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章末素養測評
第十一章　電路及其應用
　　本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共100分,考試時間90分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題　共48分)
一、單選題(本題共8小題,每小題4分,共32分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確,選對得4分,選錯得0分)
1.在一段導體兩端加上電壓,已知在10
s內通過此導體橫截面的電荷量是4
C,則通過這段導體的電流是
(　　)
A.
40
A
B.
2.5
A
C.
0.4
A
D.
14
A
2.在1
min內通過阻值為5
Ω的導體橫截面的電荷量為240
C,那么加在該導體兩端的電壓是
(　　)
A.20
V
B.48
V
C.120
V
D.1200
V
3.有一橫截面積為S的銅導線,流經其中的電流為I,設單位體積的銅導線中有n個自由電子,電子的電荷量為e,此時電子的定向移動速度為v,則在Δt時間內,通過銅導線橫截面的自由電子數目可表示為
(　　)
A.
B.nvΔt
C.
D.
4.關于導體的電阻及電阻率,下列說法中正確的是
(　　)
A.由R=可知,導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比
B.由R=ρ知,導體的電阻與導體的長度l、電阻率ρ成正比,與導體的橫截面積S成反比
C.將一根導線一分為二,則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一
D.將一根電阻絲均勻拉長為原來的2倍,則電阻絲的電阻變為原來的2倍
5.如圖C-3-1所示的長方體是用電阻率為ρ的均勻金屬制成的,長度為2L,其橫截面為正方形,邊長為L,若將它的a、b端接入電路時的電阻為R,則將它的兩個側面上的c、d端接入電路時的電阻是
(　　)
圖C-3-1
A.R
B.
C.
D.4R
6.用電流表和電壓表測量電阻的電路如圖C-3-2所示,其中Rx為待測電阻.電表內阻對測量結果的影響不能忽略,下列說法中正確的是(　　
)
圖C-3-2
A.電流表的示數小于通過Rx的電流
B.電流表的示數大于通過Rx的電流
C.電壓表的示數小于Rx兩端的電壓
D.電壓表的示數大于Rx兩端的電壓
7.電流表的內阻是Rg=200
Ω,滿偏電流值是Ig=500
μA,該在欲把這電流表改裝成量程為0~1.0
V的電壓表,正確的方法是
(　　)
A.應串聯一個0.1
Ω的電阻
B.應串聯一個1800
Ω的電阻
C.應并聯一個0.1
Ω的電阻
D.應并聯一個1800
Ω的電阻
8.電位器是一種可變電阻器,其內部結構如圖C-3-3所示.如果把電位器與燈泡和電源串聯起來,轉動滑動觸頭可以改變燈泡的亮度.下列說法正確的是
(　　)
圖C-3-3
A.將A、B接入電路,滑動觸頭順時針轉動,燈泡變亮
B.將A、C接入電路,滑動觸頭順時針轉動,燈泡變亮
C.將A、C接入電路,滑動觸頭順時針轉動,燈泡變暗
D.將B、C接入電路,滑動觸頭順時針轉動,燈泡變亮
二、多選題(本題共4小題,每小題4分,共16分.在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題意,選對得4分,漏選得2分,選錯得0分)
9.如圖C-3-4所示為三個通電導體A、B、C的I-U關系圖像.由圖可知
(　　)
圖C-3-4
A.三個導體的電阻關系為RA>RB>RC
B.三個導體的電阻關系為RAC.若在導體B兩端加上10
V的電壓,則通過導體B的電流是2.5
A
D.若在導體B兩端加上10
V的電壓,則通過導體B的電流是40
A
10.如圖C-3-5所示為一電路板的示意圖,a、b、c、d為接線柱,a、d與6
V的直流電源連接,a、b間,b、c間,c、d間分別連接一個電阻.現發現電路中沒有電流,為檢查電路故障,用一電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為6
V,由此可知
(　　)
圖C-3-5
A.a、b間電路通,c、d間電路不通
B.a、b間電路不通,b、c間電路通
C.a、b間電路通,b、c間電路不通
D.b、c間電路不通,c、d間電路通
11.用伏安法測電阻,當對被測電阻的阻值一無所知而無法選擇用何種接法時,可采用試觸的方法.如圖C-3-6所示,某同學測量未知電阻R時,讓電壓表的一端接在A點,另一端先后接到B點和C點,他發現電流表示數有明顯變化,而電壓表示數無明顯變化,則下列說法中正確的是
(　　)
圖C-3-6
A.R與電壓表阻值接近,應選擇電流表內接電路
B.若選擇電流表內接電路,則測量值大于真實值
C.R與電流表阻值接近,應選擇電流表外接電路
D.若選擇電流表外接電路,則測量值大于真實值
12.圖C-3-7甲所示是該同學通過正確的實驗操作描繪的三個純電阻元件的伏安特性曲線,他用圖乙所示的電路分別給三個元件供電,并測出通過元件1的電流和元件2兩端的電壓,分別標在圖甲上(A點和B點).下列說法正確的是
(　　)
圖C-3-7
A.三個元件中,屬于線性元件的是元件1
B.元件1是二極管
C.元件3是定值電阻
D.元件1在A點對應的電阻大于元件2在B點對應的電阻
第Ⅱ卷(非選擇題　共52分)
三、實驗題(本題共3小題,共22分)
13.(6分)(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx,以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開關,P為歐姆調零旋鈕,把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上　　　　.?
圖C-3-8
A.將兩表筆短接,調節P使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度線,斷開兩表筆.
B.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆.
C.旋轉S使其尖端對準歐姆擋×1k倍率.
D.旋轉S使其尖端對準歐姆擋×100倍率.
E.旋轉S使其尖端對準交流500
V擋,并拔出兩表筆.
根據圖C-3-8所示指針位置,此被測電阻的阻值約為　　　　kΩ.?
(2)下述關于用多用電表測電阻的說法中正確的是　　　　(填選項前的字母).?
A.測量電阻時如果指針偏轉過大,應將選擇開關S撥至倍率較小的擋位,重新進行歐姆調零后再測量
B.測量電阻時,若紅、黑表筆分別插在負、正插孔,則會影響測量結果
C.測量電路中的某個電阻時,應該把該電阻與電路斷開
D.測量阻值不同的電阻時都必須重新進行歐姆調零
14.(6分)在電流表擴大量程的實驗中,要將量程為0~200
μA的電流表G改裝成量程為0~0.2
A的電流表,需先用如圖C-3-9所示的電路即“半偏法”測出此電流表的內阻Rg.
(1)在測量Rg的實驗中,滑動變阻器有如下的規格供選擇:
A.滑動變阻器(阻值范圍為0~10
Ω);
B.滑動變阻器(阻值范圍為0~1500
Ω).
圖C-3-9
為了便于實驗的調節操作,減小誤差,滑動變阻器R滑應選用　　　　(填器材前的選項字母).?
(2)當電阻箱的阻值為R1時,調節滑動變阻器滑片P的位置,使電流表G的指針滿偏;保持滑片P的位置不動,調節電阻箱接入電路的阻值,當電阻箱的阻值為R2時,電流表G的指針恰好半偏,則電流表G的內阻Rg=　　　　.?
(3)若測得Rg=500
Ω,為完成上述改裝,需要用一個約為　　　　Ω的電阻與電流表并聯.?
15.(10分)
某小組同學欲了解某材料導線在常溫下的電阻率.
(1)利用螺旋測微器測量該導線直徑如圖C-3-10所示,則該導線直徑測量值為　　　　mm.?
圖C-3-10
(2)該小組同學用歐姆表粗測該電阻的阻值Rx為150
Ω,為了較準確測量該電阻的阻值Rx,現有電源(12
V,內阻可不計)、滑動變阻器(0~200
Ω,額定電流為1
A)、開關和導線若干,以及下列電表:
A.電流表(0~100
mA,內阻約15.0
Ω);
B.電流表(0~500
mA,內阻約25.0
Ω);
C.電壓表(0~3
V,內阻約3
kΩ);
D.電壓表(0~15
V,內阻約15
kΩ).
為減小測量誤差,在實驗中,電流表應選用　　　　,電壓表應選用　　　　(以上兩空均選填器材前的選項字母),實驗電路應采用圖C-3-11中的　　　　(選填“甲”或“乙”),這樣測量的阻值比真實值　　　　(選填“偏大”或“偏小”).?
圖C-3-11
(3)圖C-3-12是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線.請根據題中所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線.
圖C-3-12
四、計算題(本題共3小題,共30分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和主要的演算步驟)
16.(8分)某金屬導體兩端所加電壓為U=8
V時,t=10
s內通過某一橫截面的電荷量為q=1.6
C.
(1)求導體的電阻R;
(2)若金屬導體兩端電壓變為原來的,則t=10
s內通過金屬橫截面的電子有多少個?(電子電荷量e=1.6×10-19
C)
17.(8分)如圖C-3-13所示的電路中,各電阻的阻值已標出.當輸入電壓UAB=110
V時,輸出電壓UCD是多少?
圖C-3-13
18.(14分)一個量程為0~15
V的電壓表串聯一個阻值為R1=3
kΩ的電阻后,接在電壓為15
V的電源(內阻不計)兩端,電壓表示數為12
V.
(1)求該電壓表的內阻RV;
(2)將該電壓表改裝成量程為0~90
V的電壓表,求應串聯的電阻阻值R2.
(3)若用(2)中改裝好的電壓表測量電路中某電阻兩端電壓時,發現電壓表的讀數總是小于不接電壓表時該電阻兩端的實際電壓值,請分析可能是什么原因.
參考答案
1.C　【解析】
在10
s內通過此導體橫截面的電荷量是4
C,則通過這段導體的電流為I===0.4
A,選項C正確.
2.A　【解析】
導體中的電流為I==
A=4
A,故導體兩端的電壓為U=IR=4×5
V=20
V,A正確.
3.C　【解析】
由于單位體積的導線中有n個自由電子,則在Δt時間內,通過導線橫截面的自由電子數目可表示為N=nSv·Δt;由于流經導線的電流為I,則在Δt時間內,通過導線橫截面的電荷量為Q=I·Δt,而電子的電荷量為e,則Δt時間內通過導線橫截面的自由電子數目可表示為N=,故C正確,A、B、D錯誤.
4.B　【解析】
由歐姆定律可求得電阻,但電阻與導體兩端的電壓及電流無關,故A錯誤;由R=ρ知,導體的電阻與導體的長度l、電阻率ρ成正比,與導體的橫截面積S成反比,故B正確;電阻率是由導體的材料決定的,導線一分為二時,導線的電阻率不變,故C錯誤;將一根電阻絲均勻拉長為原來2倍,長度變為原來的2倍,同時橫截面積變為原來的,電阻絲的電阻變為原來的4倍,故D錯誤.
5.B　【解析】
當a、b端接入電路時,橫截面積為L2,長為2L,電阻R===;當c、d接入電路時,橫截面積為2L2,長為L,電阻R'==,所以R'=,故B正確.
6.B　【解析】
由電路圖可知,實驗采用電流表外接法,電流表所測電流等于通過Rx的電流與通過電壓表的電流之和,電流表的示數大于通過Rx的電流,故A錯誤,B正確;由電路圖可知,電壓表與待測電阻并聯,測量待測電阻兩端電壓,電壓表的示數等于Rx兩端的電壓,故C、D錯誤.
7.B　【解析】
電流表改裝成電壓表要串聯的電阻阻值為R=-Rg=
Ω-200
Ω=1800
Ω,故B正確.
8.D　【解析】
將A、B接入電路,滑動觸頭順時針轉動,電阻變大,則電流減小,燈泡變暗,選項A錯誤;將A、C接入電路,滑動觸頭順時針轉動,電阻不變,則電流不變,燈泡亮度不變,選項B、C錯誤;將B、C接入電路,滑動觸頭順時針轉動,電阻減小,電流變大,則燈泡變亮,選項D正確.
9.BC　【解析】
由I-U圖像知,電阻最大的應該是斜率最小的圖線,其中導體B的電阻為RB==4
Ω,所以在導體B兩端加10
V的電壓時,通過導體B的電流為2.5
A.
10.CD　【解析】
用電壓表測得b、d兩點間電壓為6
V,這說明a、b間電路是通的,b、c間電路不通或c、d間電路不通;用電壓表測得a、c兩點間電壓為6
V,這說明c、d間電路是通的,a、b間電路不通或b、c間電路不通.綜合分析可知,b、c間電路不通,a、b間和c、d間電路通,選項C、D正確.
11.AB　【解析】
由電路圖可知,電壓表的一端接A點,另一端接到B點時,電壓表與電阻并聯,電流表測通過電阻與電壓表的電流之和,另一端接到C點時,電流表測通過電阻的電流;若電流表示數有明顯變化,而電壓表示數無明顯變化,說明電壓表分流較大,而電流表分壓較小,故R阻值較大,與電壓表阻值接近,故應選擇電流表內接電路;若選擇電流表內接法,則測量值是待測電阻和電流表電阻的串聯總電阻,大于真實值,若選擇電流表外接法,則測量值是待測電阻和電壓表電阻的并聯總電阻,小于真實值,故A、B正確,C、D錯誤.
12.AD　【解析】
由實驗得到的I-U圖像知,三個元件中屬于線性元件的是元件1;由于A點與原點O連線的斜率小于B點與原點O連線的斜率,故元件1在A點對應的電阻大于元件2在B點對應的電阻.
13.(1)CABE　30　(2)AC
【解析】
(1)測量幾十千歐的電阻Rx時,應選擇“×1
k”的擋位,進行歐姆調零,再進行測量,使用完畢應將選擇開關置于OFF擋或者交流電壓最大擋,拔出表筆.根據圖中指針位置可知Rx=30
kΩ.
(2)歐姆擋更換規律為“大小,小大”,即當指針偏角較大時,表明待測電阻阻值較小,應換倍率較小的擋位;反之,則應換倍率較大的擋位,每次換擋一定要進行歐姆調零.原則上電流總是從紅表筆流入、從黑表筆流出多用電表,但測量電阻時使用的是內部電源,紅、黑表筆接反了不會影響測量結果.測量電阻時一定要斷電作業.測量阻值不同的電阻時若沒有換擋則不必進行歐姆調零.
14.(1)A　(2)R2-2R1　(3)0.5
【解析】
(1)滑動變阻器采用分壓式接法,為方便實驗操作,應選最大阻值較小的滑動變阻器,則滑動變阻器應選A.
(2)調節電阻箱前后,認為該支路電壓不變,即Ig(R1+Rg)=(R2+Rg),解得Rg=R2-2R1.
(3)設并聯的電阻阻值為R,由歐姆定律得R==
Ω=0.5
Ω.
15.(1)4.700　(2)A　D　甲　偏小　(3)如圖所示
【解析】
(1)根據螺旋測微器的讀數方法可知,測量值為d=4.5
mm+20.0×0.01
mm=4.700
mm.
(2)通過待測電阻的最大電流約為I==
A=0.08
A=80
mA,電流表應選擇A;電源電動勢為12
V,電壓表應選擇D;由題意可知==100,==10,則>,為減小實驗誤差,電流表應采用外接法,應選擇圖甲所示實驗電路,由圖甲所示實驗電路圖可知,由于電壓表的分流作用,電流表測量值偏大,由歐姆定律可知,電阻測量值小于真實值.
(3)根據圖甲所示電路圖連接實物電路圖,實物電路圖如圖所示.
16.(1)50
Ω　(2)5×1018
【解析】
(1)通過導體的電流I==0.16
A
由歐姆定律得R==50
Ω
(2)若金屬導體兩端電壓變為原來的,則電流變為I'===0.08
A
t=10
s內通過金屬橫截面的電荷量q'=I't=0.8
C
t=10
s內通過金屬橫截面的電子數n==5×1018(個)
17.1
V
【解析】
并聯部分的等效電阻為R并==R
則電路的總電阻為R總=10R+R=11R
由串聯分壓得并聯部分分得的電壓為U并=·UAB=×110
V=10
V
而輸出電壓UCD即電阻R上分到的電壓,再由串聯分壓得UCD=UR=U并=×10
V=1
V
18.(1)12
kΩ　(2)60
kΩ　(3)見解析
【解析】
(1)電壓表兩端的電壓為U=12
V,電阻R1兩端的電壓為U1=3
V
由=,解得RV=12
kΩ.
(2)將這個電壓表改裝成量程為0~90
V的電壓表,原電壓表兩端的最大電壓為UV=15
V,此時串聯的電阻兩端的電壓U2=75
V
由=,解得R2=60
kΩ.
(3)電壓表接在被測電阻兩端后,并聯部分電阻的阻值小于被測電阻阻值,分得的電壓變小.

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