人教版高中物理必修第三册第十一章 电路及其应用 基础巩固单元分层练（含解析）

第十一章 电路及其应用 基础巩固单元分层练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1．[4分]如图所示，某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池.该电池采用金属空心球壳结构，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空.球心处的放射性物质向四周均匀发射氦核，氦核的电荷量为.已知单位时间内从放射性物质射出的氦核数为，在金属壳外表面有一块极小的圆形区域，面积为，大小为金属壳表面积的，则通过的电流大小约为（ ）
A. B. C. D.
2．[4分]下列有关导体电阻及电阻定律的说法正确的是（ ）
A．灯泡的灯丝随温度的升高电阻率增大，属于非线性元件
B．电阻定律仅适用于粗细均匀的金属导体
C．两段相同的导线串联或并联，电阻加倍或减半，说明电阻率也加倍或减半
D．由可知，对于一般金属导体，电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，与温度高低无关
3．[4分]如图所示，两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的，表的量程是，表的量程是，把它们串联起来后接在电阻的两端，并接入电路中，示数分别为和，则（ ）
A．
B．
C．它们的指针偏转角度之比为
D．通过电阻的电流为
4．[4分]一次实验中，某同学需要使用量程为的电流表和量程为的电压表.该同学从实验室领取到如下器材：一只毫安表（满偏电流，内阻）、定值电阻、电阻箱、开关、导线若干.该同学设计的电路如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．将闭合、调整时，可以改装成量程为的电流表
B．将闭合、调整 时，可以改装成量程为的电压表
C．将断开、调整 时，可以改装成量程为的电压表
D．将断开、调整 时，可以改装成量程为的电压表
5．[4分]如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，是曲线上的两点，过点的切线和、两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是（ ）
A．该金属导体的电阻随电压的增大而减小
B．该金属导体两端的电压是时对应的电阻约为
C．该金属导体的电阻是
D．该金属导体在点和点对应的电阻之比是
6．[4分]用四个相同的小量程电流表（表头）与四个定值电阻分别改装成两个电流表、和两个电压表、.已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（ ）
A. 电流表指针的偏转角度小于电流表指针的偏转角度
B. 电流表的读数大于电流表的读数
C. 电压表指针的偏转角度大于电压表指针的偏转角度
D. 电压表的读数小于电压表的读数
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
7．[6分]彩灯串是由几十个额定电压约为的小灯泡串联组成，小灯泡的结构如图所示：小灯泡内有一根表面涂有氧化层（导电性能很差）的细金属丝（电阻可忽略）与灯丝并联，正常工作时，细金属丝与灯丝支架不导通；当加上较高电压时，细金属丝的氧化层被击穿，与灯丝支架导通.当某个小灯泡的灯丝熔断时，下列说法正确的是（ ）
A．彩灯串上其他小灯泡仍能发光
B．彩灯串上其他小灯泡不能发光
C．彩灯串上其他小灯泡两端电压均略有增加
D．彩灯串上其他小灯泡两端电压均保持不变
8．[6分]如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变， ，通过的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 的阻值是
B. 当、、均闭合时，若电流表的示数为，则通过电阻的电流是
C. 当、、均闭合时，若电流表的示数为，则电源电压是
D. 当闭合，、断开时，若电流表的示数为，则两端电压是
9．[6分]如图所示电路，已知，两端电压为，两端电压为，、为定值电阻.则（ ）
A. 两端电压可能为
B. 、两端电压可能为
C. 若、两端电压为，可以判断出
D. 若、两端电压为，可以判断出
三、非选择题（本大题共4小题，共58分）
10．[12分]某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电流表（内阻 ，满偏电流）
B.电流表（内阻约为 ，量程为）
C.定值电阻
D.滑动变阻器（最大阻值为 ，允许通过的最大电流为）
E.干电池组（电压为）
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器和游标卡尺
（1） 如图甲所示，用螺旋测微器测得金属棒直径为________________________________________；如图乙所示，用游标卡尺测得金属棒长度为________.
甲 乙 丙
（2） 用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用________挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图丙所示，则金属棒阻值约为__ .
（3） 请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图.
（4） 若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的表达式为______________________________（用、、、表示）.
11．[12分]要测一个待测电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
图1 图2
电源提供的电压恒定为；
电流表量程为，内阻约为 ；
电流表量程为，内阻为 ；
滑动变阻器最大阻值为 ，允许通过的最大电流为；
定值电阻 ；
定值电阻 ；
开关及导线若干.
要求实验中尽可能准确测量的阻值，请回答下面问题：
（1） 为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表________（填“”或“”）串联定值电阻________（填“”或“”），将其改装成一个量程为的电压表.
（2） 如图1所示，同学们设计了测量电阻的甲、乙两种电路方案，其中用到了改装后的电压表和另一个电流表，则应选电路图__（填“甲”或“乙”）.
（3） 若所选测量电路中电流表的读数为，改装后的电压表读数如图2所示，则电压表读数是____.根据电流表和电压表的读数，并考虑电压表内阻，则待测电阻阻值____ .
12．[16分]如图所示，灵敏电流计的内阻，满偏电流.当使用、两个端点时，是最大测量值为的电流表；当使用、两个端点时，是最大测量值为的电压表.已知电阻 ， .求：
（1） 最大值；
（2） 最大值.
13．[18分]如图所示的电路中，、、为定值电阻，，开关闭合，在、两端加上的恒定电压，若、端接理想电流表，电流表的示数为；若、端接理想电压表，电压表的示数为.
（1） 若在、端接一个电容器，待电路稳定将断开，断开后通过的电荷量为，电容器的电容多大？
（2） 、的阻值分别为多少？
参考答案
1．【答案】A
在单位时间内射到金属壳上的电荷量为,设金属壳的表面积为,在时间内射到上的电荷量为,则通过的电流大小为,其中,联立解得,故正确,、、错误.
2．【答案】A
灯泡的灯丝随温度的升高电阻率增大，属于非线性元件，故正确；电阻定律适用于粗细均匀的金属导体，也适用于浓度均匀的电解液，故错误；电阻的电阻率与导体材料、温度有关，与电阻连接方式无关，两段相同的导线串联或并联，电阻加倍或减半，电阻率不变，故错误；由可知，对于一般金属导体，电阻取决于导体电阻率、长度和横截面积，温度越高，一般金属导体的电阻率越大，故一般金属导体的电阻与温度高低有关，故错误.
3．【答案】B
串联后通过、的电流相同，两表由相同的电流计改装而成，故指针偏转角度相等，故错误；由，可知两电压表满偏时，通过电流计的电流相同，则两电压表的电阻之比为，根据串联分压，则，故错误，正确；由前面分析可知，电阻两端的电压为，则通过电阻的电流为，故错误.
4．【答案】C
将开关闭合、调整 时,相当于并联了一个分流电阻,改装成电流表的量程为,故错误；将开关闭合时,若要改装成量程为的电压表,此时电阻箱的阻值为 ,故错误；将开关断开时,若要改装成量程为的电压表,此时电阻箱的阻值为,故正确，错误.
5．【答案】B
根据欧姆定律,可知图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图像可知各点与原点连线的斜率逐渐减小,说明该金属导体的电阻随电压的增大而增大,故、错误；该金属导体在点对应的电压是,对应的电流是,则有 ,故正确；由图像可知,点对应的电阻是,则金属导体在点和点对应的电阻之比是,故错误.
6．【答案】B
两个电流表、是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成,因两电流表并联,可知通过两表头的电流相等,则电流表指针的偏转角度等于电流表指针的偏转角度,因电流表的量程大于的量程,可知电流表的读数大于电流表的读数,错误,正确；两个电压表、是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的,两电压表串联,可知通过表头的电流相等,则电压表指针的偏转角度等于电压表指针的偏转角度,因电压表的量程大于的量程,则电压表的读数大于电压表的读数,、错误.
7．【答案】AC
当其中一个小灯泡的灯丝熔断时，发生断路的地方电压接近电源电压，氧化层被击穿，细金属丝与灯丝支架导通，其他小灯泡仍能发光，故正确，错误；由于灯丝熔断的小灯泡相当于导线，整个彩灯串上相当于少了一个小灯泡，根据串联电路特点可知，总电阻减小，总电流略有增大，所以彩灯串上其他小灯泡两端电压均略有增加，故正确，错误.
8．【答案】AC
根据题图乙可得,的阻值是 ,正确；当、、均闭合时,和并联,被短路,若电流表的示数为,则有,解得,两端的电压等于电源电压,则电源电压是,错误,正确；当闭合,、断开时,则和串联,断路,若电流表的示数为,则两端电压是,两端电压是,错误.
9．【答案】AB
根据欧姆定律可得,流过的电流为,流过的电流为,故流过电阻的电流可能为,也可能为,若流过的电流为,则两端电压为；若流过的电流为,则两端电压为,故正确.、两端的电压等于电阻与两端电压之和,两端电压为,若两端电压为,则、两端电压为；若两端电压为,则、两端电压为,故正确.若、两端电压为,说明通过电阻的电流方向从下向上,电阻下端的电势较高,上端的电势较低,则两端的电压等于与两端电压之和,为,两端的电压等于与两端电压之差,为；通过的电流是通过与的电流之和,即,,则,故错误.若、两端电压为,说明通过电阻的电流方向从上向下,电阻上端的电势较高,下端的电势较低,则两端的电压与两端电压之和等于两端电压,即两端电压为,两端的电压等于与两端电压之和,为；通过与的电流之和等于通过的电流,即,,则,故错误.
10．
（1） 金属棒的直径为,长度为.
（2） 用多用电表粗测金属棒的阻值,当用“”挡时发现指针偏转角度过大,说明所选挡位偏大,所以要换成倍率较小的挡位,即“”挡,金属棒的阻值为 .
（3） 由于题目中没有给出电压表,且已知电流表的内阻,则应用电流表与定值电阻串联后并联在金属棒两端,由于要精确测量金属棒的阻值,且电流表和电阻的阻值已知,故电流表应选择外接法；滑动变阻器的最大阻值较小,为完成实验,故滑动变阻器应采用分压式接法,设计的电路图如图所示.
（4） 由电路图及欧姆定律可得,金属棒的电阻为.
11．【答案】（1） ；
（2） 甲
（3） 1.20；200
（1） 将小量程的电流表改装成电压表,需要知道电流表的量程和内阻,故电流表选；串联电阻的阻值 ,定值电阻应选.
（2） 改装后的电压表内阻已知,则流过电压表的电流已知,故电流表应采用外接法,实验电路应选甲.
（3） 由题图2可知,电压表读数,待测电阻阻值 .
12．【答案】（1）
（2）
（1） 当使用、两个端点时,与灵敏电流计并联,根据并联电路特点可得,解得.
（2） 当使用、两个端点时,灵敏电流计与并联后与串联,根据串并联电路特点,有,解得.
13．【答案】（1）
（2） ；
（1） 在、端接一个电容器,待电路稳定时,电容器两端的电压相当于在、端接理想电压表时的示数,即,断开后电路断路,电容器两端的电压相当于、两端恒定电压,即,则电容器的电容.
（2） 、端所加电压设为,根据题意,、端接理想电流表时,两端的电压,,则,、端接理想电压表时,有,,联立解得 , .
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