2023人教版带答案高中物理必修三第十一章电路及其应用微公式版知识汇总大全

2023人教版带答案高中物理必修三第十一章电路及其应用微公式版知识汇总
大全
单选题
1、两根长度，粗细均相同的合金丝a、b的并联接入电路后，已知通过两根合金丝的电流I a>I b，则a、b电阻R a、R b以及电阻率ρa、ρb的关系正确的是（）
A．R a>R b，ρa>ρb B．R a>R b，ρa<ρb
C．R a<R b，ρa>ρb D．R a<R b，ρa<ρb
答案：D
并联电路，电压相等，根据电阻定义式有
R a=U
I a ，R b=U
I b
由于
I a>I b 可知
R a<R b 根据电阻决定式有
R a=ρa l
S ，R b=ρb l
S
由于长度，粗细均相同，则有
ρa<ρb ABC错误，D正确。

故选D。

2、一个电容器充好电后，两极间通过连接一个电阻进行放电，放电电流随时间变化的图像如图所示。

下列说法不正确的是（）
A．图中的阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量
B．随着电容器所带的电荷量的减少，电容器的电容也越来越小
C．随着放电电流的减小，电容器两极板间的电压也越来越小
D．当放电电流减为初值的一半时，电容器所带的电荷量也减为一半
答案：B
A．图中的阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量，故A正确；
B．电容器的电容由自身的构造和材料决定，不随电容器所带的电荷量的变化而变化，故B错误；
C．随着放电电流的减小，电容器两极板所带电荷量减少，由电容的定义C=Q
知，电容器两极板间的电压也越
U
来越小，故C正确；
D．当放电电流减为初值的一半时，则电阻的电流变为初值的一半，则电阻的电压也变为初值的一半，则电容器两极间的电压变为初值的一半，由电容的定义知，电容器所带的电荷量也减为一半，故D正确。

故选B。

3、某物体的长度在12 cm到13 cm之间，若用最小分度为1 mm 的刻度尺来测量，记录的结果的有效数字位数是（）
A．4位B．3位C．2位D．1位
答案：A
用刻度尺测量长度要估读到分度值的下一位，因该物体长度在12 cm到13 cm之间，刻度尺的最小分度为1 mm，故记录的结果的有效数字为4位。

故选A。

4、一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I。

已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为N A，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（）
A．MI
ρN A Se B．MN A
ρSe
C．M A
MρSe
D．M A Se
Mρ
答案：A
设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t，对铜导体研究：每个铜
原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为n=ρSvt
M
N A，t时间内通过导体截面的电荷量为q=ne，则电流强度为
I=q
t
=
ρSveN A
M
解得
v=
MI ρSN A e
故选A。

5、电压u随时间t的变化情况如图所示，则电压的有效值为（）
A．137 VB．163 VC．174 VD．196 V
答案：C
设直流和交流在相同的时间T内流过电阻R产生的热量Q相同，由有效值的定义有
(156
√2
)2
R
×
T
2
+
(
311
√2
)2
R
×
T
2
=
U2
R
T
解得
U≈174V
故选C。

6、如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是（）
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电流随电压变化图线是一条直线
答案：C
A．由图可知，斜率表示电阻的倒数，加正向电压时，随着电压的增大电阻变小，故A错误；
B．由图可知，加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值时，二极管会被击穿，电流会变大，故
B错误；
C．由图可知，斜率表示电阻的倒数，且在变化，故无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件，故C正确；
D．二极管加正向电压时，电流随电压变化图线是一条曲线，故D错误。

故选C。

7、铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，今有一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I时，电子定向移动的平均速率为（）
A．光速c B．I
neS C．ρI
neSm
D．mI
neSρ
答案：D
设电子定向移动的速率为v，那么在t秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vtS中的自由电子数，而
体积为vtS的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρ
m ，自由电子数为vtSρn
m
，所以电荷量q=
vtSρne
m
由
I=q
t
=
vSρne
m
得
v=
Im neSρ
故选D。

8、在我国边远乡村的电路上常用的熔断保险丝。

当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全。

经测量，有一段电阻为R，熔断电流为2A的保险丝，直径约0.5毫米。

若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为（）
A．1
4R、4A B．1
2
R、4A C．1
4
R、0.5A D．1
2
R、1A
答案：A
根据电阻表达式
r=ρl s
可知对折后电阻为
R′=ρ1
2l
2s
=
1
4
R
而两段最大电流为2A的保险丝并联，其允许的最大电流
I′=2I max=4A
故选A。

9、下列器件中能测量长度的是（）
A．B．C．D．
答案：B
A项滑动变阻器能改变阻值，B项螺旋测微器能测量长度，C项变阻箱能调节电阻并读出阻值，D项测噪音的分贝值，B正确，ACD错误。

故选B。

10、如图所示为三种不同材料制成的电阻a、b、c的伏安特性曲线，其中电阻b的伏安特性曲线为曲线。

它们的电阻值分别用Ra、Rb、Rc表示。

由图分析可知下列说法正确的是（）
A．Ra>Rc
B．电阻b两端的电压越高，其阻值Rb越大
C．若将电阻a、b、c串联接在6V的电源两端，总电流为2A
D．若将电阻a、b、c串联接在6V的电源两端，Ra∶Rb∶Rc=1∶2∶3 答案：D
A．根据电阻的定义
R=U I
相同电压时，电阻a的电流大于电阻c的电流，则电阻a的阻值小于电阻c的阻值，A错误；B．图像上一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，即
I U = 1 R
由题图分析可知，电阻b两端的电压越高，其电阻阻值越小，B错误；
CD．如果将电阻a、b、c串联接在6 V的电源两端，则流过三个电阻的电流相等，且三个电阻两端的电压之和等于6 V，由题图可知，当电路中的电流为1 A时，电阻a、b、c两端的电压分别为1 V、2 V、3 V，总电压为
6 V，此时Ra∶Rb∶Rc=1∶2∶3，C错误，D正确。

故选D。

11、现有电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个工作电压为6.0V、工作电流为0.1A的用电器供电。

电路还需要一个定值电阻来分压，请计算最少需要用这种电池的节数及这个电阻的阻值分别为（）
A．8；52ΩB．7；38Ω
C．6；24ΩD．5；10Ω
答案：D
设电路还需要一个定值电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律有
nE=U＋I(nr＋R0)
根据题意，至少需要n=5节这样的电池，解得
R0=10Ω
故选D。

12、如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（）
A．当n1=n2时，电流为零
B．当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为I=(n1−n2)e
t
C．当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为I=(n2−n1)e
t
D．无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为I=(n1+n2)e
t
答案：D
由题意可知，流过容器截面上的电量
q= (n1＋n2)e
则电流为
I=(n1+n2)e
t
方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B。

故选D。

13、一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图像如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P。

现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为（）
A．P1=4P2B．P D<P2C．P1>4P2D．P D>P2
答案：B
BD．在图乙中，三个电阻相等。

在图丙中，电阻器D的电压减小电阻增大
R D>R1=R2
根据P=U 2
R
得
P D<P2 B正确，D错误；
AC．根据欧姆定律
I D<I2
又因为
I1=I2+I D
所以
I1<2I2
根据P=I2R得
P1<4P2
AC错误。

故选B。

14、某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（）
A．B点的电阻为12 Ω
B．B点的电阻为40 Ω
C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω
D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
答案：B
AB．B点的电阻为
R B=U
I
=
6
1.5×10-1Ω=40Ω
故A错误，B正确；CD．A点的电阻为
R A=
3
1.0×10-1Ω=30Ω
则两点间的电阻改变了
ΔR=(40−30)Ω=10Ω
故CD错误。

故选B。

15、一根长为L、横截面半径为r的金属棒，其材料的电阻率为ρ。

金属棒内单位体积自由电子数为n，电子的电荷量为e。

在棒两端加上恒定的电压U时，金属棒内产生电流，则自由电子定向运动的平均速率为（）
A．U
ρLne B．Uπr2
ρLne
C．U
ρLneπr2
D．UL
ρneπr2
答案：A
根据欧姆定律有
I=U R
根据电阻定律有
R=ρL S
电流的微观表达式
I=neSv 联立几式得
v=
U neρL
故选A。

多选题
16、有一个内阻R g＝30Ω、满偏电流I g＝1mA的电流计G，要把它改装成电压表或电流表，下列说法正确的是（）
A．把G改装成量程为0～3V的电压表，需要串联2.97kΩ的定值电阻
B．把G改装成量程为0～15V的电压表，其原来0.5mA刻度处应该标成10V
C．把G改装成量程为0～0.6A的电流表，需要并联0.05Ω的定值电阻
D．把G改装成量程为0～3A的电流表，其原来0.5mA刻度处应该标成1A
答案：AC
A．把G改装成量程为0～3V的电压表，由
I g（R g＋R）＝3V
解得
R＝2.97kΩ
即需要串联2.97kΩ的定值电阻，选项A正确；
B．把G改装成量程为0～15V的电压表，最大刻度处（即1mA处）对应的电压刻度为15V，由于磁电式电压表的刻度均匀，所以其原来0.5mA刻度处应该标成7.5V，选项B错误；
C．同理可得选项D错误；把G改装成量程为0～0.6A的电流表，由
I g R g＝（0.6A－I g）R
解得
R＝0.05Ω
即需要并联0.05Ω的定值电阻，选项C正确．
D．把G改装成量程为0～3A的电流表，最大刻度处（即1mA处）对应的电流刻度为3A，其原来0.5mA刻度处应该标成1.5A，选项D错误。

故选AC。

17、下列说法正确的是（）
A．电流流过导体时，沿电流方向电势逐渐降低
B．由R=U
I
知，一般导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流强度成反比
C．由I=U
R
知，通过一段导体的电流强度与加在它两端的电压成正比
D．对确定的线性元件而言，比值U
I
恒定，不随U或I的变化而变化
答案：ACD
A．电流流过导体时，形成的场强沿电流方向，沿电场方向电势逐渐降低，A正确；
B．R=U
I
是电阻的定义式，而电阻只与导体本身有关，与所加的电压和通过的电流无关，B错误；
C．由I=U
R
可知，当电阻一定时，通过一段导体的电流强度与加在它两端的电压成正比，C正确；
D．对确定的线性元件而言，导体的电阻一定，比值U
I
恒定，不随U或I的变化而变化，D正确；
故选ACD。

18、有一横截面积为S的金属导线，流经其中的电流为I。

设导线中单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量大小为e，此时电子的定向移动速率为v。

在t时间内，通过导线横截面积的自由电子数目可表示为（）
A．nvSt B．nvt C．It
e D．It
Se
答案：AC
AB．通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为单位体积的自由电子数乘以体积，即
N=nV=nvtS
故A正确B错误；
CD．根据电流的定义式
I=Q
t
=
Nq
t
则通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
N=It
q
=
It
e
故C正确D错误。

故选AC。

19、关于多用电表，下列说法正确的是（）
A．用多用电表测电流时，应先进行机械调零
B．用多用电表测电压时，需将红表笔接低电势点
C．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡
D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转过小，则应换成倍率较小的挡位，并重新欧姆调零
答案：AC
A．用多用电表测电流时，应先进行机械调零，选项A正确；
B．用多用电表测电压时，需将红表笔接高电势点，选项B错误；
C．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，选项C正确；
D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转过小，说明倍率挡选择过低，则应换成倍率较大的挡位，并重新欧姆调零，选项D错误。

故选AC。

20、关于多用电表的使用，下列说法不正确的是（）
A．表盘上电阻的刻度线不均匀，越靠近右侧刻度线越密集
B．使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡
C．测量电阻时，第一次测量之前要欧姆调零，之后就算换倍率测量，也没有必要重新欧姆调零
D．测量直流电压、直流电流时电流从“＋”接线柱流入多用电表，测电阻时电流从“－”接线柱流入多用电表
答案：ACD
A．欧姆挡刻度分布不均匀，越靠近左侧刻度线越密集，故A错误；
B．使用完毕应把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡，故B正确；
C．测量电阻时，第一次测量之前要欧姆调零，之后只要换倍率测量，就必须重新欧姆调零，故C错误；
D．测量直流电压、直流电流时电流从“＋”接线柱流入多用电表，测电阻时也是电流从“＋”接线柱流入多用电表，故D错误。

本题选错误的，故选ACD。

21、R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在
如图所示电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是（）
A．R1＝R2B．R1＞R2
C．U1＜U2D．U1＝U2
答案：AD
AB．电流从导体的横截面流过，由电阻定律
R＝ρL
S ＝ρa
ad
＝ρ
d
可见电阻与边长a无关，选项A正确，B选项错误；
CD．因外电阻相同，故路端电压相等，选项D正确，C选项错误。

故选AD。

22、下面关于多用电表的说法中正确的是（）
A．多用电表是电压表、电流表、电阻表共用一个表头改装而成的B．用多用电表测电压、测电流、测电阻时，零刻度线都位于表盘的右侧
C．用多用电表测电压、测电流、测电阻时，外面电路都必须有电源
D．用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入，经表头后从黑表笔流出
答案：AD
A．多用电表是电压表、电流表、电阻表共用一个表头改装而成的，故A项正确；
B．用多用电表测电压、测电流时，其零刻度线位于表盘的左侧；测电阻时，零刻度线都位于表盘的右侧，故B 项错误；
C．用多用电表测电压、测电流时，外电路必须有电源；测电阻时，外电路不用有电源，故C项错误；
D．用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入，经表头后从黑表笔流出，故D项正确。

故选AD。

23、用欧姆表“×10Ω”挡调零后，测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度较小，下列判断和操作正确的是（）A．阻值等于表盘示数乘以倍率B．应立即换挡后再直接测量
C．这个电阻的阻值较小D．这个电阻的阻值较大
答案：AD
A．欧姆表的读数方法为表盘示数乘以倍率，故A正确；
B．欧姆表换挡后，应先进行欧姆调零，故B错误；
CD．偏转角度较小，说明所测电阻的阻值较大。

故C错误，D正确。

故选AD。

小提示：熟悉欧姆表的操作方法和使用。

多用电表的偏转角都是以偏离左侧为基准进行衡量偏转角大小，欧姆表的表盘从左至右为阻值从大到小。

24、两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（）
A．两电阻的大小之比为R1∶R2＝3∶1B．两电阻的大小之比为R1∶R2＝1∶3 C．两电阻丝的长度之比为L1∶L2=3∶1D．两电阻丝的长度之比为L1∶L2=1∶3 答案：BD
AB．I-U图像的斜率表示电阻的倒数，则有
1 R1=3
1
=3Ω−1，1
R2
=1
1
=1Ω−1
则两电阻的大小之比为
R1 R2= 1 3
故A错误，B正确；CD．根据电阻定律
R=ρL S
可得
L=RS ρ
由题意可知S、ρ相同，则
L1 L2=
R1
R2
=
1
3
故C错误，D正确。

故选BD。

25、如图甲所示，用内阻为r1的充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示。

在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r2，则时间t内（）
A．充电宝输出的电功率为UI－I2r1
B．充电宝的总功率为UI＋I2r1
t
C．手机电池产生的焦耳热为U2
r2
D．手机电池增加的化学能为UIt－I2r2t
答案：BD
A．充电宝的输出电压为U，输出电流为I，则充电宝输出的电功率为UI，故A错误；
B．充电宝内的电流也是I，内阻为r1，所以充电宝产生的热功率为I2r1，则充电宝的总功率为
P总＝UI＋I2r1
故B正确；
t计算手机电池产生的焦耳热，根C．由于充电宝是非纯电阻电路，U是充电宝的输出电压，所以不能用公式U2
r2
据焦耳定律，可知电池产生的焦耳热应为I2r2t，故C错误；
D．由题意根据能量守恒可得，手机电池增加的化学能为UIt－I2r2t，故D正确。

故选BD。

填空题
26、请完成下列各表的读数，把答案填在图下的横线上。

（1）量程为0~3 V和0~3 A的电表。

读数___________，读数___________
（2）量程为0~15 V的电压表读数。

读数___________，读数___________，读数___________
（3）量程为0~0.6 A的电流表读数。

读数___________，读数___________，读数___________，读数
___________
答案： 0.90 V 1.90 A 10.0 V 10.5 V 10.2 V##10.3 V 0.40 A 0.50 A 0.22 A 0.52 A
（1）[1][2]量程为0-3V的电压表，分度值为0.1V，由图可知，其读数为0.90V；量程为0-3A的电压表，分度值为0.1A，故其读数为1.90A。

（2）[3][4][5]量程为0~15V的电压表，分度值为0.5V。

由图可知，读数分别为10.0V、10.5V、10.2V。

（2）[6][7][8] [9] 量程为0~0.6A的电流表，分度值为0.02A。

由图可知，读数分别为0.40A、0.50A、0.22A、
0.52A。

小提示：确认所用电表对应量程的分度值，再根据表盘指针所指位置进行读数即可。

27、央视《是真的吗》节目中，主持人做了口香糖锡纸电阻，如图所示横截面。

已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则______段的电阻最小，因为材料和长度相同时，横截面积越______（“大”或“小”）电阻越小；若通入恒定电流则______段最易熔断。

答案：cd大ab [1][2]根据电阻定律
R=ρl S
因为材料相同，则电阻率相同，长度也相同时，横截面积越大，电阻越小；锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，由于cd段的横截面积最大，则cd段的电阻最小；
[3]若通入恒定电流，根据
P=I2R
由于ab段的横截面积最小，则ab段的电阻最大，ab段的功率最大，ab段最易熔断。

28、如图是伏安法测电阻的安培表___________接法（填“内”或“外”），在某次测量中，电压表的示数为12.0V 时，电流表的示数为0.30A，根据测量数据可计算出电阻R=___________Ω。

电阻R的测量值___________（选填“大于”或“小于”）真实值。

原因：___________。

答案：内 40 大于见解析
[1]由图可知安培表采用了内接法。

[2]根据欧姆定律可得
R=U
I
=40Ω
[3][4]安培表采用内接法，通过电阻R电流的测量值等于真实值，而由于电流表分压的缘故，使电阻R两端电压的测量值大于真实值，所以电阻R的测量值大于真实值。

29、如图为a、b两电阻的I-U图线。

若将a、b两电阻并联后接到输出电压为5V的电源上。

则并联电路的总电阻值为_____________Ω，通过a电阻的电流为__________A。

21
答案： 1.2Ω 2.5A
[1]由I-U 图线可知，a 、b 两电阻的阻值分别为
R a =ΔU a ΔI a
=2Ω R b =
ΔU b ΔI b =3Ω 则并联总电阻为
R =
R a R b R a +R b =1.2Ω [2]因并联电路中各支路两端的电压相等，通过a 电阻的电流为
I a =
U R a =2.5A 30、用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示，读数是____mm 。

答案：0.680（0.679~0.681均可）
[1]螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为18.0×0.01 mm =0.180 mm ，所以最终读数为0.680 mm 。