人教高中物理同步講義練習(xí)必修三第十一章 電路及其應(yīng)用（解析版）

第十一章電路及其應(yīng)用章末檢測題一、單選題1．有一橫截面積為S的鋁導(dǎo)線，流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e，此時電子的定向移動速率為，在時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)電流的定義式在時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量則在時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目為又故選B。2．某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，圖線上過A點的切線交I軸于C點，則下列說法中正確的是（

）

A．加5V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是0.2ΩB．加12V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是24ΩC．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷增大D．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小【答案】C【解析】根據(jù)電阻的定義式＝A錯誤；根據(jù)電阻的定義式＝B錯誤；CD．由圖可知Ｉ－Ｕ圖像上任一點與原點連線的斜率逐漸減小，根據(jù)電阻的定義可知，導(dǎo)體的電阻不斷增大，C正確，D錯誤。故選Ｃ。3．已知某表頭的內(nèi)阻為，滿偏電流為3mA，若將該表頭改裝成量程為0~3V的電壓表，則需將該表頭（

）A．串聯(lián)一個阻值為的定值電阻B．并聯(lián)一個阻值為的定值電阻C．串聯(lián)一個阻值約為的定值電阻D．并聯(lián)一個阻值約為的定值電阻【答案】A【解析】電流表改裝成電壓表應(yīng)串聯(lián)電阻，根據(jù)得故選A。4．電阻和并聯(lián)在電路中時，設(shè)、兩端的電壓為、，、中的電流強度分別為、，則（）A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．電阻和并聯(lián)在電路中時，、兩端的電壓相等。故AB錯誤；CD．、中的電流強度之比故C錯誤，D正確。故選D。5．小明同學(xué)要研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律，通過實驗作出了小燈泡的圖像如圖所示。已知待測小燈泡的額定電壓為，則小燈泡正常工作時的電阻約為（

）

A． B． C． D．【答案】B【解析】由圖可知，電壓為時，電流約為，則電阻為故選B。6．實驗需用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖所示，下列讀數(shù)正確的是（）

A．4.530mm B．4.800mm C．5.300mm D．5.800mm【答案】B【解析】螺旋測微器的讀數(shù)為故選B。7．在“用伏安法測電阻”的實驗中，測量電路中電表的連接方式如圖甲或乙所示，把電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)的比值作為電阻的測量值，考慮到實際電表內(nèi)阻對測量的影響，兩種連接方式都存在系統(tǒng)誤差。下列判斷正確的是（）A．若采用甲圖，誤差是由電壓表分流引起的B．若采用甲圖，誤差是由電流表分壓引起的C．若采用乙圖，電阻的測量值大于真實值D．若采用甲圖，電阻的測量值小于真實值【答案】B【解析】AB．若采用甲圖，電壓表測量的是待測電阻和電流表串聯(lián)后兩端的電壓，誤差是由電流表分壓引起的，故A錯誤，B正確；C．若采用乙圖，電流表測量的是通過電壓表和待測電阻的電流和，電流的測量值大于真實值，根據(jù)歐姆定律可知電阻的測量值小于真實值，故C錯誤；D．若采用甲圖，電壓的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知電阻的測量值大于真實值，故D錯誤。故選B。8．分度值為0.02mm游標(biāo)卡尺測量長度，若如圖上虛線對齊，則該長度為（）A．37.00mm B．3.70cm C．25.22mm D．2.524cm【答案】D【解析】該長度為故選D。二、多選題9．等離子體推進器的原理結(jié)構(gòu)如圖所示，首先由電子槍產(chǎn)生高速電子流，經(jīng)過碰撞，電子將等離子體發(fā)生器內(nèi)的惰性氣體電離，形成等離子體，最后等離子體中的正離子經(jīng)過靜電加速層加速后高速飛出，從而對等離子推進器產(chǎn)生作用力。假設(shè)正離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，經(jīng)電壓為U的靜電加速層加速后形成電流為I的離子束，忽略離子進入靜電加速層的初速度，不計離子重力和離子間的相互作用力，下列說法正確的是（）A．離子推進器是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置B．離子由靜電加速層噴出時的速度大小為C．單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為D．離子推進器產(chǎn)生的推力大小為【答案】CD【解析】A．離子推進器可將靜電加速層中的電能轉(zhuǎn)化為機械能，A錯誤；B．根據(jù)動能定理有離子由靜電加速層噴出時的速度大小為B錯誤；C．若n表示單位時間內(nèi)由靜電加速層噴出的離子數(shù)，根據(jù)電流的定義有單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為C正確；D．時間內(nèi)噴出離子的動量為根據(jù)動量定理有則D正確。故選CD。10．如圖所示，真空中有一長直細(xì)金屬導(dǎo)線MN，沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出速率相同的電子，已知電子質(zhì)量為m、電荷量大小為e，不考慮出射電子間的相互作用，與導(dǎo)線同軸有一半徑為R的假想圓柱面。柱面某位置放置一個弧長為a、長度為b的金屬片，如圖所示。在該金屬片上檢測到出射電子形成的電流為I，電子流對該金屬片的壓強為P。下列說法正確的是（）A．導(dǎo)線沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出的電子速率B．導(dǎo)線沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出的電子速率C．單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)出射電子的總動能D．單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)出射電子的總動能【答案】BC【解析】AB．設(shè)單位時間單位長度射出的電子數(shù)為n，則單位時間打在金屬片的粒子數(shù)為金屬片上形成電流為所以根據(jù)動量定理得金屬片上的壓強為解得故A錯誤，B正確；CD．單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)出射電子的總動能為故C正確，D錯誤。故選BC。11．在圖中，A、B兩圖分別為測燈泡電阻R的電路圖，下述說法錯誤的是（）

A．A圖的接法叫電流表外接法，B圖的接法叫電流表的內(nèi)接法B．A中，B中C．A中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，就使，故此法測較小電阻好D．B中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應(yīng)使，故此法測較大電阻好【答案】BD【解析】A．A圖的接法叫電流表外接法，B圖的接法叫電流表的內(nèi)接法，故A正確；B．A中電流的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知，B中電壓的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知，故B錯誤；C．A中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，就使，故此法測較小電阻好，故C正確；D．B中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應(yīng)使，故此法測較大電阻好，故D錯誤。本題選錯誤的，故選BD。12．如圖所示是測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗電路圖，關(guān)于該實驗的操作和實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．在開關(guān)S閉合之前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)滑到最左端B．本實驗要求電流、電壓均從零開始到額定電流、額定電壓之間測量多組數(shù)據(jù)C．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電壓表示數(shù)逐漸變大，電流表示數(shù)逐漸減小D．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電壓表示數(shù)逐漸變大，電流表示數(shù)逐漸變大【答案】ABD【解析】A．在開關(guān)S閉合之前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)滑到最左端，這樣在待測電阻上得到的電壓才能從零開始調(diào)節(jié)，故A正確；B．本實驗要求電流、電壓均從零開始到額定電流、額定電壓之間測量多組數(shù)據(jù)，這樣才能畫出電燈的U－I圖線，故B正確；CD．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電燈兩端的電壓變大，則電壓表示數(shù)和電流表的示數(shù)都是逐漸變大，故C錯誤，D正確。故選ABD。三、實驗題13．（1）在“長度的測量及測量工具的選用”實驗中，游標(biāo)卡尺和螺旋測微器如圖所示，則游標(biāo)卡尺讀數(shù)mm，螺旋測微器讀數(shù)mm；

（2）用電流表和電壓表測定電阻約為6Ω的均勻電阻絲的電阻率實驗，電源是兩節(jié)干電池。如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱a、b上，c是一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭c，電壓表連接在a、c之間，a、c之間的長度L可從刻度尺上讀出。實驗采用的電路原理圖如圖乙所示，電表均可視為理想表。

①本實驗電流表的量程選（填“0~0.6A”或“0~3A”）；②連接線路，閉合開關(guān)后，觸頭c調(diào)至一合適位置后不動，滑動變阻器觸頭自左向右移動的過程中，電壓表讀數(shù)（填“增大”、“減小”或“不變”）；③滑動變阻器觸頭調(diào)至合適位置后不動，改變觸頭c位置，得到幾組U、I、L數(shù)據(jù)，用計算出相應(yīng)電阻值后，作出R-L圖線如圖丙所示，取圖線上兩點間數(shù)據(jù)之差△L和△R，若電阻絲直徑為d，則電阻絲的電阻率=（用△L、△R、d表示）。

【答案】102.304.948/4.949/4.950/4.951/4.9520~0.6A增大【解析】（1）[1]游標(biāo)卡尺的最小分度值為0.05mm，讀數(shù)為[2]螺旋測微器的最小分度值為0.01mm，讀數(shù)為（2）①[3]通過電流表的最大電流為故電流表的量程選0~0.6A；②[4]滑動變阻器觸頭自左向右移動的過程中,電阻絲兩段的電壓逐漸增大，可知電壓表讀數(shù)增大；③[5]根據(jù)電阻定律有根據(jù)幾何知識有解得結(jié)合圖像有則電阻絲的電阻率為14．某實驗小組在“測量金屬絲電阻率”的實驗中，先用多用電表粗測電阻，再采用“伏安法”較準(zhǔn)確地測量金屬絲的電阻，而后計算金屬絲的電阻率。（1）在使用多用電表測電阻時，以下說法正確的是（填正確答案標(biāo)號）。A．每換一次擋位，不必重新進行歐姆調(diào)零B．指針在刻度盤中央附近誤差較小C．在外電路中，電流從紅表筆流出經(jīng)被測電阻再由黑表筆流入多用電表D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應(yīng)換倍率較大的擋位來測量（2）用多用電表的歐姆擋“”倍率按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)應(yīng)記為．

（3）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，測量的示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲直徑。

（4）實驗室提供的器材如下：A．待測金屬絲（電阻）B．電流表（量程為，內(nèi)阻約為）；C．電流表（量程為，內(nèi)阻約為）；D．電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）；E．電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）；F．滑動變阻器（阻值范圍為）；G．電源（電動勢為，內(nèi)阻不計）；H．開關(guān)、若干導(dǎo)線。實驗中電流表應(yīng)選（填“B”或“C”），電壓表應(yīng)選（填“D”或“E”）。（5）根據(jù)所選用的實驗器材，為了盡量減小實驗誤差，請設(shè)計電路并在圖丙虛線框中將電路圖補充完整。()（6）若通過測量可知，金屬絲接入電路的長度為，直徑為，通過金屬絲的電流為，金屬絲兩端的電壓為，由此可計算得出金屬絲的電阻率。（用題目所給字母表示）【答案】BD/DB5.0/53.707（3.705～3.409）BD

【解析】（1）[1]A．用多用電表測電阻時，每換一次擋位，都必須重新進行歐姆調(diào)零，A項錯誤；B．指針在刻度盤中央附近誤差較小，B項正確；C．在外電路中，電流從黑表筆流出經(jīng)被測電阻再由紅表筆流入多用電表，C項錯誤；D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應(yīng)換倍率較大的擋位來測量，D項正確。故選BD。（2）[2]由圖甲所示多用電表可知，待測電阻阻值是（3）[3]圖乙中螺旋測微器的固定刻度為，可動刻度為則該金屬絲直徑的測量值（4）[4][5]電源電動勢為，因此電壓表選擇電壓表；測量金屬絲的電阻阻值約為，則電路中的最大電流因此電流表應(yīng)選電流表。即電流表應(yīng)選B，電壓表應(yīng)選D。（5）[6]由于金屬絲的電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，更接近電流表的內(nèi)阻，因此為減小誤差應(yīng)選用電流表外接法，完整電路圖如圖所示

（6）[7]根據(jù)歐姆定律有，根據(jù)電阻定律有聯(lián)立解得四、解答題15．為解釋低溫超導(dǎo)現(xiàn)象，1934年高特和卡西米爾提出了二流體模型。該模型認(rèn)為，當(dāng)溫度降低至臨界溫度以下時，正常電子將有一部分“凝聚”為超導(dǎo)電子。正常電子在金屬內(nèi)定向移動時會與晶格發(fā)生碰撞，形成宏觀上的電阻；而超導(dǎo)電子則與之不同，可以在晶格中自由穿行而不受阻力作用，表現(xiàn)為理想的導(dǎo)電性。設(shè)一段橫截面積為S的超導(dǎo)體中，超導(dǎo)電子的數(shù)密度為，質(zhì)量為，所帶電荷量為，定向移動速度為。（1）根據(jù)電流的定義求超導(dǎo)電子所形成的超導(dǎo)電流；（2）假設(shè)超導(dǎo)體內(nèi)存在電場強度為E的電場。①求超導(dǎo)電流隨時間的變化率與E之間的關(guān)系；②對于正常電子形成的電流I，根據(jù)歐姆定律證明，其中ρ為對應(yīng)于正常電流的電阻率；③請根據(jù)以上結(jié)論判斷，在超導(dǎo)電流穩(wěn)定的情況下超導(dǎo)體內(nèi)是否會存在正常電流，并說明理由?！敬鸢浮浚?）；（2）①，②見解析，③不存在，見解析【解析】（1）時間內(nèi)通過截面S的超導(dǎo)電子數(shù)目為根據(jù)電流的定義解得（2）①由及可得②根據(jù)歐姆定律，設(shè)導(dǎo)體長度為L，根據(jù)電阻定律并結(jié)合可得③不存在，超導(dǎo)電流穩(wěn)定即由①可知E＝0進而由②可得即不存在正常電流。16．如圖所示，A、B兩端接直流穩(wěn)壓電源，U=70V，R0=40?，C=30μF，滑動變阻器總電阻R=60?，求：（1）當(dāng)滑片處于滑動變阻器中點時，電路中的等效電阻；（2）當(dāng)滑片處于滑動變阻器中點時，C、D兩端的電壓；（3）電容器C所帶的電荷量。

【答案】（1）21?；（2）40V；（3）1.2×10?3C【解析】（1）當(dāng)滑片處于滑動變阻器中點時，則有滑動變阻器R的上半部分與R0串聯(lián)，再與滑動變阻器R的下半部分并聯(lián)，則有電路中的等效電阻（2）當(dāng)滑片處于滑動變