高中物理必修三第十一章电路及其应用单元测试-普通用卷

高中物理必修三第十一章电路及其应用单元测试-普通用卷
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高中物理必修三第十一章电路及其应用单元测试
副标题
题号一二三四总分
得分
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.以下说法正确的是
A. 导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B. 电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C. 导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越大
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大
2.如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表安培
表的量程大于的量程，伏特表的量程大于的量程，把它们按图接入电路，则
安培表的读数大于安培表的读数；
安培表的偏转角小于安培表的偏转角；
伏特表的读数小于伏特表的读数；
伏特表的偏转角等于伏特表的偏转角．
A. B. C. D.
3.如图所示，有三个电阻，已知，则电路工作时，电
压：为
A. 1：2
B. 1：3
C. 1：6
D. 1：9
4.2016年诺贝尔物理学奖由戴维索利斯、邓肯霍尔丹和迈克尔科斯
特利茨三位科学家共同获得，他们运用拓扑学证明超导体可以在低温环境下实现，并解释了其实现机制．设某金属圆环垂直于磁场放置，在低温时突然撤去磁场，测得环中电流为I，若经一年以上的时间t后检测出电流变化小于其中时，便可认为此金属环为超导体．设环的周长为l、横截面积为S，单位体积内自由电子数为n，电子质量为m、电荷量为关于金属环成为超导体的电阻率上限推导有如下四个步骤，其中不正确的步骤是：
由电流微观表达式，电流变化大小为时，环中电子定向移动平均速率的变化
电流变化大小为时，环中一个电子动能的变化
根据能量守恒，t时间内电子减少的总动能等于环中产生的焦耳热，即
由于，t时间内环中电流释放焦耳热，其中
，可得超导状态的电阻率上限
A. B. C. D.
5.如图所示为一块手机电池背面印有的一些标示，下列说法正确的是
A. 该电池的容量为
B. 该电池工作时的输出电压为
C. 该电池在工作时允许通过的最大电流为
D. 若待机时的电流为10mA，理论上可待机50h
6.一个半径为r的细橡胶圆环，均匀地带上电荷量为Q的负电电荷．当它
以角速度绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小
为
A. Q
B.
C.
D.
7.用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。

下面四个物理量表达
式中属于比值法定义式的是：
A. 导体的电阻
B. 加速度
C. 电场强度
D. 电容器的电容
8.一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位
体积自由电子数为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. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.一个T形电路如图所示，电路中的电阻，，
另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计则
A. 当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是
B. 当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是
C. 当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为25V
D. 当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 V
10.如图所示的电路图，AB间电压为U，则下列说法正确
的是
A. 滑动变阻器滑片向下移动时，两端电压变小
B. 滑动变阻器滑片向下移动时，两端电压变大
C. 滑动变阻器滑片位于中间时，两端电压小于
D. 滑动变阻器滑片位于中间时，若CD间改接为内阻为的电动机，
电动机恰能正常工作，则此电动机消耗的热功率小于
11.如下图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L和L为相同的
灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻相同，阻值均为R，电压表为理想电表，K为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时
A. 电压表读数将变大
B. L亮度不变，
L将变亮
C. L将变亮，L将变暗
D. 电源的发热功率将变大
12.某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验所测得的数据，
分别绘制了图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是
A. 图甲的元件可以作为标准电阻使用
B. 图乙的电阻随电压升高而增大
C. 图丙的电阻随电压升高而增大
D. 只有图乙才是可能的
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13.研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率步骤如下：
14.
15.用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为
______；
16.用螺旋测微器测量其直径如图2，由图2可知其直径为______；
17.该同学想用伏安法测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如
下：
18.待测圆柱体电阻阻值约为200欧
19.电流表量程，内阻约电流表量程，内阻约
20.电压表量程，内阻约电压表量程，内阻约
21.直流电源电动势3V，内阻不计
22.滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流
23.滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流
24.开关S
25.导线若干
26.电流表应用______ ，电压表应用______ ，滑动变阻器应用______填所
用器材的代号
27.如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特
表．安培表的量程大于的量程，伏特表的量程大于的量程，把它们按图接入电路，则安培表的偏转角___安培表的偏转角；伏特表的偏转角_____伏特表的偏转角．填“大于”，“小于”或“等于”
28.
29.用电压表和电流表测量电阻时，可以选用如图甲或乙所示的两种电
路，其中Rx为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是
30.
A.甲图中，电流表的示数等于通过Rx的电流
B.乙图中，电流表的示数等于通过Rx的电流
C.选用甲图测得Rx的阻值大于其真实阻值
D.选用乙图测得Rx的阻值等于其真实阻值
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
31.在如图所示的电路中，电源的电动势，内阻r，电阻
，，，；电容器的电容
，电容器原来不带电．求接通电键S后流过的总电量．
32.分某人把电流表、电源和一个定值电阻串联后，两端连接两只测量
表笔，做成了一个测量电阻的装置。

两只表笔直接接触时，电流表读数是6mA；两只表笔与的电阻连接时，电流表读数是4mA。

现在把表笔与一个未知电阻连接时，电流表读数是2mA，则该未知电阻阻值是多大？
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.在如图所示的电路中，，，当开关K接a时，
上消耗的电功率为，当开关K接b时，电压表示数为。

试
求：
当开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；
电源的电动势和内电阻；
当开关K接c时，通过的电流。

41.如图所示，，，，，当电位器滑动
触头C凋到最上端和最下端时，AB间的总电阻分别是多少，
42.AB间最大电阻值为多少。

答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、电荷的定向移动形成电流，在金属导体中形成电流时，定向移动的是电子。

在电解液中形成电流时，正离子和负离子都在定向移动，故A错误。

B、电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传导的速度，故B错误。

C、由电流的微观表达式可知，可知，导体中横截面积越大的地方运动电荷的平均速率越小；故C错误；
D、根据电流的定义可知，单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越
大，故D正确。

故选：D。

电流是电荷的定向移动形成的．金属导电靠的是自由电子；酸、碱、盐溶液导电靠的是溶液中的正、负离子．电流的传递速率等于光速，电荷定向移动的速度很小，远远小于电流传递的速度．单位时间内通过导体横截面的电荷数越多，电流就越大．
本题要注意无论是正电荷还是负电荷，只要定向移动都会形成电流，不要将电流的形成速度与电流的方向的规定混淆；同时注意电流的微观表达式的应用．
2.【答案】D
【解析】【分析】
两个安培表和两个伏特表是由四个相同的表头改装而成，两电流表并联，表头两端的电压相同，电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大．两电压表串联，电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大。

本题关键要抓住伏特表和安培表都是由相同的表头改装而成，核心部分是表头，指针的偏转角度大小取决于流过表头的电流大小。

【解答】
、两安培表并联，表头两端的电压相同，电流相同，指针偏转角度相同，安培表的量程大于的量程，则安培表的读数大于安培表的读数。

故正确，
错误。

、两电压表串联，两表头的电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大，伏特表的偏转角等于伏特表的偏转角。

故错误，正确。

故D正确，ABC错误。

故选D。

3.【答案】A
【解析】【分析】
注意串联电路中，电流处处相等；并联电路中，各支路电流之和等于干路电流；串联电路的电压特点和并联电路的电压特点，串联分压，并联的各支路电压相同。

本题是简单的串并联电路的电压分配和电阻的关系，基础题目。

【解答】
和并联后再与串联，所以根据欧姆定律可得：，所以
，A正确。

故选A。

4.【答案】B
【解析】【分析】
电阻定律与焦耳定律、电流的微观表达式及能量守恒定律相结合分析。

本题考查了电阻定律、电流的微观表达式及能量守恒定律。

正确应用电流的微观表达式是解题的关键。

【解答】
设圆环周长为l、电阻为R，由电阻定律得：
设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为，由焦耳定律得：
设环中单位体积内定向移动电子数为n，则有：
式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化。

电流变化大小取时，相应定向移动电子的平均速度变化的大小为，则
设环中定向移动电子减少了动能和为，则
由于，可得：
根据能量守恒定律得
联立各式得
综上所述，、、正确，错误，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

5.【答案】D
【解析】A、B由电池的铭牌读出：该电池的容量为，电动势为，但内阻不为0，故AB错误；
C、若该电池只连续工作1小时时，电流为故C错误；
D、由得知，若电池以10mA的电流工作，可用50小时，故D正确。

故选：D。

6.【答案】C
【解析】【分析】
负电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面则一个周
期T内穿过此截面的电荷量为Q，因此应用电流的定义式，再结合圆
周运动相关的知识即可求解。

本题考查等效电流的求法，解题关键在于明确一个周期内流过导体截面的电量。

【解答】
负电荷运动的周期，则电流，故C正确，ABD错
误。

故选C。

7.【答案】D
【解析】【分析】
电容、电阻等均采用比值定义法，明确比值定义法的性质及其特点进行作答。

用比值定义法所定义的物理量有：电场强度、磁感应强度、电阻、电容等等，注意它们均是由本身的性质决定的，和定义它们的物理量无关。

【解答】
A.导体的电阻电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，不属于比值定义法，故A错误；
B.加速度中a取决于力的大小，不属于比值定义法，故B错误；
C.点电荷的电场强度E取决于电量及距离，与电量有关；不属于比值定义法，故C错误；
D.电容的定义式中，C与两板间的电量及两板间的电势差无关，属于比值定义法，故D正确。

故选D。

8.【答案】C
【解析】【分析】
利用电流的微观表达式求的电流，由电阻的定义式求电阻，由求解电场强度。

本题主要考查了电流的微观表达式，根据电阻的决定式求电阻，由求
解场强。

【解答】
由题意可知导体中的电流为：，导体的电阻为：，导体两端的电压为：，场强为：，联立解得金属棒内的电场强度大
小：，故C正确，ABD错误。

故选C。

9.【答案】BCD
【解析】【分析】
当c、d端短路时，a、b间电路的结构是：电阻、并联后与串联；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻、并联后与串联；当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压等于电阻两端的电压；当cd 两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻两端的电压；根据欧姆定律求解电压。

本题考查了串联电路和并联电路。

对于电路要明确电路的结构，并能正确应用串并联电路的规律进行分析，必要时应进行电路的简化。

【解答】
A.当c、d端短路时，a、b间电路的结构是：电阻、并联后与串联，等效电阻为：，故A错误；
B.当a、b端短路时，c、d之间电路结构是：电阻、并联后与串联，等效电阻为：，故B正确；
C.当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压等于电阻两端的电压，为：，故C正确；
D.当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压等于电阻两端的电压，有：，故D正确。

故选BCD。

10.【答案】CD
【解析】略
11.【答案】BD
【解析】【分析】
当开关由1位置打到2位置时，分析外电阻的变化，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电压表示数的变化．根据两灯电压的变化，判断亮度的变化．根据总电流的变化，分析电源发热功率的变化。

本题通过计算灯泡的电压，分析其亮度的变化，是处理电路动态变化分析的一种方法。

【解答】
当开关打在1位置时，外电路的总电阻为，当开关打在2位置时，外电路的总电阻为，所以外电路总电阻变小，根据全电路欧姆定律得，总电流I增大，路端电压变小，则电
压表读数将变小，电源的发热功率，I增大，P增大，故A错误，D 正确。

当开关打在1位置时，两灯的电压均为当开关打在2位置时，灯的电压，灯的电压
，可见，的电压不变，的电压变大，则亮度不变，将变亮，故C错误，B正确。

故选BD。

12.【答案】AB
【解析】【分析】
图线的斜率代表电阻的倒数。

解题的关键是根据各元件的伏安特性曲线结合欧姆定律分析答题。

【解答】
A.因甲元件的图线是直线，说明其电阻不随电压的变化而变化，故可作为标准电阻，故A正确；
B.乙的阻值随电压升高而增大，故B正确；
C.并的阻值随电压升高而降低，故C错误；
D.以上三个tu图都有可能，故D错误。

故选AB。

13.【答案】
；；
【解析】【分析】
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
根据通过电阻的最大电流选择电流表，根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择滑动变阻器。

本题考查了游标卡尺与螺旋测微器的读数、实验器材的选择。

要掌握实验器材的选择原则，对游标卡尺读数时要注意游标尺的精度；选择实验器材时首先要考虑安全，其次要考虑精确性原则，同时还要兼顾方便实验操作。

【解答】
由图示游标卡尺可知，其示数为：；
由图示螺旋测微器可知，其示数为：
；
通过电阻的最大电流：，电流表选择；
电源电动势为3V，电压表应选择；为方便实验操作滑动变阻器应选择。

故填；；；；
14.【答案】等于；等于；。

【解析】【分析】
根据电路结构特点，抓住四个表头相同进行分析；
根据电路结构结合欧姆定律判断。

本题考查串并联电路的电流及电压的分配规律和测量电路的选择，解答时要注意电路结构及其特点的分析。

【解答】
安培表、并联，电压相同，表头的电流，指针偏转角度相同；伏特表与串联，流过表头的电流相同，指针偏转的角度相同；
在甲图中，电流表示数大于通过的电流，故A错误；
B.在乙图中，电流表示数等于通过Rx的电流，故B正确；
C.在甲图中，由于，所以电阻的测量值偏小，故C错误；
D.在乙图中，由于，所以电阻的测量值偏大，故D错误。

故选B。

故填等于；等于；。

15.【答案】解：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻
为
由欧姆定律得，通过电源的电流
电源的端电压
电阻两端的电压
电容器上的带电量，而充电电流全部通过，
通过的总电量就是电容器的电量
由以上各式并代入数据解得。

【解析】对于含有电容器的问题，关键是确定电容器的电压。

电路稳定时电容器的电压等于其并联电路两端的电压。

由电路图可知，C与并联；由串并联电路的可求得总电阻，则由欧姆定律可求得电路中的电流；则可求得与两端的电压，因电容与R3并联，故
两端的电压即为电容器两端电压；由电容的定义式可求得电容器的电量。

16.【答案】未知电阻阻值是：
【解析】两表笔短接时：，
当接的电阻时：，
当接未知电阻时：，
联立解得：
17.【答案】解：当K接a时，被短路，外电阻为，根据电功率公式可得
通过电源的电流
电源两端的电压
当K接a时，有
当K接b时，和串联，
通过电源的电流
这时有：
解式得：，
当K接c时，
总电流
通过的电流。

【解析】本题考查欧姆定律的应用，关键在于电路结构的分析。

根据电功率公式解得电源的电流和电源两端的电压；
分别对接a时和接b时列闭合电路欧姆定律，联立解得；
当K接c时，R2和R3并联后和R1串联，根据闭合电路欧姆定律解答。

18.【答案】；；
【解析】滑动变阻器的滑动触头在最上端的时候相当于串联再并联，AB间总电阻为。

当触头调节到某处时，设滑动变阻器的上端电阻为，下端为，所以AB间总电阻为，当的时候AB间总电阻有最大值，带入可得AB间总电阻为。