第十一章 电路及其应用 章末闯关试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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第十一章 电路及其应用 章末闯关试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．一根导线，分别通以不同电流，并保持温度不变，当电流较大时，以下说法正确的是( )
A．单位体积内自由电子数较多 B．自由电子定向移动的速率较大
C．自由电子的热运动速率较大 D．电流的传导速度较大
2．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab＝ 2bc.当将A与B接入电压为U(V)的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U(V)的电路中，则电流为(　 )
A．4I B．2I C．I D．I
3．如图为路口交通指示灯的示意图.指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为，据你对交通指示灯的了解可以推断
A．红灯、黄灯、绿灯是串联的
B．红灯、黄灯、绿灯是并联的
C．红灯与黄灯并联后再与绿灯串联
D．绿灯与黄灯并联后再与红灯串联
4．在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v（不随时间变化）的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即Ff=kv（k是常量），则该导体的电阻应该等于（　　）
A． B． C． D．
5．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，晴天时在电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，如此形成的微弱电流称地空电流。该电流比较稳定，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为I，假设地空电流在全球各处均匀分布，地球附近竖直向下的电场场强为E，取地球表面积为S，地表附近空气的电阻率的大小为（　　）
A． B． C． D．
6．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流（满偏电流）为Ig＝1 mA，表头电阻Rg＝20 Ω，若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别（　　）
A．串联一个2980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻
B．并联一个2990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻
C．串联一个2970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻
D．并联一个2970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻
二、多选题
8．截面直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是（　　）
A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
B．导线长度l加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
9．如图所示为测量未知电阻的部分电路，当开关S合在a点时，电压表示数为7V，电流示数为0.24A；当开关S合在b点时，电压表示数为8V，电流表示数为0.16A，则（ ）

A．电压表示数相对变化显著
B．电流表示数相对变化显著
C．开关S接在b点时的测量值更准确，且测量值偏大
D．开关S接在a点时的测量值更准确，且测量值偏小
10．如图A、B间电压为20V，电阻，，，，则（　　）
A．C、D两点间阻值约为2
B．上支路阻值约为
C．干路中电流I近似为10A
D．干路中电流I近似为7mA
11．把两个相同的灵敏电流计分别改装成了两个量程不同的电压表、，若把、分别采用并联或串联的方式接入电路，如图1、2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1中的、的示数相同，指针偏角不相同
B．图1中的、的示数不相同，指针偏角相同
C．图2中的、的示数相同，指针偏角不相同
D．图2中的、的示数不相同，指针偏角相同
三、实验题
12．（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。
a、将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔
b、将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c、旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k
d、旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e、旋转S使其尖端对准交流500V挡或OFF挡，并拔出两表笔。
将正确步骤按合理的顺序为 。
根据图所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为 ；
（2）下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
13．有一根细长而均匀的金属管（电阻较大），横截面如图（a）所示，截面外侧为正方形，因管内中空部分截面形状不规则，所以无法直接测量中空部分的横截面积。已知这种金属的电阻率为ρ，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0。
(1)连接图（b）实物图，要求电压能从零开始调节，需要完成下列哪些选项的步骤________。
A．a接e B．b接d
C．b接c D．a 接f
(2)实验中，测出金属管的长度为L，用螺旋测微器测出金属管截面外侧正方形的边长a如图（c），则a= mm。
(3)根据所测数据，作出该金属管的伏安特性曲线，如图（d）所示。由此图得出该金属管的阻值R= Ω（保留2位有效数字）。
(4)用上述物理量的符号，将金属管内部空间横截面积表示为S0= 。
四、解答题
14．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，形成电流为I的电子流，如果打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收，设电子的质量为m，电荷量为e，进入加速电场之前的速度不计，那么：
（1）在时间t内打在荧光屏上的电子数目是多少？
（2）电子打在荧光屏上的速度是多少？
15．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1 = 100 Ω，R2电阻值未知，R3为滑动变阻器．当R3滑片从左端滑到右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图象如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的，求：
(1) R2的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值．
16．如图所示是一个电流表、电压表两用的电路，电流表G的量程是100 μA，内阻是1 000 Ω。电阻 R1=0.1 Ω，R2=99 kΩ，当双刀双掷开关合到a、b上时，电流表改装成什么表？其量程是多少？当双刀双掷开关合到c、d上时，电流表改装成什么表？其量程是多少？
参考答案
1．B
根据电流的微观表达式I=nesv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．
电场的传播是以光速进行的，由于光速保持不变，故电场的传播速率保持不变．
由于自由电子无规则运动的速度由温度决定，故由于导线保持温度不变，故自由电子无规则运动的速度的大小保持不变．
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．
2．A
设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有。AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R 2，则有
电流之比
，I2=4I1=4I
故选A。
3．B
红灯、黄灯、绿灯只有一盏灯亮，不可能出现同时由两盏灯亮，故有串并联电路特点可知：三盏灯任意两盏都不可能是串联的，所以，红灯、黄灯、绿灯是并联的；
故选B。
4．B
电子以v定向移动，由平衡条件可得
解得
导体中电流的微观表达式
I=neSv
由欧姆定律可得，导体的电阻为
故选B。
5．A
取地球表面高度为的空气层为研究对象，空气层上表面到下表面之间的电势差
这段空气层的电阻
根据欧姆定律
联立得到
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
设电热丝的电阻为R1，则
结合题意可知，U0越大，说明R1越小。可见，电热丝温度越低，电阻值越小，温度越高，电阻值越大，对应的伏安特性曲线I、U 的比值越来越小，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
若改装成一个量程为3 V的电压表需串联一个分压电阻，由
U＝Ig（R＋Rg）
得所串联的分压电阻阻值
R＝2980 Ω
若改装成一个量程为0.6 A的电流表需并联一个分流电阻，由
IgRg＝（I－Ig）R′
得所并联的分流电阻
R′≈0.033 Ω.
故选A。
8．ABC
A．电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I=nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍，故A正确；
B．导线长度l加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I=nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v减半，故B正确；
CD．导线横截面的直径d加倍，由可知，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为原来的，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I=nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v不变。故C正确，D错误。
故选ABC。
9．BC
AB．据题意，电键接在a、b之间时，电流的相对变化为
电压的相对变化为
故电流表示数变化比较显著，故B正确，A错误；
C D．电流表示数变化明显，说明电阻是大电阻，为了减小误差应该用电流表内接法，即S接在b点，电压测量值偏大，电流测量值准确，
此时测量值偏大，则C正确，D错误。
故选BC。
10．BC
A．当两个相差很大的电阻并联时，并联电阻接近小电阻，所以C、D两点间阻值约为4，A错误；
B．当两个相差很大的电阻串联时，串联电阻接近大电阻，所以上支路阻值约为，B正确；
CD．并联的总电阻接近，根据欧姆定律得
C正确，D错误。
故选BC。
11．AD
AB．图甲中的、并联，电压表的电压相等，示数相同，量程不同，则表头指针偏转的角度不同，故A正确，B错误；
CD．图乙中的、串联，流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同，但量程不同，则示数不同，故C错误D正确；
故选AD。
12． cabe 30kΩ AC
（1）[1]测量几十千欧的电阻Rx可选择×1kΩ的档挡测量，测量前应先进行调零，然后进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档，拔出表笔，故正确的步骤为cabe；
[2]因为使用的是×1kΩ的档挡，根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30kΩ；
（2）[3]A．测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位太大，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较小的档挡，重新调零后测量，选项A正确；
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，选项B错误；
C．测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，选项C正确；
D．用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不必要重新进行欧姆调零，选项D错误。
故选AC。
13．(1)AB
(2)6.682/6.683/6.684
(3)
(4)
（1）要求电压能从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，即要“两下一上”连接，故接线柱a接e；由于金属管电阻较大，故测量电路采用电流表内接法，故接线柱b接d。
故选AB。
（2）金属管截面外侧正方形的边长为
(6.682~6.684均可)
（3）根据欧姆定律可知，图线斜率的倒数表示导体的电阻，可得该金属管的阻值为
（4）根据可得
金属管内中空部分的横截面积为
14．（1）；（2）
（1）在时间t内打在荧光屏上的电荷量
则电子数目
（2）根据动能定理
解得
15．(1) 5 Ω (2) 300 Ω
(1)当P滑到的R3右端时，电路对应图乙中的B点，即U2 = 4 V、I2 = 0.8 A
得：
(2)当P滑到的R3左端时，电路对应图乙中的A点，即U外 = 16 V、I总 = 0.2 A
则：
因为：
所以滑动变阻器的最大阻值为．
答：(1) R2的阻值是；
(2)滑动变阻器的最大阻值．
16．电流表，1 A，电压表，10 V
(1)将表头改装成电压表和电流表分别根据串联电阻的分压作用和并联电阻的分流作用。
(2)电压表的测量值是新改装后的电压表内阻Rg与R串两端的电压之和，电流表的测量值是通过新改装后的电流表Rg与R并的电流之和。
当开关合到a、b上时，电路转换成图甲所示的电路
此时小电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用。根据并联电路的特点有
（I-Ig）R1=IgRg
电流表量程为
I=
当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R2与电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已改装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为
U=Ig（Rg＋R2)=0.000 1×（1 000＋99 000） V=10 V
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