人教版 (2019)必修第三冊(cè)第十一章電路及其應(yīng)用綜合與測試達(dá)標(biāo)測試-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1.鳥兒落在110 KV的高壓輸電線上，雖然通電的高壓線是裸露導(dǎo)線，但鳥兒仍然安然無恙，這是因?yàn)? )
A．鳥有耐高壓的本領(lǐng)
B．鳥腳是干燥的，所以鳥的身體不導(dǎo)電
C．鳥兩腳間的電壓幾乎為零
D．鳥身體的電阻極大，所以無電流通過
【解析】鳥兩腳間導(dǎo)線的電阻非常小，故兩腳間電壓幾乎為零．
【答案】 C
2.將四個(gè)定值電阻a、b、c、d分別接入電路，測得相應(yīng)的電流、電壓值如圖所示．其中阻值最接近的兩個(gè)電阻是( )
A．a(chǎn)和b B．b和d
C．a(chǎn)和c D．c和d
解析：選A.本題考查U－I圖象的意義．根據(jù)R＝eq \f(U,I)知，定值電阻的U－I圖線的斜率表示定值電阻的阻值．在U－I圖中分別連接O與4個(gè)點(diǎn)，根據(jù)它們的傾斜度可知，a和b的阻值最接近，故選A.
3.在如圖所示電路中，AB為粗細(xì)均勻、長為L的電阻絲，以A、B上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo)，則各點(diǎn)電勢U隨x變化的圖線應(yīng)為( )
答案 A
解析由U＝IRx＝eq \f(E,R)·eq \f(x,L)R＝eq \f(E,L)x，其中E、L均為定值，故U與x成正比，A項(xiàng)正確．
4.一個(gè)電流表，刻度盤的每1小格代表1 μA，內(nèi)阻為Rg，如果把它改裝成量程較大的電流表，刻度盤的每一小格代表nμA，則( )
A．給它串聯(lián)一個(gè)電阻，阻值為nRg
B．給它串聯(lián)一個(gè)電阻，阻值為(n－1)Rg
C．給它并聯(lián)一個(gè)電阻，阻值為eq \f(Rg,n)
D．給它并聯(lián)一個(gè)電阻，阻值為eq \f(Rg,n－1)
【解析】因Ig＝eq \f(Ug,Rg)，量程擴(kuò)大n倍即為nIg，則應(yīng)有(n－1)Ig被分流，故應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻，阻值R＝eq \f(IgRg,?n－1?Ig)＝eq \f(Rg,n－1).
【答案】 D
5.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時(shí)，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是( )
A.eq \f(IΔl,eS)eq \r(\f(m,2eU)) B.eq \f(IΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))
C.eq \f(I,eS)eq \r(\f(m,2eU)) D.eq \f(ISΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))
答案 B
解析在加速電場中有eU＝eq \f(1,2)mv2，得v＝eq \r(\f(2eU,m)).在剛射出加速電場時(shí)，一小段長為Δl的電子束內(nèi)電荷量為q＝IΔt＝Ieq \f(Δl,v)，則電子個(gè)數(shù)n＝eq \f(q,e)＝eq \f(IΔl,e)eq \r(\f(m,2eU))，B正確.
6.阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)阻可忽略 SKIPIF 1 < 0 連接成如圖所示電路 SKIPIF 1 < 0 開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為 SKIPIF 1 < 0 ，閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的比值為 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】根據(jù)等效電路，開關(guān)S斷開時(shí)，電容器的電壓 SKIPIF 1 < 0 ，得 SKIPIF 1 < 0 ；S閉合時(shí)， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，故 SKIPIF 1 < 0 ，故選C．
7.在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，理想電壓表和理想電流表的讀數(shù)都增大，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障( )
A．R1短路
B．R2短路
C．R3短路
D．R1斷路
答案 A
解析若R1短路，則外部電路的電阻只有R3，故總電阻減小，總電流變大，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大，A對(duì)；若R2短路，電流表的示數(shù)為零，故B錯(cuò)；若R3短路，電壓表的示數(shù)為零，故C錯(cuò)；若R1斷路，電流表的示數(shù)為零，D錯(cuò)．
8.兩個(gè)定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出電壓U＝12 V的直流電源上，且電源電壓保持不變．把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在R1的兩端(如圖所示)．電壓表的示數(shù)為8 V，如果把此電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將( )
A．小于4 V
B．等于4 V
C．大于4 V、小于8 V
D．等于或大于8 V
【解析】當(dāng)電壓表接在R1兩端時(shí)，其示數(shù)為8 V，則此時(shí)電阻R2兩端的電壓為4 V，將R1與RV并聯(lián)后的電阻用R1V表示，則eq \f(R1V,R2)＝eq \f(8,4)＝eq \f(2,1)，即R1V＝2R2，由于R1>R1V，則R1>2R2.當(dāng)電壓表改接在R2兩端時(shí)，將R2與RV并聯(lián)后的電阻用R2V表示，則R2>R2V.此時(shí)電阻R1兩端的電壓U1與電壓表示數(shù)U2V之比為eq \f(U1,U2V)＝eq \f(R1,R2V)>eq \f(2R2,R2V)>eq \f(2R2,R2)＝2.故電壓表的示數(shù)將小于4 V．選項(xiàng)A正確．
【答案】 A
多選題（每題4分，共計(jì)16分）
9.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的I—U圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是（）
A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為 SKIPIF 1 < 0
C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為 SKIPIF 1 < 0
D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍“面積”
【答案】BD
【解析】A．I-U圖線中各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題可知斜率減小，說明隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，故A錯(cuò)誤；
BC．根據(jù)電阻的定義可知，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)的電壓為U1，電流為I2，則小燈泡的電阻為 SKIPIF 1 < 0 ，而R不等于切線斜率，故B正確，C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)功率表達(dá)式 SKIPIF 1 < 0 ，則有小燈泡功率為圖中矩形PQOM所圍“面積”的數(shù)值，故D正確；
故選BD。
10.一個(gè)T型電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測試電源，電動(dòng)勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則( )
A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω
B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω
C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V
D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V
【解析】當(dāng)cd端短路時(shí)，等效電阻R123＝R1＋eq \f(R2R3,R2＋R3)＝40 Ω，所以A對(duì)．當(dāng)ab端短路時(shí)，等效電阻R123＝R2＋eq \f(R1R3,R1＋R3)＝128 Ω，所以B錯(cuò)．
當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，根據(jù)歐姆定律得I＝eq \f(E,R1＋R3)＝eq \f(100,10＋40) A＝2 A，所以Ucd＝IR3＝80 V，所以C對(duì)．當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，根據(jù)歐姆定律得I＝eq \f(E,R2＋R3)＝eq \f(100,120＋40) A＝eq \f(5,8) A，所以Uab＝IR3＝25 V，所以D錯(cuò)．
【答案】 AC
11.如圖所示，電源的電動(dòng)勢E＝2 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，兩個(gè)定值電阻均為8 Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6 F，則( )
A．開關(guān)斷開時(shí)兩極板間的電壓為eq \f(4,3) V
B．開關(guān)斷開時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6 C
C．開關(guān)接通時(shí)兩極板間的電壓為eq \f(4,3) V
D．開關(guān)接通時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6 C
答案 CD
解析電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的總電流為I＝eq \f(E,R2＋r)＝eq \f(2,8＋2) A＝0.2 A，電容器兩極板間的電壓為U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此時(shí)電容器所帶電荷量為Q＝CU＝3×10－6×1.6 C＝4.8×10－6 C，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開關(guān)接通時(shí)兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I′＝eq \f(E,R外＋r)＝eq \f(2,4＋2) A＝eq \f(1,3) A，電容器兩極板間的電壓U′＝I′R外＝eq \f(1,3)×4 V＝eq \f(4,3) V，此時(shí)電容器所帶的電荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq \f(4,3) C＝4×10－6 C，故選項(xiàng)C、D正確．
.12.四個(gè)相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)電壓表V1、V2.已知電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，改裝好后把它們按圖3所示接法連入電路，則( )
A．電流表A1的讀數(shù)大于電流表A2的讀數(shù)
B．電流表A1指針的偏轉(zhuǎn)角小于電流表A2指針的偏轉(zhuǎn)角
C．電壓表V1的讀數(shù)小于電壓表V2的讀數(shù)
D．電壓表V1指針的偏轉(zhuǎn)角等于電壓表V2指針的偏轉(zhuǎn)角
答案 AD
解析電流表A1與電流表A2由相同表頭與不同電阻并聯(lián)改裝而成，并聯(lián)在電路中，電流表A1與電流表A2的指針偏轉(zhuǎn)角相同，電流表A1的量程較大，則電流表A1的讀數(shù)較大，故A正確，B錯(cuò)誤；電壓表V1與電壓表V2由相同表頭與不同電阻串聯(lián)改裝而成，串聯(lián)在電路中，通過表頭的電流相同，故指針的偏轉(zhuǎn)角相同，因V1量程較大，所以電壓表V1的讀數(shù)大于電壓表V2的讀數(shù)，故C錯(cuò)誤，D正確．
實(shí)驗(yàn)題（本題共3小題，共計(jì)24分）
13.（8分）在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中測繪一只“2.5 V,0.5 W”小燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表V(量程 0～3 V～15 V，內(nèi)阻很大)
B．電流表A(量程 0～0.6 A～3 A，內(nèi)阻約為 1 Ω)
C．變阻器 R1(0～10 Ω，0.6 A)
D．變阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)
E．電池組E(電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻約為 0.3 Ω)
F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
圖6
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器為________________；(填寫序號(hào))
(2)在實(shí)驗(yàn)時(shí)小杰同學(xué)采用了如圖6甲所示的實(shí)物電路，并且準(zhǔn)備合上開關(guān)開始測量．則具體實(shí)驗(yàn)操作前該電路存在錯(cuò)誤或需改進(jìn)的地方有 ______________；_________________.(請(qǐng)寫出兩處)
(3)在改正電路需改進(jìn)之處后，小杰同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，電流表示數(shù)比小燈泡中實(shí)際通過的電流________；(填“偏大” “偏小”或“相等”)
(4)圖乙是改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中得到的I－U圖象，若I－U圖象中的虛線Ⅰ或Ⅱ表示小燈泡真實(shí)的伏安特性曲線，與實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)線相比，虛線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真實(shí)的伏安特性曲線．
答案 (1)C (2)電流表應(yīng)外接電流表量程太大滑線變阻器滑片應(yīng)置于左端(任選兩處) (3)偏大 (4)Ⅱ
14.（6分）有一根細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料，截面為同心圓環(huán)，如圖所示，已知這種材料的電阻率為ρ，長度為L，欲測量該樣品的內(nèi)徑，但內(nèi)徑太小，無法直接測量，現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：
A．螺旋測微器
B．電流表A1(量程50 mA，內(nèi)阻r1＝100 Ω)
C．電流表A2(量程100 mA，內(nèi)阻r2＝40 Ω)
D．滑動(dòng)變阻器R1(0～10 Ω，額定電流2 A)
E．直流電源E(12 V，內(nèi)阻很小)
F．上述導(dǎo)電材料R2(長L為5 cm，電阻約為100 Ω)
G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干
請(qǐng)用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案．
(1)用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖11所示，其示數(shù)D＝________mm.
(2)在所給的虛線框中畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選器材．
(3)用已知的物理量和所測得的物理量的符號(hào)表示樣品的內(nèi)徑d＝________________.
解析：(1)由題圖讀得其外徑為D＝3.205 mm.
(2)雖然題干中沒有給出電壓表，但A1電流表的內(nèi)阻已知，可以當(dāng)電壓表用，使其與R2并聯(lián)，因A2量程大于A1，故用A2測干路中的電流；又因滑動(dòng)變阻器小于待測電阻，故滑動(dòng)變阻器要用分壓式接法．電路如圖．
(3)由電路連接特點(diǎn)知，R2＝eq \f(I1r1,I2－I1)
又S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(D,2)))2－πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))2
由電阻定律知：R2＝ρeq \f(L,S)
聯(lián)立得：d＝eq \r(D2－\f(4ρL?I2－I1?,πI1r1)).
答案：(1)3.205(3.204～3.206均可)
(2)見解析圖 (3) eq \r(D2－\f(4ρL?I2－I1?,πI1r1))
15.（10分）二極管具有獨(dú)特的單向?qū)щ娦?，?dāng)在二極管兩極之間所加正向電壓小于某值時(shí)，二極管的電阻很大(1×106 Ω，甚至更大)，而當(dāng)正向電壓超過某值時(shí)，二極管的電阻隨兩端電壓的升高而急劇減小.為了探究二極管的導(dǎo)電特性：
(1)實(shí)驗(yàn)小組先用多用電表判斷二極管的極性.步驟如下：
A.將多用電表置于歐姆表“×100”擋，短接紅、黑表筆，調(diào)整，使指針指向表盤右側(cè)“0”位置；
B.將二極管串接在兩表筆之間，多用電表示數(shù)如圖中a所示；
C.將二極管兩極對(duì)調(diào)，多用電表示數(shù)如圖中b所示，則此時(shí)與紅表筆接觸的是二極管的
(填“正”或“負(fù)”)極.
(2)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖15所示的實(shí)驗(yàn)電路，通過實(shí)驗(yàn)測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表.
①由二極管的特性和表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.10～0.30 V時(shí)，圖中開關(guān)S一定接在位置；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖16中作出二極管的伏安特性曲線(要求保留所描的點(diǎn)跡)，由圖線可知，二極管是 (填“線性”或“非線性”)元件.
(3)若此二極管為發(fā)光二極管，正常發(fā)光時(shí)通過的電流為3.00 mA，若用1.5 V的電源供電，則應(yīng)該給二極管 (填“串”或“并”)聯(lián)一個(gè)約 Ω的電阻.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
答案 (1)A.歐姆調(diào)零旋鈕 C.負(fù) (2)①1 ②見解析圖非線性 (3)串 267
解析 (1)A.歐姆表選擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零，即短接兩表筆，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右側(cè)“0”位置；
C.步驟B中歐姆表示數(shù)很大，而步驟C中示數(shù)很小，由題中所給條件知，當(dāng)示數(shù)很小時(shí)紅表筆所接為二極管負(fù)極.
(2)①圖中設(shè)計(jì)為伏安法測電阻的內(nèi)接法和外接法可以互換的電路，當(dāng)開關(guān)S接位置1時(shí)為電流表內(nèi)接法，接位置2時(shí)為電流表外接法.由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.1～0.3 V時(shí)電流表示數(shù)為0，故電流表內(nèi)接，開關(guān)S接在位置1.
②描點(diǎn)作圖如圖所示，由圖線可知二極管是非線性元件.
(3)發(fā)光二極管正常工作時(shí)兩端電壓為0.7 V，電源電動(dòng)勢高于0.7 V，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，阻值R＝eq \f(E－U,I)＝eq \f(1.5－0.7,3×10－3) Ω≈267 Ω.
四、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)28分）
16.（8分）夏季某日午后，某地區(qū)距地面約1 km的空中有兩塊烏云，相距3 km，它們因與空氣摩擦帶電，致使兩塊烏云之間的電勢差能保持約為3×109 V不變．已知空氣的電場擊穿場強(qiáng)為3×106 V/m.請(qǐng)對(duì)以下問題進(jìn)行估算．
(1)當(dāng)兩塊烏云相距多少米時(shí)會(huì)發(fā)生電閃雷鳴？
(2)當(dāng)電閃雷鳴時(shí)，若兩塊烏云之間通過的電荷量為500 C，可釋放多少能量？
(3)這次放電現(xiàn)象歷時(shí)約0.01 s，則其平均電流約為多大？
【解析】 (1)由E＝eq \f(U,d)得d＝eq \f(U,E)＝eq \f(3×109,3×106) m＝1 000 m.
(2)釋放的能量
E能＝qU＝500×3×109 J＝1.5×1012 J.
(3)由電流的定義得
I＝eq \f(q,t)＝eq \f(500,0.01) A＝5×104 A.
【答案】 (1)1 000 m (2)1.5×1012 J (3)5×104 A
17.（10分）如圖所示的兩個(gè)串聯(lián)電阻R1＝12 kΩ，R2＝36 kΩ，A、B兩端的電壓保持15 V不變，那么
(1)R1、R2兩端的電壓分別是多少？
(2)如果電壓表V的內(nèi)阻是12 kΩ，當(dāng)S分別與C、D接觸時(shí)電壓表的讀數(shù)分別是多少？
【解析】 (1)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知U∝R，所以
U1＝eq \f(R1,R1＋R2)U＝eq \f(12,12＋36)×15 V＝3.75 V
U2＝eq \f(R2,R1＋R2)U＝eq \f(36,12＋36)×15 V＝11.25 V.
(2)當(dāng)S與C接觸時(shí)，電壓表與R1并聯(lián)，測并聯(lián)支路電壓，并聯(lián)電阻R并＝eq \f(R1RV,R1＋RV)＝eq \f(12×12,12＋12) kΩ＝6 kΩ
U并＝eq \f(R并,R并＋R2)U＝eq \f(6,6＋36)×15 V＝eq \f(15,7) V
同理，當(dāng)S與D接觸時(shí)R并′＝eq \f(R2RV,R2＋RV)＝eq \f(36×12,36＋12) kΩ＝9 kΩ，U并′＝eq \f(R并′,R并′＋R1)U＝eq \f(9,9×12)×15 V＝eq \f(45,7) V.
【答案】 (1)3.75 V 11.25 V (2)eq \f(15,7) eq \f(45,7) V
18.（10分）在如圖所示的電路中，小量程電流表G的內(nèi)阻Rg＝100 Ω，滿偏電流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝eq \f(100,999) Ω.
(1)當(dāng)S1和S2均斷開時(shí)，改裝成的表是什么表？量程為多大？
(2)當(dāng)S1和S2均閉合時(shí)，改裝成的表是什么表？量程為多大？
答案 (1)電壓表 1 V (2)電流表 1 A
解析 (1)S1和S2均斷開時(shí)，電阻R1與小量程電流表G串聯(lián)，可組成較大量程的電壓表，電壓表的內(nèi)阻RV＝Rg＋R1＝1 000 Ω.所以電壓表兩端的電壓最高為：
U＝IgRV＝0.001×1 000 V＝1 V，
即改裝成的電壓表的量程為1 V.
(2)S1和S2均閉合時(shí)，電阻R1被短路，電阻R2與小量程電流表G并聯(lián)，組成較大量程的電流表．當(dāng)小量程電流表G滿偏時(shí)，通過R2的電流為：IR2＝eq \f(IgRg,R2)＝eq \f(0.001×100,\f(100,999)) A＝0.999 A，故改裝成的電流表的量程為I＝IR2＋I(xiàn)g＝0.999 A＋0.001 A＝1 A.
正向電壓U/V
正向電流I/mA
0.10
0
0.20
0
0.30
0
0.40
0.02
0.50
0.26
0.55
0.56
0.60
1.13
0.65
1.79
0.68
2.37
0.70
3.00

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