人教版（2019）必修 第三册 第十一章 电路及其应用单元测试（含解析）

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第十一章电路及其应用
一、单选题
1.科学家们研发了一种像“橡皮泥”一样的新材料。据称，这种材料可塑性强且可在室温下制造，但导电性却堪比金属，可能会帮助塑造新一代电子设备。如图为一该材料制作的圆柱形导体，现将其拉长，则( )
A. 该材料的电阻率变小 B. 该材料的电阻率变大
C. 该材料两端的电阻变小 D. 该材料两端的电阻变大
2.如图所示，两根金属丝、由电阻率均为的材料制成，横截面均为圆形、粗细均匀，将它们并联后接在电路、间。已知金属丝的长度为、直径为，金属丝的长度为、直径为，则下列说法中正确的是( )
A. 金属丝、的电阻相等
B. 相同时间内通过金属丝、横截面积的电荷量相等
C. 金属丝、内电子定向移动的速度之比为
D. 间的电阻为
3.“中国天眼”用到光电倍增管这种光敏仪器对遥远星体进行光度测量。现在把一个锑铯光阴极倍增管的信号输出端与一个的标准电阻串联，测得电阻两端的电压与时间的关系如图所示，则锑铯光阴极倍增管输出信号的脉冲电量大小约为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，、间电压一定，当滑片向左移动到另一位置时，通过 、的电流变化量的绝对值分别为， 、两端的电压变化量的绝对值分别为，则( )
A. B.
C. D.
5.刑法修正案八将醉驾入刑。我国法律规定当每的气体中酒精浓度大于或等于小于为酒驾，大于或等于为醉驾。图甲是便携式酒精测试仪的原理图，两端电压，是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示，是报警器，其电阻值恒定为。在对某司机的检测中，电压表的示数为，则该司机( )
A. 醉驾 B. 酒驾
C. 喝酒但不到酒驾标准 D. 没喝酒
6.如图，电路中电流大小始终不变，为定值电阻。闭合开关，根据电压表示数与电阻箱阻值的大小关系可以绘制图线；断开开关，据电压表示数与电阻箱阻值的大小关系可以绘制图线。下列能正确表示图线、的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，为了使白炽灯泡变得更亮，可以采取的方法有不考虑电源内阻( )
A. 只减小电容器两板间的距离 B. 只增大电容器两板间的距离
C. 只增大电阻的阻值 D. 只增大电阻的阻值
8.如图所示为用电压表内阻、电流表内阻测量电阻的两种电路图。用电路甲测得阻值为，用电路乙测得阻值为。下列说法正确的是( )
A. B.
C. 若，则用电路乙测量更精确 D. 若，则用电路甲测量更精确
9.如图是电阻甲和乙的图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是( )
A. 当甲两端电压为时，通过它的电流为
B. 当乙两端电压为，其电阻值为
C. 将甲和乙串联，若电流为，则它们两端的电压为
D. 若甲和乙并联，若电压为，则它们的干路电流为
10.在如图所示的电路中，电源电压不变，开关闭合后，若电压表的示数为，电流表的示数为，则下列各种情况错误的是( )
A. 若甲、丙为电流表，乙为电压表，则、并联，，
B. 若甲、丙为电压表，乙为电流表，则、串联，丙测量的是两端的电压，，
C. 若甲、乙、丙是电压表，则灯、不发光
D. 若甲、乙、丙是电流表，则会发生电源短路
二、多选题
11.稳压管是一种用硅材料制成的晶体二极管，广泛应用于稳压电源。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，两端电压几乎不变，表现出稳压特性。图为某稳压二极管的图像。下列说法正确的是( )
A. B.
C. 稳压管属于非线性元件 D. 稳压管属于线性元件
12.利用如图所示的电路测量电阻两端的电压，测量时，移动滑动变阻器的滑片，使其依次置于五点各点间距相同，且两点为滑动变阻器的两个端点，将电压表的示数记录在表中。经过检查，发现电路中的滑动变阻器在某处发生了断路，则滑片在之间的某一点时，电压表的示数可能为( )

的位置
的示数
A. B. C. D.
13.有、、、四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一只电阻的阻值偏大。要找出这只电阻，某同学设计了如图所示的电路。当开关闭合时测出有电流从流向，下列说法正确的是( )
A. 阻值偏大的电阻一定是和中的一个
B. 阻值偏大的电阻一定是和中的一个
C. 下一步可将和互换位置，根据、间电流的流向来判断
D. 下一步可将和互换位置，根据、间电流的流向来判断
14.有两材质、长度相同的电阻和，当它们接入电路时，得到如右图所示的电流和电压的关系，以下说法正确的是( )
A. 表示电阻，表示电阻
B. 电阻和串联后的总电阻的图线应在区域Ⅲ
C. 表示电阻，表示电阻
D. 电阻和并联后的总电阻的图线应在区域
三、填空题
15.如图所示，若将两个开关都闭合时，电灯、、的连接方式是 填“串联”或“并联”，此时通过、的电流之比为，和的指针偏转角度相同，当断开时，的示数减少了，那么两开关都闭合时流过的电流为 。
16.如图所示的电阻网格中，、、、四条边的电阻为，其余各边的电阻都相等，但阻值未知，测得两点之间的总电阻为，当在、两点之间连接一段阻值为的电阻时，两点之间的总电阻 ，若将、、、四根电阻丝皆换成阻值为的电阻，则两点之间的总电阻 。
17.有如图所示的电阻分布。
、两点间的电阻 ；
如果流过、间电阻的电流为，则、两点间的电压 。
四、实验题：本大题共3小题，共27分。
18.某物理课外实验小组为了测量某未知电阻的阻值，制定了三种测量方案．

方案一：
在进行正确机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至挡，先将红、黑表笔短接，让指针指在 选填“左侧”或“右侧”零刻度线上．
欧姆表指针如图甲所示，可得未知电阻的阻值约为
方案二：
设计了如图乙所示的实验电路，电压表的示数为，电流表的示数为，则由此可得未知电阻的阻值为 ．
方案三：
如图所示，将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关和，调节电阻箱，使电流表示数为，电阻箱的示数为，其中为保护电阻，阻值未知
开关闭合，断开开关，调节电阻箱，使电流表示数仍为，读出电阻箱的示数为
则电阻 ．
由于电流表不是理想电流表，则其内阻对电阻的测量值 选填“有”或“无”影响．
19.如图所示，图为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”及“”两个挡位可选。图中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变。灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻。图为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“”。不计导线的电阻，请回答下列问题：
在正确操作的情况下，图中表笔应为 表笔填红”或黑”。
若欧姆表的倍率调为“”挡，则图中对应单刀双掷开关应拨至 位置填”或”。经表笔短接欧姆调零之后进行测量电阻，发现指针位于与正中间，则测量值 填“大于”“等于”或“小于”。
若将欧姆表的倍率调为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为 ．
若将图中单刀双郑开关拨至后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为 。
20.小梦同学自制了一个两挡位“”“”的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻最大阻值为，、、为定值电阻，电流计的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：
短接，将单刀双掷开关与接通，电流计示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计示数变为，则 填“大于”或“小于”；
将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为 填“”或“”；
若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点欧姆零点在电流计满偏刻度处时，调零电阻的滑片应该 调节填“向上”或“向下”；
在“”挡位调整欧姆零点后，在间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的；取走，在间接入待测电阻，稳定后电流计的指针偏转到满偏刻度的，则 。
若用此欧姆表测二极管的正向电阻，应将 填“”或“”表笔接二极管的正接线柱
五、计算题
21.如图所示电路中，电阻，，、两端的电压保持不变，那么：
若开关断开，、两端的电压分别是多少？
如果电压表的内阻是，当分别与、接触时电压表的读数分别是多少？结果保留三位有效数字
22.如图所示，小明同学用伏安法测量未知电阻，测得电压表示数，电流表示数。若电压表内阻，电流表内阻，试求：
电阻的测量值测；
电阻的真实值真；
若把测量值与真实值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，求本次测量中因电表内阻造成的相对误差。结果保留两位有效数字
23.在如图所示的电路中，电阻、、。一电荷量的带正电小球用绝缘细线悬挂于竖直放置、足够大的平行金属板中的点。当开关闭合时，细线向右偏转至细线与竖直方向的夹角。两极板间的距离，、间的电压，取重力加速度大小。
求开关闭合时，通过电阻的电流；
求小球的质量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】电阻率反应材料的导电性能，由材料本身决定，与温度有关，与材料的形状无关，所以该材料被拉长后，电阻率不变，故AB错误；
根据 ，该材料被拉长后，横截面积变小，该材料两端的电阻变大，故C错误，D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】A.根据，则，则金属丝 、 的电阻不相等，选项A错误；
B.两电阻不等，则电流不等，根据并联电路的电流关系可知，根据可知相同时间内通过金属丝 、 横截面积的电荷量不相等，选项B错误；
C.根据，解得
金属丝 、 内电子定向移动的速度之比为
选项C正确；
D.因，则， 间的电阻为，选项D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】根据欧姆定律可得
根据
可得
结合 图像面积可得锑铯光阴极倍增管输出信号的脉冲电量大小约为
故选B。
4.【答案】
【解析】由电路图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电阻与的并联电阻变大，电路总电阻变大，电路两端电压不变，由欧姆定律可知，干路电流变小，通过的电流减小，电阻阻值不变，两端电压变小，电阻与的并联电压变大，不变，由，可知变大，由并联电路特点可知，干路电流等于各支路电流之和，即，减小，增大，则减小，则的减小量大于的减小量，即，串联电路总电压等于各串联部分电压之和，则，由于不变，的减小量等于的增加量，即。
故选C。
5.【答案】
【解析】由图甲可知，和串联，当电压表的示数为时，两端的电压也为，根据串联电路特点，可得此时的电阻值为 ，对应乙图，该驾驶员酒精气体浓度大于，属于醉驾，故A正确，BCD错误；
故选A。
6.【答案】
【解析】由欧姆定律，可知，闭合开关， 短路，只有电阻箱接入电路，电压表测量电阻箱两端电压 ，又知电流大小始终不变，可知 图线是正比例函数关系，是一条通过原点出发的射线、均为正数；断开开关，和 串联接入电路，电压表测量二者两端电压，由穿并联电路电压规律可得
由于电路大小始终不变，故为定值，则 图线为一次函数且与纵轴交点为 ，故B正确，ACD错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】电路稳定时，电容器没有电流通过，相当于断路，所以改变电容器的板间距离，不能改变电路的状态，灯泡的亮度不变，故AB均错误；
C.只增大电阻的阻值，外电路总电阻增大，总电流减小，则灯泡与电阻并联电压减小，灯泡变暗，故C错误；
D.只增大电阻的阻值，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，而的电压减小，所以灯泡与电阻并联电压增大，灯泡变亮，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】由图甲所示电路可知，该实验采用电流表内接法，由于电流表分压作用，所测电压偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值大于真实值；图乙采用电流表外接法，由于电压表的分流，所测电流偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值，故，B错误，A正确；
C.若 ，电阻可以看作大电阻，电流表分压作用较小，故此时应采用电路甲测量更精确，C错误；
D.若 ，电阻应看作小电阻，电压表的分流作用较小，应用电路乙测量更精确，D错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】A.由图可知当甲两端电压为时，通过它的电流为，故A错误；
B.由图可知当乙两端电压为，通过它的电流为，其电阻值为，故B错误；
C.将甲和乙串联，若电流为，由图可知甲两端的电压为 ，乙两端的电压为 ，则它们两端的电压为 ，故C错误；
D.若甲和乙并联，若电压为，由图可知通过甲的电流为 ，可知通过乙的电流为 ，则它们的干路电流为，故D正确。
故选D。
10.【答案】
【解析】A.根据电路图可知若甲、丙为电流表，乙为电压表，则、并联，则，，故A错误；
B.若甲、丙为电压表，乙为电流表，则、串联，甲测量的是两端的电压，丙测量的是两端的电压， ， ，故B正确；
C.若甲、乙、丙是电压表，则灯、都是开路，灯、不发光，故C正确；
D.若甲、乙、丙是电流表，则灯、都被短路，则会发生电源短路，故D正确。
本题选错误项，故选A。
11.【答案】
【解析】根据图像可知，的电压相等，的电流大于的电流，根据欧姆定律
可知，A错误，B正确；
线性元件的 图像应为一条倾斜的直线，根据图像可知，稳压管属于非线性元件，C正确，D错误。
故选BC。
12.【答案】
【解析】设滑动变阻器的总阻值为 ，滑片左端部分的电阻为 ，则右端部分的电阻为 ，按照图示的接法，滑动变阻器接入电路的阻值为，其中 。
由二次函数的性质可知，当 ，即滑片位于处时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时电压表的示数应该最小；但是测量数据却符合串联分压的规律，且滑片在处时电压表的示数最小，说明滑动变阻器的断点在、之间。由电路图及测量数据可知，电阻 和滑动变阻器两端的总电压为，当滑片在点时，电压表的示数为，说明电阻 的阻值是滑动变阻器的四分之一。设断点靠近于点，则电压表的示数将大于
同时小于；设断点靠近于点，则电压表的示数将大于
同时小于。
故选BD。
13.【答案】
【解析】假设、电阻相等，又根据并联关系可知
而
可知
又因为、并联，电压相等，根据欧姆定律知
可知比较大的电阻是。同理，假设、电阻相等，又根据并联关系可知
而
可知
又因为、并联，电压相等，根据欧姆定律知
可知比较大的电阻是。所以阻值偏大的电阻一定是和中的一个，故A正确，B错误；
C.由上述分析知将和互换位置，电流流向不变，无法判断，故C错误；
D.下一步可将和互换位置，若、之间的流向不变可知此时一定是电阻偏大，若电流流向发生变化则可知一定是电阻偏大反证法，假设电阻偏大，而电流流向仍然不变，根据前述分析可知，存在由至的电流，则互换后，、一定有一个电阻偏大，与电阻偏大矛盾，故可知若电阻偏大，电流流向一定改变，故D正确。
故选AD。
14.【答案】
【解析】在图线中斜率的倒数表示电阻，由图线可知，材质、长度相同的导体横截面积越大，电阻越小，表示电阻，表示电阻，A错误，C正确；
B.和串联后的总电阻比任何一个分电阻都大，斜率更小，则总电阻的图线应在区域Ⅲ，B正确；
D.和并联后的总电阻比任何一个分电阻都小，斜率更大，则总电阻的图线应在区域，D错误。
故选BC。
15.【答案】并联
【解析】 若将两个开关都闭合时，电灯、、的连接方式是并联；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，并且控制的开关断开时，的示数减少了，则通过的电流为，已知通过、的电流之比为，则的电流为；因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则
示数为
示数为
则示数大于示数，由于电流表有两个量程分别为，，根据分度值可知和的指针偏转角度相同时
解得。
16.【答案】
【解析】当在、两点之间连接一段阻值为的电阻时，由于电路是网点对称的则、两点等势，对电路的电阻变化没有影响；所以总电阻仍为；
设其余部分的电阻为，由题知，、与其余电阻并联后的总电阻为，则
所以
当把将、、、四根电阻丝皆换成阻值为的电阻，不变，则
解得。
17.【答案】
【解析】间的总电阻为
间的总电阻为
所以，、两点间的电阻为
根据并联电路电流和电阻成反比，上的电流为，则上的电流为，则总电流为，则总电压为
18.【答案】右侧 无
【解析】欧姆表调零，让指针指在右侧零刻度线上。欧姆表选择“”挡位，由图中所示表盘可知未知电阻的阻值即欧姆表的读数；
由伏安法测电阻的原理，根据欧姆定律得；
根据实验原理，可得，解得：。
由于用与的阻值替代的阻值，因此和电流表的内阻无关，所以电流表的内阻对电阻的测量值无影响。
19.【答案】黑 小于
【解析】在欧姆表的使用过程中，应让电流从红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔接内部电源正极，所以表笔应为黑表笔；
当开关拨至时，灵敏电流计满偏时的干路电流为，，此时欧姆表的中值电阻为，所以当开关拨至时，欧姆表的倍率是“ ”，由于刻度盘为左密右疏”，因此小于 ；
倍率选择“ ”挡时，欧姆表的内阻为
由闭合电路欧姆定律有
指针指在电流计满偏刻度的 位置时，有
解得
当开关拨至时，倍率为“ ”挡，欧姆表的内阻为
电路中并联部分的阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻为。
20.【答案】大于 向上

【解析】根据题意可知，所以开关拨向时电路的总电阻小于开关拨向时电路的总电阻，电源电动势不变，根据可知；
当开关拨向时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也更大，所以开关拨向时对应欧姆表的挡位倍率较大，即；
从“”挡位换成“”挡位，即开关从拨向，全电路电阻增大，干路电流减小，短接时，为了使电流表满偏，则需要增大通过电流计所在支路的电流，所以需要将的滑片向上调节；
在“”挡位，电路图结构简化如图
第一次，当短接，全电路的总电阻为
通过干路的电流为
电流表满偏，根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知
第二次，之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为
电流表偏转了量程的，则
结合第一次和第二次解得
第三次，之间接入，全电路总电阻为，通过干路的电流为
电流表偏转了量程的，则
结合第二次和第三次，解得；
由于表笔接电源正极，故用此欧姆表测二极管的正向电阻，应将表笔接二极管的正接线柱。
21.【解析】断开时，与串联，根据串联电路的电压特点知
。
当与接触时，电压表与并联，并联总电阻
则并联支路电压
同理，当与接触时
22.【解析】由欧姆定律得
由于测量电路为内接法， 是和真的串联总阻值，即
得
根据
得

23.【解析】开关闭合时，并联部分电阻
电路总电阻为
通过电阻的电流
解得
电阻两端的电压
金属板间电势差
电场强度
小球所受电场力
小球处于平衡状态
解得
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