第十一章　电路及其应用 单元测试 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) ( 姓名 班级 考号 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 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U-I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.tan α∶tan β　　　B.tan2α∶tan2β C.tan β∶tan α　　　D.tan2β∶tan2α 3.由四个电阻连接成的混联电路如图所示,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω,把42 V的电压加在a、b两端,则(　　) A.通过R1的电流为1 A B.通过R2的电流为2 A C.通过R3的电流为1 A D.通过R4的电流为2.5 A 4.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R B.当电流沿CD方向时,可测得样品的电阻为R C.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∶5 B.通过盐水柱a和b的电流之比为3∶5 C.盐水柱a和b中自由电荷定向移动的速率之比为3∶5 D.相等时间内通过盐水柱a和b横截面的电荷量之比为5∶3 6.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160 Ω D.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=2.00 V,I=1.00 mA,依图乙测得的数据是U'=1.90 V,I'=2.00 mA,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2 000 Ω B.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950 Ω C.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1 900 Ω D.采用甲电路测得阻值为2 000 Ω,采用乙电路测得阻值为950 Ω,所以电阻的真实值为1 475 Ω 8.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=1 V时的切线,a、c平行,下列说法正确的是(　　) A.U=1 V时,b的电阻为5 Ω B.U=1 V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=3 V时,a、b并联后的总电阻为2.5 Ω 10.如图甲、乙两电路,利用一个表头G(500 μA,200 Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~2.5 mA,则　(　　) A.甲表是电压表,乙表是电流表 B.甲表中R=50 Ω,乙表中R=5 800 Ω C.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20 Ω,允许通过的最大电流分别为I1=2 A、I2=1.5 A、I3=1 A。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∶1 D.四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶2 12.如图所示,电源电压保持6 V不变,R1=5 Ω,R3=15 Ω,滑动变阻器R2标有“15 Ω,2 A”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0.3 A,电压表示数为0 B.当R2的滑片P在b端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.2 A,电压表的示数为3 V C.当R2的滑片P在a端,只闭合S、S2时,电流表示数为0.4 A,电压表示数为0 D.当R2的滑片P在a端,闭合S、S1、S2时,电流表示数为1.2 A,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0~0.6 A,则电流表的读数为　　　　A。  (3)某表头内阻Rg为200 Ω,满偏电流Ig为2 mA,按图4改装成量程为0~3 V和0~15 V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5 Ω左右电阻的阻值,他找来如下器材: A.电源:电压3 V,内阻忽略不计; B.电流表:量程为0~0.6 A,内阻约为2 Ω; C.电流表:量程为0~3 A,内阻约为0.2 Ω; D.电压表:量程为0~3 V,内阻约为2 kΩ; E.电压表:量程为0~15 V,内阻约为10 kΩ; F.滑动变阻器:最大阻值15 Ω,允许通过的最大电流1.0 A; 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/V 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.50 1.70 2.00 电流I/A 0.02 0.08 0.12 0.19 0.25 0.31 0.34 0.40 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=3 Ω,开关S闭合,在a、b两端加上6 V的恒定电压,若c、d端接理想电流表,电流表的示数为 A;若c、d端接理想电压表,电压表的示数为2.25 V。 (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7.5×10-4 C,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50 μA,内阻为800 Ω。现要将它改装成0~1 mA、0~10 mA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=10 V,R1=2.5 Ω,R2=5 Ω,R3=2 Ω,R4=3 Ω,电容器的电容C=5 F,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500 V,内阻可忽略不计,电阻R0的阻值为1 kΩ,滑动变阻器RP的最大阻值为4 kΩ。两块间距为20 cm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0.1 kg、带电荷量为+1×10-3 C的小球用长为10 cm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10 m/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1.5 kΩ,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。 参考答案 1.D　2.C　3.C　4.D　5.B　6.D 7.A　8.C　9.BD　10.BD　 11.BC　12.BC　 13.答案　(1)1.415(1.414~1.416均可)　42.25　(2)0.35　(3)1 300　6 000 (4)(a)　10　增大(每空1分) 14.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) (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)2×10-4 F　(2)10 Ω　6 Ω 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=2.25 V(1分) 断开S后,电容器两端的电压为UC'=6 V(1分) 则电容器的电容C= F=2×10-4 F(2分) (2)根据题意,c、d端接理想电流表时,R2两端的电压为U2=IR2=1 V(1分) 则(1分) c、d端接理想电压表时,(1分) 联立解得R1=10 Ω,R3=6 Ω(1分) 16.答案　见解析 解析　(1)对于题图甲所示电路,量程为0~10 mA时,有 Ig(rg+R2)=(I-Ig)R1(1分) 量程为0~1 mA时,有Igrg=(I'-Ig)(R1+R2)(1分) 解得R1=4.2 Ω,R2=37.8 Ω(1分) 对于题图乙所示电路,量程为0~10 mA时,有Igrg=(I-Ig)R1(1分) 量程为0~1 mA时,有Igrg=(I'-Ig)R2(1分) 解得R1=4.0 Ω,R2=42.1 Ω　(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)2.17 A　(2)5 V　(3)25 C 解析　(1)当滑片置于b处时,电路结构为:R3与R2串联后与R4并联,再与R1串联,电路总电阻为R总=R1+=4.6 Ω(2分) 可知流过R1的电流为I==2.17 A(2分) (2)若使R1两端的电压最小,则电路中的电流最小,电阻最大,分析可知当滑片在R2的上半部分占位置处,即上半部分电阻为3 Ω、下半部分电阻为2 Ω时电路中的总电阻最大,此时电路总电阻为R总'=R1+=5 Ω(2分) 电路中的电流为I'==2 A(2分) R1两端的最小电压为U'=I'R1=5 V(1分) (3)由于电容器与R1并联,则电容器两极板间的电势差与R1两端电压相等,根据Q=CU可知R1两端电压最小时,电容器极板上的电荷量最小,为Q=CU'=25 C(3分) 18.答案　(1)500 V/m　(2)-2) N　1 N 解析　(1)根据欧姆定律有I1==0.1 A(1分) 平行板电容器两极板之间的电压U1=I1R0=100 V(1分) 两极板间的电场强度E==500 V/m(1分) (2)开关闭合,小球保持静止时,设悬线与竖直方向的夹角为θ,对小球受力分析,有 tan θ=(2分) 解得 tan θ=(1分) (3)移动滑动变阻器的滑片,将RP接入电路的阻值调至1.5 kΩ,此时电阻R0两端电压U2==200 V(1分) 两极板之间的电场强度E1==1 000 V/m(1分) 将小球从悬点正下方由静止释放,设小球的最大摆动角度为α,根据动能定理有qE1L sin α-mg(L-L cos α)=0(1分) 解得α=90°(1分) (4)小球做圆周运动,由沿半径方向的合力提供圆周运动的向心力,开始释放时,速度为0,所需向心力为0,即悬线拉力最小,Tmin=mg=1 N(2分) 小球在复合场中做圆周运动,根据对称性可知,等效最低点所在半径方向与竖直方向的夹角为,小球在此位置时悬线拉力最大。(1分) 根据动能定理有qE1L sin (1分) 在等效最低点,根据牛顿第二定律有Tmax-(1分) 解得Tmax=(3-2) N(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $$