高中物理必修第3册第十一章 电路及其应用试卷测试卷附答案

高中物理必修第3册第十一章电路及其应用试卷测试卷附答案一、第十一章电路及其应用选择题易错题培优（难）1．如图所示的部分电路中，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝30 Ω，则通过电流表的电流大小和方向是()A．0.5 A，向右B．0.5 A，向左C．1 A，向右D．1 A，向左【答案】A【解析】【详解】对于稳恒电路中的某一节点，流入的电流总和一定等于流出的电流总和．对于节点c，已知流入的电流I＝3 A，流出的电流I1＝2 A，则还有1 A的电流要流出节点c，由此可知经过R2的电流I2＝1 A向右．根据欧姆定律，U1＝I1R1＝20 VU2＝I2R2＝5 V电压等于电势之差U1＝φc－φaU2＝φc－φb两式相减可得φb－φa＝15 V即b点电势比a点高15 V，则通过R3的电流330.5Ab aφφIR-==方向向上，对于节点b，流入的电流I2＝1 A，流出的电流I3＝0.5 A，则还有0.5 A的电流流出b点，因此可判断流过电流表的电流为0.5 A，向右，故A正确．故选A。

2．有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流为I．已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N A，电子的电量为e．若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为（）A．AIMSNρεB．AIMSNρεC．AIMSNρεD．AIMSNρε【答案】A【解析】【分析】 【详解】设铜导线中自由电子定向移动的速率为v ，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为:l vt =体积为V Sl Svt ==质量为m vtS ρ=这段导线中自由电子的数目为A A m vtS n N N M Mρ== 在t 时间内这些电子都能通过下一截面，则电流:q neI t t== 代入解得，A vSN eI Mρ=解得电子定向移动的速率：A Mv SN eρ=故A 正确，BCD 错误．3．1916年，斯泰瓦和托尔曼发现，不带电闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。

这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯性，自由电子与线圈有相对运动。

取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影响，可等效为自由电子受到 一个沿线圈切线方向的“力”F 1，但正离子晶格对自由电子的作用力 F 2 不允许自由电子无限制地增大速度， F 1和F 2 会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。

已知 F 1 与线圈角速度的变化率 α 成正比，F 2 与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。

下列说法正确的是（ ） A ．若线圈加速转动，α 越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同 B ．若线圈加速转动，α越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反 C ．若线圈减速转动，α越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同 D ．若线圈减速转动，α越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反 【答案】A 【解析】 【分析】 考查电流的形成。

【详解】AB ．若线圈加速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格向与线圈转动方向相反的方向转动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相同，F 1 与线圈角速度的变化率 α 成正比，α越大，F 1 越大，F 1和F 2会达到平衡，F 1 越大，F 2越大，F 2 与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，F 2越大，相对正离子晶格的速度越大，电流越大，A 正确，B 错误；CD ．若线圈减速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格向与线圈转动方向相同的方向转动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相反，F 1 与线圈角速度的变化率 α 成正比，α越大，F 1 越大，F 1和F 2会达到平衡，F 1 越大，F 2越大，F 2 与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，F 2越大，相对正离子晶格的速度越大，电流越大，CD 错误。

故选A 。

4．如图是有两个量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0～10 V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0～100 V ．已知电流表的内阻R g 为500 Ω，满偏电流I g 为1 mA ，则电阻R 1、R 2的值( )A ．9500Ω；90000ΩB ．90000Ω；9500ΩC ．9500Ω；9000ΩD ．9000Ω；9500Ω 【答案】A 【解析】 【详解】 由图示电路图可知110V ()g g I R R +=， 1210()0V g g I R R R ++=，代入数据解得19500ΩR =，290000ΩR = A. 9500Ω；90000Ω与分析相符，符合题意 B. 90000Ω；9500Ω与分析不符，不符合题意 C. 9500Ω；9000Ω与分析不符，不符合题意 D. 9000Ω；9500Ω与分析不符，不符合题意5．如图所示是一个电路的一部分,其中R 1=10Ω,R 2=4Ω,R 3=4Ω,I 1=0.3A,I 2=0.5A,那么电流表测得的电流为( )A ．0.25A ，方向向右B ．0.15A ，方向向左C ．0.75A ，方向向左D ．0.35A ，方向向右 【答案】A 【解析】 【详解】1R 两端的电压：1110.310V 3V U I R ==⨯=2R 两端的电压：2220.54V 2V U I R ==⨯=1R 左端与2R 的左端电势相等，而12U U >，则有1R 右端的电势低于2R 右端的电位。

3 R 两端的电压：312 3V 2V 1V U U U =-=-=通过3R 的电流：3330.25A U I R == 3 R 上端电势低，下端电势高，电流方向由下向上，因此用节点法可知通过电流表的电流方向向右；设电流表的示数为A I ，对于电流表左端的节点，流入节点的电流等于流出节点的电流，即A 32I I I +=，所以电流表的示数：A 230.5A 0.25A 0.25A I I I =-=-=A.0.25A ，方向向右与分析相符，符合题意；B.0.15A ，方向向左与分析不符，不符合题意；C.0.75A ，方向向左与分析不符，不符合题意；D. 0.35A ，方向向右与分析不符，不符合题意；6．如图所示,a 、b 、c 、d 、e 是五个相同的电阻,如果将电压逐渐升高,则最先烧坏的电阻应是( )A ．a 和bB ．cC ．dD ．e【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，a 和b 并联后与e 串联，最后跟c 和d 的串联电路并联，设电阻都为R ，则c 和d 的电压都为2U；a 和b 并联电阻为2R ，所以a 和b 的电压都为3U ，e 的电压为23U，所以e 的电压最大，所以随着电压U 升高时，先烧坏的电阻应是e ； A.a 和b 与分析不符，不符合题意； B.c 与分析不符，不符合题意； C.d 与分析不符，不符合题意； D.e 与分析相符，符合题意。

7．物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的，即xv t=．下面四个物理量的表达式不属于．．．比值定义的是 A ．电流q I t= B ．电势PE q ϕ=C ．电容Q C U= D ．电阻l R Sρ= 【答案】D 【解析】 A ：qI t=是电流的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故A 项不选． B ：PE qϕ=是电势的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故B 项不选． C ：QC U =是电容的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故C 项不选． D ：lR Sρ=是电阻的决定式，不属于用比值来定义物理量的表达式．故选择D 项．点睛：注意区分定义式和决定式．8．小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变B ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C ．对应 P 点，小灯泡的电阻为121U R I I =- D ．对应 P 点，小灯泡的电阻为12U R I = 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A 、图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明随着所加电压的增大，电阻逐渐增大，故AB 错误；C 、对应P 点，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为11221U U R I I I =≠-，故C 错误，D 正确．9．如图所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流强度为零B ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流强度为I ＝12()n n et - C ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流强度为I ＝21()n n et- D ．溶液内电流方向从A →B ，电流强度为I ＝12()n n et+ 【答案】D 【解析】 【详解】电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A 向B 运动，因此电流方向是A →B ，流过的电量是正负电量绝对值的和，不能相互抵消；电流的大小为12+q q n e n eI tt+==正负故选D ． 【点睛】本题考查电流的定义，要知道电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流的方向，应用电流定义式即可正确解题．10．如图所示是一个电路的一部分，其中15R =Ω，21R =Ω，33R =Ω，10.2I A =，20.1I A =，那么电流表测得的电流为（ ）A ．0.2A ，方向向右B ．0.15A ，方向向左C ．0.2A ，方向向左D ．0.3A ，方向间右【答案】C 【解析】 【详解】由图示电流方向可计算出1R 和2R 两端电压降1 1.0U V =，20.1U V =，电势左高右低，比较1U ，2U 可判定3R 两端电势下高上低，30.9U V =，通过3R 中的电流大小为3330.3U I A R ==的电流，方向向上，由图可知3R 上电流由2I 和A I 共同提供的，0.2A I A =，方向向左，C 正确．11．如图，AB 间的电压为30 V ，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD 间的电压，则U CD 的变化范围是( )A ．0～10 VB ．0～20 VC ．10～20 VD ．20～30 V 【答案】C 【解析】 【详解】当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时，U CD 最大，最大值为：max 2230V 20V 33R U U R ==⨯=；当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时，U CD 最小，最小值为：min 130V 10V 33R U U R =⨯＝＝ ，所以U CD 的变化范围是10～20V ．故选C.12．如图甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G 为表头、R 为可调电阻，则下列说法正确的是( )A ．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大B ．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小C ．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大D ．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小 【答案】BC 【解析】 【详解】图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，根据g g g I r I I R=+可知，会使得改装后电表的量程减小，选项A 错误，B 正确；图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，根据g g U U I R =+可知，改装后电表的量程增大，选项C 正确，D 错误；故选BC.13．如图所示是有两个量程的电流表，当分别使用a 和b 、a 和c 接线柱时，此电流表有两个量程，其中一个量程为0~1 A ，另一个量程为0~0.1 A ，表头内阻R g =200 Ω，满偏电流I g =2 mA ，则（ ）A ．当使用a 、b 时量程为0~1 AB ．当使用a 、c 时量程为0~1 AC ．电阻R 1=0. 41 ΩD ．电阻R 2=0.41 Ω 【答案】AC 【解析】 【详解】AB.表头改装成电流表时需并联分流电阻，且分流电阻越小，改装后量程越大，可知使用a 、b 时量程为0～1A ，使用a 、c 时量程为0～0.1A ，故A 正确，B 错误； CD.由并联电路各支路两端电压相等可得I g （R 2+R g ）=（I 1－I g ）R 1，I g R g =（I 2－I g ）（R 1+R 2），I g =2mA ，I 1=1A ，I 2=0.1A ，解得R 1=0.41Ω，R 2=3.67Ω，故C 正确，D 错误.14．如图所示，经过精确校准的电压表V 1和V 2，分别用来测量某线路中电阻R 两端a 、b 间的电压时，读数依次为12.7 V 和12.3 V ，则( )A ．a 、b 间的实际电压略大于12.7 VB ．a 、b 间的实际电压略小于12.7 VC ．电压表V 1的内阻大于V 2的内阻D ．电压表V 1的内阻小于V 2的内阻 【答案】AC 【解析】 【详解】AB. 由于电压表不是理想电表（内阻不是无穷大），当a 、b 两端接入电压表后，电阻R 与电压表的并联电阻小于电阻R ，根据欧姆定律和串并联规律可知，电阻R 与电压表的并联总电压小于电阻R 的实际电压，即a 、b 两端实际电压将大于电压表的示数，当然大于电压表V 1的示数，即a 、b 间的实际电压略大于12.7 V ，故A 项正确，B 项错误； CD. 根据欧姆定律可知，若电压表的内阻越大，电压表与R 的并联电阻就越大，电压表的示数也越大，即电压表V 1的内阻大于电压V 2的内阻，故C 项正确，D 项错误。