第十一章 电路及其应用 九大题型 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电路及其应用单元复习题 题型一：电流的定义式 微观表达式 【基础知识】： 1. 电流的定义式： 2. 电流的微观表达式：.n指单位体积内自由电话的个数；e指一个自由电荷的电荷量；s指导体的横截面积；v指导体内自由电话定向移动的速度。 【例题1】某根导线的横截面积为S,已知该导线材料密度为,摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为,设每个原子只提供一个自由电子,则该导线中自由电子定向移动的平均速率为时,导线中通过的电流为（ ） A. B. C. D. 【例2】　一段粗细均匀的铜导线的横截面积是S，导线单位长度内的自由电子数为n，铜导线内的每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为，导线中通过的电流为I.则下列说法正确的是 A.自由电子定向移动的速率为 B.自由电子定向移动的速率为v＝ C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D.自由电子定向移动的速率为 【题型2】游标卡尺、螺旋测微器的读数 [例1]某同学利用游标卡尺测量一圆柱体工件的直径，测量结果如图所示。该工件的直径为________cm。 [例2]某同学利用螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的高度，测量结果如图所示。该工件的高度为________mm。 【题型三、电阻定律的应用】 1.“砷化锯纳米带”是一种高科技新型材料，用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。已知电导率就是电阻率的倒数，即，下列说法正确的是（    ） A．电导率的单位是 B．材料的电导率越大，其导电性能越强 C．材料的电导率大小与材料的长度、横截面积等因素有关 D．材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关 2.如图所示，用某种金属材料制成长为a，宽为b，厚为c的长方体，已知，关于该导体的电阻下列说法正确的是（    ） A．电流沿AB方向电阻最小 B．电流沿CD方向电阻最小 C．电流沿EF方向电阻最小 D．电流沿任何方向电阻都是一样 3.如图所示为某白炽灯的U-I图像，图中A点的坐标为（I1，U1），过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则（　　） A．随电压的升高，白炽灯的电阻逐渐减小 B．对应A点，白炽灯的电阻为 C．对应A点，白炽灯的电阻为 D．对应A点，白炽灯的电阻为 【题型四：分压电路、限流电路】 1.演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（　　） A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，AB间电压为0V 2.如图所示的电路中，A、B之间电压U保持不变，R是定值电阻，两端电压为UR，R1是滑动变阻器。下列说法正确的是（    ） A．R1与R是并联关系 B．滑片在最上端时电流表示数最大 C．滑片向下滑动时电压UR增大 D．改变滑片位置UR的最小值可以为0 【题型五】电表的改装 1.一电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为200Ω。要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上（ ） A.并联一个200Ω的电阻 B.并联一个0.4Ω的电阻 C.串联一个0.4Ω的电阻 D.串联一个200Ω的电阻 2.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=500，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（ ） A.串联一个10kΩ的电阻 B.并联一个10kΩ的电阻 C.串联一个9.5kΩ的电阻 D.并联一个9.5kΩ的电阻 【题型六】电流表的内接或外接 1.在“用伏安法测电阻”的实验中，测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值，考虑到实际电表内阻对测量的影响，两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是（　　） A．若采用甲图，误差是由电压表分流引起的 B．若采用甲图，误差是由电流表分压引起的 C．若采用乙图，电阻的测量值大于真实值 D．若采用甲图，电阻的测量值小于真实值 2.某待测电阻约100Ω左右，电压表内阻为3000Ω，电流表内阻为0.2Ω，采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，测量误差较小，测量值比真实值相比如何（　　） A．内接法，比真实值偏大 B．外接法，比真实值偏大 C．内接法，比真实值偏小 D．外接法，比真实值偏小 【题型七】电阻的测量 1.（双安法）测量未知的电流表G2的内阻Rg，给出下列器材： 电流表G1：量程10 mA，内阻100 Ω左右 电流表G2：量程5 mA，内阻150 Ω左右 电压表V：量程10 V，内阻约为十几kΩ 定值电阻：R0 = 100 Ω 滑动变阻器R1：0 ~ 500 Ω 滑动变阻器R2：0 ~ 10 Ω 干电池：E = 1.5 V，内阻未知 开关S一个、导线若干 (1)在方框中画出实验电路设计图，要求电路可以调节使得电表的电流或电压的读数从零开始逐渐增大； (2)本实验电路需要的滑动变阻器为 （写出仪器字母代号）； (3)电流表G2的内阻的计算式为Rg = ，说明式中各字母代表的物理意义： 。 2.（双伏法）某兴趣小组根据以下器材想要精确测量电压表的内阻，该电压表量程为3V，内阻大约为2kΩ，除此以外提供的器材有： A．电源E（电动势9V，内阻忽略不计） B．电压表，（量程15V，内阻约为5kΩ） C． 滑动变阻器（阻值范围为0~10Ω） D．定值电阻 E. 定值电阻 F. 开关一个，导线若干 (1)实验过程中为了减小实验误差，需多次测量且要求电表示数至少要达到量程的，则定值电阻应该选 （填器材前的字母代号）； (2)请在答题卡的虚线框内画出实验电路图 ； (3)将电压表的示数记为，将另一个电压表的示数记为，将所选定值电阻的阻值记为R，在获得多组、的值后建立坐标系，绘制，图像拟合得到线性图像的斜率为k，则电压表的内阻为 （用k和R表示）。 3.（电桥法测电阻）用图示的电路可以测量电阻的阻值，图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，阻值是100 Ω，G是灵敏度很高的电流计，MN是一段长20 cm的均匀电阻丝。闭合开关，改变滑动触头P的位置，当通过电流计G的电流为零时，测得MP＝8 cm，则Rx的阻值为(　　) A．80 Ω B．100 Ω C．150 Ω D．180 Ω 4.（电桥法）一定值电阻阻值在范围内，某研究小组欲根据如图所示电路精确测量其阻值。已知电源E的电动势为5V、内阻为1Ω；灵敏电流计的量程为、内阻为1kΩ；电阻箱R（0~9999.9Ω）。实验室可供选择的其他主要器材如下： A．电压表量程0~5V，内阻为20kΩ）； B．电压表（量程0~15V，内阻为50kΩ）； C．电流表（量程0~0.3A，内阻为2Ω）； D．电流表（量程0~0.6A，内阻为1Ω）； (1)为保证测量精度，电路中电压表应选 （选填“A”或“B”），电流表应选 （选填“C”或“D”）； (2)为确保灵敏电流计G的安全，闭合S前电阻箱应调整至 （选填“1000.0Ω”、“2000.0Ω”、“5000.0Ω”或“9999.9Ω”）； (3)闭合S后，调节电阻箱的阻值，当灵敏电流计G的示数为零时，电阻箱的阻值为R、电压表的示数为U以及电流表的示数为I，则的测量值为 （用 5.（半偏法）为测定下图中一个量程为的微安表的内阻，某同学设计了如图甲的实验电路，采用的主要器材有：电动势为6V的电源、最大阻值为的滑动变阻器和阻值范围为0~999Ω的电阻箱。如果实验时进行的步骤有： A．合上； B．合上； C．观察的阻值是否最大，如果不是，将的阻值调至最大； D．调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度； E.调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，记下的阻值； (1)把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在横线上空白处： 。 (2)如果的阻值如图乙所示，要把测量中的微安表改装成量程为0-6V的电压表，则需要给微安表 （填“串联”或“并联”）上一个阻值为 Ω的电阻。（计算结果保留3位有效数字） (3)采用上述方法测得的微安表内阻结果会 （填“偏大”或“偏小”），为了减小本实验误差，应尽可能选用电动势 （填“较大”或“较小”）的电源。 6.（半偏法）实验小组找到一刻度清晰的微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下： A．微安表G（满偏电流为，内阻未知）； B．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为2A）； C．电源E（电动势约为6V）； D．电阻箱R（最大阻值为）； E.开关两个，导线若干。 (1)按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线 。 (2)实验过程：将滑动变阻器的滑片移至 （填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为 。 (3)若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需 （填“串”或“并”）联一个 （保留两位小数）的定值电阻。 【题型八】电表的读数 【例1】下图是电表的刻度盘。若当时使用的甲表盘的0-3V量程，那么电表读数为 ；若使用的是乙表盘的0-0.6A量程，那么电表读数为 。 【例2】某次实验中两电表示数如图所示，可读出毫安表的示数是 ，微安表的示数是 。 【题型九】练习使用多用电表 【例1】（2024·南京期末）关于用多用电表测量电学中的物理量的实验，下列操作正确的是（　　） A．测量未知直流电源两端电压时，应先用小量程再逐渐增大到合适的量程 B．用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测 C．待测电阻若是连接在电路中，不用把它与其他元件断开后再测量 D．使用结束时，应把选择开关置于直流电压最高挡 【例2】（2024·广东学业考试）多用电表表盘指针如图所示，下列读数正确的是（　　） A．若选用100mA电流挡，示数为110mA B．若选用10V直流电压挡，示数为2.2V C．若选用“×10”欧姆挡，示数为190Ω D．若选用“×100”欧姆挡，示数为1905Ω 【例3】（2023·朝阳一模）某实验小组要测量某金属丝的电阻率，先利用电路测量金属丝阻值的准确值，可选用的实验器材有：电流表A（，内阻约为）；电压表V（，内阻约为）；待测电阻（约）；滑动变阻器；滑动变阻器；干电池2节；开关一个；导线若干。 （1）在所给电路中，应选用 （填“图甲”或“图乙”）作为测量电路；为了便于调节，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。 （2）该实验过程中，闭合开关后要求立即读数，避免金属丝温度升高，这样做的原因是 。 （3）现有如图所示的多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程。其中电流的小量程为，大量程为；电压的小量程为，大量程为．上述实验，若用多用表代替电流表，则图丙中表笔B应连接 ，若用多用表代替电压表，则图丙中表笔B应连接 。（均填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”） 【例4】（2024·郑州模拟）如图所示，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为（  ） 连接方式 红a黑b 红b黑a 红b黑c 红c黑b 红c黑a 红a黑c 阻值/Ω ∞ 80 300 300 300 ∞ A． B． C． D． ( 第 1 页 共 2 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型一：电流的定义式 微观表达式 1. D 2.D 【题型2】游标卡尺、螺旋测微器的读数 1. 1.220cm 2. 6.861mm 【题型三、电阻定律的应用】 1. B 2.B 3.B 【题型四：分压电路、限流电路】 1. B 2.C 【题型五】电表的改装 1. B 2.C 【题型六】电流表的内接或外接 1. B 2.A 【题型七】电阻的测量 1.【答案】(1) (2)R2 (3) I1为电流表G1的读数，I2为电流表G2的读数，R0为定值电阻的阻值。 【详解】（1）采用电流表的分流法：让待测电流表G2与定值电阻R0并联，再与电流表G1串联，这样I1 − I2就是流过定值电阻的电流，从而可以求出定值电阻两端的电压，也就是待测电流表两端的电压，这样就可以求出待测电流表的内电阻。电路可以调节使得电表的电流或电压的读数从零开始逐渐增大，滑动变阻器采用分压式接法，为调节方便，选择阻值较小的滑动变阻器，即R2，电路图如图所示。 （2）电路可以调节使得电表的电流或电压的读数从零开始逐渐增大，滑动变阻器采用分压式接法，为调节方便，选择阻值较小的滑动变阻器，即R2。 （3）[1]流过定值电阻的电流 I = I1 − I2 定值电阻两端的电压 U = IR0 这个电压也是待测电流表两端的电压，因此待测电流表的内阻 [2]I1为电流表G1的示数，I2为电流表G2的示数，R0为定值电阻的阻值。 2.【答案】(1)D (2)见解析 (3) 【详解】（1）要测量电压表的内阻，该电压表量程为3V，内阻大约为2kΩ，由于器材中没有电流表，所以可以用定值电阻与串联，将量程更大的电压表与它们并联，为了使电表示数至少要达到量程的，定值电阻应该选阻值与内阻接近的，即选D。 （2）由于滑动变阻器阻值远小于待测电压表内阻，则滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示 （3）根据欧姆定律可得 整理可得 可知图像的斜率为 解得压表的内阻为 3.C 4.【答案】(1) A C (2)5000.0Ω (3) (4)等于 5.【答案】(1)CADBE (2) 串联 (3) 偏小 较大 【详解】（1）实验的合理顺序是：观察的阻值是否最大，如果不是，将的阻值调至最大；合上，调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；合上，调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，记下的阻值。即实验的合理顺序是：CADBE。 （2）[1][2]根据半偏法测微安表内阻原理，由图乙可知微安表的内阻测量值为 要把测量中的微安表改装成量程为0-6V的电压表，则需要给微安表串联上一个电阻，根据 解得 （3）[1]采用半偏法测微安表内阻，当微安表指针半偏时，由于电阻箱的并联，使得电路总电阻变小，则电路总电流变大，所以流过电阻箱的电流大于流过微安表的电流，根据并联电流与电阻从反比可知，微安表内阻的真实值应满足 即采用半偏法测得的微安表内阻结果会偏小； [2]为了减小本实验误差，应使微安表满偏时，滑动变阻器接入电路阻值大一些，则应尽可能选用电动势较大的电源。 6.【答案】(1)见解析 (2) 左 2400 (3) 并 0.60 【详解】（1） （2）[1]为了保护测量电路，闭合开关之前，将滑动变阻器的滑片移至左端。 [2]由半偏法实验原理可知，微安表的内阻与电阻箱的电阻相等，即 （3）[1][2]若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需并联一个电阻，由 解得 【题型八】电表的读数 1.【答案】 1.44V（1.44~1.46V） 0.32A 【详解】[1]当时使用的是该表的0-3V量程，由图示表盘可知其分度值为0.1V，示数为1.44V； [2]当时使用的是该表的0-0.6A量程，由图示表盘可知其分度值为0.02A，那么电表读数为0.32A。 2.【答案】 8.0 150 【详解】[1]由题图可以看出，毫安表的最小分度为，按“五分之一估读”法，其示数为。 [2]微安表的最小分度为，按“十分之一估读”法，其示数为。 【题型九】练习使用多用电表 1.【答案】B 【知识点】多用电表的结构和使用方法、多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数 【详解】A．测量未知直流电源两端电压时，为保护电表安全，应先用大量程再逐渐减小到合适的量程，故A错误； B．用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，可知待测电阻较小，则应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测，故B正确； C．待测电阻若是连接在电路中，需要把它与其他元件断开后再测量，故C错误； D．使用结束时，应把选择开关置于交流电压最高挡或者“OFF”挡，故D错误。 故选B。 2.【答案】C 【详解】A．若选用100mA电流挡，示数为，故A错误； B．若选用10V直流电压挡，示数为，故B错误； C．若选用“×10”欧姆挡，示数为 故C正确； D．若选用“×100”欧姆挡，示数为 故D错误。 故选C。 3.【答案】 图甲 金属丝温度升高，金属丝的电阻率会增大 2 5 【详解】（1）[1]因电流表内阻约为，图乙接法电压表测得的电压误差较大，电压表内阻约为，图甲接法电流表测得的电流误差较小，故选图甲； [2]由于选择限流电路，所以滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的，所以选择； （2）[2]该实验过程中，闭合开关后要求立即读数，避免金属丝温度升高，这样做的原因是金属丝温度升高，金属丝的电阻率会增大； （3）[4][5]如图所示的多用电表，图丙中表笔B链接“2”为电流的小量程；图丙中表笔B链接“5”为电压表的小量程。 4.【答案】A 【详解】欧姆挡内部结构大致如图所示，红表笔与电流表正接线柱对应，黑表笔与电流表负接线柱对应，电源正极与电流表正接线柱连接，当黑表笔连接二极管正极、红表笔连接二极管负极时，二极管处于导通状态，测量出的二极管电阻较小。当黑表笔连接二极管负极、红表笔连接二极管正极时，二极管处于截止状态，测量出的二极管电阻接近无限大。由表可知红b黑c或红c黑b时测得阻值均为300Ω，说明b、c间接的是阻值为300Ω的定值电阻。红a黑b时测得阻值为∞，红b黑a时测得阻值为80Ω，说明a、b间接的是二极管，a端接二极管正极，二极管导通电阻为80Ω，A正确。测量a、c间时也印证了A正确。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $$