(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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