(共38张PPT)
单元素养检测(三)(第十一章)
1.每分钟有1.5×1015个自由电子通过导线的横截面,电子电荷量为-1.6×10-19 C,则该导线中的电流大小是( )
A.0.4 μA B.4 μA
C.8 mA D.80 mA
答案:B
2.(2024·高二上广东佛山期中)某同学在做实验时发现没有适合的电压表,于是使用电流表与定值电阻改装成电压表,他提出的改装方案正确的是( )
答案:D
解析:将电流表改装成电压表的方法是用电流表串联定值电阻,将电流表和定值电阻的总电压作为改装后电压表的电压,D正确.
3.两段材料不同的均匀电阻线,它们的电阻R相等,电阻率之比为ρ1∶ρ2=2∶3,横截面积之比为S1∶S2=3∶2,则它们的长度比L1∶L2为( )
A.2∶3 B.4∶9
C.9∶4 D.3∶2
答案:C
4.如图所示,某同学要测量一段阻值约为5 Ω的细金属丝的电阻率,下列操作不正确的是( )
A.可用毫米刻度尺测金属丝直径
B.电流表量程选用0~0.6 A,电压表量程选用0~3 V
C.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至最左端
D.实验完毕后应立即断开开关S
答案:A
解析:用螺旋测微器测金属丝直径,故A错误,符合题意;电流表量程选用0~0.6 A,电压表量程选用0~3 V,故B正确,不符合题意;为保护电路,闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至最左端,故C正确,不符合题意;实验完毕后应立即断开开关S,故D正确,不符合题意.
5.(2024·浙江宁波期末)如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知下列说法正确的是( )
A.导体的电阻是25 Ω
B.导体的电阻是0.04 Ω
C.当导体两端的电压是10 V时,通过导体的电流是2 A
D.当通过导体的电流是0.1 A时,导体两端的电压是0.004 V
答案:A
6.三个定值电阻R1=10 Ω、R2=10 Ω、R3=15 Ω,连成如图所示的电路,电压U为8 V,则电流表示数为( )
A.0.2 A B.0.3 A
C.0.5 A D.0.6 A
答案:A
7.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,已知灵敏电流表的满偏电流Ig=2 mA,内电阻Rg=300 Ω,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.乙表是电流表,R增大时量程增大
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6 A,则R=0.5 Ω
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3 V,则R=1 200 Ω
答案:D
8.多用电表可以测量电阻,也可以测量电流与电压,下列测量电路是某同学设计的有关测量电路:(甲开关处于断开状态,乙、丙、丁开关处于闭合状态)已知这位同学已经正确调节选择开关,他能顺利完成测量,且不会损坏仪器的是( )
A.用图甲方案测量小灯泡的电阻
B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度
C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压
D.用图丁方案测量二极管的正向电阻
答案:AC
解析:用图甲方案测量小灯泡的电阻,多用电表应与小灯泡并联,且将开关断开,故A正确;用图乙方案测量小灯泡的电流强度,多用电表应与小灯泡串联,且将开关闭合,多用电表的正极连接电路电源的正极一端,故B错误;用图丙方案测量小灯泡两端的电压,多用电表应与小灯泡并联,且将开关闭合,多用电表的正极连接电路电源的正极一端,故C正确;用图丁方案测量二极管的正向电阻,多用电表应与小灯泡并联,且将开关断开,故D错误.
9.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1 Ω,R2=12 Ω,R3=4 Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10 V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是4 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为8 V
答案:AC
答案:CD
11.(6分)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的0刻线;
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置;
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________;
使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”);
S
T
0刻线
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的待测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1 K”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
ADC
解析:机械调零应旋动部件S,使指针对准I=0或Ω=∞,欧姆调零应旋动部件T,使指针对准电阻的“0刻线”;指针偏转角度小,说明待测电阻大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应按ADC顺序操作;
(2)如图所示为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为______ Ω;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为______ mA;测直流电压时,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为______ V.
1600
48
24.0
解析:欧姆表读数等于刻度盘读数乘以倍率,即为16×100 Ω=1 600 Ω选用量程为100 mA的电流挡,精度为2 mA,估读到1 mA,则读数为48 mA;选用量程为50 V的电压挡,精度为1 V,读数选取中间刻度第二排,读数为24.0 V.
12.(10分)(2024·高二上黑龙江大庆期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率.
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径d=____________________ mm.
2.936(2.935~2.938均可)
解析:螺旋测微器读数为d=2.5 mm+43.6×0.01 mm=2.936 mm.
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用________(填“×1”或“×100”)挡.换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示.
×1
解析:该同学先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻较小,他应该换用×1挡,换挡调零后再进行测量.
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻Rx,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω);电压表V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);滑动变阻器R(0~15 Ω);电源E(电动势为3.0 V,内阻不计).
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?________(填“甲”或“乙”)
甲
(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?
答案:电压表 1 V
解析:S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,
电压表的内阻RV=Rg+R1=1 000 Ω.
所以电压表两端的电压最高为
U=IgRV=0.001×1 000 V=1 V.
即改装成的电压表的量程为1 V.
(2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?
答案:电流表 1 A
14.(12分)一根长为2 m,横截面积为2.0×10-5 m2的铜棒,将其两端与电压为4.0×10-2 V的电源连接,铜棒的电阻为2.0×10-3 Ω,每立方米铜棒内自由电子个数为8.0×1029个.求(自由电子电荷量e=1.6×10-19 C):
(1)通过铜棒的电流的大小;
答案:20 A
(2)铜棒内的电场强度的大小;
答案:2×10-2 V/m
(3)自由电子定向移动的速率.(结果保留两位有效数字)
答案:7.8×10-6 m/s
15.(16分)如图所示电路中,电源输出电压恒定,定值电阻r的阻值为5 Ω,电阻R1=6 Ω,滑动变阻器的最大阻值为30 Ω,当滑动变阻器的滑动触头P位于变阻器的中点时,理想电流表的示数为0.5 A,理想电压表的示数为20.5 V.求:
(1)电阻R2的阻值;
答案:10 Ω
(2)电源的输出电压.
答案:24 V
解析:电源输出电压为U=U2+Ibr=24 V.单元素养检测(三)(第十一章)
(75分钟 100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1.每分钟有1.5×1015个自由电子通过导线的横截面,电子电荷量为-1.6×10-19 C,则该导线中的电流大小是( )
A.0.4 μA B.4 μA
C.8 mA D.80 mA
解析:根据电流的定义式I===4 μA.
答案:B
2.(2024·高二上广东佛山期中)某同学在做实验时发现没有适合的电压表,于是使用电流表与定值电阻改装成电压表,他提出的改装方案正确的是( )
解析:将电流表改装成电压表的方法是用电流表串联定值电阻,将电流表和定值电阻的总电压作为改装后电压表的电压,D正确.
答案:D
3.两段材料不同的均匀电阻线,它们的电阻R相等,电阻率之比为ρ1∶ρ2=2∶3,横截面积之比为S1∶S2=3∶2,则它们的长度比L1∶L2为( )
A.2∶3 B.4∶9
C.9∶4 D.3∶2
解析:根据R=ρ,可得L=,则===.
答案:C
4.如图所示,某同学要测量一段阻值约为5 Ω的细金属丝的电阻率,下列操作不正确的是( )
A.可用毫米刻度尺测金属丝直径
B.电流表量程选用0~0.6 A,电压表量程选用0~3 V
C.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至最左端
D.实验完毕后应立即断开开关S
解析:用螺旋测微器测金属丝直径,故A错误,符合题意;电流表量程选用0~0.6 A,电压表量程选用0~3 V,故B正确,不符合题意;为保护电路,闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至最左端,故C正确,不符合题意;实验完毕后应立即断开开关S,故D正确,不符合题意.
答案:A
5.(2024·浙江宁波期末)如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知下列说法正确的是( )
A.导体的电阻是25 Ω
B.导体的电阻是0.04 Ω
C.当导体两端的电压是10 V时,通过导体的电流是2 A
D.当通过导体的电流是0.1 A时,导体两端的电压是0.004 V
解析:根据图像,由欧姆定律可得,导体电阻R== Ω=25 Ω,故A正确,B错误;当导体两端电压是10 V时,通过导体的电流I== A=0.4 A,故C错误;当通过导体的电流是0.1 A时,导体两端的电压U=IR=0.1×25 V=2.5 V,故D错误.
答案:A
6.三个定值电阻R1=10 Ω、R2=10 Ω、R3=15 Ω,连成如图所示的电路,电压U为8 V,则电流表示数为( )
A.0.2 A B.0.3 A
C.0.5 A D.0.6 A
解析:电路并联部分的电阻为R23== Ω=6 Ω,则干路电流为I== A=0.5 A,电路并联部分的电压U23=U-IR1=3 V,则电流表示数为I3== A=0.2 A.
答案:A
7.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,已知灵敏电流表的满偏电流Ig=2 mA,内电阻Rg=300 Ω,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.乙表是电流表,R增大时量程增大
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6 A,则R=0.5 Ω
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3 V,则R=1 200 Ω
解析:甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表.电流表的量程I=Ig+,可知当R增大时,量程I减小,故A错误;乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,电压表的量程U=Ig(Rg+R),可知R增大时,量程增大,故B错误;由公式I=Ig+知,在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6 A,则R=1.003 Ω,故C错误;由公式U=Ig(Rg+R)知,在乙图中,若改装成的电压表的量程为3 V,则R=1 200 Ω,故D正确.
答案:D
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
8.多用电表可以测量电阻,也可以测量电流与电压,下列测量电路是某同学设计的有关测量电路:(甲开关处于断开状态,乙、丙、丁开关处于闭合状态)已知这位同学已经正确调节选择开关,他能顺利完成测量,且不会损坏仪器的是( )
A.用图甲方案测量小灯泡的电阻
B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度
C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压
D.用图丁方案测量二极管的正向电阻
解析:用图甲方案测量小灯泡的电阻,多用电表应与小灯泡并联,且将开关断开,故A正确;用图乙方案测量小灯泡的电流强度,多用电表应与小灯泡串联,且将开关闭合,多用电表的正极连接电路电源的正极一端,故B错误;用图丙方案测量小灯泡两端的电压,多用电表应与小灯泡并联,且将开关闭合,多用电表的正极连接电路电源的正极一端,故C正确;用图丁方案测量二极管的正向电阻,多用电表应与小灯泡并联,且将开关断开,故D错误.
答案:AC
9.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1 Ω,R2=12 Ω,R3=4 Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10 V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是4 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为8 V
解析:当cd端短路时,ab间电路的结构为,电阻R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为R=+R1= Ω+1 Ω=4 Ω,故A正确;当ab端短路时,cd之间电路结构为,电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为R=+R2= Ω+12 Ω=12.8 Ω,故B错误;当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压,为U3=E=×10 V=8 V,故C正确;当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压,为U3=E=×10 V=2.5 V,故D错误.
答案:AC
10.如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线与横轴所成夹角θ为30°.下列说法正确的是( )
A.甲元件的电阻为R== Ω
B.在A点,甲的电阻小于乙的电阻
C.若将甲、乙元件串联,电流为1 A时,甲、乙元件的总电压为13 V
D.若将甲、乙元件并联,两端电压为5 V时,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625 C
解析:根据I U图像可知,甲元件的电阻为R甲==Ω=8 Ω,故A错误; 在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,由欧姆定律R=可知,甲的电阻等于乙的电阻,故B错误;若将甲、乙元件串联,电流为1 A时,此时甲元件的电压为U甲=IR甲=8 V,由I U图像可知,乙元件的电压为5 V,则甲、乙元件的总电压为U总=8 V+5 V=13 V,故C正确;若将甲、乙元件并联,两端电压为5 V时,此时通过甲元件的电流I甲==A=0.625 A,由I U图像可知,通过乙元件的电流为I乙=1.0 A,则干路总电流为I=I甲+I乙=1.625 A,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为q=It=1.625×1 C=1.625 C,故D正确.
答案:CD
三、非选择题:本题共5小题,共54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.
11.(6分)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的0刻线;
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置;
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________;
使指针对准电阻的________(选填“0刻线”或“∞刻线”);
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的待测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1 K”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
(2)如图所示为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为______ Ω;测直流电流时,用的是100 mA的量程,指针所示电流值为______ mA;测直流电压时,用的是50 V量程,则指针所示的电压值为______ V.
解析:(1)机械调零应旋动部件S,使指针对准I=0或Ω=∞,欧姆调零应旋动部件T,使指针对准电阻的“0刻线”;指针偏转角度小,说明待测电阻大,所选倍率小,应改选更大的倍率,重新进行欧姆调零,所以应按ADC顺序操作;(2)欧姆表读数等于刻度盘读数乘以倍率,即为16×100 Ω=1 600 Ω选用量程为100 mA的电流挡,精度为2 mA,估读到1 mA,则读数为48 mA;选用量程为50 V的电压挡,精度为1 V,读数选取中间刻度第二排,读数为24.0 V.
答案:(1)①S ③T 0刻线 ④ADC (2)1 600 48 24.0
12.(10分)(2024·高二上黑龙江大庆期末)某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率.
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,测量结果如图甲所示,则该导体材料的直径d=________ mm.
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱体的电阻,他进行了如下操作:
他先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用________(填“×1”或“×100”)挡.换挡重新调零后再进行测量,指针静止时位置如图乙所示.
(3)为了进一步准确测量该圆柱体的电阻,实验室用伏安法测量金属丝的电阻Rx,实验中除开关、若干导线之外还提供:电流表A(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω);电压表V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);滑动变阻器R(0~15 Ω);电源E(电动势为3.0 V,内阻不计).
根据所选用的实验器材,应选用以下哪个电路图进行实验?________(填“甲”或“乙”)
解析:(1)螺旋测微器读数为d=2.5 mm+43.6×0.01 mm=2.936 mm.
(2)该同学先用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明电阻较小,他应该换用×1挡,换挡调零后再进行测量.
(3)根据图乙所示,则该圆柱体的电阻为R=5×1 Ω=5 Ω,
根据>可知电流表应采用外接法,应选用甲电路图进行实验.
答案:(1)2.936(2.935~2.938均可) (2)×1 (3)甲
13.(10分)在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω.
(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?
(2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?
解析:(1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,
电压表的内阻RV=Rg+R1=1 000 Ω.
所以电压表两端的电压最高为
U=IgRV=0.001×1 000 V=1 V.
即改装成的电压表的量程为1 V.
(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表.
当小量程电流表G满偏时,
通过R2的电流为IR2== A=0.999 A,
故改装成的电流表的量程为I=IR2+Ig=0.999 A+0.001 A=1 A.
答案:(1)电压表 1 V (2)电流表 1 A
14.(12分)一根长为2 m,横截面积为2.0×10-5 m2的铜棒,将其两端与电压为4.0×10-2 V的电源连接,铜棒的电阻为2.0×10-3 Ω,每立方米铜棒内自由电子个数为8.0×1029个.求(自由电子电荷量e=1.6×10-19 C):
(1)通过铜棒的电流的大小;
(2)铜棒内的电场强度的大小;
(3)自由电子定向移动的速率.(结果保留两位有效数字)
解析:(1)由I=,可得通过铜棒的电流I= A=20 A.
(2)由U=Ed,
可得铜棒内的电场强度E== V/m=2×10-2V/m.
(3)设铜棒中自由电子定向移动的速率为v,铜棒中的自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,
则铜棒的长度l=vt,体积V=Sl=Svt,
则电流I===nevS,
所以v== m/s≈7.8×10-6 m/s.
答案:(1)20 A (2)2×10-2 V/m (3)7.8×10-6 m/s
15.(16分)如图所示电路中,电源输出电压恒定,定值电阻r的阻值为5 Ω,电阻R1=6 Ω,滑动变阻器的最大阻值为30 Ω,当滑动变阻器的滑动触头P位于变阻器的中点时,理想电流表的示数为0.5 A,理想电压表的示数为20.5 V.求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)电源的输出电压.
解析:(1)电阻R1两端电压U1=I1R1=0.5×6 V=3 V,
R1与滑动变阻器左端Ra部分并联,则通过Ra的电流Ia==0.2 A,
通过右端Rb的电流Ib=Ia+I1=0.7 A,
电压表两端电压U2=U1+Ib(Rb+R2),
联立解得R2=10 Ω.
(2)电源输出电压为U=U2+Ibr=24 V.
答案:(1)10 Ω (2)24 V
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