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复习练习题

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(满分:100分;时间:75分钟)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.(2020海南华侨中学高二上期末)下列关于电流方向的说法中正确的是(　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.电荷的定向移动方向即电流的方向

B.电流总是从电源的正极流向负极

C.电流既有大小,又有方向,是一个矢量

D.在电源内部,电流从负极流向正极

2.(2021重庆四十九中高二上月考)关于公式I=,下列说法中正确的是 (　　)

A.式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量

B.式中的q表示通过导体单位横截面积的电荷量

C.比值能表示电流的强弱

D.该公式表明电流跟通过导体横截面的电荷量成正比,跟通电时间成反比

3.(2021江苏海安中学高二上月考)灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低。加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1 V时,通过灯泡的电流为0.5 A,灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为1 A,则灯泡两端电压为2 V时,通过灯泡的电流可能是              (　　)

A.0.5 A　　　B.0.6 A　　　C.0.8 A　　　D.1 A

4.(2020广东惠州一中高二上检测)如图所示,P为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间,设AB、CD之间的电压是相同的,则这两种接法的电阻大小关系为              (　　)

A.R甲=R乙　　　B.R甲=R乙

C.R甲=2R乙　　　D.R甲=4R乙

5.(2021广东广州一中高二上期中)两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒等于10 V的直流电源上。某学生把内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,如图所示,电压表示数为6 V。如果把此电压表改接在R2两端,则电压表示数将              (　　)

A.小于4 V　　　B.大于4 V

C.等于4 V　　　D.等于或大于4 V

6.(2021湖南常德一中高二模拟)某灯泡的U-I图像如图所示,下列说法正确的是              (　　)

A.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小

B.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小

C.小灯泡是非线性电阻,所以不能计算出其在某状态下的电阻

D.当小灯泡两端的电压为0.5 V时,它的电阻约为 Ω

7.(2021山东济宁邹城一中高二上月考)电路中,每分钟有6×1013个自由电子通过横截面积为0.64×10-6 m2的导线,那么电路中的电流是              (　　)

A.0.016 mA　　　B.1.6 mA

C.0.16 μA　　　D.16 μA

8.(2020河北石家庄二中雄安校区、安新中学联考)两个用同种材料制成的均匀导体A、B,其质量相同,当它们接入电压相同的电路时,电流之比IA∶IB=1∶4,则横截面积之比SA∶SB为              (　　)

A.1∶2　　　B.2∶1　　　C.1∶4　　　D.4∶1

二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

9.(2021江西九江高二上期中)关于材料的电阻率,下列说法正确的是 (　　)

A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大

B.金属的电阻率随温度的升高而增大

C.20 ℃时银的电阻率比锰铜合金的电阻率小

D.金属丝拉长为原来的两倍,电阻率变为原来的两倍

10.(2021河南漯河二高高二上月考)用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法中,正确的是              (　　)

A.电压表的内电阻越小,测量越精确

B.电流表的内电阻越小,测量越精确

C.电压表的读数大于Rx两端真实电压,Rx的测量值大于真实值

D.由于电流表的分压作用,使Rx的测量值小于真实值

11.(2020湖北武汉二中高二月考)智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生,它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.6~0.7。某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是              (　　)

A.充电宝充电时将电能转化为化学能

B.该充电宝最多能储存的能量为3.6×106 J

C.该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2 h

D.用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3 000 mA·h的手机充电,理论上能充满4次

12.(2021北京师大附中高二上期中)在如图所示的电路中,闭合开关时,灯不亮,已经确定是灯泡断路或短路引起的,在不能拆开电路的情况下(开关可闭合,可断开),现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路作了如下检查并作出判断(如下表所示):

以上操作和判断正确的是 (　　)

A.1　　　B.2　　　

C.3　　　D.4

三、非选择题(本题共5小题,共48分)

13.(2020湖南张家界高二上期末)(8分)在测定金属丝的电阻率的实验中,可供选用的器材如下:

待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);

电压表:V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);

电流表:A1(量程0~0.6 A,内阻约0.2 Ω);

A2(量程0~3 A,内阻约0.05 Ω);

电源:E1(电源电压为3 V);

E2(电源电压为12 V);

滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);

螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为　　　　mm。 

(2)若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选　　　　,电源应选　　　　(均填器材代号),在虚线框中画出电路原理图。 

14.(2021辽宁大连高二上质检)(8分)在电学实验中,常常需要测量电学元件的电阻值,如:小灯泡、金属丝等。利用伏安法测量某电阻的阻值,有如下实验器材:

①待测电阻,阻值约为100 Ω

②电流表(量程0~0.3 A,内阻约0.125 Ω)

③电压表(量程0~15 V,内阻约5 kΩ)

④电源(电压为15 V)

⑤滑动变阻器(阻值0~10 Ω,允许最大电流为2 A)

⑥开关一个,导线若干条

请根据器材的规格和实验要求尽量减小误差,用铅笔画出实验电路图,再连接实物图。

甲

乙

15.(2021河南豫北名校高三上月考)(10分)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示,当U=10 V时,电解液的电阻率ρ是多少?

16.(2020江苏溧水高级中学高二月考)(10分)如图所示电路,当a、b两端接入100 V电压时,c、d两端电压为20 V;当c、d两端接入100 V电压时,a、b两端电压为50 V,则R1∶R2∶R3为多少?

17.(2021河北邢台二中高二上期中)(12分)某电流表内阻Rg为200 Ω,满偏电流Ig为2 mA,如图甲、乙改装成量程为0~0.1 A和0~1 A的两个量程的电流表,试求:

(1)图甲中,R1和R2各为多少?

(2)图乙中,R3和R4各为多少?

(3)从安全角度分析,哪种改装方法较好?

答案全解全析

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1.D　正电荷的定向移动方向与电流方向相同,负电荷的定向移动方向与电流方向相反;电流虽有方向,但不是矢量,而是标量;外电路中电流从电源的正极流向负极,电源内部电流从负极流向正极,故A、B、C错误,D正确。

2.C　公式I=中q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量,选项A、B错误;比值表示电流的强弱,选项C正确;由电流的微观表达式I=neSv可知,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积,I=只是定义式,没有比例关系,故选项D错误。

3.C　当灯泡两端电压为1 V时,灯泡灯丝的电阻为2 Ω;当灯泡两端的电压为3 V时,灯泡灯丝的电阻为3 Ω,所以当灯泡两端电压为2 V时,灯泡灯丝的电阻2 Ω<R<3 Ω,由I=得此时的电流 A<I<1 A,故C正确。

4.B　将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻,电阻值设为r,图甲中等效为两个电阻并联,R甲=,图乙中等效为两个电阻串联,R乙=2r,所以R甲=R乙,所以B正确。

5.A　电压表接在R1两端,电压表的示数为6 V,则此时R2两端的电压为4 V。把此表改接在R2两端时,电压表与R2并联,并联后的阻值小于R2的阻值,所分得的电压小于4 V。故选A。

6.D　由图可知,随着电流的增加,图像上各点与原点连线的斜率变大,则小灯泡的电阻随着功率以及电压的增大而增大,选项A、B错误。小灯泡是非线性电阻,用某状态下的电压与电流的比值来计算在某状态下的电阻,选项C错误;由图像可知,当小灯泡两端的电压为0.5 V时,电流为6 A,则它的电阻约为R== Ω= Ω,选项D正确。

7.C　电流的大小是通过导体横截面的电荷量与所用时间的比值,即I== A=0.16 μA,故选C。

8.A　由R=可知,在U相同时,I与R成反比,即RA∶RB=4∶1。又根据电阻定律R=ρ=ρ=ρ可知,当ρ、V一定时,R∝,即有==,所以==。

9.BC　电阻率大表明材料的导电性能差,不能表明导体对电流的阻碍作用一定大,电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关,A错误;金属材料的电阻率随温度升高而增大,B正确;合金的电阻率比纯金属的电阻率大,C正确;电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,D错误。

10.BC　该电路中电流表的读数为通过Rx的电流真实值,电压表的读数为Rx两端的电压与电流表的分压之和,大于Rx两端的真实电压,根据欧姆定律知,Rx的测量值大于真实值,C对,D错。该电路中,Rx的测量值为R测=Rx+RA,故电流表的内电阻越小,测量误差越小,A错,B对。

11.AD　充电宝充电时将电能转化为化学能,故A正确;该充电宝的容量为q=20 000 mA·h=20 000×10-3×3 600 C=7.2×104 C,电压为5 V,所以充电宝最多能储存的能量E=Uq=5×7.2×104 J=3.6×105 J,故B错误;以2 A的电流充电,充电宝电荷量从零到完全充满所用时间t== s=3.6×104 s=10 h,故C错误;由于充电宝的转换率是0.6,所以放电总量为20 000 mA·h×0.6=12 000 mA·h,给电荷量为零、容量为3 000 mA·h的手机充电的次数n==4(次),故D正确。

12.ABD　选直流电压挡时,红、黑表笔分别接高、低电势点,若指针偏转,说明a、b两点间有电压,其他地方完好而a、b之间有断路;若指针不偏转,说明a、b两点电势相等,a、b之间短路,1正确;选直流电流挡时,若指针偏转,说明有电流流过表头,而灯不亮,则灯断路,若不偏转,a、b两点电势相等,则灯短路,2正确;选欧姆挡时,已启用欧姆表内电源,必须将外电路电源断开,若指针不偏转,说明灯泡和欧姆表的内电路未形成通路,灯断路,而当灯短路时,欧姆表测量的是导线的电阻,指针偏转最大,故3错误,4正确,故选A、B、D。

13.答案　(1)1.778(1.776~1.779均正确)(2分)

(2)A1(2分)　E1(2分)　电路原理图见解析图(2分)

解析　(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm+27.8×0.01 mm=1.778 mm。

(2)在实验中,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待测金属丝的额定电流约0.5 A,所以电流表选A1,电源选E1即可。Rx阻值较小,电流表A1应用外接法,电路原理图如图所示。

14.答案　电路图见解析(4分)　实物图见解析(4分)

解析　因滑动变阻器最大阻值只有10 Ω,采用限流式接法时不能起到有效的保护作用,故应采用分压式接法。待测电阻阻值约为100 Ω,>,故应采用电流表内接法,故原理图如图所示。

根据原理图画出对应的实物图如图所示。

15.答案　40 Ω·m

解析　由题图乙可求得U=10 V时,电解液的电阻为R== Ω=2 000 Ω。 (4分)

由题图甲可知电解液长为l=a=1 m,横截面积为S=bc=0.02 m2,结合电阻定律R=ρ得ρ== Ω·m=40 Ω·m。              (6分)

16.答案　4∶2∶1

解析　当a、b两端接入100 V电压时,由欧姆定律可得

20 V=R2 (2分)

解得R1∶R2=2∶1 (2分)

当c、d两端接入100 V电压时,50 V=R2 (2分)

解得R2∶R3=2∶1 (2分)

故R1∶R2∶R3=4∶2∶1 (2分)

17.答案　(1)4.08 Ω　0.4 Ω　(2)0.41 Ω　3.67 Ω　(3)见解析

解析　(1)按图甲接法,由并联电路中电流跟电阻成反比,可得

R1=Rg=×200 Ω=4.08 Ω(2分)

R2=Rg=×200 Ω=0.4 Ω。 (2分)

(2)按图乙接法,量程为0~1 A时,R4和Rg串联后与R3并联;量程为0~0.1 A时,R3和R4串联后与Rg并联,分别得

Ig(Rg+R4)=(1-Ig)R3 (1分)

IgRg=(0.1-Ig)(R3+R4) (1分)

解得R3=0.41 Ω,R4=3.67 Ω。 (2分)

(3)乙图接法较好。 (2分)

甲图中,换量程的过程中,电流将全部流经表头,可能把表头烧坏。 (2分)