高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试单元测试练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用综合与测试单元测试练习，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第十一章  电路及其应用 (时间：60分钟，分值：100分)一、单选题(共8小题，每小题4分，共32分)1．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫．如图所示为某扫地机器人，已知其电池容量为2 000 mAh，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W，则下列说法正确的是(　　)A．扫地机器人的电阻是10 ΩB．题中“mAh”是能量的单位C．扫地机器人正常工作时的电流是2 AD．扫地机器人充满电后一次工作时间约为4 h答案：C2．如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L标有“6 V　12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法正确的是(　　)A．电动机的输入功率是10 WB．电动机的输出功率是12 WC．电动机的热功率是2 WD．整个电路消耗的电功率是22 W答案：C3．一个标有“1 kΩ　40 W”的电阻器，下列说法错误的是(　　)A．允许长期通过它的最大电流是0.2 AB．额定电压是200 VC．在额定电压下消耗的功率为40 WD．加50 V电压时消耗的功率为10 W答案：D4．如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I，电阻R两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是(　　)A．P1＝UI  B．P2＝C．U1＝U－IR  D．U2＝U－IR答案：D5．如图所示，有一未知电阻Rx，为了较准确地测出电阻值，利用试触法得到两组数据，接a时得到数据为 6 V、0.15 A，接b时得到数据为5.8 V、0.2 A，那么该电阻测得较为准确的数值及它与真实值比较的情况是(　　)A．29 Ω，大于真实值  B．40 Ω，大于真实值C．29 Ω，小于真实值  D．40 Ω，小于真实值答案：B解析：接a、b两点时，电压表示数相对变化量＝＝，电流表示数相对变化量＝＝，则有>，电流表示数变化量大，则电流表应采用内接法，即应接在a点，电阻测量值R＝ Ω＝40 Ω；由于采用电流表内接法，电流表分压，电压测量值大于真实值，电阻测量值大于真实值，故选项B正确，A、C、D错误．6．两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示，可知(　　)A．两电阻的大小之比为R1∶R2＝1∶3B．两电阻的大小之比为R1∶R2＝3∶1C．两电阻丝长度之比为L1∶L2＝∶1D．两电阻丝长度之比为L1∶L2＝1∶答案：A解析：据题图知，当两电阻两端电压为1 V时，流过两电阻的电流分别是3 A和1 A，则R1＝＝ Ω、R2＝＝1 Ω，所以两电阻大小之比R1∶R2＝1∶3，故A项正确，B项错误；两电阻大小之比R1∶R2＝1∶3，两电阻丝是粗细相同的同种金属构成，据R＝ρ可得，两电阻丝长度之比 L1∶L2＝R1∶R2＝1∶3，故C、D两项错误．7．如图甲所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已知该伏安特性曲线过点(0.4,0.125)，闭合开关后流过电源的电流为0.25 A．则下列说法正确的是(　　)A．灯泡a两端电压为灯泡b两端电压的2倍B．灯泡b的阻值为12 ΩC．灯泡a、b的电功率之比为4∶1D．灯泡a的功率为0.75 W答案：D解析：灯泡b和c并联后与a串联，灯泡b和c的电压相同，则电流也相同，灯泡a的电流为b电流的2倍，由于灯泡是非线性元件，所以a的电压不是b电压的2倍，故A错误；流过b的电流为0.125 A，此时b的电压0.4 V，根据欧姆定律可知，b的电阻为Rb＝＝ Ω＝3.2 Ω，B错误；根据P＝UI可知，a消耗的功率为P1＝0.25×3 W＝0.75 W，b消耗的电功率为P2＝0.125×0.4 W＝0.05 W，所以a、b消耗的电功率的比值＝15>4，故C错误；根据图像可知，当电流为0.25 A时，电压为U＝3 V，所以P＝UI＝0.75 W，故D正确．8．如图所示，长方体金属块边长之比a∶b∶c＝3∶1∶2，将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(设金属块的电阻率不变)(　　)A．I  B．2I  C.I  D.I答案：D解析：设b边长为L，a边长为3L，c边长为2L，根据电阻定律可知：R＝ρ，则接AB时，电阻RAB＝＝，当接CD时，电阻RCD＝＝，由欧姆定律可知：I＝＝＝，则I′＝＝＝I，故选D.二、多选题(共4小题，每小题4分，共16分)9．如图所示电路，A1和A2为电流表，示数分别为I1和I2；R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，当a、b两点间加以恒定的电压U后，下列结论正确的是(　　)A．I1∶I2＝3∶4B．I1∶I2＝5∶9C．将A1和A2换成理想电压表，示数之比为3∶5D．将A1和A2换成理想电压表，示数之比为1∶1答案：BC解析：电源接在a、b两点时，三个电阻并联，理想电流表A1测量的是R2和R3的电流，理想电流表A2测量的是R1和R2的电流，由题知R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，可得到三个电阻中电流比值为6∶3∶2，则I1∶I2＝5∶9，故选项A错误，B正确；将A1、A2换成理想电压表时，三个电阻串联，V1测R1和R2两端的电压，V2测R2和R3两端的电压，则U1∶U2＝(R1＋R2)∶(R2＋R3)＝3∶5，故选项C正确，D错误．10．(2022湖南大学附属中学月考)如图所示，电流计的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω，则下列说法正确的是(　　)A．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大测量值是1 AB．当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大测量值是1 VC．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大测量值是1 VD．当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大测量值是1 A答案：BD解析：当S1和S2均断开时，表头与R1串联，所以虚线框中可等效为电压表，最大测量值U＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900) V＝1 V，故A项错误，B项正确．当S1和S2均闭合时，R1被短路，R2与表头并联，所以虚线框中可等效为电流表，最大测量值I＝Ig＋＝0.001 A＋ A＝1 A，故C项错误，D项正确．11．(2022江苏镇江中学期中)将两个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1、A2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，改装好后把它们按图接入电路，则(　　)A．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角B．电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角C．电流表A1的读数大于电流表A2的读数D．电流表A1的读数小于电流表A2的读数答案：BC解析：分析电路可知，两个表头处于并联状态，根据并联电路的规律可知，两个表头两端的电压相同，通过两表头的电流相同，故两表头指针偏转角度相等，电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角，A选项错误，B选项正确；根据电表改装原理可知，表头改装成电流表需要并联电阻，并联电阻越小，量程越大，电流表A1的量程大于电流表A2的量程，则电流表A1的阻值小于电流表A2的阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A1的读数大于电流表A2的读数，C选项正确，D选项错误．12．(2022湖南长沙同升湖实验学校期中)如图所示是实用电压表电路图，当a、b间电压为4 V时，电流表指针偏转到最大刻度；当a、b间电压为3 V时，仍欲使电流表指针偏转到最大刻度，可行的办法是(　　)A．R1不变，减小R2  B．R2不变，减小R1C．增大R1，减小R2  D．R1不变，增大R2答案：AC解析：流过表头的电流I＝·＝，Uab减小，仍欲使电流表指针偏转到最大刻度，由于Rg不变，若R1不变，只有减小R2，故A正确，D错误；若R2不变，只有增大R1，故B错误；若增大R1，减小R2，也可满足题目要求，故C正确．三、实验题(共12分)13．某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如图1所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．(2)选择电阻丝的________(填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．(3)图2中Rx为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置．(4)为测量Rx，利用图2所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1­I1关系图像如图4所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2­I2图像．(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________ Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．答案：(1)C　(2)不同　(3)如图甲所示　(4)如图乙所示　(5)23.5(23.0～24.0都算对)解析：(1)旋转微调旋钮C.(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为减小测量误差，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值．(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如答案图甲所示．(4)根据所给的5组数据在U­I图像中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，如答案图乙所示．(5)由题意知：＝Rx＋RA＋R0，由U1­I1图线的斜率可得＝49.0 Ω.＝RA＋R0，由作出的U2­I2图线的斜率可得＝25.5 Ω.故Rx＝(49.0－25.5) Ω＝23.5 Ω.四、计算题(共4小题，共40分)14．(8分)如图所示，在该电路施加U＝5 V的电压，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，滑动变阻器最大值R3＝10 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？答案：1 A解析：设滑动触头上部分电阻为R，则下部分电阻为R3－R，电路的总电阻：R总＝＝ Ω＝ Ω，当R＝6 Ω时，R总最大，此时Rmax＝5 Ω，电流表示数的最小值为：Imin＝＝1 A.15．(10分)如图所示，R1＝3 Ω、R2＝2 Ω、R3＝4 Ω，已知通过R1的电流为3 A，求：(1)通过R2的电流；(2)R3的电压；(3)三个电阻的总功率．答案：(1)2 A　(2)4 V　(3)39 W解析：(1)由于R2、R3并联，所以并联部分电流与电阻成反比，即＝＝，又I2＋I3＝3 A，得：I2＝2 A.(2)根据并联电路电压相等及欧姆定律可知：U3＝U2＝I2R2＝4 V.(3)电路的总电阻为：R＝R1＋＝ Ω所以总功率为：P＝I2R＝39 W.16．(10分)一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A，在30 s内将该物体匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升物体的30 s内，电动机线圈产生的热量；(3)线圈的电阻．答案：(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω解析：(1)电动机的输入功率P入＝IU＝0.2×3 W＝0.6 W.(2)电动机提升物体的机械功率P机＝Fv＝mg·＝0.4 W由能量守恒定律得P入＝P机＋P热得P热＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W30 s内线圈产生的热量Q＝P热t＝0.2×30 J＝6 J.(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻R＝＝ Ω＝5 Ω.17．(12分)一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器，接成如图甲所示的电路．滑动变阻器最大阻值为R0＝22 Ω，电源路端电压 U随外电阻 R变化的规律如图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线．试求：(1)电源电动势E和内阻r；(2)A、B空载时输出电压的范围；(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时，干路电流不能超过2 A，A、B两端所接负载电阻至少多大？答案：(1)12 V 　2 Ω　 (2)0～11 V 　(3)4.9  Ω解析：(1)由题图乙可知，当R→∞时，U＝E＝12 V，而当U＝6 V时，应有r＝R＝2 Ω.(2)当滑片滑至最上端时，UAB最大，有Umax ＝＝11 V，当滑片滑至最下端时，UAB为零，因此，A、B空载时输出电压的范围为0～11 V.(3)A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至最上端时，干路电流最大，此时Imax＝，为了使电源不过载，应保证Imax≤2 A，代入数据得Rx≥4.9  Ω，即A、B两端所接负载电阻最小值为4.9  Ω.