03-第十一章　电路及其应用

第十一章电路及其应用全卷满分100分考试用时90分钟一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是()A.电流的方向与导体中电荷定向移动的方向相同B.导体两端有电压,就会产生电流C.将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长,其电阻增大,电阻率也增大D.在混联电路中,任意一个电阻增大时,电路的总电阻增大2.如图所示为甲、乙两条电阻丝的UI图线,图线与横坐标轴夹角分别为α、β,若将这两条电阻丝并联接入电路中,通过它们的电流之比为()A.tanα∶tanβB.tan2α∶tan2βC.tanβ∶tanαD.tan2β∶tan2α3.由四个电阻连接成的混联电路如图所示,R1=8Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,把42V的电压加在a、b两端,则()A.通过R1的电流为1AB.通过R2的电流为2AC.通过R3的电流为1AD.通过R4的电流为2.5A4.如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则下列说法中不正确的是()A.该样品的电阻率是bcaB.当电流沿CD方向时,可测得样品的电阻为baC.不论电流沿AB方向还是沿CD方向,样品的电阻率都不变D.当电流沿AB方向且a=b时,样品的电阻会随着a、b值的增大而增大5.某兴趣小组探究发现导电液体电阻的变化规律与金属电阻的相同。如图所示,将横截面积之比为3∶5、长度相同的两段玻璃管注满相同的盐水,封闭构成盐水柱a和b并联接入电路中,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是()A.盐水柱a和b的电阻之比为3∶5B.通过盐水柱a和b的电流之比为3∶5C.盐水柱a和b中自由电荷定向移动的速率之比为3∶5D.相等时间内通过盐水柱a和b横截面的电荷量之比为5∶36.关于多用电表的使用和操作,下列说法不正确的是()A.欧姆调零后,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现指针偏角极小,为了准确测量电阻的阻值,应换“×100”挡,重新调零后再测量B.用多用电表测量电阻R时,若红表笔插入正(+)孔,则电流从红表笔流入C.若操作步骤规范,欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示,则测量阻值为160ΩD.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如图丙所示,可知该二极管的B端为正极7.某同学用伏安法测一个未知电阻Rx的阻值,利用甲、乙图所示的电路各测一次,依图甲测得的数据是U=2.00V,I=1.00mA,依图乙测得的数据是U'=1.90V,I'=2.00mA,下列说法正确的是()A.选用甲电路更好,因为甲电路测量的误差较小,真实值应小于2000ΩB.选用乙电路更好,因为乙电路测量的误差较小,真实值应小于950ΩC.甲电路的电流I和乙电路的电压U'都是准确值,所以电阻的真实值为1900ΩD.采用甲电路测得阻值为2000Ω,采用乙电路测得阻值为950Ω,所以电阻的真实值为1475Ω8.将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是()A.对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的B.A1的电阻小于A2的电阻C.定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数D.V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.如图所示,图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线,虚线c是曲线b在U=1V时的切线,a、c平行,下列说法正确的是()A.U=1V时,b的电阻为5ΩB.U=1V时,a的电阻是b的电阻的2倍C.b的电阻随电压的升高而减小D.U=3V时,a、b并联后的总电阻为2.5Ω10.如图甲、乙两电路,利用一个表头G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为0~3V,电流表量程为0~2.5mA,则()A.甲表是电压表,乙表是电流表B.甲表中R=50Ω,乙表中R=5800ΩC.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,则可适当减小电阻箱R的阻值D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,则可适当减小电阻箱R的阻值11.R1、R2、R3三个电阻的阻值均为20Ω,允许通过的最大电流分别为I1=2A、I2=1.5A、I3=1A。按如图所示的四种方式连接,则下列说法正确的是()A.图丙和图丁的等效电阻相等B.图甲和图丙中干路最大电流相等C.图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1D.四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶212.如图所示,电源电压保持6V不变,R1=5Ω,R3=15Ω,滑动变阻器R2标有“15Ω,2A”字样,电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是()A.当R2的滑片P在b端,只闭合S、S1时,电流表示数为0.3A,电压表示数为0B.当R2的滑片P在b端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.2A,电压表的示数为3VC.当R2的滑片P在a端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.4A,电压表示数为0D.当R2的滑片P在a端,闭合S、S1、S2时,电流表示数为1.2A,电压表的示数为0三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(8分)(1)图1所示螺旋测微器的读数为mm,图2所示游标卡尺的读数为mm。

(2)图3中电流表的量程选择0~0.6A,则电流表的读数为A。

(3)某表头内阻Rg为200Ω,满偏电流Ig为2mA,按图4改装成量程为0~3V和0~15V的电压表,则R1=Ω,R2=Ω。

(4)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要求加在小灯泡上的电压从零开始变化,图(a)、(b)中滑动变阻器的连接方式应选择[填“(a)”或“(b)”];图(c)是某个小灯泡的伏安特性曲线,虚线是曲线在A点的切线,图线中A点对应的灯丝电阻等于Ω;随着电压的增大,灯丝的电阻(填“增大”或“减小”)。

14.(8分)某同学想用电压表和电流表比较精确地测量一个5Ω左右电阻的阻值,他找来如下器材:A.电源:电压3V,内阻忽略不计;B.电流表:量程为0~0.6A,内阻约为2Ω;C.电流表:量程为0~3A,内阻约为0.2Ω;D.电压表:量程为0~3V,内阻约为2kΩ;E.电压表:量程为0~15V,内阻约为10kΩ;F.滑动变阻器:最大阻值15Ω,允许通过的最大电流1.0A;G.开关一个;导线若干。(1)此实验电流表应选择,电压表应选择。(选填器材前的字母)

(2)为了减小实验误差,电流表和电压表的连接方法应该选用图1中的(选填“甲”或“乙”),采用这种方式测量的结果与真实值相比偏(选填“大”或“小”)。

图1(3)他在相关实验手册中,看到图2所示的两种滑动变阻器的连接方式,他选择了其中一种,经过实验他得到下表中的数据。图2电压U/V0.100.400.601.001.201.501.702.00电流I/A0.020.080.120.190.250.310.340.40由数据可知,他选择的滑动变阻器的连接方式是图2中的(选填“甲”或“乙”),你的判断依据是。

15.(8分)如图所示的电路中,R1、R2、R3为定值电阻,R2=3Ω,开关S闭合,在a、b两端加上6V的恒定电压,若c、d端接理想电流表,电流表的示数为13A;若c、d端接理想电压表,电压表的示数为2.25V(1)若在c、d端接一个电容器,待电路稳定后将S断开,通过R2的电荷量为7.5×104C,则电容器的电容多大?(2)R1、R3的阻值分别为多少?16.(8分)有一块小量程电流表,满偏电流为50μA,内阻为800Ω。现要将它改装成0~1mA、0~10mA的双量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。(1)若采用图甲的电路,则R1、R2是多少;若采用图乙的电路,则R1、R2又是多少?(2)请分析两种电路在实际使用时的特点。17.(12分)在如图所示的电路中,直流电源输出电压E=10V,R1=2.5Ω,R2=5Ω,R3=2Ω,R4=3Ω,电容器的电容C=5F,闭合开关S,求:(1)当滑片置于b处时,流过R1的电流;(2)在滑片从a向b滑动的过程中,R1两端的最小电压;(3)在滑片从a向b滑动的过程中,电容器极板上的最小电荷量。18.(16分)为了探究带电物体在匀强电场中的运动,某同学利用如图所示的电路进行了实验。电源电压E0恒为500V,内阻可忽略不计,电阻R0的阻值为1kΩ,滑动变阻器RP的最大阻值为4kΩ。两块间距为20cm的平行板电容器通过导线连在电阻R0两端,其间的电场可近似认为是匀强电场。与此同时,一个质量为0.1kg、带电荷量为+1×103C的小球用长为10cm的悬线固定在两板间,小球在运动过程中不会与极板相碰。开始实验时开关闭合,滑动变阻器的滑片位于电阻最大处,重力加速度g取10m/s2,求:(1)此时两极板间的电场强度E的大小。(2)小球恰好能保持静止时悬线与竖直方向夹角的正切值。(3)移动滑动变阻器的滑片,将RP接入电路的阻值调至1.5kΩ,将小球从悬点正下方由静止释放,小球的最大摆动角度。(4)在上一问的过程中,悬线上拉力的最大值和最小值。答案与解析第十一章电路及其应用1.D2.C3.C4.D5.B6.D7.A8.C9.BD10.BD11.BC12.BC1.D电流的方向与导体中正电荷定向移动的方向相同,与导体中负电荷定向移动的方向相反,A错误;导体两端有电压,但若没有接入闭合回路,也不会产生电流,B错误;将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长,其电阻增大,但电阻率保持不变,因为电阻率只与导体材料和温度有关,与其他因素无关,C错误;由串、并联电路的电阻规律可知,电路中的任意一个电阻增大,电路的总电阻增大,D正确。2.CUI图线的斜率表示导体的电阻,则R甲∶R乙=tanα∶tanβ;甲、乙两电阻丝并联接入电路,两端的电压相等,根据I=UR可得通过它们的电流之比为I甲∶I乙=R乙∶R甲=tanβ∶tanα,C3.C根据串、并联电路的电阻规律可得,a、b之间的总电阻为R=R1+R2+R3R4R3+R4=14Ω,则干路中的电流即通过R1、R2的电流为I=UR=3A,A、B错误;根据并联电路的电流规律可得I3I4=R4R3=124.D根据电阻定律R=ρlS,电流沿AB方向时,长度为a,横截面积为S=bc,解得ρ=bcaR,A说法正确;当电流沿CD方向时,长度为b,横截面积S'=ac,则样品的电阻R'=b2Ra2,B说法正确;导体的电阻率只与导体的材料和温度有关,不论电流沿AB方向还是沿CD方向,样品的电阻率都不变,C说法正确;当电流沿AB方向且a=b时,样品的电阻R″=ρabc=5.B根据电阻定律R=ρlS,由于la=lb,Sa∶Sb=3∶5,可得Ra∶Rb=5∶3,A错误;盐水柱a和b并联,两端的电压相等,由I=UR可得Ia∶Ib=3∶5,B正确;根据电流的微观表达式I=nqSv,由于Ia∶Ib=3∶5,Sa∶Sb=3∶5,得va∶vb=1∶1,C错误;根据I=qt可得qa∶qb=36.D欧姆调零后,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现指针偏角极小,说明所选挡位过低,则为了准确测得电阻的阻值,应换“×100”挡,重新调零后再测量,A说法正确;用多用电表测量电阻R时,红表笔插入正(+)孔,电流从红表笔流入,B说法正确;若操作步骤规范,欧姆挡及指针位置如题图甲、乙所示,所选挡位为“×10”挡,则测量阻值为160Ω,C说法正确;若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管,结果如题图丙所示,左图表示给二极管加的是反向电压,右图表示给二极管加的是正向电压,因“”孔接内部电源的正极,则可知该二极管的A端为正极,D说法错误。7.A采用甲、乙两个电路测量时,电流相对变化为|ΔI|I=11,电压相对变化为|ΔU|U=120,对比可知电压表的分流对测量结果影响更大,所以应选择电流表内接法,即题图甲,被测电阻的阻值为Rx=UI=20008.C根据电表改装原理可知,灵敏电流计与大电阻串联,改装成电压表,A错误。灵敏电流计与小电阻并联改装成电流表,A1的量程小于A2的量程,加上相同的最大电压时,通过A1的最大电流小于A2的最大电流,可知A1的电阻大于A2的电阻,B错误。定值电阻R两端的电压等于V1的读数与V2的读数之和,A1、A2串联,通过它们的电流相同,读数相同;由于电压表的分流作用,则通过定值电阻R的电流小于A1或A2的读数,C正确。V1、V2串联,通过它们的电流相同,流过灵敏电流计的电流相同,V1、V2指针的偏角相同;由于V1的量程大于V2的量程,则V1的读数大于V2的读数,D错误。9.BD根据IU图像可知,电阻a的阻值保持不变,大小为Ra=UI=30.6Ω=5Ω;根据电阻b的伏安特性曲线可知,曲线上点与原点连线的斜率k逐渐减小,而k=IU=1Rb,可知b的电阻随电压的升高而增大,U=1V时,b的阻值为Rb=U1I1=10.4Ω=2.5Ω=12Ra,A、C错误,B正确。U=3V时,b10.BD表头与电阻箱并联改装成的是电流表,表头与电阻箱串联改装成的是电压表,故A错误;对于甲表,有I=Ig+IgRgR,可得R=50Ω,对于乙表,有U=Ig(Rg+R),可得R=5800Ω,故B正确;若改装后电流表的示数总比准确值稍小一些,说明R上分流过多,所以应适当增大R,故C错误;若改装后电压表的示数总比准确值稍小一些,说明R上分压过多,因此应适当减小关键提醒(1)电压表改装是在表头上串联分压电阻,电流表改装是在表头上并联分流电阻。(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头G看成一个电阻Rg即可,牢记通过表头的满偏电流是不变的。(3)分压电阻越大,改装成的电压表量程越大;分流电阻越小,改装成的电流表量程越大。11.BC题图丙所示电路的等效电阻为R丙=R3+R1R2R1+R2=30Ω,题图丁所示电路的等效电阻为R丁=(R1+R2)R3(R1+R2)+R3=403Ω,A错误;题图甲所示电路干路的最大电流为1A,题图丙所示电路干路的最大电流为1A,B正确;题图乙所示电路干路的最大电流为3A,题图丁所示电路干路的最大电流为1.5A,则题图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1,C正确;题图甲所示电路两端的最大电压为U甲=I3(R1+R2+R3)=60V,题图乙所示电路两端的最大电压为U乙=I3R3=20V,12.BC当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压,所以电压表示数为6V,电路中的电流I=UR1+R2=65+15A=0.3A,选项A错误;当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,R3与R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电路中的电流I'=UR3+R2=615+15A=0.2A,滑动变阻器两端的电压U2=I'R2=0.2×15V=3V,选项B正确;当R2的滑片P在a端,只闭合S、S2时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为R3的简单电路,电压表被短路,示数为0,通过该电路的电流I3=UR3=615A=0.4A,选项C正确;当R2的滑片P在a端,闭合S、S1、S2时,R1与R313.答案(1)1.415(1.414~1.416均可)42.25(2)0.35(3)13006000(4)(a)10增大(每空1分)解析(1)题图1所示螺旋测微器的读数为1.0mm+41.5×0.01mm=1.415mm;题图2是20分度的游标卡尺,精度为0.05mm,其读数为42mm+0.05mm×5=42.25mm。(2)题图3所示电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的读数为0.35A。(3)表头满偏电压为Ug=IgRg=0.4V,改装成量程为0~3V的电压表,要串联的分压电阻阻值为R1=U1-UgIg=3-0.40.002Ω=1300Ω;改装成量程为0~15V的电压表,要串联的分压电阻阻值为R(4)要使加在小灯泡上的电压从零开始变化,滑动变阻器应选择分压式接法,则连接方式应选择(a);在IU图像中图线上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数,可知题图(c)中小灯泡的伏安特性曲线中A点对应的灯丝电阻为R=UI=20.2Ω=1014.答案(1)B(1分)D(1分)(2)甲(1分)小(1分)(3)乙(1分)电表示数几乎从零开始变化(3分)解析(1)由于电源电压为3V,待测电阻的阻值约为5Ω,可知电流的最大值约为0.6A,则电流表选择B,电压表选择D。(2)由于Rx2<RVRA,知电压表分流造成的误差较小,故电流表采用外接法,即选择题图1中的甲电路进行实验;R测=UI<R真=(3)电表示数几乎从零开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,连接方式是题图2中的乙。15.答案(1)2×104F(2)10Ω6Ω解析(1)在c、d端接一个电容器,待电路稳定时,电容器两端的电压为UC=2.25V(1分)断开S后,电容器两端的电压为UC'=6V(1分)则电容器的电容C=ΔQΔU=7.5×(2)根据题意,c、d端接理想电流表时,R2两端的电压为U2=IR2=1V(1分)则U-U2c、d端接理想电压表时,U-U3联立解得R1=10Ω,R3=6Ω(1分)16.答案见解析解析(1)对于题图甲所示电路,量程为0~10mA时,有Ig(rg+R2)=(IIg)R1(1分)量程为0~1mA时,有Igrg=(I'Ig)(R1+R2)(1分)解得R1=4.2Ω,R2=37.8Ω(1分)对于题图乙所示电路,量程为0~10mA时,有Igrg=(IIg)R1(1分)量程为0~1mA时,有Igrg=(I'Ig)R2(1分)解得R1=4.0Ω,R2=42.1Ω(1分)(2)由图示电路图可知,图乙在更换量程时,两个分流电阻都没有并联在小量程电流表两端,容易烧坏小量程电流表,图乙所示电路不合理,图甲所示电路合理。(2分)17.答案(1)2.1