新教材高中物理第11章电路及其应用高考真题演练新人教版必修第三册

第十一章　高考真题演练

一、选择题

1．(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为(　　)

A.  B．

C．  D．

答案　C

解析　当开关S断开时等效电路如图1所示，电容器C两端的电压U＝E，所带的电荷量Q1＝CU＝CE；当开关S闭合时等效电路如图2所示，电容器C两端的电压U′＝E，所带的电荷量Q2＝CE。所以＝，C项正确。

二、实验题

2．(2019·全国卷Ⅰ)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图a所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。

(1)根据图a和题给条件，将图b中的实物连线。

(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图c所示。由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________。(填正确答案标号)

A．18 mA  B．21 mA

C．25 mA  D．28 mA

(3)产生上述问题的原因可能是________。(填正确答案标号)

A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω

B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200 Ω

C．R值计算错误，接入的电阻偏小

D．R值计算错误，接入的电阻偏大

(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝________。

答案　(1)图见解析　(2)C　(3)AC　(4)

解析　(1)微安表改装为大量程的电流表，应并联电阻R，实物连线如图所示。

(2)串联电路中电流处处相等，毫安表示数为16.0 mA时，对应微安表的示数为160 μA，根据比例关系得，当微安表指针指到满量程250 μA时，毫安表的示数应为25 mA，即为改装后电表的量程，C正确。

(3)根据IgRg＝(I－Ig)R，得I＝＋Ig。产生上述问题的原因可能是微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200 Ω，或者并联的电阻R值计算错误，接入的电阻偏小，A、C正确。

(4)设微安表的满偏电压为U，则对并联的电阻R有

U＝(25－0.25)×10－3 A×R

对并联的电阻kR有

U＝(20－0.25)×10－3 A×kR

解得k＝。

3．(2019·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源。实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图b是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U­t关系曲线。回答下列问题：

(1)实验中，为保证流过二极管的电流为50.0 μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________ mV；根据图b可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。

(2)由图b可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为＝________×10－3 V/℃(保留2位有效数字)。

答案　(1)5.00　变小　增大　B　(2)2.8

解析　(1)、是理想电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，

R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100 V＝5.00×10－3 V＝5.00 mV。

由U­t图像知，当控温炉内温度t升高时，U变小，又I＝50.0 μA不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度升高时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。

(2)由U­t图像的斜率可知：＝ V/℃＝2.8×10－3 V/℃。

4．(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。

①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________ mm。

②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。

电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)

电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)

电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)

滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)

开关S及导线若干

③某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

答案　①0.200(0.196～0.204均可)　②图见解析　

③　相等

解析　①d＝20.0×0.01 mm＝0.200 mm。

②本题要测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A1充当电压表，由于电流表A1的满偏电压UA1＝ImR1＝1.25 V，比电源电动势小得多，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。

③当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时，通过Rx的电流为I＝I2－I1，Rx两端电压U＝I1R1，故Rx＝＝。不考虑读数误差，从设计原理看，测量值等于真实值。

5．(2019·江苏高考)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________(选填“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________(选填“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：

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)见图甲　(4)见图乙

(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。

6．(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99999.9 Ω)；导线若干。

要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。

回答下列问题：

(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。

(2)电阻箱的阻值R1＝________ Ω；R2＝________ Ω。(保留到个位)

答案　(1)见解析图　(2)100　2910

解析　(1)R1的电阻比较小，所以R1与表头并联构成大量程的电流表，R2的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示。

(2)改装电流表需要并联一个电阻，要改装1 mA的电流表需要并联的电阻R1＝＝ Ω＝100 Ω；要改装3 V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值为R2＝＝ Ω＝2910 Ω。