2023-2025北京高三（上）期末物理汇编：电路及其应用章节综合

第1页/共1页2023-2025北京高三（上）期末物理汇编电路及其应用章节综合一、单选题1．（2025北京房山高三上期末）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是（）A．比例系数B．比例系数的单位为C．当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子定向移动的速率D．当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子受到平均阻力大小为2．（2025北京通州高三上期末）小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的曲线如图所示，为曲线上一点，坐标为（，），为曲线的切线，与轴交点的电流值为，为轴的垂线，为轴的垂线。下列说法正确的是（）A．对应点，小灯泡的电阻为B．对应点，小灯泡的电阻为C．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻逐渐减小D．对应点，小灯泡的功率为曲线与横轴所围图形的面积3．（2024北京东城高三上期末）闪电的可见部分之前有一个不可见阶段，在该阶段，由于雷雨云和地面间强大的电场，云底首先出现大气被强烈电离形成的一段暗淡的气柱，这种气柱逐级从云底向下延伸到地面，称梯级先导。梯级先导长约50m、直径约6m、电流约100A，可视为电子柱，它以平均约的速度一级一级地伸向地面，一旦接近地面，柱内的电子迅速地倾泄到地面，在倾泄期间，运动电子与柱内空气的碰撞导致明亮的闪光。一般情况下雷雨云距离地面1000m左右。用高速摄像机研究发现梯级先导电流主要集中在直径为几厘米的核心通道内流动。已知若电荷均匀分布在一条长直线上，与长直线距离为r处的电场强度大小的表达式为（λ为单位长度上的电荷量，，）。不考虑电荷运动引起的其他效应，下列估算正确的是（）A．梯级先导到达地面的时间约为B．电子柱内的平均电子数密度约为个C．核心通道每米长度上的电荷量约为D．电子柱边缘处的电场强度大小约为4．（2023北京海淀高三上期末）1911年，Onnes等发现一些金属在温度低于某一临界温度时，其直流电阻率会降到以下，远低于正常金属的，称为超导现象。1934年，Gorter和Casimir根据电子比热在附近剧烈变化而提出二流体模型，建立了低温超导的唯象理论。该模型认为，当金属在温度低于成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子（“凝聚”是指电子动量分布趋于相同、有序）。随着温度进一步降低，越来越多的自由电子凝聚为超导电子。这些超导电子与金属离子不发生“碰撞”，因而超导电子的定向运动不受阻碍，具有理想的导电性。一圆柱形金属导体，沿其轴线方向通有均匀分布的恒定电流，将中间一段金属降温转变为超导体后，超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，其截面示意图如图所示。在正常金属和超导体之间还存在尺度为量级的交界区。物理学中，将单位面积上流过的电流称为电流密度，设正常金属内电流密度为，超导体表面薄层内电流密度为。根据上述信息可知（）A．超导体中的超导电流会产生焦耳热B．如图圆柱体中，正常金属与超导体内部均存在恒定的电场以维持恒定的电流C．如图圆柱体中，电流，电流密度D．如图圆柱体中，电流，电流密度5．（2023北京海淀高三上期末）如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻阻值的一半；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（

）A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A二、多选题6．（2023北京海淀高三上期末）用如图所示的多用电表正确测量了一个的电阻后，需要再测量一个阻值约为的电阻。在用红、黑表笔接触该待测电阻两端之前，必要的操作及其顺序应当是（）A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋转到“”位置C．把选择开关旋转到“”位置D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点7．（2023北京海淀高三上期末）1911年，科学家们发现一些金属在温度低于某一临界温度时，其直流电阻率会降到以下，远低于正常金属的，称为超导现象。1934年，科学家提出超导体的二流体模型初步解释了低温超导现象。该模型认为，当金属在温度低于成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子（“凝聚”是指电子动量分布趋于相同、有序）。随着温度进一步降低，越来越多的自由电子凝聚为超导电子。这些超导电子与金属离子不发生“碰撞”，因而超导电子的定向运动不受阻碍，具有理想的导电性。一圆柱形金属导体，沿其轴线方向通有均匀分布的恒定电流，将中间一段金属降温转变为超导体后，超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，其截面示意图如图所示。在正常金属和超导体之间还存在尺度为量级的交界区。根据上述信息可知（

）A．交界区两侧单位时间内通过的电荷量相等B．超导体中需要恒定电场以维持其中的超导电流C．如图中超导体内部可能存在定向移动的自由电子D．如图中超导体内部轴线处的磁场一定为零8．（2023北京海淀高三上期末）将一个表头G改装成多量程的电流表，通常有两种连接方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式（其中电阻）。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头式。两种连接方式在实际中均有使用，下列说法正确的是（

）A．开路转换式中，开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程B．开路转换式中，若电阻发生变化，则开关S接1、2对应的两个量程都会发生变化C．闭路抽头式中，抽头3对应的量程大于抽头4对应的量程D．闭路抽头式中，若电阻发生变化，则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化三、实验题9．（2025北京顺义高三上期末）电导率（电阻率的倒数）是监测水体污染程度的重要指标，一中学物理课题小组测量某排污口附近污水的电导率。(1)为了方便测量污水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，如图1所示，容器内径为，污水液面高为，污水样品两端用金属圆片电极密封。该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，示数如图2所示，对应的读数是。(2)为了准确测量水样的电导率，该同学选取的电压表和电流表，内阻分别约为和，滑动变阻器的最大阻值为。则下列电路图中最符合实验要求的是______。A． B． C． D．(3)由于没有考虑电表内阻的影响，而使得电阻的测量值与真实值相比（填“偏大”“相等”或“偏小”）。(4)按照电路图连接电路后，接通电源，调节滑动变阻器，发现电压表有示数，电流表示数始终为“0”。经检查导线无断路，写出利用多用电表欧姆挡查找电路故障的思路（或方法）及电路可能存在的故障。(5)若电压表的读数为，电流表的读数为，则该水样电导率的表达式为（用测得的物理量、、、表示）。10．（2024北京丰台高三上期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。用图示的多用电表正确测量了一个的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。请从下列选项中挑选必需的步骤，按顺序排列为。A．将红表笔和黑表笔接触B．把选择开关旋转到“×10”位置C．把选择开关旋转到“×100”位置D．把选择开关旋转到“×1k”位置E.调节欧姆调零旋钮使表针指向表盘右侧“0”刻线F.将红黑表笔分别接在待测电阻两端进行电阻测量11．（2024北京东城高三上期末）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，先用伏安法测出金属丝的电阻R（约为5Ω）、然后计算出该金属丝的电阻率。（1）从图中读出金属丝的直径D为mm；（2）实验室有两节干电池、开关、若干导线及下列器材：A．电压表0~3V，内阻约3kΩB．电压表0~15V，内阻约15kΩC．电流表0~0.6A，内阻约0.2ΩD．电流表0~3A，内阻约0.1Ω要求较准确地测出金属丝的阻值，电压表应选，电流表应选（选填选项前的字母）；（3）在坐标纸上建立U、I坐标系，并描绘出U-I图线。由图像得到金属丝的阻值R=Ω（保留2位有效数字）；（4）写出计算金属丝电阻率的表达式（用“D”“L”“R”表示）。12．（2024北京朝阳高三上期末）某同学设计一个实验测量某金属丝（阻值约为几欧姆）的电阻率。（1）应选用（选填“甲”或“乙”）电路图测量该金属丝的电阻。（2）若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为L，直径为D，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=。（用题目所给字母表示）（3）伏安法测量电阻时，由电压表或电流表的内阻引起的误差属于系统误差。针对（1）所选的电路图进行实验，测量金属丝的阻值为R。若已知电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA，则电阻丝的阻值Rx应该为。（4）明明同学课后设计了如图丙所示的部分电路图，设想通过调节变阻器R1的滑片在某一位置，再调节变阻器R2，使两电压表的示数均为U0，此时电流表的示数为I0。请你说明需要满足哪些条件，利用便可以算出Rx的真实电阻值。13．（2024北京朝阳高三上期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径D=mm；如图乙所示，用20分度游标卡尺测得金属丝的长度L=mm。（2）某同学用多用表欧姆“×10”挡粗测金属丝的电阻，发现指针偏转角度过大，需要进行调整。下列实验步骤正确的操作顺序为（填各实验步骤前的字母）。A．将选择开关置于“×1”位置B．将选择开关置于“OFF”位置C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆零点（3）某同学利用图丙所示电路，通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。在一次实验中，闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数为零。关于电路的故障，下列说法正确的是。A．可能是小灯泡发生断路B．可能是小灯泡发生短路C．可能是变阻器的滑片处断路14．（2024北京海淀高三上期末）甲、乙两同学分别通过如下实验研究测量电阻的不同实验方案。（1）甲同学用图所示电路测量阻值约为6Ω的电阻，可选用的器材有：A．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）B．电流表（量程0～3A，内阻约0.02Ω）C．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）D．滑动变阻器（0～5Ω）E.滑动变阻器（0～200Ω）F.电源（电动势为4.5V）及开关和导线若干①为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选择，滑动变阻器应选择。（选填实验器材前的字母）②请用笔画线表示导线，在图中完成电路连接。③若只考虑电流表和电压表内阻的影响，关于本实验的误差分析，下列说法正确的是。A．电阻的测量值大于真实值，属于偶然误差B．电阻的测量值小于真实值，属于偶然误差C．电阻的测量值大于真实值，属于系统误差D．电阻的测量值小于真实值，属于系统误差（2）乙同学用图所示电路测量另一个电阻。①电路连好后，闭合开关，无论如何移动滑动变阻器的滑片，发现电压表有示数且几乎不变，电流表始终没有示数。若电路中仅有一处故障，则可能的故障是。A．滑动变阻器短路B．滑动变阻器断路C．待测电阻与电流表A之间的导线断路②故障解决后，乙同学研究电压表示数U和滑动变阻器连入电路中阻值R的关系。若待测电阻、电流表内阻、电压表内阻、电源电动势和内阻都保持不变，图中可以正确反映U-R关系的示意图是。A．B．C．D．15．（2024北京西城高三上期末）在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻Rx约为5Ω。（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，如图1所示，测量值d=mm。（2）为测量金属丝的电阻，实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材：A．电源（电动势为3V）B．电压表（量程0～3V，内阻约3k）C．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125）D．电流表（量程0～3A，内阻约0.025）E．滑动变阻器（最大阻值约为5）为使金属丝的电压能从零开始增大，并使测量结果尽量准确，上面器材中电流表应选用（填器材前的字母）。测量电路选用下图中的。（3）测得金属丝的直径为d、长度为L、阻值为Rx，则电阻率ρ=。16．（2024北京大兴高三上期末）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一个金属丝的电阻。（1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图所示，对应的读数是Ω。（2）用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图所示，则该金属丝的直径为mm。（3）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图所示，电流表0~0.6A，内阻约0.1Ω，0~3A，内阻约0.01Ω；电压表0~3V，内阻约3kΩ，0~15V，内阻约15kΩ。图中的导线a端应与（选填电流表“-、”“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与（选填电流表“-”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图中滑动变阻器滑片应置于（选填“左”或“右”）端。（4）闭合开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法误差较小的是（选填“甲同学”或“乙同学”）。（5）设被测金属丝电阻为，金属丝直径为d，接入电路部分的长度为l，则计算该金属丝电阻率的表达式是（用题目给出的物理量符号表示）。17．（2023北京东直门中学高三上期末）电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。（1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为Ω。（2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体R外，实验室还备有的。实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。（均填器材前的字母代号）A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；C．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω）；D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω）；E．滑动变阻器R1（阻值范围0~5Ω，1.0A）；F．滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，0.1A）；G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）H．开关S，导线若干。（3）请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中。（4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=。18．（2023北京石景山高三上期末）如图1所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成。其中表头满偏电流、内阻；电池电动势、内阻；调零电阻阻值。（1）使用此欧姆挡测量电阻时，如图2所示，若表头G指针指在位置①处，则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为（选填“0”或“”）；若指针指在位置②处，则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为（选填“0”或“”）；若指针指在位置③处，则此刻度对应欧姆挡表盘刻度值为。（2）请说明该欧姆挡表盘的刻度值分布是否均匀，并说明理由。（3）该欧姆挡表盘的刻度值是按电池电动势为刻度的，当电池的电动势下降到、内阻增大到时仍可调零。若测得某电阻的阻值为，则这个电阻的真实值是。19．（2023北京东城高三上期末）实验小组的同学们通过实验测量一段金属电阻丝的电阻率。（1）取一段金属电阻丝连接到图甲所示的电路中，测出其电阻。再测出其长度和直径d，就可以计算出所用材料的电阻率，即；（2）用螺旋测微器测量金属电阻丝的直径。其中某次测量结果如图乙所示，其读数应为mm；（3）图丙中已经根据图甲电路连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。请完成实物间的连线。（4）正确连接电路后，测量电压和电流，实验数据记录如下：次数12345670.100.300.701.001.501.702.300.020.060.160.220.340.460.52实验小组的同学在坐标纸上建立坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的6个坐标点。请你在图丁中标出余下一组数据的对应点，并描绘出图线。20．（2023北京丰台高三上期末）某同学在实验室测量电阻R的阻值。（1）待测电阻的阻值约为10Ω。除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电键、导线若干外，还提供如下实验器材：A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）C．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）D．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）E．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（选填实验器材前对应的字母）。（2）该同学测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，请在图中作出该电阻的U-I图线，根据图线得出该电阻R=Ω（结果保留小数点后两位）。（3）该同学选用如图所示电路进行实验。实验开始后把滑动变阻器的滑动触头滑到中间某一位置，闭合电键时发现电流表没有示数，但电压表有示数。若电路中仅有一处故障，则（选填选项前的字母）。A．导线a处断路

B．导线b处断路

C．R处断路21．（2023北京丰台高三上期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：（1）实验仪器。用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图1所示。由图可读出金属丝的直径为mm。（2）数据分析。某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。打点计时器在随小车运动的纸带上打下一系列点迹，挑出点迹清晰的一条纸带，图2是纸带的一部分，相邻计数点2，3，4之间还有1个计时点，则从打下计数点2到打下计数点4的过程中小车加速度的大小a=m/s2。（结果保留两位有效数字）（3）实验原理。某学习小组利用图3实验装置“探究加速度与力的关系”，怎样操作可以使细绳拉力等于小车受的合力？请分析说明这样做的理由。22．（2023北京海淀高三上期末）某同学用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：⑴检查多用电表的机械零点．⑵将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．⑶将红、黑表笔，进行欧姆调零．⑷测反向电阻时，将表笔接二极管正极，将表笔接二极管负极，读出电表示数．⑸为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复⑶、⑷．⑹测量完成后，将选择开关拨向位置．四、解答题23．（2025北京海淀高三上期末）利用离子推进器可以控制卫星姿态、修正运行轨道。图为某种离子推进器中离子加速区域的简化示意图，栅电极A、B分别为阳极和阴极，间距为。稳定运行时，可认为栅电极A、B间有向右的匀强电场，场强大小为。从阳极注入的带正电的氙离子经过电场加速后形成正离子束，最终所有注入的氙离子以很高的速度沿同一方向从阴极喷出，由此对卫星产生推力。已知每个氙离子的质量为、电荷量为，初速度近似为零，单位时间注入的氙离子数为。不考虑氙离子间相互作用及相对论效应。(1)求每个氙离子从阴极喷出时的动能。(2)氙离子的定向运动形成电流，求：A．阴极处喷出离子时形成的等效电流。B．离子推进器加速氙离子所消耗的功率。(3)在计算推进器获得的推力大小时，某同学提出一种思路：通过求得栅电极A、B间所有氙离子所受静电力之和，认为其大小等于所求推力大小。判断该思路是否正确。若正确，请按此思路计算出推力大小；若不正确，请说明理由。24．（2025北京昌平高三上期末）宏观与微观相结合是科学研究的重要方法。(1)微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。根据卢瑟福氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星一行星系统，核外电子与原子核依靠库仑力作用使电子绕原子核做匀速圆周运动。已知核外电子的质量为m，氢原子核的质量为M，相距为r，静电力常量为k，电子和氢原子核的电荷量大小均为e，求核外电子的动能。(2)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。a．如图所示的一段柱状金属导体，横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量大小为e，导体两端加电压后，自由电子定向移动的平均速率为v。请推导：导体中的电流I与v之间的关系式。b．在金属导体中，除了有大量的自由电子外，还有失去部分核外电子的剩余部分（原子实）。自由电子在电场力作用下做定向运动的过程中，不断地与原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是电阻产生的根本原因。假设电子与原子实每次碰撞后速度都减为0，在两次碰撞的时间间隔内做初速为0的匀加速直线运动。不计电子与原子实除碰撞外的其它作用力，忽略电子之间的相互作用。已知导体的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量大小为e，电子与原子实两次碰撞的时间间隔为。①请推导导体电阻的表达式；②请解释为什么金属导体的电阻率随温度的升高而增大?25．（2025北京西城高三上期末）在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，离子泵是一种驱动绝缘油循环流动的装置。如图1所示，离子泵的核心为横截面积为S，长为d的柱体，内部充满绝缘油。其简化工作原理是：在柱体两侧电极加上电压后，在柱体内形成匀强电场，左侧电极不断产生电荷量为q的带正电的粒子，这些带电粒子运动到右侧电极后被回收。初始时，带电粒子与绝缘油分子发生碰撞，经过极短时间后，带电粒子受到的电场力与绝缘油分子对其作用力达到平衡，此后，带电粒子与油分子以相同的速度沿柱体的轴线向右匀速运动。若稳定时，柱体内的带电粒子均匀分布，单位体积内的粒子数为n。(1)测得离子泵工作时的电流为I，求单位时间内流过柱体横截面的绝缘油的体积Q。(2)在柱体内的每个带电粒子也会产生电场，可视为静电场。柱体内所有带电粒子产生的电场可简化为电场强度方向平行于轴线，大小沿轴线均匀变化的电场。当两极间电压较小时，局部带电粒子受到的电场力与绝缘油的流动方向相反，将导致局部绝缘油倒流。当两极间电压为U0时，恰能避免这种情况的发生。a．如图2所示，以柱体轴线的中点为坐标原点，沿轴线建立x轴。在图3中画出电压为U0时，柱体内的一个带电粒子受到的电场力F随x变化的图像，并在纵轴上标出你能确定的关键点的坐标。b．若两极间电压为U（U>U0），求柱体中带电粒子对绝缘油整体的驱动力F驱。26．（2025北京东城高三上期末）类比是研究问题的常用方法。(1)情境1：已知一段导体两端的电势分别为和，且。导体的电阻率为，横截面积为S，长度为L。请根据欧姆定律与电阻定律，推导通过导体的电流I的表达式。(2)情境2：热传导是由于温度差引起的热量传递现象，其本质是由物质中大量做热运动的分子互相撞击，从而使能量从物体的高温部分传至低温部分。如图甲所示，某传热介质的横截面积为S，两端的温度分别为和，且。类比电流的定义式，定义“热流”（热传导速率）为单位时间内通过传热介质某一横截面积的热量。已知其他条件一定时，正比于温差。定义“热阻”为物体两端温度差与热流的比值，对于热流经过的截面积不变的传热介质，热阻。其中L为沿热流方向的介质长度，S为垂直于热流方向传热介质的截面积，k为传热材料的热阻率。a．类比电流I与电势差的关系，试推导热流的表达式；b．两根金属棒A、B尺寸相同，其中。现将A、B两金属棒先后串联、并联在温度恒定的低温热源和高温热源之间，如图乙所示。低温热源、高温热源的温度分别为、，且。当A、B串联使用时，热源之间各处热流均相等；A、B并联使用时，总热流等于流过金属棒A、B的热流之和，求将A、B串联使用时与并联使用时两热源之间的总热流之比。不计金属棒侧面与外界进行的热量交换。27．（2024北京通州高三上期末）在“测量金属丝的电阻”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。(1)该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是Ω。(2)用图2所示电路测量，要求电压能从零开始测量，并能多测量几组数据，请用笔画线代替导线，在图2中仅添加一根导线完成实验的电路连接。(3)闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器的（选填“a”或“b”）端。(4)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，以电压U为纵轴、电流I为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示，请画出U-I图像，根据图像得出该金属丝的电阻R=Ω（结果保留小数点后两位）。

参考答案1．A【详解】C．一小间内，流过导线横截面的电子个数为电荷量为根据电流的定义有解得故C错误；AD．长度为l的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则，解得，故A正确，D错误；B．根据可知比例系数的单位为故B错误；故选A。2．A【详解】AB．根据欧姆定律有可得对应点，小灯泡的电阻为故A正确，B错误；C．根据欧姆定律有可知图像中，图像的切线的斜率的绝对值表示该相应电压时小灯泡的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图像切线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故C错误；D．对应点，小灯泡的功率为可知小灯泡的功率为图中矩形所围面积，故D错误。故选A。3．D【详解】A．梯级先导到达地面的时间约为故A错误；B．取时间通过某横截面积的电荷量为解得故B错误；C．取时间通过某横截面积的电荷量为解得D．根据解得故D正确。故选D。4．D【详解】A．超导体中的电阻接近于0，故超导体中的超导电流不会产生焦耳热，故A错误；B．因超导电子能产生定向运动，不受阻碍，则超导体中不需要恒定电场以维持其中的超导电流，故B错误；CD．由于正常金属与超导体处于串联状态，故而超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，小于正常金属体内的电流流过面积，故故C错误，D正确。故选D。5．C【详解】当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1＝，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06A，C正确，D错误．6．CAD【详解】多用电表正确测量了一个的电阻后，需要再测量一个阻值约为的电阻，则选择开关要从“×1”当调到“”位置，然后将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。故选CAD。7．AD【详解】A．交界区两侧的电流相等，则单位时间内通过的电荷量相等，选项A正确；B．因超导电子能产生定向运动，不受阻碍，则超导体中不需要恒定电场以维持其中的超导电流，选项B错误；C．由题意可知，当金属在温度低于成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子，电流只分布在超导体的表层，所以内部无电流，即内部无定向移动的电子，选项C错误；D．因为超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，由对称性可知，如图中超导体内部轴线处的磁场一定为零，选项D正确。故选AD。8．ACD【详解】A．根据则并联的电阻越小，则量程越大，因，则开路转换式中，开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程，选项A正确；B．开路转换式中，若电阻发生变化，则开关S接1时对应的量程会发生变化，而开关S接2时对应的量程不会发生变化，选项B错误；CD．闭路抽头式中，接抽头3时并联的电阻只有R1，而接抽头4时并联的电阻有R1和R2，则抽头3对应的量程大于抽头4对应的量程，并且若电阻发生变化，则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化，选项CD正确；故选ACD。9．(1)1200(2)B(3)偏大(4)见解析(5)【详解】（1）欧姆表刻度为12，读数为12×100Ω=1200Ω（2）水样的电阻较大，即，选择电流表内接法；滑动变阻器的最大阻值为5Ω，选择分压式接法；故选B。（3）电流表内接时，电流表内阻有分压作用，导致测量值与真实值相比偏大；（4）电压表有示数，电流表示数始终为“0”，可能是Rx断路，可断开开关，利用欧姆挡检测Rx两端电阻，观察电阻是否为无穷大；（5）根据电阻定律有其中，解得10．CAEF【详解】用图示的多用电表正确测量了一个的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻，根据可知应将选择开关旋转到“×100”位置，接着将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向表盘右侧“0”刻线，最后将红黑表笔分别接在待测电阻两端进行电阻测量。故正确的顺序为CAEF。11．0.400AC4.4/4.5【详解】（1）[1]固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为所以最终读数为（2）[2]因为每节干电池的电动势为1.5V，两节干电池的电动势一共3V，所以应该选择量程为0~3V的电压表，故选A；[3]因为金属丝的电阻大约为5Ω，流过电流表的最大电流约为故选量程为0~0.6A的电流表，故选C；（3）[4]根据U-I图可知图线斜率为4.5，所以金属丝的阻值R=4.5Ω；（4）[5]根据可得12．甲条件1，两个电压表的内阻需要相同或者都可看为理想表；条件2，电阻R2的总阻值与RA的阻值之和大于等于Rx的阻值【详解】（1）[1]由题知金属丝（阻值约为几欧姆），所以金属丝属于小电阻，所以选择电流表外接法，选择图甲；（2）[2]根据解得（3）[3]根据图甲，在未消除该系统误差时本实验的电阻丝的测量阻值R为解得（4）[4]需要满足的条件为，条件1：两个电压表的内阻需要相同或者都可看为理想表；条件2：电阻R2的总阻值与RA的阻值之和大于等于Rx的阻值。13．2.150/2.149/2.15112.30ADCBB【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知金属丝的直径为[2]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知金属丝的长度为（2）[3]某同学用多用表欧姆“×10”挡粗测金属丝的电阻，发现指针偏转角度过大，可知金属丝的电阻阻值较小，应将选择开关置于“×1”位置，接着将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆零点，然后将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后将选择开关置于“OFF”位置。故实验步骤正确的操作顺序为ADCB。（3）[4]在一次实验中，闭合开关后发现电流表有示数，电压表示数为零。A．如果是小灯泡发生断路，则电流表示数为零，故A错误；B．可能是小灯泡发生短路，则电流表有示数，电压表示数为零，故B正确；C．可能是变阻器的滑片处断路，则电流表示数为零，故C错误。故选B。14．CDDCB【详解】（1）①[1][2]电源电压为4.5V，电压表量程为3V，电路中的最大电流则电流表选择C，为方便操作，滑动变阻器应选择D；②[3]因为滑动变阻器阻值小于待测阻值，采用分压式接法，如下③[4]引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，电流表测量值大于真实值，电阻测量值偏小，属于系统误差.故选D。（2）①[5]无论如何移动滑动变阻器的滑片，发现电压表有示数且几乎不变，电流表始终没有示数，说明电压表被串联进电路中了，则待测电阻与电流表A之间的导线断路。故选C。②[6]待测电阻、电流表内阻、电压表内阻、都保持不变，设这部分总电阻为，则整理得故选B。15．0.367/0.366/0.368C甲【详解】（1）[1]测量值（2）[2][3]电动势3V，待测电阻约为5Ω，则电路中电流不超过0.6A，则电流表选择C；使金属丝的电压从零开始增大，采取分压法，由于应采取电流表外接法。测量电路选用下图中的甲。（3）[4]根据得16．60.184/0.185/0.1860.60.6左乙【详解】（1）[1]欧姆表的读数是6×1Ω=6Ω。（2）[2]用螺旋测微器测某金属丝的直径为0.01mm×18.5=0.185mm。（3）[3][4]用两节干电池做电源，则电路中电流不超过0.6A，则图中的导线a端应与“0.6”接线柱连接，电压表并联在电阻丝两端，则b端应与“0.6”接线柱连接。[5]开关闭合前，待测电阻两端的电压要从零开始，则图中滑动变阻器滑片应置于左端。（4）[6]通过图像求电阻可减小实验误差，则两种求电阻的方法误差较小的是乙同学。（5）[7]根据解得该金属丝电阻率的表达式是17．1.844/1.842/1.846/1.843/1.8454.2406ACE【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为刻度读数十估读，由题图甲知，圆柱体的直径为1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为42mm+8×0.05mm=42.40mm=4.240cm[3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为（2）[4]待测电阻大约，若用滑动变阻器R2（阻值范围，）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器R1（阻值范围，1.0A）；[5]电源电动势为3V，所以电压表应选3V量程的。[6]为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为所以电流表量程应选1.6A量程的。（3）[7]根据以上分析，设计的电路图如图所示（4）[8]由，及得18．03000由闭合电路欧姆定律，可得。欧姆表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的。根据表达式可知，待测电阻与电流是非线性关系，所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的2900【详解】（1）[1][2][3]根据欧姆表的工作原理可知，当电流最小时，电阻最大即，当电流最大时，电阻最小即为零，若指针指在中间刻度即为中值电阻等于欧姆表内阻（2）[4]由闭合电路欧姆定律，可得欧姆表盘的刻度就是根据待测电阻与电流一一对应的关系得到的。根据表达式可知，待测电阻与电流是非线性关系，所以欧姆表表盘的刻度是不均匀的；（3）[5]若电动势为1.45V，则此时调零时，内部电阻为此时指针在指在中值位置时对应的电阻应为2900Ω；由3000Ω对应的电流列出关系式故对应1.45V时的电阻19．0.396/0.395/0.397【详解】（1）[1]由电阻定律可得解得（2）[2]螺旋测微器的最小分度为0.01mm，由图可知，读数应为（3）[3]根据实验原理图，连接实物图如图所示（4）[4]如图所示20．ACE7.85C【详解】（1）[1]待测电阻的最大电流为电流表选择A；[2]待测电阻的最大电压为电压表选择C；[3]待测电阻的阻值约为10Ω，为了方便调节电路，滑动变阻器选择E；（2）[4]该电阻的U-I图线如图所示[5]该电阻的阻值为（3）[6]A．导线a处断路，电流表和电压表均有示数，A错误；B．导线b处断路，电流表和电压表均无示数，B错误；