第十一章 电路及其应用 章末优化测评-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

第十一章
电路及其应用
章末优化测评
一、单项选择题(本大题共8小题，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．关于电流的说法中正确的是(　　)
A．根据I＝，可知I与q成正比
B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C．电流有方向，电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
2．在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中的电流时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场的作用而加速，但又和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k为恒量)．电场力和碰撞的阻力平衡时，导体中的电子移动的平均速率v为一定值，这一定值是(　　)
A．
B．
C．
D．elkU
3．R1＝10
Ω，R2＝20
Ω，R1允许通过的最大电流为1.5
A，R2两端允许的最大电压为10
V．若将它们串联，加在它们两端的最大电压可以是(　　)
A．45
V　
B．5
V　
C．25
V　
D．15
V
4．两个定值电阻R1、R2串联接在U稳定于12
V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图所示,电压表示数为8
V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将(　　)
A.小于4
V
B.等于4
V
C.大于4
V而小于8
V
D.等于或大于8
V
5．如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e．在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　)
A．
　　
B．
C．ρnev
　　　
D．
6．如图所示是一个电路的一部分，其中R1＝5
Ω，R2＝1
Ω，R3＝3
Ω，I1＝0.2
A，I2＝0.1
A，那么电流表测得电流为(　　)
A．0.2
A，方向向右　
B．0.15
A，方向向左
C．0.2
A，方向向左　
D．0.3
A，方向向右
7．由欧姆定律I＝导出U＝IR和R＝，下列叙述中不正确的是(　　)
A．由R＝知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定
B．导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关
C．对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值
D．电流相同时，电阻越大，其电压降越大
8．如图所示，其中电流表A的量程为0.6
A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02
A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　)
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04
A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02
A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06
A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01
A
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题有多个选项符合题目要求)
9．（多选）关于电源的作用，下列说法中正确的是(　　)
A．在电源内部把电子从负极搬运到正极
B．在电源内部把电子从正极搬运到负极
C．把电能转化为其他形式的能
D．把其他形式的能转化为电能
10．下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(　　)
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻时应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
11．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内通过横截面积的电子数目可表示为(　　)
A．nSvΔt
B．nvΔt
C.
D.
12．（多选）如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0～3
A)和电流表A2(0～0.6
A)，把这两个电流表并连接入电路中测量电流．则下列说法中正确的是(　　)
A．A1的指针半偏时，A2的指针也半偏
B．A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏
C．A1的读数为1
A时，A2的读数为0.6
A
D．A1的读数为1
A时，干路中的电流为1.2
A
三、非选择题(本大题共6小题，计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13．若某欧姆表表头的满偏电流为5
mA，内接一节干电池，电动势为1.5
V，那么该欧姆表的内阻为多少欧？待测电阻接入红、黑表笔之间时，若指针转至满刻度的处，则待测电阻的阻值为多少欧？
14．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为
________
cm和________
mm.
15．给装在玻璃管内的水银柱加一电压，使通过水银柱的电流为0.1
A，若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？
16．有一条横截面积S＝1
mm2的铜导线，通过的电流I＝2
A．已知铜的密度ρ＝8.9×103
kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2
kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023
mol－1，电子的电荷量大小e＝1.6×10－19
C，每个铜原子可提供一个自由电子，求铜导线中自由电子定向移动的速率．(结果保留两位有效数字)
17．如图甲为一测量电解质溶液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1
m，b＝0.2
m，c＝0.1
m，当里面注满某电解质溶液时，且P、Q加上电压后，其U－I图像如图乙所示，当U＝10
V时，求电解质溶液的电阻率ρ．
18．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1
m，b＝0.2
m，c＝0.1
m，当里面注满某电解液，且在P、Q间加上电压后，其U?I图线如图乙所示，当U＝10
V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
参考答案
一、单项选择题(本大题共8小题，每小题只有一个选项符合题目要求)
1．D
解析：根据I＝，可以知道I是通过某一横截面积的电量q与通过这些电量所用时间t的比值．当t一定时，I与q成正比，当q一定时，通电时间越长，电流越小，故A错误；恒定电流的电流大小和方向都不随时间变化，而在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，只能说明大小相等，不能说明方向也不变，故B错误；电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量的运算满足平行四边形定则，故电流是标量，故C错误；电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确．
2．B
解析：电场力和碰撞阻力平衡时，有kv＝eE＝e，所以电子定向移动的平均速率v＝，B正确．
3．D
解析：本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5
A，经计算，R2允许通过的最大电流仅为0.5
A，则通过串联电路的最大电流以最小值为准，从而求得加在电路两端的最大电压是15
V，故选D．
4．A
解析：当电压表并联在R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,RabV,R2两端电压为4
V,则Rab=2R2,所以R1>2R2,由此可以推断,当不用电压表测量时,R2分得的电压小于4
V。当把电压表并在R2上时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,RbcV。所以本题正确选项为A。
5．C
解析：由电流定义可知I＝＝＝neSv．由欧姆定律可得U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，C正确．
6．C
解析：由图示电流方向可计算出R1和R2两端电压降U1＝1.0
V，U2＝0.1
V，电势左高右低，比较U1、U2可判断R3两端电势下高上低，U3＝0.9
V，通过R3的电流I3＝＝0.3
A，电流方向由下向上．由图可知，R3上的电流是由I2和IA共同提供的，故IA＝0.2
A，方向向左．
7．A
解析：导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流大小无关，故A错误，B正确；根据R＝对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值，故C正确；电流相同时，根据U＝IR可知，电阻越大，其电压降越大，故D正确．本题选不正确的，故选A．
8．C
解析：当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1＝，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为流过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06
A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06
A，C正确，D错误．
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题有多个选项符合题目要求)
9．BD
解析：在电源内部是非静电力驱使电子从正极流向负极做正功，静电力做负功，A错误，B正确；从能量转化的角度看，电源内部非静电力做功，把其他形式的能转化为电能，C错误，D正确．
10．AC
解析：为了使电阻的测量尽可能地准确，应使指针尽可能指在中央刻度附近，所以欧姆挡更换规律为“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位，反之应换较大的挡位，选项A正确．测量电阻一定要断电作业，选项C正确．每次换挡一定要进行欧姆调零，但测不同的电阻不一定换挡，故选项D错误．测量电阻时，如果红、黑表笔插错插孔，不符合规范，但不会影响测量结果，选项B错误．
11．AC
解析：根据电流的微观表达式I＝nqvS，在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电荷量Q＝IΔt，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为N＝＝，故C正确，D错误；将I＝nqvS代入上式得N＝＝nvSΔt，故A正确，B错误。
12．AD
解析：电流表是由表头并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，A正确，B错误；两电流表的内阻之比为1∶5，则电流之比为5∶1.A1的读数为1
A时，A2的读数为0.2
A，干路中的电流为1.2
A，C错误，D正确．故选A、D.
三、非选择题(本大题共6小题，计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13．欧姆表的内阻为300
Ω，待测电阻的阻值为100
Ω．
解析：R内＝＝
Ω＝300
Ω
因为I＝
所以Rx＝－R内＝Ω－300
Ω＝100
Ω．
14．10　4.20
解析：刻度尺的分度值为1
mm，要估读到0.1
mm.游标卡尺读数＝4
mm＋10×0.02
mm＝4.20
mm.
15．1.6
A
解析：设水银柱在两种情况下的电阻分别为R1、R2，对应的长度、横截面积分别为l1、l2、S1、S2，由电阻定律得
R1＝ρ
R2＝ρ
在两种情况下水银的体积相同，所以有l1S1＝l2S2
又因为S1＝πd2，S2＝π(2d)2
所以S2＝4S1，l1＝4l2
代入电阻计算式得R1＝16R2
由欧姆定律得U＝R1I1＝R2I2
所以I2＝I1＝16I1＝1.6
A．
16．5×10－4
m/s
解析：设铜导线长为L，则体积为V＝LS，质量为m＝LSρ，摩尔数为n＝
总的自由电子数为nNA
总电荷量为q＝nNAe
全部通过该铜导线截面时间为t＝
根据电流的定义式得I＝＝＝
可得v＝
代入数据解得v≈1.5×10－4
m/s.
17．Ω·m
解析：由题图乙可求得电解质溶液的电阻
R＝＝
Ω＝2
000
Ω．
由题图甲可知电解质溶液长l＝a＝1
m
它的横截面积S＝bc＝0.02
m2
由R＝ρ得ρ＝＝
Ω·m＝40
Ω·m．
18．Ω·m
解析：由题图乙可求得U＝10
V时，电解液的电阻为
R＝＝
Ω＝2
000
Ω
由题图甲可知电解液长为l＝a＝1
m，截面积为S＝bc＝0.02
m2，结合电阻定律R＝ρ得
ρ＝＝
Ω·m＝40
Ω·m.