高中物理必修第3册第十一章 电路及其应用测试卷达标检测卷(Word版 含解析)

高中物理必修第3册第十一章电路及其应用测试卷达标检测卷（Word版含解
析）
一、第十一章电路及其应用选择题易错题培优（难）
1．一个T形电路如图所示，电路中的电阻130
R=Ω，
23
20
R R
==Ω，另有一测试电源，所提供电压恒为10V，以下说法正确的是
A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50Ω
B．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40Ω
C．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为4V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为6V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻23
R R
、并联后与
1
R串联，等效电阻为：
23
1
23
2020
3040
2020
R R
R R
R R
⨯
=+=+=Ω
++，故A错误；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻13
R R
、并联后与
2
R串联，等效电阻为：
13
2
13
3020
2032
3020
R R
R R
R R
⨯
=+=+=Ω
++，故B错误；当ab两端接通测试电源时，cd两端
的电压等于电阻R3两端的电压，3
13
20
104
3020
R
U E V
R R
==⨯=
++；故C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻3R两端的电压，为
3
3
23
20
105
2020
R
U E V
R R
==⨯=
++，故D错误；
【点睛】
对于电路问题，首先要明确电路的结构，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．
2．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U恒为10 V的直流电源上，有人把一个电压表并联在R1两端（如图），电压表的示数为6V，如果将电表改接在R2两端，则电压表的示数将（）
A ．小于4V
B ．等于4V
C ．大于4V 小于6V
D ．等于或大于6V
【答案】A
【解析】 试题分析：将电压表与电阻R 1并联时，电压表的读数为6V ，则电阻R 2两端的电压为
4V ．将电压表与电阻R 1并联，则其并联的总电阻小于R 1，121
6R U V R R ⋅=+并并，221
4R U V R R ⋅=+并；若将电压表与电阻R 2并联，则其并联的总电阻小于R 2，根据串联电阻的电压分配可知，2
22212121
4R R R U U U V R R R R R R =+++并并并＜＜，所以电压表的读数将小于4V ，故A 正确，BCD 错误；故选A.
考点：部分电路的欧姆定律的应用
【名师点睛】本题考查了部分电路的欧姆定律的应用问题，是基本的电路电压关系的应用，注意串联电路总电压等于个元件电压之和，并且要注意并联电路的电阻计算；此题是基础题，考查电压表对接入电路的影响.
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；90000Ω
B ．90000Ω；9500Ω
C ．9500Ω；9000Ω
D ．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,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b B．c
C．d D．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
2
U
；a和b并联电阻为
2
R
，所以a和b的电压都为
3
U
，e的电压为
2
3
U
，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。

6．如图电路所示，当ab两端接入100V电压时，cd两端为20V，当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是（）
A．4：2：1 B．2：1：1 C．3：2：1 D．以上都不对
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
当ab两端接入100V电压时，用理想电压表测得cd两端为20V得到
2
12
2
ab
ca
U
R U
R R
=
+
即
2
12
100
20
2
R
R R
=
+
整理得
1
2
24
12
R
R
==
当cd 两端接入100V 电压时，用理想电压表测得ab 两端电压为50V 得到
232
2cd ab U R U R R =+ 即
232
100502R R R =+ 整理得
2321
R R = 所以
R 1∶R 2∶R 3=4∶2∶1
A ．4：2：1，与结论相符，选项A 正确；
B ．2：1：1，与结论不相符，选项B 错误；
C ．3：2：1，与结论不相符，选项C 错误；
D ．以上都不对，与结论不相符，选项D 错误；
故选A ．
考点：本题考查串联电路的电流，电压，电阻关系
点评：本题学生要熟练掌握串联电路的电流，电压，电阻关系，能灵活运用其关系进行计算．
7．雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”。

若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为8C ，雷击时放电时间为200μs ，则此次雷击时的平均电流为
A ．0. 04A
B ．4410A ⨯
C ．0. 08A
D ．4810A ⨯
【答案】B
【解析】
【详解】
已知雷击时放电时间为200μs ，放电量等于8C ，则此次雷击时的平均电流为： 4-68=A=410A 20010
q I t =
⨯⨯， 故B 正确，ACD 错误；
8．如图所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出
A ．导体的电阻与与电阻两端的电压成正比
B ．电阻R ＝0.5 Ω
C ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α
＝1.0 Ω D ．在R 两端加上6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.电阻的大小是由电阻本身决定的，与电流的大小、电压的大小无关．故A 错误； BC.根据电阻的定义式可知，I −U 图象斜率的倒数等于电阻R ，则得：
1025
U R I =
=Ω=Ω， 故B 错误，C 错误；
D.当U =6V 时，电流： 6A 3A 2
U I R =
== 则每秒通过电阻横截面的电荷量： q =It =3×1C=3.0C ，
故D 正确．
9．如图电路，A 1和A 2为电流表，示数分别为I 1和I 2；123::1:2:3R R R =，当a 、b 两点间加以恒定的电压U 后，下列结论正确的是 （ ）
A ．12:3:4I I =
B ．12:5:9I I =
C ．将A 1和A 2换成理想电压表，示数之比为3：5
D ．将A 1和A 2换成理想电压表，示数之比为1：1
【答案】BC
【解析】
【分析】
考查串并联电路的电流电压电阻关系。

【详解】
AB ．电源接在a 、b 两点时，三个电阻并联，理想电流表A 1测量的是2R 和3R 的电流，理想电流表A 2测量的是1R 和2R 的电流，由题知123::1:2:3R R R =，可得到三个电阻中电流比值为6:3:2，则12:5:9I I =，故选项A 错误，B 正确；
CD ．将A 1、A 2换成理想电压表时，三个电阻串联，1V 测1R 和2R 两端的电压，2V 测2R 和3R 两端的电压，则121223():3:5):(U U R R R R =++=，故选项C 正确，D 错误． 故选BC 。

10．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流．设氢原子的电子以速率v 在半径为r 的圆周轨道上绕核转动，周期为.T 已知电子的电荷量为e 、质量为m ，静电力常量为k ，则其等效电流大小为( )
A ．
e T B ．
2ev r π
C
D 【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．根据电流的定义式可得等效电流为
q e I t T
=
= 故A 正确；
B ．电子运动的周期表达式为 2r T v
π=
根据电流的定义式可得等效电流为 2q ev I t r
π=
= 故B 正确； CD ．原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，氢原子的电子的速率v ，根据库仑力提供向心力
22224e r k m r T
π=
解得
2r rm
T
e k
π
=
形成的电流为
2
2
e e k
I
T r mr
π
==
故C错误，D正确。

故选ABD。

11．有一电流计，内阻R g＝25 Ω，满偏电流I g＝3 mA，现对它进行改装，下列说法正确的是()
A．把它改装成量程为0.6 A的电流表，需与它并联一个0.126 Ω的电阻
B．把它改装成量程为0.6 A的电流表，需与它串联一个0.126 Ω的电阻
C．把它改装成量程为3 V的电压表，需与它并联一个975 Ω的电阻
D．把它改装成量程为3 V的电压表，需与它串联一个975 Ω的电阻
【答案】AD
【解析】
【详解】
AB．把电流表改装成0.6A的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值：
0.00325
Ω0.126Ω
0.60.003
g g
g
I R
R
I I
⨯
==≈
--
故A正确，B错误；
CD．把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
3
Ω25Ω975Ω
0.003
g
g
U
R R
I
'=-=-=
故C错误，D正确．
【点睛】
本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题．
12．如图所示的电路中，若ab为输入端，AB为输出端，现把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则
A．空载时输出电压AB ab
U U
=
B ．当AB 间接上负载R 时，输出电压2ab AB U U <
C ．AB 间的负载R 越大，AB U 越接近
2ab U D ．AB 间的负载R 越小，AB U 越接近
2
ab U 【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】 A ．空载时，变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压2
ab AB U U =，故A 错误； B ．当AB 间接上负载R 时，负载R 与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，AB 间的电压减小，输出电压2
ab AB U U <，故B 正确； CD ．AB 间的负载R 越大，下部分并联的电阻越大，分担的电压越大，越接近
2ab U ，故C 正确，D 错误．
13．两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示。

已知杆a 的质量小于杆b 的质量，杆a 金属的摩尔质量大于杆b 金属的摩尔质量，杆a 的电阻大于杆b 的电阻，假设两种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子(载流子)。

当电流达到不变时，若a 、b 内存在电场，则该电场可视为均匀电场。

下列结论中正确的是（ ）
A ．两杆内的电场强度都不等于零，且a 内的电场强度大于b 内的电场强度
B ．两杆内的电场强度都等于零
C ．两杆内载流子定向运动的速度一定相等
D ．a 内载流子定向运动的速度一定大于b 内载流子定向运动的速度
【答案】AD
【解析】
【详解】
AB.两杆串联，所以电流相等，因为a b R R >，由欧姆定律可知a b U U >，根据匀强电场关系
式U Ed
=可知，两杆内电场强度都不为零，且a内的电场强度大于b
内的电场强度，故A 正确，B错误；
CD.根据电流的微观表达式I nevS
=可知，载流子的定向运动速率
I
v
nqS
=，由题意可知杆内单位体积内的自由电荷数a b
n n
<，则
a b
v v
>，故C错误，D正确。

14．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为图线过P点的切线，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，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为1
2
U
R
I
=
C．对应P点，小灯泡的电阻为1
21
U
R
I I
=
-
D．对应P点，小灯泡的功率为图中梯形PQON所围的面积
【答案】BD
【解析】
I-U图线各点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，从图中可知图线斜率减小，说明随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，A错误；根据电阻的定义得到，对应P点，小灯泡的电阻为1
2
U
R
I
=，R不等于切线斜率1
21
U
I I
-
，B正确C错误；P点的功率P=UI，故可以用矩形PQOM所围“面积”来表示，D正确．
【点睛】对于线性元件，欧姆定律成立，即
U U
R
I I
∆
==
∆
，对于非线性元件，欧姆定律不成立，
U U
R
I I
∆
=≠
∆
．
15．如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知
A．该导体的电阻随电压的升高而增大
B ．该导体的电阻随电压的升高而减小
C ．导体两端电压为2 V 时，电阻为0.5 Ω
D ．导体两端电压为2 V 时，电阻为1 Ω 【答案】AD 【解析】
AB 、某点与原点连线的斜率表示电阻倒数，从图像中可以看出，随着电压的升高，斜率在减小，所以电阻在增大，故A 对，B 错；
CD 、当导体两端电压为2 V 时，此时图像上对应的电流值为2A ，所以电阻1U
R I
==Ω ,故C 错D 正确；
综上所述本题答案是：AD
二、第十一章 电路及其应用实验题易错题培优（难）
16．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻R t 、滑动变阻器R 串联接在电源E 两端，当继电器的电流超过15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值R t 与温度t 的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E 1（3 V ，内阻不计）、电源E 2（6 V ，内阻不计）、滑动变阻器R 1（0~200 Ω）、滑动变阻器R 2（0~500 Ω）、热敏电阻R t ，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S 、导线若干．
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E 应选用______（选填“E 1”或“E 2”），滑动变阻器R 应选用______（选填“R 1”或“R 2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至______（选填“A ”、“B ”、“C ”或“D ”）． （3）合上开关S ，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b 、c 间断路，则应发现表笔接入a 、b 时指针______（选填“偏转”或“不偏转”），接入a 、c 时指针______（选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是
_____．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
【答案】E2R2C不偏转偏转⑤④②③①
【解析】
（1）由表格数据知，当温度为30 ℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器的阻值R0=20 Ω，当电流为15 mA时，E=I(R t+R0)=3.3 V，所以电源选E2，80 ℃时，热敏电阻阻值
R t=49.1 Ω，则
E2=I(R t+R0+R)，此时变阻器阻值R=330.9 Ω，所以变阻器选择R2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 ℃时，热敏电阻阻值为108.1 Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①．
【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，其中30~80 ℃就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．
17．温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。

某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。

可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势E=6V，内阻不计；
B．毫安表A1，量程为600mA，内阻约为0.5Ω；
C．毫安表A2，量程为10mA，内阻R A=100Ω；
D．定值电阻R0=400Ω；
E．滑动变阻器R=5Ω；
F．被测热敏电阻R t，开关、导线若干。

(1)实验要求能够在0~5V范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值R t进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路______。

(2)某次测量中，闭合开关S，记下毫安表A1的示数I1和毫安表A2的示数I2，则计算热敏电
阻阻值的表达式为R t=______（用题给的物理量符号表示）。

(3)该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的I2－I1图象如图乙所示，由图可知，该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大而____（填“增大”“减小”或“不变”）。

(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。

将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为0.7A，定值电阻R1=30Ω，则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______Ω，此时该金属热敏电阻的温度为______℃。

【答案】
()
2A0
12
I R R
I I
+
-
增大 17.5 55
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]．题目中没有电压表，可用已知内阻的电流表A2与定值电阻R0串联构成量程为
()0.01(100400)V=5V
g A
U I R R
=+=⨯+的电压表；滑动变阻器用分压电路，电路如图：
(2)[2]．由电流可知
()
2A0
12
t
I R R
R
I I
+
-
=
(3)[3]．根据
()
2A0
12
t
I R R
R
I I
+
-
=可得
21
A 1
1
t
I R R R I +=
+ 则该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大，斜率A 0
1
1t
R R R ++ 变大，可知R t 变大。

(4)[4][5]．通过R 1的电流
11
0.3A U
I R =
= 则通过R 2和R t 的电流为0.4A ；由I 2-I 1图像可知，I 2=4mA ，此时R t 两端电压为2V ，则R 2两端电压为7V ，则
27
17.50.4
R =
Ω=Ω 2
50.4t R =
Ω=Ω 根据R t -t 图像可知
14153
t R t =
+ 解得
t=55℃
18．为了测量阻值范围在200～300 Ω之间的电阻R x 的阻值，实验室提供了如下器材： A ．电阻箱R (阻值范围0～999.9 Ω) B ．毫安表(量程0～3 mA ，内阻约100 Ω) C ．直流电源(电动势约3 V ，内阻不计) D ．两个单刀单掷开关，导线足量
(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下．
甲 乙
①按电路图连好电路，闭合开关S 1，记下毫安表的读数．
②断开S 1，闭合开关S 2，调节电阻箱R 的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R 1.
假设该同学的设计合理，则待测电阻R x ＝________．
(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下．
①按电路图连好电路，将R 调到最大，然后闭合S 1、S 2，调节R ，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R 2.
②断开
S 2，调节R ，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R 3.假设该同学的设计合理，则待测电阻R x ＝________．
(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是________，理由是_______________________________________． 【答案】R 1 R 2－R 3 甲 电流表超程 【解析】 【详解】
(1)[1]根据甲同学的实验电路，该同学采用了等效替代法，故待测电阻1x R R =． (2)[2]根据乙同学的实验步骤可知23x R R R =+，则23x R R R =-. (3)[3][4]甲电路中，开关接通后，电流表的读数最小值为:
3 A 10mA 300
x E I R =
== 已超过了电流表的量程．故此设计不合理．
19．材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。

如图所示为某磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线，其中R B 、R 0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。

为了测量磁感应强度B ，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R B 。

请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，并在图中的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0 T ，不考虑磁场对电路其他部分的影响）。

要求误差较小______； 提供的器材如下：
A ．磁敏电阻，无磁场时阻值R 0＝150 Ω
B ．滑动变阻器R ，总电阻约为20 Ω
C ．电流表A ，量程2.5 mA ，内阻约30 Ω
D ．电压表V ，量程3 V ，内阻约3 kΩ
E.直流电源E ，电动势3 V ，内阻不计
F.开关S ，导线若干
(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
1 2 3 4 5 6 U （V ） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I （mA ）
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B ＝___Ω，结合题图可知待测磁场的磁感应强度B ＝___T ；
(3)试结合题图简要回答，磁感应强度B 在0~0.2T 和0.4~1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？ _______；
(4)某同学在查阅相关资料时看到了图所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻—磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论_______。

【答案】 1500 0.90 在0~0.2T 范围内，磁敏电阻的阻
值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；在0.4~1.0T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化） 磁场反向，磁敏电阻的阻值不变 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]当B ＝0.6T 时，磁敏电阻阻值约为
6×150Ω＝900Ω
当B ＝1.0T 时，磁敏电阻阻值约为
11×150Ω＝1650Ω
由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由
于x V
A x
R R R R ，所以电流表应内接。

电路图如图所示。

(2)[2]方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为
130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯，23
0.91
1516.70.6010R -=Ω=Ω⨯ 331.5015001.0010R -=
Ω=Ω⨯，43
1.79
1491.71.2010
R -=Ω=Ω⨯ 53
2.71
15051.8010
R -=
Ω=Ω⨯， 故电阻的测量值为
12345
15035
R R R R R R ++++=
Ω=Ω（1500~1503Ω都算正确。

）
[3]由于
0150010150
R R ==，从图1中可以读出 B ＝0.9T
方法二：作出表中的数据作出U －I 图像，图像的斜率即为电阻（略）。

(3)[4]在0~0.2T 范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4~1.0T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；
(4)[5]从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关。

【点睛】
本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力。

从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U 、I 值求电阻。

第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力。

总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题。

20．育才中学科技小组的小明同学自行设计了一个地磅，其原理如图1所示．设电源两端电压U 恒为定值，R 0为定值电阻，滑动变阻器的总电阻为R 、总长度为L ， 滑动触头与托盘固联，开始时触头位于变阻器最上端A ，并能随轻弹簧一起上下滑动．已知滑动变阻器
的电阻与其接入电路的长度成正比；当对地磅施加压力F时，弹簧的长度会缩短L ．请回答：
（1）定值电阻R0的作用是________．
（2）电流表的示数与待测物体质量m之间的关系式为________；此地磅的刻度特点是
________．
（3）有同学建议小明将原理图改为图2所示，你认为这样改________（填“好”或“不好”）. （4）请你在图2的基础上，在图3的方框里画出你改进后的电路图，这样的好处是什么？
【答案】（1）分压限流，保护电路元件作用；（2）
(L)R
U
mgL
R
FL
-+；不均匀
（3）不好（4）这样的好处是电压与质量成正比，反应质量的刻度线均匀．
【解析】
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电流表有烧坏的可能，则定值电阻R0的作用是保护电路；
（2）滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比；当对地磅施加压力F时，弹簧的长度会缩短l．
当质量为m的物体放在地磅上时，弹簧形变量为l′，有
F mg
l l
=
'
，即此时的弹簧缩短了
mgl
l
F
'=，设此时滑动变阻器的阻值为R′，则
R R
L L l
'
=
-'
所以11
l mgl
R R R
L FL
（）（）
'
'=-=-，
根据欧姆定律可知，此时电路中的电流为
00
(1)U U
I mgl R R R R FL
=
=
'+-+
由表达式可知，电流表的示数与物体的质量不成正比，所以造成刻度盘上的刻度不均匀； （3）电压表的示数为滑动变阻器的电压，等于电源电压减去定值电阻R 0的电压． 故
00
(1)U
U U IR U R mgl
R R FL
'=-=-
-+， 由表达式可知，电压表的示数与物体的质量不成正比，所以造成刻度盘上的刻度不均匀，故这样改仍然不好； （4）改进的电路如图所示，
滑片的移动不能改变接入电路中电阻的大小，但可以改变电压表所测部分的电阻， 设地磅上放上质量为m 的物体时弹簧缩短量为l″，则l″= mg F
l 此时变阻器根据电压表并联部分的电阻R″=
l L
"R ， 根据欧姆定律，此时电路中的总电流为I=
U R R +， 所电压表的示数为()000()()mg l
U l U mgRU F U IR R R R R L R R L R R FL
"'="===+++， 由表达式可以看出，电压与质量成正比，反应质量的刻度线均匀．
点睛：本题以地磅为背景考查了重力公式和串联电路的特点、欧姆定律的应用；关键：一是根据弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度关系得出压力，二是根据滑动变阻器的长度和总电阻得出放物体时接入电路中电阻的大小，三是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．
21．在研究金属电阻阻值与温度的关系时，为了能够较准确地测出金属电阻的阻值，设计了如图所示的电路。

除了金属电阻x R 外，还提供的实验器材有：学生电源E ，灵敏电流计G 。

滑动变阻器R 、R S ，，定值电阻R 1、R 2，电阻箱R 0，开关S ，控温装置，导线若干。

①按照电路图连接好电路后，将R 0调至适当数值，R 的滑片调至最右端。

R S 的滑片调至最下端，闭合开关S ；
②把R 的滑片调至适当位置，调节R 0，并逐步减小R S 的阻值，直到R S 为零时，电流计G 指针不发生偏转，记录R 0的阻值和R x 的温度； ③多次改变温度，重复实验； ④实验完毕，整理器材。

根据上述实验回答以下问题：
(1)上述②中，电流计G 指针不发生偏转时，a 点电势_________（选填“大于”“等于”或“小于”）b 点电势。

(2)用R 0、R 1、R 2表示R x ，R x =_________ (3)本实验中R s 的作用为_________
(4)若只考虑系统误差，用该方法测得的R x 的阻值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）R x 的真实值。

【答案】等于 1
02
R R R 保护电流计 等于 【解析】 【分析】 【详解】
[1]当电流计阻值不偏转时，没有电流流过电流计，电流计两端电势相等，即a 点电势等于b 点电势。

[2]电流计指针不偏转，没有电流流过电流计，电桥平衡，由此可知
12
x R R R R = 解得
1
02
x R R R R =
[3]本实验中R s 的作用是保护电流计。

[4]若只考虑系统误差，用该方法测得的R x 的阻值等于R x 的真实值。

22．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为4Ω．
（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径d ．其中一次测量结果如图所示，图中读数为d= mm ．。