高中物理新教材人教版必修第三册章末测试题 　电路及其应用 Word版含解析

1．(4分)有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把对每个电阻测量时电阻两端的电压和通过的电流描点到同一U?I坐标系中，如图所示，这三个电阻的大小关系正确的是 (　　)
A．Ra＜Rb＜Rc　　　 B．Ra＞Rc
C．Ra＞Rb D．Rb＝Rc
B　[由公式R＝可知，图像的斜率表示电阻，则由图可知，a、b的电阻相等，且大于c的电阻，则有Ra＝Rb>Rc，故B正确，A、C、D错误。]
2．(4分)某同学想粗测一下粗细均匀的某金属导线的电阻率，他先用螺旋测微器测出该导线的直径为d＝0.200 mm，然后用刻度尺测出导线的长度为1.0×103 mm，用调好的欧姆表测出导线的电阻为5.0 Ω，由此可算得该铜导线的电阻率约为(　　)
A．1.57×10－7 Ω·m　　 B．1.57×10－7 Ω/m
C．1.57×10－8 Ω·m D．1.57×10－8 Ω/m
A　[由电阻定律：R＝ρ＝)得ρ＝＝ Ω·m＝1.57×10－7 Ω·m。故A正确，B、C、D错误。]
3．(4分)如图所示，4只电阻串联于某电路中，已测出UAC＝9 V，UBD＝6 V，R2＝R4，则UAE为(　　)
A．3 V B．7.5 V
C．15 V D．无法确定
C　[四个电阻串联，根据电压关系可知UAC＋UBD＝15 V＝I(R1＋R2＋R2＋R3)，已知R2＝R4，所以UAC＋UBD＝UAE，故C正确。]
4．(4分)一电压表，内阻为3 kΩ，量程为0～3 V，要把它改装成一个量程为0～15 V的电压表，需要给它(　　)
A．并联一个12 kΩ的电阻
B．并联一个15 kΩ的电阻
C．串联一个12 kΩ的电阻
D．串联一个15 kΩ的电阻
C　[增大电压表的量程，需要给它串联一个电阻，R＝＝＝12 kΩ，故C正确。]
5．(4分)伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．两种接法完全等效
B．按甲图接法，测量结果偏小
C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小
D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小
C　[甲为内接法，适合R?RA，乙为外接法，适合R?RV，由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确。]
6．(4分)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的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　)
A．4I B．2I
C．I D．I
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R2，则有＝＝，由欧姆定律得电流之比＝＝，解得I2＝4I1＝4I，故A正确。]
7．(4分)如图所示，实线OA和OP分别为某两种电学元器件的U?I图线。设OA上任意点对应的电阻为RA，OP上某点P对应的电阻为RP，则关于RA和RP，下列式子正确的是 (　　)
A．RA＝5 kΩ，RP＝20 kΩ
B．RA＝10 kΩ，RP＝20 kΩ
C．RA＝5 kΩ，RP＝10 kΩ
D．RA＝10 kΩ，RP＝10 kΩ
C　[由电阻的定义式R＝，结合图像得RA＝＝5 kΩ，RP＝＝10 kΩ，故C正确。]
8．(4分)某课题组通过实验测量河水的电阻率。现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、直尺、待测的水样品。他们用伏安法多次测量的数据如表(为使实验处理方便，实验时每次都把电流表示数调到相同)；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图甲所示。
序号 水柱长度/cm 电压表示数/V 电流表示数/μA
1 10 2 100
2 20 4 100
3 30 6 100
4 40 8 100
5 50 10 100
甲　　　　　　乙
(1)玻璃管内径d的测量值为________cm。
(2)用水柱长度L与计算出的水柱电阻R在图乙中描点，画出R?L图像(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)。
(3)计算出所测水的电阻率为________Ω·m。
[解析]　(1)由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26 cm。
(2)由表中数据可以计算出不同长度水柱的电阻，R1＝ Ω＝20 kΩ、R2＝40 kΩ、R3＝60 kΩ、R4＝80 kΩ、R5＝100 kΩ，在坐标系中描点得到R?L图线如图所示。
(3)L＝30 cm时，R3＝60 kΩ，d＝2.26 cm，由电阻定律R3＝ρ，得ρ＝＝，代入数据解得ρ＝80.2 Ω·m。
[答案]　(1)2.26　(2)见解析图　(3)80.2
9．(8分)如图所示的并联电路，已知定值电阻R1＝2 Ω、R2＝3 Ω、R3＝4 Ω。
(1)若流过定值电阻R1的电流为I1＝3 A，则电路总电流为多少？
(2)若电路总电流为I＝3 A，则流过三个定值电阻的电流分别为多少？
[解析]　(1)U＝I1R1＝6 V
所以I2＝＝2 A
I3＝＝1.5 A
总电流I＝I1＋I2＋I3＝6.5 A。
(2)由＝＋＋得R＝Ω
由U＝IR可得U＝ V
所以I1＝＝ A
I2＝＝ A
I3＝＝ A。
[答案]　(1)6.5 A　(2) A　 A　A
10.(12分)如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图。当使用O、A两接线柱时，量程为0～3 V；当使用O、B两接线柱时，量程为0～15 V。已知电流表的内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝100 μA。求分压电阻R1和R2的阻值。
[解析]　在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流。
接O、A时：Ig＝，即
R1＝－Rg＝ Ω＝2.95×104 Ω。
接O、B时：Ig＝，即
R2＝－Rg－R1＝ Ω＝1.2×105 Ω。
[答案]　2.95×104 Ω　1.2×105 Ω
11．(4分)(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是 (　　)
A．连接电路用的导线一般不用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
AB　[电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料制作导线，由提供的信息知金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响的材料显然不能制作电阻温度计；标准电阻要保证其阻值不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料。综上所述，正确的说法应为A、B。]
12．(4分)(多选)如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线，那么a、b所示的电阻及这两个电阻串联或并联后图像所在的区域正确的是(　　)
A．a表示电阻大的图线，并联后图线在区域Ⅲ
B．a表示电阻小的图线，串联后图线在区域Ⅲ
C．a表示电阻小的图线，并联后图线在区域Ⅰ
D．a表示电阻大的图线，串联后图线在区域Ⅰ
BC　[根据R＝知，I?U图像的斜率表示电阻的倒数，所以a表示电阻小的图线，选项A、D错误；电阻串联后的总电阻比Rb大，即串联后图线在区域Ⅲ，选项B正确；电阻并联后的总电阻比Ra小，即并联后图线在区域Ⅰ中，选项C正确。]
13．(4分)(多选)一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是 (　　)
A．此时金属导线的阻值为4R
B．此时通过金属导线的电流为
C．此时自由电子定向移动的平均速率为
D．此时自由电子定向移动的平均速率为
ABC　[将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律R＝ρ分析得到，电阻变为原来的4倍，电压U恒定不变，根据欧姆定律I＝可知，电流变为，故A、B正确；电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积变为原来的，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。]
14．(4分)(多选)现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题。下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是 (　　)
测量项目 干燥时电阻 出汗或潮湿时电阻
手与手之间 200 kΩ 5 kΩ
手与脚之间 300 kΩ 8 kΩ
脚与塑料鞋底之间 800 kΩ 10 kΩ
A．从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的40～80倍
B．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，只有出汗或潮湿时是十分危险的
C．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险
D．从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是1.1 A
AB　[由表中数据可知选项A正确；由I＝可求得对人体加上220 V电压后，干燥时的电流分别为1.1 mA、0.7 mA、0.28 mA，潮湿时的电流分别为44 mA、27.5 mA、22 mA，根据数据可知，潮湿时各种情况均有危险，B正确，C、D错误。]
15．(4分)(多选)如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)
A．ab间电路通，cd间电路不通
B．ab间电路不通，bc间电路通
C．ab间电路通，bc间电路不通
D．bc间电路不通，cd间电路通
CD　[若电路中仅有一处断路，则横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压。由题可知，bd间电压为220 V，说明断路点必在bd之间且ab段是通路；ac间电压为220 V，说明断点又必在ac间且cd间是通路，故bc断路，其余各段均完好，故C、D正确。]
16．(8分)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下：
A．待测电压表V1：量程3 V，内阻约3 kΩ
B．电压表V2：量程15 V，内阻约20 kΩ
C．电流表A：量程3 A，内阻约0.1 Ω
D．定值电阻R0：9.0 kΩ
E．滑动变阻器R1：0～200 Ω
F．滑动变阻器R2：0～2 kΩ
G．电源E：电动势约为12 V，内阻忽略不计
H．开关、导线若干
(1)现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其他操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为________Ω。
(2)为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙所示两个测量电路，你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整。
(3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”)。
(4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1＝________。
[解析]　(1)用多用电表测得的电压表的内阻为34×100 Ω＝3 400 Ω。
(2)甲图中，因为电压表V2的电阻与R0阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R0的电流作为通过V1的电流，则误差较大，故用乙电路较合理。电路连接如图：
(3)实验中滑动变阻器要用于分压电路，故选取阻值较小的R1。
(4)根据欧姆定律可知：RV1＝＝。
[答案]　(1)3 400　(2)乙　图见解析　(3)R1　(4)
17．(8分)如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。当输入电压UAB＝110 V时，输出电压UDC是多少？
[解析]　并联部分的等效电阻为
R并＝＝R，
则电路的总电阻为R总＝10R＋R＝11R。
由串联分压得并联部分R并上的电压为
U并＝·UAB＝×110 V＝10 V。
而输出电压UDC即电阻R上分到的电压，再由串联分压得，
UDC＝UR＝U并＝×10 V＝1 V。
[答案]　1 V
18．(12分)如图所示的两个串联电阻R1＝12 kΩ，R2＝36 kΩ，A、B两端的电压保持15 V不变，那么：
(1)R1、R2两端的电压分别是多少？
(2)如果电压表V的内阻是12 kΩ，当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少？
[解析]　(1)根据串联电路的电压特点知U∝R，所以
U1＝U＝×15 V＝3.75 V
U2＝U＝×15 V＝11.25 V。
(2)当S与C接触时，电压表与R1并联，测并联支路电压，
并联电阻R并＝＝ kΩ＝6 kΩ
U并＝U＝×15 V≈2.14 V
同理，当S与D接触时R并′＝＝ kΩ＝9 kΩ
U并′＝U＝×15 V≈6.43 V。
[答案]　(1)3.75 V　11.25 V　(2)2.14 V　6.43 V