第十一章 電路及其應用 章末檢測題 一、單選題 1．有一橫截面積為S的鋁導線，流經(jīng)導線的電流為I，設每單位體積的導線內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e，此時電子的定向移動速率為 SKIPIF 1 < 0 ，在 SKIPIF 1 < 0 時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（　?。?A． SKIPIF 1 < 0  B． SKIPIF 1 < 0  C． SKIPIF 1 < 0  D． SKIPIF 1 < 0  【答案】B 【解析】根據(jù)電流的定義式  SKIPIF 1 < 0  在 SKIPIF 1 < 0 時間內(nèi)通過導體橫截面的自由電子的電量  SKIPIF 1 < 0  則在 SKIPIF 1 < 0 時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子的數(shù)目為  SKIPIF 1 < 0  又  SKIPIF 1 < 0  故選B。 2．某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，圖線上過 A 點的切線交 I 軸于 C 點， 則下列說法中正確的是（????） ?? A．加5V電壓時，導體的電阻約是0.2Ω B．加12V電壓時，導體的電阻約是24Ω C．由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷增大 D．由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷減小 【答案】C 【解析】根據(jù)電阻的定義式  SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0  A錯誤； 根據(jù)電阻的定義式  SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0  B錯誤； CD．由圖可知Ｉ－Ｕ圖像上任一點與原點連線的斜率逐漸減小，根據(jù)電阻的定義可知，導體的電阻不斷增大，C正確，D錯誤。 故選Ｃ。 3．已知某表頭的內(nèi)阻 SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 ，滿偏電流 SKIPIF 1 < 0 為3mA，若將該表頭改裝成量程為0~3V的電壓表，則需將該表頭（????） A．串聯(lián)一個阻值為 SKIPIF 1 < 0 的定值電阻 B．并聯(lián)一個阻值為 SKIPIF 1 < 0 的定值電阻 C．串聯(lián)一個阻值約為 SKIPIF 1 < 0 的定值電阻 D．并聯(lián)一個阻值約為 SKIPIF 1 < 0 的定值電阻 【答案】A 【解析】電流表改裝成電壓表應串聯(lián)電阻，根據(jù)  SKIPIF 1 < 0  得  SKIPIF 1 < 0  故選A。 4．電阻 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 并聯(lián)在電路中時，設 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 兩端的電壓為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 中的電流強度分別為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，則（　?。?A． SKIPIF 1 < 0  B． SKIPIF 1 < 0  C． SKIPIF 1 < 0  D． SKIPIF 1 < 0  【答案】D 【解析】A B．電阻 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 并聯(lián)在電路中時， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 兩端的電壓相等。  SKIPIF 1 < 0  故AB錯誤； C D． SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 中的電流強度之比  SKIPIF 1 < 0  故C錯誤，D正確。 故選D。 5．小明同學要研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律，通過實驗作出了小燈泡的 SKIPIF 1 < 0 圖像如圖所示。已知待測小燈泡的額定電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，則小燈泡正常工作時的電阻約為（????） ?? A． SKIPIF 1 < 0  B． SKIPIF 1 < 0  C． SKIPIF 1 < 0  D． SKIPIF 1 < 0  【答案】B 【解析】由圖可知，電壓為 SKIPIF 1 < 0 時，電流約為 SKIPIF 1 < 0 ，則電阻為  SKIPIF 1 < 0  故選B。 6．實驗需用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖所示，下列讀數(shù)正確的是（　　） ???? A．4.530mm B．4.800mm C．5.300mm D．5.800mm 【答案】B 【解析】螺旋測微器的讀數(shù)為  SKIPIF 1 < 0  故選B。 7．在“用伏安法測電阻”的實驗中，測量電路中電表的連接方式如圖甲或乙所示，把電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)的比值作為電阻的測量值，考慮到實際電表內(nèi)阻對測量的影響，兩種連接方式都存在系統(tǒng)誤差。下列判斷正確的是（　　） A．若采用甲圖，誤差是由電壓表分流引起的 B．若采用甲圖，誤差是由電流表分壓引起的 C．若采用乙圖，電阻的測量值大于真實值 D．若采用甲圖，電阻的測量值小于真實值 【答案】B 【解析】AB．若采用甲圖，電壓表測量的是待測電阻和電流表串聯(lián)后兩端的電壓，誤差是由電流表分壓引起的，故A錯誤，B正確； C．若采用乙圖，電流表測量的是通過電壓表和待測電阻的電流和，電流的測量值大于真實值，根據(jù)歐姆定律可知電阻的測量值小于真實值，故C錯誤； D．若采用甲圖，電壓的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知電阻的測量值大于真實值，故D錯誤。 故選B。 8．分度值為0.02mm游標卡尺測量長度，若如圖上虛線對齊，則該長度為（　?。? A．37.00mm B．3.70cm C．25.22mm D．2.524cm 【答案】D 【解析】該長度為  SKIPIF 1 < 0  故選D。 二、多選題 9．等離子體推進器的原理結構如圖所示，首先由電子槍產(chǎn)生高速電子流，經(jīng)過碰撞，電子將等離子體發(fā)生器內(nèi)的惰性氣體電離，形成等離子體，最后等離子體中的正離子經(jīng)過靜電加速層加速后高速飛出，從而對等離子推進器產(chǎn)生作用力。假設正離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，經(jīng)電壓為U的靜電加速層加速后形成電流為I的離子束，忽略離子進入靜電加速層的初速度，不計離子重力和離子間的相互作用力，下列說法正確的是（　?。? A．離子推進器是將化學能轉化為機械能的裝置 B．離子由靜電加速層噴出時的速度大小為 SKIPIF 1 < 0  C．單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為 SKIPIF 1 < 0  D．離子推進器產(chǎn)生的推力大小為 SKIPIF 1 < 0  【答案】CD 【解析】A．離子推進器可將靜電加速層中的電能轉化為機械能，A錯誤； B．根據(jù)動能定理有  SKIPIF 1 < 0  離子由靜電加速層噴出時的速度大小為  SKIPIF 1 < 0  B錯誤； C．若n表示單位時間內(nèi)由靜電加速層噴出的離子數(shù)，根據(jù)電流的定義有  SKIPIF 1 < 0  單位時間內(nèi)，由靜電加速層噴出的離子數(shù)為  SKIPIF 1 < 0  C正確； D． SKIPIF 1 < 0 時間內(nèi)噴出離子的動量為  SKIPIF 1 < 0  根據(jù)動量定理有  SKIPIF 1 < 0  則  SKIPIF 1 < 0  D正確。 故選CD。 10．如圖所示，真空中有一長直細金屬導線MN，沿垂直導線方向均勻射出速率相同的電子，已知電子質(zhì)量為m、電荷量大小為e，不考慮出射電子間的相互作用，與導線同軸有一半徑為R的假想圓柱面。柱面某位置放置一個弧長為a、長度為b的金屬片，如圖所示。在該金屬片上檢測到出射電子形成的電流為I，電子流對該金屬片的壓強為P。下列說法正確的是（　?。? A．導線沿垂直導線方向均勻射出的電子速率 SKIPIF 1 < 0  B．導線沿垂直導線方向均勻射出的電子速率 SKIPIF 1 < 0  C．單位長度導線單位時間內(nèi)出射電子的總動能 SKIPIF 1 < 0  D．單位長度導線單位時間內(nèi)出射電子的總動能 SKIPIF 1 < 0  【答案】BC 【解析】AB．設單位時間單位長度射出的電子數(shù)為n，則單位時間打在金屬片的粒子數(shù)為  SKIPIF 1 < 0  金屬片上形成電流為  SKIPIF 1 < 0  所以  SKIPIF 1 < 0  根據(jù)動量定理得金屬片上的壓強為  SKIPIF 1 < 0  解得  SKIPIF 1 < 0  故A錯誤，B正確； CD．單位長度導線單位時間內(nèi)出射電子的總動能為  SKIPIF 1 < 0  故C正確，D錯誤。 故選BC。 11．在圖中，A、B兩圖分別為測燈泡電阻R的電路圖，下述說法錯誤的是（　?。??? A．A圖的接法叫電流表外接法，B圖的接法叫電流表的內(nèi)接法 B．A中 SKIPIF 1 < 0 ，B中 SKIPIF 1 < 0  C．A中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，就使 SKIPIF 1 < 0 ，故此法測較小電阻好 D．B中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應使 SKIPIF 1 < 0 ，故此法測較大電阻好 【答案】BD 【解析】A．A圖的接法叫電流表外接法，B圖的接法叫電流表的內(nèi)接法，故A正確； B．A中電流的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知 SKIPIF 1 < 0 ，B中電壓的測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知 SKIPIF 1 < 0 ，故B錯誤； C．A中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，就使 SKIPIF 1 < 0 ，故此法測較小電阻好，故C正確； D．B中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應使 SKIPIF 1 < 0 ，故此法測較大電阻好，故D錯誤。 本題選錯誤的，故選BD。 12．如圖所示是測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗電路圖，關于該實驗的操作和實驗現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。? A．在開關S閉合之前，滑動變阻器的滑動觸頭應滑到最左端 B．本實驗要求電流、電壓均從零開始到額定電流、額定電壓之間測量多組數(shù)據(jù) C．當滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電壓表示數(shù)逐漸變大，電流表示數(shù)逐漸減小 D．當滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電壓表示數(shù)逐漸變大，電流表示數(shù)逐漸變大 【答案】ABD 【解析】A．在開關S閉合之前，滑動變阻器的滑動觸頭應滑到最左端，這樣在待測電阻上得到的電壓才能從零開始調(diào)節(jié)，故A正確； B．本實驗要求電流、電壓均從零開始到額定電流、額定電壓之間測量多組數(shù)據(jù)，這樣才能畫出電燈的U－I圖線，故B正確； CD．當滑動變阻器的滑動觸頭從左端向右逐漸滑動過程中，電燈兩端的電壓變大，則電壓表示數(shù)和電流表的示數(shù)都是逐漸變大，故C錯誤，D正確。 故選ABD。 三、實驗題 13．（1）在“長度的測量及測量工具的選用”實驗中，游標卡尺和螺旋測微器如圖所示，則游標卡尺讀數(shù) mm，螺旋測微器讀數(shù) mm； ?? （2）用電流表和電壓表測定電阻約為6Ω的均勻電阻絲的電阻率實驗，電源是兩節(jié)干電池。如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱a、b上，c是一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭c，電壓表連接在a、c之間，a、c之間的長度L可從刻度尺上讀出。實驗采用的電路原理圖如圖乙所示，電表均可視為理想表。 ?? ①本實驗電流表的量程選 （填“0~0.6A”或“0~3A”）； ②連接線路，閉合開關后，觸頭c調(diào)至一合適位置后不動，滑動變阻器觸頭自左向右移動的過程中，電壓表讀數(shù) （填“增大”、“減小”或“不變”）； ③滑動變阻器觸頭調(diào)至合適位置后不動，改變觸頭c位置，得到幾組U、I、L數(shù)據(jù)，用 SKIPIF 1 < 0 計算出相應電阻值后，作出R-L圖線如圖丙所示，取圖線上兩點間數(shù)據(jù)之差△L和△R，若電阻絲直徑為d，則電阻絲的電阻率 SKIPIF 1 < 0 = （用△L、△R、d表示）。 ?? 【答案】 102.30 4.948/4.949/4.950/4.951/4.952 0~0.6A 增大  SKIPIF 1 < 0  【解析】（1）[1]游標卡尺的最小分度值為0.05mm，讀數(shù)為  SKIPIF 1 < 0  [2]螺旋測微器的最小分度值為0.01mm，讀數(shù)為  SKIPIF 1 < 0  （2）①[3]通過電流表的最大電流為  SKIPIF 1 < 0  故電流表的量程選0~0.6A； ②[4]滑動變阻器觸頭自左向右移動的過程中,電阻絲兩段的電壓逐漸增大，可知電壓表讀數(shù)增大； ③[5]根據(jù)電阻定律有  SKIPIF 1 < 0  根據(jù)幾何知識有  SKIPIF 1 < 0  解得  SKIPIF 1 < 0  結合圖像有  SKIPIF 1 < 0  則電阻絲的電阻率為  SKIPIF 1 < 0  14．某實驗小組在“測量金屬絲電阻率”的實驗中，先用多用電表粗測電阻，再采用“伏安法”較準確地測量金屬絲的電阻，而后計算金屬絲的電阻率。 （1）在使用多用電表測電阻時，以下說法正確的是 （填正確答案標號）。 A．每換一次擋位，不必重新進行歐姆調(diào)零 B．指針在刻度盤中央附近誤差較小 C．在外電路中，電流從紅表筆流出經(jīng)被測電阻再由黑表筆流入多用電表 D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應換倍率較大的擋位來測量 （2）用多用電表的歐姆擋“ SKIPIF 1 < 0 ”倍率按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖甲所示，則讀數(shù)應記為  SKIPIF 1 < 0 ． ?? （3）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，測量的示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲直徑 SKIPIF 1 < 0   SKIPIF 1 < 0 。 ?? （4）實驗室提供的器材如下： A．待測金屬絲（電阻 SKIPIF 1 < 0 ） B．電流表 SKIPIF 1 < 0 （量程為 SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻約為 SKIPIF 1 < 0 ）； C．電流表 SKIPIF 1 < 0 （量程為 SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻約為 SKIPIF 1 < 0 ）； D．電壓表 SKIPIF 1 < 0 （量程為 SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻約為 SKIPIF 1 < 0 ）； E．電壓表 SKIPIF 1 < 0 （量程為 SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻約為 SKIPIF 1 < 0 ）； F．滑動變阻器 SKIPIF 1 < 0 （阻值范圍為 SKIPIF 1 < 0 ）； G．電源 SKIPIF 1 < 0 （電動勢為 SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻不計）； H．開關、若干導線。 實驗中電流表應選 （填“B”或“C”），電壓表應選 （填“D”或“E”）。 （5）根據(jù)所選用的實驗器材，為了盡量減小實驗誤差，請設計電路并在圖丙虛線框中將電路圖補充完整。( ) （6）若通過測量可知，金屬絲接入電路的長度為 SKIPIF 1 < 0 ，直徑為 SKIPIF 1 < 0 ，通過金屬絲的電流為 SKIPIF 1 < 0 ，金屬絲兩端的電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，由此可計算得出金屬絲的電阻率 SKIPIF 1 < 0  。（用題目所給字母表示） 【答案】 BD/DB 5.0/5 3.707（3.705～3.409） B D ??  SKIPIF 1 < 0  【解析】（1）[1]A．用多用電表測電阻時，每換一次擋位，都必須重新進行歐姆調(diào)零，A項錯誤； B．指針在刻度盤中央附近誤差較小，B項正確； C．在外電路中，電流從黑表筆流出經(jīng)被測電阻再由紅表筆流入多用電表，C項錯誤； D．測量時，若指針偏角較小，說明這個電阻的阻值較大，應換倍率較大的擋位來測量，D項正確。 故選BD。 （2）[2]由圖甲所示多用電表可知，待測電阻阻值是  SKIPIF 1 < 0  （3）[3]圖乙中螺旋測微器的固定刻度為 SKIPIF 1 < 0 ，可動刻度為  SKIPIF 1 < 0  則該金屬絲直徑的測量值  SKIPIF 1 < 0  （4）[4][5]電源電動勢為 SKIPIF 1 < 0 ，因此電壓表選擇電壓表 SKIPIF 1 < 0 ；測量金屬絲的電阻阻值約為 SKIPIF 1 < 0 ，則電路中的最大電流  SKIPIF 1 < 0  因此電流表應選電流表 SKIPIF 1 < 0 。即電流表應選B，電壓表應選D。 （5）[6]由于  SKIPIF 1 < 0  金屬絲的電阻遠小于電壓表的內(nèi)阻，更接近電流表的內(nèi)阻，因此為減小誤差應選用電流表外接法，完整電路圖如圖所示 ?? （6）[7]根據(jù)歐姆定律有 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)電阻定律有  SKIPIF 1 < 0  聯(lián)立解得  SKIPIF 1 < 0  四、解答題 15．為解釋低溫超導現(xiàn)象，1934年高特和卡西米爾提出了二流體模型。該模型認為，當溫度降低至臨界溫度以下時，正常電子將有一部分“凝聚”為超導電子。正常電子在金屬內(nèi)定向移動時會與晶格發(fā)生碰撞，形成宏觀上的電阻；而超導電子則與之不同，可以在晶格中自由穿行而不受阻力作用，表現(xiàn)為理想的導電性。 設一段橫截面積為S的超導體中，超導電子的數(shù)密度為 SKIPIF 1 < 0 ，質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0 ，所帶電荷量為 SKIPIF 1 < 0 ，定向移動速度為 SKIPIF 1 < 0 。 （1）根據(jù)電流的定義求超導電子所形成的超導電流 SKIPIF 1 < 0 ； （2）假設超導體內(nèi)存在電場強度為E的電場。 ①求超導電流隨時間的變化率 SKIPIF 1 < 0 與E之間的關系； ②對于正常電子形成的電流I，根據(jù)歐姆定律證明 SKIPIF 1 < 0 ，其中ρ為對應于正常電流的電阻率； ③請根據(jù)以上結論判斷，在超導電流穩(wěn)定的情況下超導體內(nèi)是否會存在正常電流，并說明理由。 【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2）① SKIPIF 1 < 0 ，②見解析，③不存在，見解析 【解析】（1） SKIPIF 1 < 0 時間內(nèi)通過截面S的超導電子數(shù)目為  SKIPIF 1 < 0  根據(jù)電流的定義  SKIPIF 1 < 0  解得  SKIPIF 1 < 0  （2）①由 SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 可得  SKIPIF 1 < 0  ②根據(jù)歐姆定律 SKIPIF 1 < 0 ，設導體長度為L，根據(jù)電阻定律  SKIPIF 1 < 0  并結合  SKIPIF 1 < 0  可得  SKIPIF 1 < 0  ③不存在，超導電流穩(wěn)定即  SKIPIF 1 < 0  由①可知 E＝0 進而由②可得  SKIPIF 1 < 0  即不存在正常電流。 16．如圖所示，A、B兩端接直流穩(wěn)壓電源，U=70V，R0=40?，C=30μF，滑動變阻器總電阻R=60?，求： （1）當滑片處于滑動變阻器中點時，電路中的等效電阻； （2）當滑片處于滑動變阻器中點時，C、D兩端的電壓； （3）電容器C所帶的電荷量。 ?? 【答案】（1）21 ?；（2）40V；（3）1.2×10?3C 【解析】（1）當滑片處于滑動變阻器中點時，則有滑動變阻器R的上半部分與R0串聯(lián)，再與滑動變阻器R的下半部分并聯(lián)，則有電路中的等效電阻  SKIPIF 1 < 0  （2）當滑片處于滑動變阻器中點時，則有滑動變阻器R的上半部分與R0串聯(lián)，再與滑動變阻器R的下半部分并聯(lián)，則串聯(lián)電路總電阻為  SKIPIF 1 < 0  由歐姆定律可得流經(jīng)R0的電流  SKIPIF 1 < 0  C、D兩端的電壓  SKIPIF 1 < 0  （3）由電容器電容的定義式 SKIPIF 1 < 0 ，可得電容器C所帶的電荷量  SKIPIF 1 < 0  17．如圖是有兩個量程的電流表，表頭的內(nèi)阻 SKIPIF 1 < 0 ，滿偏電流 SKIPIF 1 < 0 ，電阻 SKIPIF 1 < 0 ，當使用A、C兩個端點時，量程為0~0.6A。求： （1）電阻 SKIPIF 1 < 0 的阻值； （2）使用A、B兩個端點時的量程。 ?? 【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2）0~1.0A 【解析】（1）當使用A、C兩個端點時，最大值為0.6A，則  SKIPIF 1 < 0  代入數(shù)據(jù)解得  SKIPIF 1 < 0  （2）使用A、B兩個端點時  SKIPIF 1 < 0  解得  SKIPIF 1 < 0  使用A、B兩個端點時最大值為  SKIPIF 1 < 0  使用A、B兩個端點時的量程為0~1.0A。

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