第十一章 电路及其应用(第三期)-江苏省13大市高中物理考试真题分类汇编(人教版必修第三册)
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内容正文:
必修第三册
第11章 电路及其应用
1. 电源 恒定电流
1. (南京师范大学附属扬子中学2025-2026学年高二上学期第一次联考)下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观解释式中的v是自由电子热运动的平均速率
B. 由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C. 由公式可知,电阻率与导体的电阻R、导体的长度l和横截面积S有关
D. 电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
2.(镇江市2025-2026学年高二上学期10月联考)某品牌新能源车使用闪充技术,5min时间充电82A·h,则平均充电电流约为( )
A. 16.4A B. 164A C. 410A D. 984A
2.导体的电阻
1.(无锡市2025-2026学年高二上学期10月联考)由公式,可知导体的电阻( )
A. 跟导体两端的电压成正比
B. 与导体中的电流强度成反比
C. 决定于电路中的电流强度和电压
D. 可以利用导体两端的电压和通过的电流大小来计算
2.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)某金属导线的电阻率为,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,则该导线的( )
A. 电阻变为2R B. 电阻变为
C. 电阻率变为 D. 电阻率仍为
3.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比L1:L2=5:2,直径之比d1:d2=2:1,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比为I1:I2=3:2,则它们的电阻率之比ρ1:ρ2为( )
A. B. C. D.
4.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)甲、乙两个长方体导体的边长均为a、b、c,将它们接入如图所示的电路中,闭合开关S,理想电流表A1、A2的示数相等,则导体甲、乙的电阻率之比为( )
A. c2∶a2 B. a2∶c2 C. c∶a D. a∶c
5.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,a,b为同种材料的电阻,已知a的长度为,截面积,b的长度,横截面积,则在两支路a和b中,电荷移动的速率之比( )
A. B. C. D.
6.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)家用电热水器,在使用时具有漏电危险,当发生漏电时,电流会经过水管中的水,流到人体而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其装置如图(1),其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,结构如图(2),它实则上是将水管的水道变得更细更长,安装位置如图(3)。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流的
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
7.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,a,b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )
A. a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
B. a、b并联之后的总阻值的伏安特性曲线应该落在Ⅱ区域
C. b代表的电阻丝较粗
D. 图线表示电阻丝的阻值与电压成正比
8.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)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
9.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
10.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图甲所示的电路中,两个定值电阻、串联接在输出电压的恒压电源上,图乙是定值电阻、的图线,求:
(1)、的阻值分别为多少千欧?此时,两端电压是多大?
(2)若用另一阻值为5kΩ的定值电阻,并联在两端,此时,两端电压是多大?
11.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某均匀直金属丝长,横截面积,将该金属丝接入电路后,其两端的电压,在内有的电荷量通过该金属丝的横截面。
(1)求金属丝中的电流I;
(2)求金属丝材料的电阻率;
(3)金属丝中之所以形成电流,是因为其内部存在恒定电场。已知电子的电荷量,求金属丝中一个电子在此恒定电场中所受的电场力大小。
3.串联电路和并联电路
1.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)两只电阻的伏安特性曲线,如图所示,关于两个电阻说法正确的是( )
A. B.
C. D. 并联在电路中时,
2.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)在如图所示的电路中,已知电阻,R3阻值未知,则通过它们的电流之比为( )
A. B. C. D.
3.(南京市2025-2026学年度第一学期期中学调研测试)实验室常用的电流表、电压表通常由小量程电流表和一个电阻改装而成。下列说法正确的是( )
A. 电流表改装通常用甲电路,减小时量程增大
B. 电压表改装通常用甲电路,增大时量程增大
C. 电流表改装通常用乙电路,增大时量程增大
D. 电压表改装通常用乙电路,减小时量程增大
4.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表,接线柱a为公共接线柱,下列说法正确的是( )
A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A
B. 用a、c两个接线柱时量程为3A
C. R1和R2的阻值之和为10Ω
D. R1的阻值为R2阻值的
5.(镇江市2025-2026学年高二上学期10月联考)在电学实验中,为了更准确获得实验数据,需要将灵敏电流计改装成实验所需电表。如图所示,一改装的电流表是由一个灵敏电流计G和两个电阻、组成,下列说法正确的是( )
A. 减小时量程会增大 B. 减小时量程会减小
C. 减小时量程会减小 D. 减小时量程保持不变
6.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)有一个电流表,刻度盘每1小格代表,内阻为360Ω。若将其改为刻度盘每一小格代表的电流表,那么需要给其并联的定值电阻阻值为( )
A. 3000Ω B. 150Ω
C. 120Ω D. 2400Ω
7.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表,设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是( )
A. 若将S调到1位置,则为改装后的安培表
B. 若将S调到2位置,则为改装后的伏特表
C. 若想扩大安培表的量程,可适当增大
D. 若想扩大伏特表的量程,可适当增大
8.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)两个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1和A2,电流表A1的量程小于A2的量程,把它们按如图所示接入电路中,则( )
A. A1指针偏转角大于A2指针偏转角
B. A1指针偏转角等于A2指针偏转角
C. A1的读数比A2的读数大
D. A1的读数比A2的读数小
9.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)在如图所示的电路中,电阻为,为,为。另有一个电压恒为的电源。
(1)当C、D端短路时, A、B之间的等效电阻是多少?
(2)当A、B两端接通测试电源时,C、D两端的电压是多少?
10.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)如图甲所示的电路中,间电压恒定,为非线性元件,其伏安特性曲线如图乙所示,电压表示数,电流表和电压表均为理想电表。求:
(1)此时的阻值;
(2)电流表示数
4.实验:测量金属丝的电阻率
1.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
2.(无锡市2025-2026学年高二上学期10月联考)现要测量某圆柱形金属丝的电阻率。已知其直径为D,接入电路的长度为L,阻值约为。某同学用伏安法对金属丝的阻值进行比较精确的测量,要求电压表和电流表示数变化范围尽可能的大。可供选用的器材有电源E:电动势内阻不计,电流表A:量程,内阻约为,电压表V:量程,内阻约为,滑动变阻器R:最大电阻值为, 开关一个,导线若干。
(1)根据实验要求,实物图中连错的线的编号为___________;
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于___________端(填“a”或“b”);
(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则计算金属丝电阻率的表达式为___________。(用题目中所给物理量的字母表示)
3.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某同学欲测量一阻值大约为,粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势6.0V)
B.电压表V(量程为0~6V,内阻约为)
C.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为)
D.电流表(量程3A,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值,额定电流2A)
(1)用游标卡尺测得该材料的长度L为60.20毫米。用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数______mm;
(2)测量导电材料的电阻时,为了便于调节,测量尽可能地准确,实验中所用电流表应选用______(填所选仪器前的字母符号),选择合适的实验器材,在图丙方框内把实验原理图补充完成,把器材符号标在电路图上;
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为______(用R、L、D三个物理量表述)。
4.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考) 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L,再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,如图甲所示, 则D=_______mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻,他进行了如下操作: 先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大,则应该换用_______(选填“×1”或“×100”)挡, 正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量, 指针静止时位置如图乙所示, 则该金属丝的电阻Rx=_______Ω。
(3)若用伏安法测量该金属丝的阻值, 电路如图丙所示。除电源(电动势为4V, 内阻不计)、电流表A(量程为30mA, 内阻约1Ω)、待测金属丝、导线、开关外, 电压表应选用_______,滑动变阻器应选用_______(以上两空均选填以下给定器材前的字母)。电压表的左端应与电路中的_______(选填“a”或“b”) 点相连。
A.电压表 V1(量程为3V, 内阻约3kΩ)
B. 电压表 V2 (量程为15V, 内阻约15kΩ)
C. 滑动变阻器R1(总阻值为50Ω, 额定电流为2A)
D. 滑动变阻器R2 (总阻值为200Ω, 额定电流为2A)
5.(南京市2025-2026学年度第一学期期中学调研测试)某同学家中有一捆导线,想通过测量其电阻率判断导线的材质:
(1)该同学截取了一段导线,用米尺测出其接入电路中的长度为L;
(2)该同学用如图甲所示的螺旋测微器测导线的直径时,应先转动______,使F靠近导线,再转动H直到F夹住导线,听到“喀喀”声时停止,拨动_____使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。
(3)正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,则导线的直径d = _________mm。
(4)实验中,测得金属丝的电阻为R,该金属丝的电阻率=__________ (结果用L、d、R表示)。
(5)若该同学在测量长度时导线没有拉直,则金属丝的电阻率ρ的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小” 或 “相等”)。
6.(前黄高级中学2025-2026学年高二上学期第一次学情检测)某探究小组为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率、电源的电动势和内阻,进行了如下实验探究:
(1)该小组用螺旋测微器在测量电阻丝直径时,选择电阻丝的不同位置进行多次测量,取其平均阻值作为电阻丝的直径D,某次测量时螺旋测微器的示数如图甲所示,则该合金丝直径的测量值D=______mm,再用刻度尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值,图中电流表量程为0~0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。
第一次探究:将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,根据实验数据,在图丙中绘制出图像,该小组根据图乙的电路和图丙的图像,求得电源电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留2位有效数字)
第二次探究:将S2置于位置2,读出电流表读数,并根据图丙中的图像可得Rx的值,最后可由表达式ρ=______得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)。
(3)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大,若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7.(南京市中华中学2024-2025学年高二上学期10月学情调研)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源E(电动势,内阻约)
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,3A)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用________、连接电路时,电压表应选________、电流表应选________(均选填选项前的字母);
(2)如图所示,实验小组使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为________mm;
(3)请在下图中用连线代替导线完成实验器材的连接________(提示:注意选取合适的电表量程);
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)________(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)保持(3)中实物图电源、开关及滑动变阻器组成的原控制电路部分不变,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L,记录对应的电流I。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为(a,b),如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率____。
5.测电阻
1.(南京市七校2025-2026学年高二上学期10月联合调研)某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为50Ω,滑动变阻器阻值范围为0~5Ω,电流表内阻约0.5Ω,电压表内阻约2kΩ。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B. C. D.
2.(前黄高级中学2025-2026学年高二上学期第一次学情检测)某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω的电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是( )
A. B. C. D.
3.(扬州中学2025-2026学年高二上学期10月)如图所示是一个用补偿法测未知电阻的电路。已知电阻,、的总长度为。当拨至1时,、电阻线的长度调为时表指针指零位;当拨至2时,、电阻线的长度调为时表指针指零位;则的大小满足( )
A. B. C. D.
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必修第三册
第11章 电路及其应用
1. 电源 恒定电流
1. (南京师范大学附属扬子中学2025-2026学年高二上学期第一次联考)下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观解释式中的v是自由电子热运动的平均速率
B. 由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C. 由公式可知,电阻率与导体的电阻R、导体的长度l和横截面积S有关
D. 电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
【答案】D
【解析】在公式中,v是电子定向移动的速率,不是电子做热运动的速率,A错误;导体的电阻由导体本身决定,与加在其两端的电压无关,与流过的电流无关,B错误;电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化,与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关,C错误,D正确。故选D。
2.(镇江市2025-2026学年高二上学期10月联考)某品牌新能源车使用闪充技术,5min时间充电82A·h,则平均充电电流约为( )
A. 16.4A B. 164A C. 410A D. 984A
【答案】D
【解析】根据电流的定义式,其中,时间,代入得,故选D。
2.导体的电阻
1.(无锡市2025-2026学年高二上学期10月联考)由公式,可知导体的电阻( )
A. 跟导体两端的电压成正比
B. 与导体中的电流强度成反比
C. 决定于电路中的电流强度和电压
D. 可以利用导体两端的电压和通过的电流大小来计算
【答案】D
【解析】电阻是导体自身的性质,公式是导体电阻的定义式,导体的电阻与导体两端电压和导体中的电流无关,只是可以利用导体两端的电压和通过的电流大小来计算。故选D。
2.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)某金属导线的电阻率为,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,则该导线的( )
A. 电阻变为2R B. 电阻变为
C. 电阻率变为 D. 电阻率仍为
【答案】D
【解析】根据题意可知,电阻率和金属材料有关,和金属材料的形状无关,把金属导线均匀拉长到直径为原来的一半,则横截面积变为原来的,长度变为原来的倍,电阻率仍为,由电阻定律可知,电阻变为原来的倍。故选D。
3.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比L1:L2=5:2,直径之比d1:d2=2:1,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比为I1:I2=3:2,则它们的电阻率之比ρ1:ρ2为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据欧姆定律得R,两金属的电阻之比为,两金属的横截面积,再据电阻定律得ρ,所以,故选D。
4.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)甲、乙两个长方体导体的边长均为a、b、c,将它们接入如图所示的电路中,闭合开关S,理想电流表A1、A2的示数相等,则导体甲、乙的电阻率之比为( )
A. c2∶a2 B. a2∶c2 C. c∶a D. a∶c
【答案】A
【解析】理想电流表A1、A2的示数相等,则,由,可得,则,故选A。
5.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,a,b为同种材料的电阻,已知a的长度为,截面积,b的长度,横截面积,则在两支路a和b中,电荷移动的速率之比( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据电阻定律,可得,,两支路并联有,结合电流微观表达式,对于同种材料n、q相同;联立可得,即,故选B。
6.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)家用电热水器,在使用时具有漏电危险,当发生漏电时,电流会经过水管中的水,流到人体而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其装置如图(1),其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,结构如图(2),它实则上是将水管的水道变得更细更长,安装位置如图(3)。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流的
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
【答案】C
【解析】根据电阻定律,水的电阻率不变,在该情况下,将水流变长,横截面积变小来增大电阻,减小电流,从而对人体起到保护作用,但不能完全隔断电流。故选C。
7.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,a,b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )
A. a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
B. a、b并联之后的总阻值的伏安特性曲线应该落在Ⅱ区域
C. b代表的电阻丝较粗
D. 图线表示电阻丝的阻值与电压成正比
【答案】C
【解析】根据欧姆定律,可得,可知伏安特性曲线的斜率是电阻的倒数,因此a代表的电阻较大,b的较小;根据电阻定律,可知a的电阻丝较细,b的较粗,A错误,C正确;把ab代表的电阻丝并联后阻值比金属丝b的跟小,伏安特性曲线应分布在III区域,B错误;一段金属丝的电阻是由本身的因素决定的,与所加电压和所通过的电流无关,D错误。故选C。
8.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)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
【答案】B
【解析】根据欧姆定律可知,图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻,由图可知,A点时,白炽灯的电阻为,B正确,CD错误;随着电压的增大,图线上各点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,则随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐增大,A错误。故选B。
9.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
【答案】C
【解析】图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数表示小灯泡的电阻,由题图可知,U越大,图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数不断增大,则小灯泡的电阻增大,A正确,不符合题意;对应P点,小灯泡的电阻为,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;对应P点,小灯泡的功率,与题图中PQOM所围的面积相等,D正确,不符合题意。故选C。
10.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图甲所示的电路中,两个定值电阻、串联接在输出电压的恒压电源上,图乙是定值电阻、的图线,求:
(1)、的阻值分别为多少千欧?此时,两端电压是多大?
(2)若用另一阻值为5kΩ的定值电阻,并联在两端,此时,两端电压是多大?
【答案】(1),, (2)
【解析】(1)由图可知,,,
两电阻串联,电流相等,则有,又,联立解得。(2)和并联后阻值为,根据电流相等有,又,联立解得。
11.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某均匀直金属丝长,横截面积,将该金属丝接入电路后,其两端的电压,在内有的电荷量通过该金属丝的横截面。
(1)求金属丝中的电流I;
(2)求金属丝材料的电阻率;
(3)金属丝中之所以形成电流,是因为其内部存在恒定电场。已知电子的电荷量,求金属丝中一个电子在此恒定电场中所受的电场力大小。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)该金属丝中电流,得。
(2)金属丝的电阻,根据电阻定律,得。
(3)金属丝内部恒定电场的电场强度大小为,一个电子所受的电场力,得。
3.串联电路和并联电路
1.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)两只电阻的伏安特性曲线,如图所示,关于两个电阻说法正确的是( )
A. B.
C. D. 并联在电路中时,
【答案】B
【解析】图像斜率表示电阻倒数,故两电阻的阻值为小于,B正确;并联时电压相等,因此,D错误。故选B。
2.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)在如图所示的电路中,已知电阻,R3阻值未知,则通过它们的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】、并联,电压相等,可得,流过的电流为流过、的电流之和,即,可得,故选D。
3.(南京市2025-2026学年度第一学期期中学调研测试)实验室常用的电流表、电压表通常由小量程电流表和一个电阻改装而成。下列说法正确的是( )
A. 电流表改装通常用甲电路,减小时量程增大
B. 电压表改装通常用甲电路,增大时量程增大
C. 电流表改装通常用乙电路,增大时量程增大
D. 电压表改装通常用乙电路,减小时量程增大
【答案】A
【解析】根据并联分流原理可知,甲电路为改装电流表的电路,R越小时其分流越大,则量程越大,选项A正确,B错误;根据串联分压原理可知,乙电路为改装电压表的电路,R越大时其分压越大,则量程越大,减小时量程减小,选项C、D错误。故选A。
4.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)如图所示,用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表,接线柱a为公共接线柱,下列说法正确的是( )
A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A
B. 用a、c两个接线柱时量程为3A
C. R1和R2的阻值之和为10Ω
D. R1的阻值为R2阻值的
【答案】C
【解析】接a、b两个接线柱时,,得,接a、c两个接线柱时,得,可知,则用a、b两个接线柱时量程为3A,A、B错误;由前面可知,,代入数据,解得,,则,,C正确,D错误。故选C。
5.(镇江市2025-2026学年高二上学期10月联考)在电学实验中,为了更准确获得实验数据,需要将灵敏电流计改装成实验所需电表。如图所示,一改装的电流表是由一个灵敏电流计G和两个电阻、组成,下列说法正确的是( )
A. 减小时量程会增大
B. 减小时量程会减小
C. 减小时量程会减小
D. 减小时量程保持不变
【答案】B
【解析】设灵敏电流计G的满偏电流为,内阻为,则改装后的量程为,可知减小时量程会减小,减小时量程会增大。故选B。
6.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)有一个电流表,刻度盘每1小格代表,内阻为360Ω。若将其改为刻度盘每一小格代表的电流表,那么需要给其并联的定值电阻阻值为( )
A. 3000Ω B. 150Ω C. 120Ω D. 2400Ω
【答案】C
【解析】电流表刻度盘总共有N小格,则满偏电流为,改装后量程为,则并联电阻中的电流为,满偏电压,可得,故选C。
7.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表,设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是( )
A. 若将S调到1位置,则为改装后的安培表
B. 若将S调到2位置,则为改装后的伏特表
C. 若想扩大安培表的量程,可适当增大
D. 若想扩大伏特表的量程,可适当增大
【答案】C
【解析】将S调到1位置时,电阻与表头并联,这是扩大表头的电流量程,故其改装后是安培表,A正确;将S调到2位置,电阻与改装后的电流表串联,电阻起到分压作用,则为改装后的伏特表,B正确;若想扩大安培表的量程,电阻分流的增大,电流增大,根据欧姆定律可以知道需要减小电阻,C错误;若想扩大伏特表的量程,则电阻分压作用要增大,故需要适当增大,D正确。故选C。
8.(盐城市五校联考2025-2026学年高二上学期10月月考)两个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1和A2,电流表A1的量程小于A2的量程,把它们按如图所示接入电路中,则( )
A. A1指针偏转角大于A2指针偏转角
B. A1指针偏转角等于A2指针偏转角
C. A1的读数比A2的读数大
D. A1的读数比A2的读数小
【答案】A
【解析】因为电流表A1和A2串联,串联电路电流处处相等,A1的读数等于A2的读数,C、D错误;由于A1的量程小于A2的量程,A1的读数等于A2的读数,因此A1指针偏转角大于A2指针偏转角,A正确,B错误。故选A。
9.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)在如图所示的电路中,电阻为,为,为。另有一个电压恒为的电源。
(1)当C、D端短路时, A、B之间的等效电阻是多少?
(2)当A、B两端接通测试电源时,C、D两端的电压是多少?
【答案】(1) (2)80V
【解析】(1)当C、D端短路时,A、B之间的等效电路如下图所示,由图可知,电路中、并联后与串联,故电路的总阻值为。
(2)当A、B两端接通测试电源时,电路等效为与串联,C、D两端的电压为上的电压。电路图如下,根据欧姆定律可知,电路中的电流,所以C、D端的电压,联立解得。
10.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考)如图甲所示的电路中,间电压恒定,为非线性元件,其伏安特性曲线如图乙所示,电压表示数,电流表和电压表均为理想电表。求:
(1)此时的阻值;
(2)电流表示数
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据欧姆定律可知,流过的电流,根据串联电路的电流特点可知,结合的伏安特性曲线可知,此时两端的电压,根据欧姆定律有。
(2)根据串联电路的电压特点可知,根据欧姆定律可知,流过的电流,电流表测量的是干路电流,根据并联电路的电流特点有,解得。
4.实验:测量金属丝的电阻率
1.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据游标卡尺的读数规则可知主尺读数为17mm,游标尺为50分度,每分度值为0.02mm,第10条刻度线对齐,则游标尺的读数为,所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm,故选C。
2.(无锡市2025-2026学年高二上学期10月联考)现要测量某圆柱形金属丝的电阻率。已知其直径为D,接入电路的长度为L,阻值约为。某同学用伏安法对金属丝的阻值进行比较精确的测量,要求电压表和电流表示数变化范围尽可能的大。可供选用的器材有电源E:电动势内阻不计,电流表A:量程,内阻约为,电压表V:量程,内阻约为,滑动变阻器R:最大电阻值为, 开关一个,导线若干。
(1)根据实验要求,实物图中连错的线的编号为___________;
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于___________端(填“a”或“b”);
(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则计算金属丝电阻率的表达式为___________。(用题目中所给物理量的字母表示)
【答案】(1) 3 (2)a (3)
【解析】(1)要求电压表和电流表示数变化范围尽可能的大,所以滑动变阻器应采用分压式接法,即“二下一上”故编号为3的导线应接在滑动变阻器下面的接线柱。
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于a端。
(3)电阻的阻值为,解得金属丝电阻率为。
3.(扬州市邗江区2025-2026学年高二上学期月考)某同学欲测量一阻值大约为,粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势6.0V)
B.电压表V(量程为0~6V,内阻约为)
C.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为)
D.电流表(量程3A,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值,额定电流2A)
(1)用游标卡尺测得该材料的长度L为60.20毫米。用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数______mm;
(2)测量导电材料的电阻时,为了便于调节,测量尽可能地准确,实验中所用电流表应选用______(填所选仪器前的字母符号),选择合适的实验器材,在图丙方框内把实验原理图补充完成,把器材符号标在电路图上;
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为______(用R、L、D三个物理量表述)。
【答案】(1) 0.731 (2)C 图见解析 (3)
【解析】(1)螺旋测微器的读数D=0.5mm+0.01mm×23.1=0.731mm.
(2)待测电阻的最大电流,因此选择电流表选C,滑动变阻器阻值较小,用分压式接法,待测电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法,电路图如图所示
(3)根据电阻定律,解得.
4.(苏州市姑苏区苏州第一中学2025-2026学年高二上学期10月月考) 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L,再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,如图甲所示, 则D=_______mm。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻,他进行了如下操作: 先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大,则应该换用_______(选填“×1”或“×100”)挡, 正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量, 指针静止时位置如图乙所示, 则该金属丝的电阻Rx=_______Ω。
(3)若用伏安法测量该金属丝的阻值, 电路如图丙所示。除电源(电动势为4V, 内阻不计)、电流表A(量程为30mA, 内阻约1Ω)、待测金属丝、导线、开关外, 电压表应选用_______,滑动变阻器应选用_______(以上两空均选填以下给定器材前的字母)。电压表的左端应与电路中的_______(选填“a”或“b”) 点相连。
A.电压表 V1(量程为3V, 内阻约3kΩ)
B. 电压表 V2 (量程为15V, 内阻约15kΩ)
C. 滑动变阻器R1(总阻值为50Ω, 额定电流为2A)
D. 滑动变阻器R2 (总阻值为200Ω, 额定电流为2A)
【答案】(1)1.415 (2)×1 17 (3)A D b
【解析】(1)金属丝直径为。
(2)指针偏转角度过大,示数较小,说明倍率过大,则应该换用“×1”挡,该金属丝的电阻。
(3)电源电动势为4V,则电压表选用A;由于滑动变阻器采用限流式接法,当在测量时要让电流表的偏转达到一半以上,则需要接入,故滑动变阻器要选择D。由于,则电压表分流造成的误差相对较小,电流表外接,电压表的左端应与电路中的b点相连。
5.(南京市2025-2026学年度第一学期期中学调研测试)某同学家中有一捆导线,想通过测量其电阻率判断导线的材质:
(1)该同学截取了一段导线,用米尺测出其接入电路中的长度为L;
(2)该同学用如图甲所示的螺旋测微器测导线的直径时,应先转动______,使F靠近导线,再转动H直到F夹住导线,听到“喀喀”声时停止,拨动_____使F固定后读数(填仪器部件字母符号)。
(3)正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,则导线的直径d = _________mm。
(4)实验中,测得金属丝的电阻为R,该金属丝的电阻率=__________ (结果用L、d、R表示)。
(5)若该同学在测量长度时导线没有拉直,则金属丝的电阻率ρ的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小” 或 “相等”)。
【答案】(2)D G (3) (4) (5)偏大
【解析】(2)某同学用图甲所示的螺旋测微器测导线的直径时,他应先转动旋钮D,使F靠近导线,再转动H直到F夹住导线,听到“喀喀”声时停止,拨动锁紧装置G使F固定后读数。
(3)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数与可动刻度读数之和,所以导线的直径为。
(4)根据,解得。
(5)若该同学在测量长度时导线没有拉直,偏小,根据以上分析可知,则金属丝的电阻率ρ的测量值与真实值相比偏大。
6.(前黄高级中学2025-2026学年高二上学期第一次学情检测)某探究小组为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率、电源的电动势和内阻,进行了如下实验探究:
(1)该小组用螺旋测微器在测量电阻丝直径时,选择电阻丝的不同位置进行多次测量,取其平均阻值作为电阻丝的直径D,某次测量时螺旋测微器的示数如图甲所示,则该合金丝直径的测量值D=______mm,再用刻度尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值,图中电流表量程为0~0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。
第一次探究:将S2置于位置1,闭合S1,多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,根据实验数据,在图丙中绘制出图像,该小组根据图乙的电路和图丙的图像,求得电源电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留2位有效数字)
第二次探究:将S2置于位置2,读出电流表读数,并根据图丙中的图像可得Rx的值,最后可由表达式ρ=______得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)。
(3)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大,若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)0.770(0.768~0.772) (2) 12 3.0 (3)偏大
【解析】(1)该电阻丝直径的测量值。(2)[1]由电路可知,当将置于位置1,闭合,根据闭合电路欧姆定律有,变形得,结合丙图的图像,可得,,解得,,[2]根据,解得。(3)根据表达式,因电源电动势变小,内阻变大,则当安培表有相同读数时,得到的的值偏小,但用原来的R当作测量值,所以结果偏大。
7.(南京市中华中学2024-2025学年高二上学期10月学情调研)已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源E(电动势,内阻约)
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,3A)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用________、连接电路时,电压表应选________、电流表应选________(均选填选项前的字母);
(2)如图所示,实验小组使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为________mm;
(3)请在下图中用连线代替导线完成实验器材的连接________(提示:注意选取合适的电表量程);
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)________(选填选项前的字母);
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)保持(3)中实物图电源、开关及滑动变阻器组成的原控制电路部分不变,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L,记录对应的电流I。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为(a,b),如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率____。
【答案】(1)F B D (2) 0.550 (3)如图所示 (4)BC##CB (5)
【解析】(1)]因为要求在实验中获得尽可能大的电压调节范围,故滑动变阻器应采用分压式接法,为了调节方便,应选择阻值小的。故选F。电压表选用量程和电源电动势接近,由于电源电动势为3.0V,所以电压表的量程应该选择。故选B。当电路中最大的电流,所以电流表的量程应该选择的。故选D。(2)螺旋测微器测得金属电阻丝的直径。(3)由于待测电阻约为,有,所以电流表采用外接法,实物连接如图所示。
(4)用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减少偶然误差,B正确;本实验采用的是电流表外接法,由于电压表分流导致电流表测量值偏大,根据可知,电阻测量值偏小,再由可知,电阻率测量值小于真实值,C正确。故选BC。(5)根据,,整理有,由图像斜率可得,导线的横截面积,整理有。
5.测电阻
1.(南京市七校2025-2026学年高二上学期10月联合调研)某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为50Ω,滑动变阻器阻值范围为0~5Ω,电流表内阻约0.5Ω,电压表内阻约2kΩ。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于待测电阻的阻值约为,大于滑动变阻器的阻值,所以采用分压电路,且,所以采用内接法。 故选A。
2.(前黄高级中学2025-2026学年高二上学期第一次学情检测)某同学采用如下器材测量阻值约为50Ω的电阻:电流表A(内阻约2.0Ω),电压表V(内阻约10kΩ),滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω),直流电源E(电动势3V,内阻约1.0Ω)、开关S、导线若干。下列电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值,因此滑动变阻器应采用分压接法;又因为,说明待测电阻的阻值较小,因此电流表应采用外接法。故选D。
3.(扬州中学2025-2026学年高二上学期10月)如图所示是一个用补偿法测未知电阻的电路。已知电阻,、的总长度为。当拨至1时,、电阻线的长度调为时表指针指零位;当拨至2时,、电阻线的长度调为时表指针指零位;则的大小满足( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当S拨至1时,G表指针指零,则有,式中U为ef两点间的电压,为ad两点间的电压。当S拨至2时,G表指针也指零,则有,两式相比得,故选D。
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