第十一章 电路及其应用【A卷 素养提升卷】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019必修第三册）

第十一章 电路及其应用 （A卷•素养提升卷） (考试时间：75分钟 满分：100分) 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．一块智能手机电池外壳上的部分数据如图所示，电池的容量为“”，即“2000毫安时”，这里的“毫安时”是（　　） A．电流的单位 B．电荷量的单位 C．能量的单位 D．电容的单位 2．如图所示，在正负离子均为2价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过。若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n，通过的负离子数也为n，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是（　　） A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A B．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零 C．溶液内的电流方向从A→B，电流I= D．溶液内的电流方向从A→B，电流I= 3．如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。在导体EF两侧加上电压U，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为e，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目N为（   ） A． B． C．N = nvabt D．N = nvbct 4．北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）（　　） A． B． C． D． 5．近地大气层可视为电阻率较大的漏电介质，雷暴对大气层的“电击”时，离地面H处的大气层与带负电的地面之间电势差为U，已知，雷暴t秒钟给地球充电的电荷量为Q，地球表面积近似为S，则（　　） A．离地面越近电势越高 B．大气层的等效电阻为 C．大气层的平均漏电电流为 D．大气层的平均电阻率为 6．如图所示是三种元件的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　） A．1代表线性元件，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻 B．三条线代表的元件都是线性元件 C．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小 D．3代表小灯泡的伏安特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变 7．把两个相同的灵敏电流计分别改装成了两个量程不同的电压表、，若把、分别采用并联和串联的方式接入电路，如图甲、乙所示，两电路中滑动变阻器与电源均相同，则闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的、的示数不同 B．图甲中的、的指针偏角不同 C．图乙中的、的示数相同 D．图乙中的、的指针偏角不同 8．如下图，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　） A．若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍 B．R增大时甲表电流的量程减小 C．若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍 D．R增大时乙表电压的量程增大 9．如图所示电路，当开关S闭合时，下列说法中正确的是（　　） A．若①②都是电压表，则三个电阻R1、R2、R3串联 B．若①是电压表，②是电流表，则电路中只有R1一个电阻 C．若①是电流表，②是电压表，则三个电阻R1、R2、R3串联 D．若①②都是电流表，则三个电阻R1、R2、R3并联 10．在如图所示电路中，已知电阻、、、、，当AB端、CD端分别接电动势为12V、内阻不计的电源时，下列说法正确的是（　　） A．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为3V B．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为6V C．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为1.5V D．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为4.5V 第Ⅱ卷 非选择题 二、非选择题 11．（6分）读出以下仪器仪表的读数。 (1)（a）图中电压表量程为，则读数为 ；（b）图中电流表量程为，则读数为 ；（c）图中螺旋测微器读数为 ；（d）图中游标卡尺读数为 。 (2)当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准挡，则被测电阻的阻值为 。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率 （填“”或“”）的挡位，换挡后先要进行 ，然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到 位置。 12．（8分）某同学想用一只半导体热敏电阻制作一支温度计，该热敏电阻的特性曲线如图甲所示。如图乙是设计的温度计电路，已知，电流表是量程为的理想电表，电源的电动势恒定，内阻忽略不计，温度计的测量范围为，当温度计的温度为时，电流表指针的偏转角正好达到最大值。如图丙是所提供的实验器材，回答下列问题： (1)把丙图的实验器材补充完整； 。 (2)电源的电动势为 V，当温度计的温度为0℃时电流表的示数为 ； (3)当电流表的示数为时，温度计对应的温度为 ℃。 13．（8分）铜的电阻率，单位体积的自由电子数，。一根长L＝3.2m、横截面积的铜棒，两端电势差，求： （1）铜棒的电阻； （2）通过铜棒的电流； （3）铜棒内的电场强度大小；（结果保留两位有效数字，下同） （4）自由电子定向移动的速率。 14．（13分）．如图所示，电源的电动势E=4V，电阻，，，已知电流表A的示数为0.3A，电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）电压表V1和V2的示数各是多少？ 15.（18分）宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，金属导体中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为0。宏观上不形成电流。如果导体两端加了电压，导体中有了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在恒定电场的电场力驱动下开始定向移动，然后与导体内不动的金属正离子碰撞，碰撞后电子定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上可看成自由电子以平均速率定向运动，从而形成了恒定电流。 （1）根据以上描述可知电流做功的实质是：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力在做功。当某段金属导体两端电势差为U时，通过该导体的恒定电流为I，根据电流做功的实质证明：任意时间t内电流做功。 （2）若该段导体连入电路的长度为L，横截面积为S，导体中单位体积自由电子数为n，电子的电荷量大小为e，质量为m。当加在导体两端的电压为U时，电子与正离子连续两次碰撞的时间间隔为t。在时间间隔t内，可把电子的运动看作初速度为0的匀加速直线运动，仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。 ①求在时间t内自由电子做匀加速运动的速度的平均值； ②根据电流的定义式推导电流I的表达式； （3）电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的。事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律。并说明的具体表达式。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 电路及其应用 （A卷•素养提升卷） (考试时间：75分钟 满分：100分) 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．一块智能手机电池外壳上的部分数据如图所示，电池的容量为“”，即“2000毫安时”，这里的“毫安时”是（　　） A．电流的单位 B．电荷量的单位 C．能量的单位 D．电容的单位 【答案】B 【详解】根据q=It，可知“毫安时”是电荷量的单位。 故选B。 2．如图所示，在正负离子均为2价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过。若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n，通过的负离子数也为n，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是（　　） A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A B．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零 C．溶液内的电流方向从A→B，电流I= D．溶液内的电流方向从A→B，电流I= 【答案】C 【详解】AB．电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图示可知，电流方向是A→B，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，故AB错误； CD．电流大小为 故C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。在导体EF两侧加上电压U，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为e，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目N为（   ） A． B． C．N = nvabt D．N = nvbct 【答案】D 【详解】由电流的定义式有 根据电流的微观表达式 I = neSv = nebcv 则自由电子数目N为 故选D。 4．北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】电子在圆形轨道运动的周期为 根据电流定义式可得 联立可得环中运行的电子数目为 故选D。 5．近地大气层可视为电阻率较大的漏电介质，雷暴对大气层的“电击”时，离地面H处的大气层与带负电的地面之间电势差为U，已知，雷暴t秒钟给地球充电的电荷量为Q，地球表面积近似为S，则（　　） A．离地面越近电势越高 B．大气层的等效电阻为 C．大气层的平均漏电电流为 D．大气层的平均电阻率为 【答案】B 【详解】A．由于大气层带正电，地球表面带负电，则电场线由大气层指向地球表面，根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知离地面越近电势越低，故A错误； BC．依题意，可得大气层的平均漏电电流电流为 则大气层的等效电阻为 故B正确，C错误； D．根据 可得，该大气层的平均电阻率约为 故D错误。 故选B。 6．如图所示是三种元件的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　） A．1代表线性元件，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻 B．三条线代表的元件都是线性元件 C．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小 D．3代表小灯泡的伏安特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变 【答案】C 【详解】A．由题图可知元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化，是线性元件，在I-U图像中，其斜率等于电阻的倒数，故A错误； B．题图中三条线中的2、3是曲线，说明其代表的元件不是线性元件，故B错误； C．曲线2中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，故C正确； D．曲线3中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，其电阻率随温度的升高而增大，故D错误。 故选C。 7．把两个相同的灵敏电流计分别改装成了两个量程不同的电压表、，若把、分别采用并联和串联的方式接入电路，如图甲、乙所示，两电路中滑动变阻器与电源均相同，则闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的、的示数不同 B．图甲中的、的指针偏角不同 C．图乙中的、的示数相同 D．图乙中的、的指针偏角不同 【答案】B 【详解】AB．两个电压表量程不同，所以内阻不同，在图甲中两个电压表是并联关系，根据并联电路电压相等，所以两只电表的示数相同，但是由于两只电表的内阻不同，故流过两只电表的电流不同，又因为指针偏转角与流过表头的电流有关，电流越大，偏转角越大，故A错误，B正确； CD．两个电压表量程不同，所以内阻不同，在图乙中两个电压表是串联关系，根据串联电路电流相等，又因为指针偏转角与流过表头的电流有关，所以两只电表的指针偏转角相同，但是由于两只电表的内阻不同，所以两个电表的分压不同，所以两个表的示数不同，故C错误，D错误。 故选B。 8．如下图，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　） A．若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍 B．R增大时甲表电流的量程减小 C．若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍 D．R增大时乙表电压的量程增大 【答案】BD 【详解】AB．甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联，可知甲表为电流表，量程为 可知R增大时甲表电流的量程减小；若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时，则甲表电流的量程是表头满偏电流的3倍，故A错误，B正确； CD．乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联，可知乙表为电压表，量程为 可知R增大时乙表电压的量程增大；若乙表中R阻值等于表头G内阻时，则乙表电压的量程是表头满偏电压的2倍，但乙表电流的量程等于表头满偏电流，故C错误，D正确。 故选BD。 9．如图所示电路，当开关S闭合时，下列说法中正确的是（　　） A．若①②都是电压表，则三个电阻R1、R2、R3串联 B．若①是电压表，②是电流表，则电路中只有R1一个电阻 C．若①是电流表，②是电压表，则三个电阻R1、R2、R3串联 D．若①②都是电流表，则三个电阻R1、R2、R3并联 【答案】ABD 【详解】A．若①②都是电压表，则三个电阻R1、R2、R3串联，选项A正确； B．若①是电压表，②是电流表，则R2、R3被短路，电路中只有R1一个电阻，选项B正确； C．若①是电流表，②是电压表，则R1、R2被短路，电路中只有R3一个电阻，选项C错误； D．若①②都是电流表，则三个电阻R1、R2、R3并联，选项D正确。 故选ABD。 10．在如图所示电路中，已知电阻、、、、，当AB端、CD端分别接电动势为12V、内阻不计的电源时，下列说法正确的是（　　） A．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为3V B．当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为6V C．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为1.5V D．当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为4.5V 【答案】BD 【详解】AB．因为理想电压表内阻无穷大，所以CD端接理想电压表时，相当于导线，所以当AB端接电源时，电路的总电阻为 所以CD两端电压即为电阻两端电压，所以电压表示数为 故A错误，B正确； CD．同理当AB端接理想电压表时，相当于导线，所以当CD端接电源时，电路总电阻为 所以AB两端电压即为电阻两端电压，所以电压表示数为 故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、非选择题 11．（6分）读出以下仪器仪表的读数。 (1)（a）图中电压表量程为，则读数为 ；（b）图中电流表量程为，则读数为 ；（c）图中螺旋测微器读数为 ；（d）图中游标卡尺读数为 。 (2)当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准挡，则被测电阻的阻值为 。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率 （填“”或“”）的挡位，换挡后先要进行 ，然后再测量电阻。使用完电表后应把选择开关拨到 位置。 【答案】(1) 1.90 0.16 3.775/3.776/3.774 41.4 (2) 200 ×1Ω 欧姆调零 OFF或交流电压最大 【详解】（1）[1]（a）图中电压表量程为，分度值为0.1V，其读数为1.90V； [2]（b）图中电流表量程为，分度值为0.02A，其读数为0.16A； [3]（c）图中螺旋测微器读数为 [4]（d）图中游标卡尺读数为 （2）[1]多用电表表盘示数如图（f）所示。若此时选择开关对准挡，则被测电阻的阻值为 [2]若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，说明所选挡位相对待测电阻的阻值的数量级而言过高，因此应该换用倍率更低的挡位,即挡位。 [3]换挡后先要进行欧姆调零。 [4]使用完电表后应把选择开关拨到OFF或交流电压最大位置。 12．（8分）某同学想用一只半导体热敏电阻制作一支温度计，该热敏电阻的特性曲线如图甲所示。如图乙是设计的温度计电路，已知，电流表是量程为的理想电表，电源的电动势恒定，内阻忽略不计，温度计的测量范围为，当温度计的温度为时，电流表指针的偏转角正好达到最大值。如图丙是所提供的实验器材，回答下列问题： (1)把丙图的实验器材补充完整； 。 (2)电源的电动势为 V，当温度计的温度为0℃时电流表的示数为 ； (3)当电流表的示数为时，温度计对应的温度为 ℃。 【答案】(1) (2) 6 10 (3)50 【详解】（1）根据图乙将电路图补充完整，如图所示 （2）[1]温度为100℃时，由题可知，热敏电阻的阻值为100Ω，由题意有 解得 [2]由题可知，当0℃时热敏电阻的阻值为500Ω，由电路图有 （3）当示数为24mA时，有 解得 由题图可知，温度为50℃。 13．（8分）铜的电阻率，单位体积的自由电子数，。一根长L＝3.2m、横截面积的铜棒，两端电势差，求： （1）铜棒的电阻； （2）通过铜棒的电流； （3）铜棒内的电场强度大小；（结果保留两位有效数字，下同） （4）自由电子定向移动的速率。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）由电阻定律得，铜棒的电阻为 （2）由欧姆定律得，通过铜棒的电流为 （3）由得，铜棒内的电场强度大小为 （4）由得，电子的定向移动速率为 14．（13分）．如图所示，电源的电动势E=4V，电阻，，，已知电流表A的示数为0.3A，电表均为理想电表，求： （1）流过电阻和的电流是多大？ （2）电压表V1和V2的示数各是多少？ 【答案】（1）0.15A；（2）0.9V，3.9V 【详解】（1）R1两端的电压为 流过电阻和的电流是 （2）电压表V1读数 R4两端的电压为 则V2的示数是 15.（18分）宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，金属导体中的自由电子如同理想气体分子一样做无规则地热运动，它们朝任何方向运动的概率是一样的，则自由电子沿导线方向的速度平均值为0。宏观上不形成电流。如果导体两端加了电压，导体中有了恒定的电场，自由电子的运动过程可做如下简化：自由电子在恒定电场的电场力驱动下开始定向移动，然后与导体内不动的金属正离子碰撞，碰撞后电子定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上可看成自由电子以平均速率定向运动，从而形成了恒定电流。 （1）根据以上描述可知电流做功的实质是：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力在做功。当某段金属导体两端电势差为U时，通过该导体的恒定电流为I，根据电流做功的实质证明：任意时间t内电流做功。 （2）若该段导体连入电路的长度为L，横截面积为S，导体中单位体积自由电子数为n，电子的电荷量大小为e，质量为m。当加在导体两端的电压为U时，电子与正离子连续两次碰撞的时间间隔为t。在时间间隔t内，可把电子的运动看作初速度为0的匀加速直线运动，仅在自由电子和金属离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用。 ①求在时间t内自由电子做匀加速运动的速度的平均值； ②根据电流的定义式推导电流I的表达式； （3）电阻的定义式为，电阻定律是由实验得出的。事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律。并说明的具体表达式。 【答案】（1）见解析；（2）①，②；（3）见解析。 【详解】（1）导体中的电场强度为 导体中全部电荷数为 每个自由电荷受到的电场力为 恒定电场对导体中全部电荷的静电力为 恒定电场对导体中全部电荷的静电力做的功 其中 可证 （2）①自由电子定向移动时的加速度大小 自由电子在连续两次碰撞的时间间隔t内做匀加速直线运动，设第二次碰撞前的速度为v，则 联立解得 ②t时间内通过导线横截面积的电荷量为 则电流 （3）电阻 结合（2）所得 解得 故电阻定律得 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 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