后，两次测量中多用电表表盘示数如图所示，则金属丝的电阻约为____．
同学们用伏安法进一步测量，为了便于实验，则滑动变阻器应选择______填器材代号，请在图中虚线框内补充完整实验电路图，并标明所选器材的代号。
测出金属丝阻值后，可算出金属丝电阻率为______用含d、、L的表达式表示
【答案】均可
【解析】
本题考查了欧姆表、螺旋测微器和游标卡尺的读数，考查了实验器材的选择、设计实验电路图、实验数据处理等问题；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，对螺旋测微器读数时要注意估读；要掌握常用器材的使用及读数方法。
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
使用欧姆表测电阻时，应选择合适的挡位，使指针指在表盘中央刻度线附近，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；
由于滑动变阻器要采用分压式接法，故要选择总阻值比较小的滑动变阻器，以便有利于调节，故选择；电源的电动势，所以电压表量程15V太大，测量不准确，故选用电流表能够测量的最大电压为，充当电压表测量电压，电流表测量电流采用外接法，这样流过待测电阻的电流就能够准确得到，即可得到电路图；
根据电阻定律求出电阻率的表达式。
【解答】
螺旋测微器测的精确度为，螺旋测微器的固定刻度为 1mm，可动刻度为，所以最终读数为 ；
用 挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，说明所选挡位太大，不够准确，应该让指针指向中值电阻附近，故选用 ，读数为；
由于滑动变阻器要采用分压式接法，故要选择总阻值比较小的滑动变阻器，以便有利于调节，故选择；电源的电动势，所以电压表量程15V太大，测量不准确，故选用电流表能够测量的最大电压为，充当电压表测量电压，电流表测量电流采用外接法，这样流过待测电阻的电流就能够准确得到，即可得到电路图如下：
由电阻定律，故有：
故答案为：均可
。
三、计算题（本大题共3小题，每小题10分+10分+10分，共30分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
21.闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象一般发生在积雨云中。一道闪电的长度可能只有数百米最短的为100米，最长可达数千米。闪电的温度从摄氏一万七千度至二万八千度不等，大约是太阳表面温度的倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀，空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音。某次闪电向地面输送了20C的负电荷，则这次闪电大约有多少个电子由云层到达地面？
【答案】解：根据元电荷定义，可知个个。
答：这次闪电大约有个电子由云层到达地面。
【解析】明确元电荷的定义，知道每个电子的的带电量为，即可求出输送电子的个数。
本题考查对元电荷的认识，要注意牢记元电荷的数值，知道每个电子或质子的带电量的数值等于元电荷。
22.由四个电阻连接成的混联电路如图所示，，，，。
求a、c之间和的总电阻。
求a、d之间四个电阻的总电阻。
【答案】解：根据串联电路总电阻等于各电阻之和可得：；
根据并联电路的电阻倒数之和为总电阻的倒数可得：；
又有和串联，故；
答：、c之间和 的总电阻为；
、d之间四个电阻的总电阻为。
【解析】根据串联电路总电阻等于各电阻之和求解；
根据并联电路的电阻倒数之和为总电阻的倒数，然后再根据串联电路总电阻等于各电阻之和求得四个电阻的总电阻。
串联电路总电阻等于各电阻之和，并联电路的电阻倒数之和为总电阻的倒数。
23.在如图所示的电路中，三个电阻的阻值分别为，，，电源电压恒定。
接通开关S，断开开关时，与两端电压之比为多少
两个开关S，都接通时，与两端电压之比为多少
【答案】解：接通开关S，断开开关时，， 串联在一起，所以、两端电压比为
两个开关S、都接通时，与两端电压之比为
【解析】本题是串并联电路的电压关系，不难。
接通开关S，断开开关时， 串联在一起，所以两端电压比等于电阻之比。
两个开关S、都接通时，与两端电压之比等于阻值之比。
第18页，共19页第十一章电路及其应用章节测试卷（B卷）（解析版）知识点
序号 知识点 分值 分值占比 对应题号
1 电阻定律 7.4分 7.4% 3，10，11，12，13
2 欧姆定律的应用 6.7分 6.7% 3，10，12，13，14，17
3 串联和并联电路的基本特点 24.5分 24.5% 4，8，9，14，15，16，17，18，22
4 电流的微观表达式 1.0分 1.0% 12
5 电路的简化和计算 4.0分 4.0% 15，23
6 灵敏电流计改装成电压表 1.5分 1.5% 18
7 多用电表 2.0分 2.0% 19
8 伏安法测电阻 2.0分 2.0% 19
9 螺旋测微器 4.6分 4.6% 19，20
10 游标卡尺 4.8分 4.8% 19，20
11 实验：测量金属丝的电阻率 2.6分 2.6% 20
第十一章电路及其应用章节测试卷（B卷）（解析版）
考试时间 ：2021年X月X日 命题人： 审题人：
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共11页，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。
第I卷（选择题部分）
一、单选题（本题共18小题，每小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.湖北武当山金殿，以前在雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。近些年为了保护古建筑，在金殿顶部安装了避雷针，此后，雷火炼殿的奇观消失了。假设某次雷雨时，有一团带大量负电荷的乌云经过其正上方时，发生放电现象。下列说法正确的是
A. 通过避雷针的电流，方向是从云到殿
B. 通过避雷针的电流，不受安培力
C. 通过避雷针的电流，所受安培力方向偏西
D. 通过避雷针的电流，所受安培力方向竖直向下
【答案】C
【解析】
解：A、大量负电荷从云层通过避雷针，说明电流方向是从殿到云，故A错误；
BCD、地磁场大致方向是从南到北，根据左手定则，其所受安培力方向偏西，故BD错误，C正确。
故选：C。
依据乌云带负电，而电流方向与负电荷的运动方向相反，从而判定电流方向；根据左手定则，结合地磁场方向，进而确定安培力方向。
考查放电现象是电流的方向与负电荷的流动方向关系，并掌握左手定则的内容，注意左手定则与右手定则的区别。
2.能源问题是当今最热门的话题之一，开发与利用新能源是科学家们奋斗的目标，为此，有人将目标瞄向了闪电。现在我们将闪电的模型简化如下：闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带正电，顶部带负电，云层下的地面带负电。当电场强度增大到足以击穿空气时，发生短时放电现象，形成闪电。把放电电流看作时间的函数，其图象如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则
A. 一次闪电释放的总电荷量为50C
B. 闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA
C. 一次闪电释放的能量为
D. 地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为
【答案】B
【解析】
本题考查电流的定义，匀强电场电场强度与电势差的关系公式，电场做功等知识。
明确电流的定义，根据结合图像即可求解闪电中所带的电荷量；两云层间的电场可以看作匀强电场，结合求出云层间的电势差的大小；根据电场做功的公式，可以直接计算出释放的能量。
【解答】
A.根据电流的定义式可知，图像与时间轴转成的图形的面积表示电量，故一次闪电释放的总电荷量为：，故A错误；
B.根据A所求电量和电流的定义式有：，故B正确；
C.根据，，联立代入数据可得：，故C错误；
D.全年闪电放出的总能量为，故D错误。
故选B。
3.肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱，半径约50米。在某一次闪电前云地之间的电势差约为，云地间距离约为；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为，闪击持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是
A. 闪电电流的瞬时值约为
B. 被电离的气柱的阻值约为
C. 闪电前云地间的电场强度约为
D. 被电离的气柱的电阻率约为
【答案】D
【解析】
由于云地间的电场是匀强电场，根据场强的公式可以求得电场强度的大小；
根据电流强度的定义式可以求得电流的平均值的大小；
根据电阻定律可得气柱的电阻率。
本题是对电场强度、电流强度的定义式、电阻定律的直接考查，要求同学们在学习的过程中要掌握住每个公式。
【解答】
A.依据，，，知电流瞬时值可达 A，A错误；
B.由可知被电离的气柱的阻值约为 ，B错误；
C.由于闪电前云地间的电场可看作匀强电场，则根据， V，，可得 ，C错误；
D.由可以求得被电离的气柱的电阻率约为 ，D正确。
故选D。
4.如图所示，一由不同金属材料制成的导体，左、右部分分别为A、B，且两部分导体的横截面积关系为。如果在相等的时间内通过A、B横截面的自由电荷数相等，则流过A、B的电流的关系为
A. B. C. D. 不能确定
【答案】A
【解析】解：A、B两个横截面的面积不相等，导体的组成材料不同，但在相等的时间内通过A、B横截面的自由电荷数相等，则在相等的时间内，通过A、B横截面的电荷量相等，根据可知电流相等，即有，故A正确，BCD错误．
故选：A。
本题根据电流的定义式，分析流过A、B的电流的关系。
解决本题的关键要掌握电流的定义式，知道在相等的时间内通过A、B横截面的电荷量相等时，流过A、B的电流是相等的，与其他因素无关。
5.在图示的导电液体池中，测得在5秒钟内共有库仑正电荷和库仑的负电荷通过池的竖直截面，则电路中电流表指示的读数应为
A. 0 B. C. 3A D.
【答案】C
【解析】解：电路中电流表读数就表示电路中电流的大小，
电路中电流表读数；
故选：C．
已知通过的正负电荷的电荷量和时间，根据公式可求电路中电流表读数．
本题考查电流的计算，关键是公式的应用，重点是明白电流是表示单位时间内通过的电荷量．同时要注意明确同时有正负电荷移动时，总电荷量为正负电荷的绝对值的和．
6.一根导线分别通以不同的电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下正确的是
A. 单位体积内自由电子数较多 B. 自由电子定向移动速率较大
C. 自由电子热运动速率较大 D. 电流传导速率较大
【答案】B
【解析】
根据电流的微观表达式判断自由电子定向移动的速度变化；电场的传播是以光速进行的；自由电子无规则运动的速度由温度决定。
只有真正理解了每一概念的真正的含义才能真正学好物理，故在学习新课时不能放过任何一个概念。
【解答】
A.对于一根导线，单位体积内的自由电子是一定的，A错误；
B.根据电流的微观表达式可知，导线不变，neS不变，而I增大，则只有v增大，即电子定向移动的速度增大，B正确；
C.由于自由电子无规则热运动的速度由温度决定，故由于导线保持温度不变，故自由电子无规则热运动的速度的大小保持不变，故C错误；
D.电场的传播是以光速进行的，与温度、电流无关，所以电流的传导速度不变，故D错误。
故选B。
7.计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流为
A. 0 B. C. D.
【答案】D
【解析】
据电流定义式，q是通过导体截面的电量，正负电荷分别向两个方向运动，t时间内，通过某一横截面的电量是正负电荷绝对值的代数和。
本题考查电流的求解，关键是知道t时间内，通过某一横截面的电量是正负电荷绝对值的代数和。
【解答】
由题意可知，t时间内，有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则通过导体横截面的电荷量为：，
由电流定义式得：，故D正确，ABC错误。
故选D。
8.实验室有三只阻值相同的电阻器，选用它们中的部分或全部组成不同的电路，最多可以组成N种不同总阻值的电路，则N为
A. 4； B. 5； C. 6； D. 7。
【答案】D
【解析】
本题要求考虑问题一定要全面，我们可以将本题分成这样几步：只用一只电阻、用两只电阻、用三只电阻；在用两只电阻时要考虑到可以串联，也可以并联；在用三只电阻时，既要考虑到可以串联，可以并联，还要考虑到混联的情况。
熟练掌握电阻串并联是求解关键。
【解答】
可以用一个，也可以同时用两个，还可以同时用三个，可组成七种方式，如下图所示：
故选D。
9.三个阻值分别为、、的电阻，以不同方式进行组合连接，获得的总电阻的最大值和最小值分别为
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】解：三个电阻串联时获得的电阻最大，最大值为；
三个电阻并联时获得的电阻最小，根据并联电路特点：并联之后的总电阻小于支路中的最小电阻，解得：。
故选：B。
三个电阻串联时获得的电阻最大；
三个电阻并联时获得的电阻最小。
知道串联电路和并联电路中电阻的算法，基础题。
10.现有甲、乙两根完全相同的金属裸导线，如果把甲导线均匀拉长到原来的2倍，把乙导线对折后并在一起，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过甲、乙导线的电荷量之比为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
本题考查欧姆定律，电阻定律。解决本题的关键是掌握电阻定律的公式及欧姆定律和电流的定义式，要注意长度变化时体积不变，则截面积随之发生变化。
根据电阻定律可判断出两根金属导线的电阻之比，根据欧姆定律得出电流之比，再根据电流的定义式得出通过的电荷量之比。
【解答】
设原来的电阻为R，甲导线均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律，电阻；乙导线对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律，可得电阻，则两电阻之比为；两导线两端所加电压相等，根据欧姆定律，得 ，所以电流之比为，根据电流的定义式，知相同时间内通过的电量之比为，故ABD错误，C正确。
故选C。
11.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长，，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
本题考查了电阻定律和欧姆定律的灵活运用；关键掌握电阻定律和欧姆定律。
根据电阻定律公式确定两次电阻值之比，然后根据欧姆定律确定电流之比。
【解答】
根据电阻定律公式，有：
故
根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比。故两次电流之比为1：4，故第二次电流为4A；
故A正确，BCD错误。
故选A。
12.有两个相同材料制成的导体，两导体为上、下面为正方形的柱体，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，现将大小柱体串联接在电压U上，已知通过导体电流方向如图，大小为I，则
A. 导体电阻率为
B. 导体电阻率为
C. 大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷定向移动的速率
D. 大柱体中自由电荷定向移动的速率等于小柱体中自由电荷定向移动的速率
【答案】A
【解析】
分析两电阻之间的大小关系，再由串并联电路的规律可得出电流大小；由电阻定律即可求得电阻率，根据电流的微观表达式判断自由电荷定向移动的速率的大小．
本题要注意电阻定律的应用，明确电阻的大小与电阻率和厚度的关系，明确电阻微型化的依据，难度适中．
【解答】
A、由电阻定律可知：可知：
两导体的电阻；
两电阻串联，分压相等，则a两端的电压为；
由欧姆定律可知：
解得：，故A正确，B错误；
C、由可知，电流相同，单位体积内的电子数相同，电子的电荷量相同，因截面积不相同，故电子的定向移动速率不同，小柱体的电子定向移动速率大，故CD错误；
故选：A
13.一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则
A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为
C. 通过导线的电流为 D. 通过导线的电流为
【答案】D
【解析】
横截面的半径变为原来的，可知面积变为原来的，由体积不变，可知长度变为原来的4倍，由电阻定律的表达式：，可得变化后的电阻值．进而判定各个选项。
本题关键要掌握好电阻定律，会分析长度变化导致的横截面积的变化。
【解答】
横截面的半径变为原来的，可知横截面积变为原来的，由体积不变，可知长度变为原来的4倍。
由电阻定律的表达式：，可得变化后的电阻值为：
由可知，电流变为。
故ABC错误，D正确。
故选D。
14.两个定值电阻、串联接在12V的恒压直流电源上，把一个内阻并不是远大于、的电压表接在的两端，如图所示，电压表示数为6V，如果把它改接在的两端，则电压表的示数将
A. 一定小于6V B. 一定等于6V C. 一定大于6V D. 不能确定
【答案】A
【解析】
电压表的内阻不是远大于、，电压表与电阻并联后，并联部分电阻减小，分担的电压减小。结合串联电路电压与电阻成正比来分析电压表的示数。
本题主要考查串并联电路的电流与电压关系。注意并联电路的电阻计算，注意电压表是实际的电表，内阻不是无穷大，电表对电路的影响不能忽略，把电压表看成可测量电压的电阻。
【解答】
将电压表与电阻并联，则其并联的总电阻小于，由电路的串并联知识可知，与电压表并联的电阻与相等，故。而当电压表与并联时，其总电阻小于，所以电压表的读数将小于6V，故A正确，BCD错误。
故选A。
15.分析如图所示的电路电流表内阻不计，下列说法正确的是
A. 四个电阻为并联关系
B. 四个电阻为串联关系
C. 的示数为通过和的电流之和
D. 的示数为通过和的电流之和
【答案】C
【解析】
将电流表用导线代替得到等效电路，即可得到四个电阻的连接关系；然后根据通过电流表的导线经过的电流得到电流表示数与通过电阻电流的关系。
在画等效电路图时，将电流表短路，将电压表断路，然后调整电路图使得串并联关系更加清楚，最后再将电流表，电压表按电流和电压画上即可。
【解答】
对电路进行简化，简化后的电路如图所示，
根据电路图可知，电阻、、为并联关系，电阻、、构成的并联电路与为串联关系，AB错误；
根据电路图可知，的示数为通过和的电流之和，的示数为通过和的电流之和，C正确，D错误。
故选C。
16.如图所示的电路中，理想电流表的读数为，理想电流表的读数为2A，则以下说法正确的是
A. ，表A的读数为 B. ，表A的读数为
C. ，表A的读数为4A D. ，表A的读数无法判断
【答案】A
【解析】
理想电流表内阻不计，相当于导线。四个电阻实质是并联，电流表A测量干路电流，的读数等于通过上面电阻与的电流之和，的读数等于通过上面电阻与的电流之和，根据并联电路的特点进行分析求解。
解决本题关键要抓住电流表相当于导线，对电流没有影响，同时要判断出每个电流表测量什么电流，即可根据并联电路的规律进行求解。
【解答】
由于是理想电流表，对电路的影响不计，相当于导线，所以四个电阻并联，并联电路电压相等，则知通过两个电阻的电流相等。
设通过、和两个电阻的电流分别为、和。
则有：的读数为，的读数为，A的读数为，
由题：，
联立得：；，
由于、并联，电压相等，由得：，故A正确，BCD错误。
故选A。
17.如图所示是一种风速测定装置，其中风速表是由电压表改装而成，电源电压不变，R为定值电阻，为滑动变阻器．T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，当风速增大时活塞上方气压变小，下列说法中正确的是
A. 活塞上移，则风速表的示数变小
B. 活塞上移，则风速表的示数变大
C. 活塞上移，则滑动变阻器R两端的电压变大
D. 活塞上移，则风速表的示数不变
【答案】B
【解析】
本题是力学和电学的综合题，涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用，会利用流体压强和流速的关系是解题的关键。由电路图可知，与R串联，电压表测R两端的电压，根据流体压强与流速的关系流速越快的地方压强越小判断产生压力的方向，然后判断滑片移动的方向确定接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化。
【解答】
由电路图可知，与R串联，电压表测定值电阻R两端的电压，当风速增大时，活塞上方空气的流速变大，大于下方空气的流速，由流速大的地方压强小可知，此时会产生向上的力，使滑片随活塞向上移动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变大，由可知，R两端的电压变大，即电压表风速表的示数变大，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
18.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压表。将它们串联起来接入电路中，如图所示，开关闭合时
A. 由于串联，两只电表的指针偏转角相同
B. 电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
C. 电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
D. 由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转
【答案】B
【解析】解：电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；
两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角，故ACD错误，B正确。
故选：B。
电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；将电压表和电流表串联，分析通过表头的电流关系，判断指针偏转角度的大小。
本题关键是明确电流表和电压表的改装原理，熟悉串联电路的电流特点。
第II卷（非选择题）
二、实验题（本题共1小题，共16分）
19.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：
用游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为______mm。
用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径______mm。
用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为______。
该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
直流电源电动势4V，内阻不计；
滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流；
开关S；导线若干。
为减小测量误差，在实验中实验电路应采用图中的______。
【答案】；；；
【解析】
解：由图示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是，由图示游标卡尺可知，其示数为：。
由图示螺旋测微器可知，其示数为：。
多用电表的电阻“”挡测电阻，由图丙所示表盘可知，电阻阻值为：。
由于电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法；待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，因此应选择图A所示电路图。
故答案为：；；；。
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。
欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数。
根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值的关系确定滑动变阻器的接法，然后选择实验电路。
解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
20.某同学欲测量一阻值大约为，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A.电源电动势为
B.电压表量程为，内阻约为
C.电流表量程为，内阻约为
D.电流表量程3A，内阻约
E.滑动变阻器最大阻值，额定电流
用游标卡尺测得该材料的长度L如图所示，读数________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径D如图所示，读数________mm。
测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用________填所选仪器前的字母符号，选择合适的实验器材，在图方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。
设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为________用R、L、D三个物理量表述。
【答案】；均可；；如图所示；。
【解析】
本题考查了伏安法测量导体电阻率的实验，对于实验问题正确掌握实验原理是解题的关键，注意数据处理的方法和误差的来源。
游标卡尺读数等于主尺刻度加游标尺刻度，不需要估读；螺旋测微器读数为固定刻度加可动刻度，需要估读；
根据欧姆定律计算待测电阻的最大电流，确定电流表；根据滑动变阻器阻值大小分析接法，根据待测电阻的阻值大小确定内外接法；
根据电阻定律计算导体电阻率。
【解答】
游标卡尺的固定刻度读数为；
根据螺旋测微器读数规则可得均可；
待测电阻的最大电流，因此选择，滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示．
根据电阻定律，解得。
故答案为：
；均可；
；图见解析；
。
三、计算题（本大题共3小题，每小题10分+10分+10分，共30分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
21.如图所示的电解槽中，如果在内各有的正负电荷通过面积为的横截面AB，那么：
指出正负离子定向移动的方向
电解槽中的电流方向如何
内通过横截面AB的电荷量为多少
电解槽中的电流为多大
【答案】解：电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动。
电解槽中的电流方向由左向右。
的正电荷向右通过横截面AB，而的负电荷向左通过该横截面，相当于又有正电荷向右通过横截面，内通过横截面AB的电荷量为。
由电流大小的定义：
【解析】根据正、负离子在电场中的受力情况确定正、负离子的定向移动的方向；
正电荷定向移动的方向为电流的方向；
考虑到电解液中由正、负离子，得到通过横截面的电荷量；
由电流的定义式得到电解槽中的电流大小。
本题考查离子在电解槽中运动形成电流的问题，比较简单。
22.如图所示的两个串联电阻，，A、B两端的电压保持不变，那么：
、两端的电压分别是多少？
如果电压表V的内阻是，当S分别与C、D接触时电压表接法正确，电压表的读数分别是多少结果保留1位小数？
【答案】解：串联电路中电流处处相等，由可知电压与电阻成正比，则、两端的电压分别是：
，
与C接触时，电压表与并联，并联电阻为
则电压表的读数为
S与D接触时，电压表与并联，并联电阻为
则电压表的读数为
答：、两端的电压分别是和．
如果电压表V的内阻是，当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是和．
【解析】根据串联电路电压与电阻成正比，运用比例法求解两个电阻的电压．
将电压表看成能测量电压的电阻，求出电压表与电阻并联阻值，再由串联电路分压规律求解．
本题是简单的串、并联电路的计算问题，关键将电压表看成能测量电压的电阻，运用比例法解题，也可以求出电路中的电流，由欧姆定律求解．
23.如图所示电路中，E是电动势为的理想电源，，，，，电表为理想电表。求：
电流表、电压表的示数；
电容器极板所带的电荷量。
【答案】解：
由图可得等效电路为：
由电路的结构可得电路的总电阻为：，由闭合电路欧姆定律可得电路的总电流为：，并联部分由于端电压相等，故电流与电阻成反比，故支路的电流为：，另一支路电流为，故电流表示数为，电压表示数为：；
电容器与并联，二者端电压相等，由电容器的定义式可得电容器极板所带的电荷量：。
【解析】由图画出等效电路，由电路的结构解得总电流，再由并联电路的分流原理解得支路电流，由欧姆定律解得电压表示数；
由电容器端电压与其定义式得解。
本题主要考查闭合电路欧姆定律的理解与应用，熟悉电路结构，熟悉电容器的定义式是解题的关键，难度一般。
第16页，共21页
