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2023人教版带答案高中物理必修三第十一章电路及其应用微公式版必考考点训练

1

单选题
1、如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路，当开关S接a点时，电压表示数为9 V，电流表示数为0.30 A；当开关S接b点时，电压表示数为10 V，电流表示数为0.25 A，则（  ）

A．电压表示数相对变化显著
B．开关S接在b点时，Rx的测量值更准确
C．开关S接在b点时，Rx的测量值小于Rx的真实值
D．开关S接在a点时，Rx的测量值大于Rx的真实值
答案：B
A．由题意可得
ΔUU1<ΔII1
电流表示数相对变化显著，A错误；
B．由于电流表示数相对变化显著，说明电压表分流作用较大，要选择电流表测量准确的电路，即开关S应接在b点，B正确；
CD．开关S接在b点时，Rx的测量值偏大，而S接在a点时，Rx的测量值偏小，CD错误；
故选B。
2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验器材如下：

A．待测小灯泡（2.5V，0.5A）；
B．双量程电压表（中间接线柱3V；右边接线柱15V）；
C．双量程电流表（中间接线柱0.6A；右边接线柱3A）；
D．滑动变阻器（20Ω，2A）；
E．电源（电动势约为3V，内阻未知）；
F．电阻箱（9999.9Ω）；
G．电键一个；导线若干。
小仁同学选择合适的器材，连好实物图如图，小智同学检查时发现了多处错误，这些错误不包括下列选项中的（  ）
A．干电池多用了一节B．图中电压表（位于右侧）的量程选错了
C．滑动变阻器接成了限流式D．电流表内接了
答案：A
A．由于待测小灯泡的规格为2.5V，而一节干电池的电压为1.5V，故干电池没有多用一节，A符合题意；
B．图中电压表（位于右侧）的量程选择了大量程，应该选择小量程，B不符合题意；
C．滑动变阻器应该接成分压式，C不符合题意；
D．由于待测小灯泡的电阻较小，故电流表分压明显，故电流表应该外接，D不符合题意。
故选A。
3、地球表面附近存在一个竖直向下的电场，晴天时在电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，如此形成的微弱电流称地空电流。该电流比较稳定，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为I，假设地空电流在全球各处均匀分布，地球附近竖直向下的电场场强为E，取地球表面积为S，地表附近空气的电阻率ρ0的大小为（  ）
A．ESIB．E2SIC．S2EID．ESI2
答案：A
取地球表面高度为Δh的空气层为研究对象，空气层上表面到下表面之间的电势差
U=E⋅Δh
这段空气层的电阻
r=ρ0ΔhS
根据欧姆定律
I=Ur
联立得到
ρ0=ESI
故A正确，BCD错误。
故选A。
4、电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电力系统中，绝缘开关闭合或断开时常常产生高压电强。已知某次电弧在2ms中释放了0.1C电荷量，则这段时间产生的电流为（  ）
A．0.5AB．5AC．50AD．500A
答案：C
根据电流的定义式
I=qt
解得
I=0.12×10-3A=50A
故选C。
5、某物体的长度在12 cm到13 cm之间，若用最小分度为1 mm 的刻度尺来测量，记录的结果的有效数字位数是（  ）
A．4位B．3位C．2位D．1位
答案：A
用刻度尺测量长度要估读到分度值的下一位，因该物体长度在12 cm到13 cm之间，刻度尺的最小分度为1 mm，故记录的结果的有效数字为4位。
故选A。
6、关于下列说法正确的是（　　）
A．电流有大小，也有方向，所以电流是矢量
B．在研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系
C．乒乓球太小了，所以研究乒乓球运动的时候可以把它当作质点
D．速度是描述物体运动轨迹的长度随时间变化的物理量，是标量
答案：B
A．电流有大小，也有方向，但其运算不遵循平行四边形定则，电流是标量，A错误；
B．在研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系，B正确；
C．乒乓球虽然很小，但研究乒乓球的旋转时，乒乓球不可以看出质点，C错误；
D．速度是描述物体位置变化快慢的物理量，是矢量，D错误。
故选B。
7、某同学通过实验测定阻值约为5Ω的电阻Rx，用内阻约为3kΩ的电压表，内阻约为0.125Ω的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路，下列说法正确的是（  ）

A．实验中应采用图甲电路，此电路测得的Rx偏大
B．实验中应采用图乙电路，此电路测得的Rx偏大
C．实验中应采用图甲电路，误差主要是由电压表分流引起的
D．实验中应采用图乙电路，误差主要是由电流表分压引起的
答案：C
根据
RVRA=515Ω>5Ω
故应采用电流表外接法，即实验中采用图甲电路图，由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大，则根据
R=UI
可知，测得电阻比真实值小，故ABD错误C正确。
故选C。
8、甲、乙两根保险丝粗细相同，用同种材料制成，单位长度的电阻分别为4 Ω和1 Ω，熔断电流分别为2 A和6 A，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是（  ）
A．6.0 AB．7.5 AC．8 AD．10 A
答案：B
两保险丝的电阻关系为
R1=4R2
并联后接入电路，根据欧姆定律I=UR可知电流分配应是
I2=4I1
当I1=2A时
I2=8A>6A
保险丝R2会熔断；当I2=6A时
I1=1.5A
保险丝R1、R2均不会熔断，此时总电流
I总=I1+I2=7.5A
即为允许通过的最大电流。
故选B。
9、某线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为（　　）

A．187 VB．220 VC．236 VD．243 V
答案：B
设直流和交流在相同的时间T内流过电阻R产生的热量Q相同，由有效值的定义有
(3112)2R×T2×2=U2RT
解得
U≈220V
故选B。
10、在我国边远乡村的电路上常用的熔断保险丝。当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全。经测量，有一段电阻为R，熔断电流为2A的保险丝，直径约0.5毫米。若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为（  ）

A．14R、4AB．12R、4AC．14R、0.5AD．12R、1A
答案：A
根据电阻表达式
r=ρls
可知对折后电阻为
R'=ρ12l2s=14R
而两段最大电流为2A的保险丝并联，其允许的最大电流
I'=2Imax=4A
故选A。
11、如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比Sa:Sb=1:2.已知流经导体a的电流为0.16A，电子的电荷量e=1.6×10-19C.下列说法正确的是（  ）

A．a、b的电阻之比Ra:Rb=1:2
B．5s内有5×1018个自由电子通过导体b的横截面
C．自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比va:vb=1:2
D．相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比Qa:Qb=4:1
答案：B
A．根据电阻定律
R=ρLS
可得a、b的电阻之比为
RaRb=SbSa=21
故A错误；
B．5s内通过导体b的横截面的自由电子数为
N=Ite=5×1018个
故B正确；
C．根据电流的微观表达式
I=neSv
可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为
vavb=SbSa=21
故C错误；
D．根据焦耳定律
Q=I2Rt
可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为
QaQb=RaRb=21
故D错误。
故选B。
12、如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表，以下四幅图中能正确反映P­I、P­U关系的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：C
AB．电源的总功率表示为
P=IE
可知P­I图像是过原点的倾斜直线，AB错误；
CD．电源的总功率为
P=IE=E-UrE=E2r-ErU
可知P­U图像是斜向下的倾斜直线，C正确，D错误。
故选C。
13、现有电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个工作电压为6.0V、工作电流为0.1A的用电器供电。电路还需要一个定值电阻来分压，请计算最少需要用这种电池的节数及这个电阻的阻值分别为（  ）
A．8；52ΩB．7；38Ω
C．6；24ΩD．5；10Ω
答案：D
设电路还需要一个定值电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律有
nE=U＋Inr＋R0
根据题意，至少需要n=5节这样的电池，解得
R0=10Ω
故选D。
14、如图所示，P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片，先将它按图方式接再电极A、B之间，测出电阻为R，然后再将它按图乙方式接在电极C、D之间，这时P的电阻为（  ）

A．RB．R2C．R4D．4R
答案：D
将半圆形合金片从中间割开，分成完全相同的两块，设每块电阻力R0，则图中甲连接方式相当于两个电阻并联，图乙连接相当于两个电阻串联。则有
RAB=R02=R
RCD=2R0=4R
故选D。
15、一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图像如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为（  ）

A．P1=4P2B．PD<P2C．P1>4P2D．PD>P2
答案：B
BD．在图乙中，三个电阻相等。在图丙中，电阻器D的电压减小电阻增大
RD>R1=R2
根据P=U2R得
PD<P2
B正确，D错误；
AC．根据欧姆定律
ID<I2 
又因为
I1=I2+ID 
所以
I1<2I2 
根据P=I2R得
P1<4P2
AC错误。
故选B。
多选题
16、某同学按如图甲所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线如图乙所示。 电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0、图线与坐标轴围成的面积S、任一点的切线斜率k，但电源电动势和内阻、定值电阻R均未知。根据题目所给的信息，下列物理量能求出的是（  ）

A．电容器放出的总电荷量
B．通过电阻R的最大电流
C．定值电阻R
D．电源的内阻
答案：ABC
分析：根据题中物理情景描述可知，本题考查电容器，根据电容器充放电的规律，运用图像、电容定义式、电流定义式等，进行分析推断。
A．根据图像的含义，U-t图像中，图线与纵轴的交点的纵坐标表示最大放电电压U0，因
Q=CU0
可以求出电容器放出的总电荷量，故A正确；
B．由图像可知，图线切线斜率
k=ΔUΔt=ΔQcΔt
根据电流的定义可知
I=ΔQΔt
故t=0时，放电电流可以求出，这就是通过电阻R的最大电流I，故通过电阻R的最大电流可以求出，B正确；
C．电阻两端的最大电压是最大的放电电压U0，通过选项B分析可知，最大电压和最大电流均可以求出，根据欧姆定律可知，定值电阻
R=UI
故定值电阻R可以求出，C正确；
D．根据题意可知
E=U0
而电源内阻r无法求出，D错误。
故选ABC。
17、如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（  ）

A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变
B．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B阻值不变
C．在两图线交点处，A的阻值等于电阻B的阻值
D．电阻A由合金做成，适合做标准电阻
答案：AC
AB．根据图像可知图像上的点到原点的连线的斜率表示电阻的倒数，随着电流的增大，电阻A阻值的倒数在减小，所以阻值在增大；电阻B图像为过原点的直线，阻值不变，A正确，B错误；
C．两图线交点处的点到原点的连线斜率相等，电阻相等，C正确；
D．根据图像可得电阻A为非线性元件，不适合做标准电阻，D错误。
故选AC。
18、如图所示为一长方体金属导体，P、Q、M、N为电极，已知a=1m；b=0.2m，c=0.1m，当P、Q和M、N电极分别加上电压时，则下列说法正确的是（   ）

A．P、Q和M、N电极间的电阻之比为RPQ:RMN=1:100
B．P、Q和M、N电极间的电阻之比为RPQ:RMN=100:1
C．若P、Q和M、N电极加的电压相同，通过的电流之比为1:100
D．若P、Q和M、N电极加的电压相同，通过的电流之比为100:1
答案：BC
AB． P、Q电极间的电阻为
RPQ=ρabc
M、N电极间的电阻为
RMN=ρcab
P、Q和M、N电极间的电阻之比为
RPQ:RMN=a2:c2=100:1
故A错误，B正确；
CD．P、Q和M、N电极加的电压相同，通过的电流之比 
IPQ:IMN=(URPQ):(URMN)=1:100
故C正确，D错误。
故选BC。
19、在如图所示的电路中，R1=5Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3能在0∼20Ω之间进行调节，当滑动变阻器的滑片滑动时，A、B间的（  ）

A．最小电阻为0ΩB．最小电阻为5ΩC．最大电阻为15ΩD．最大电阻为35Ω
答案：BC
AB．当R3的滑动端在最左端时，电阻为零最小，此时AB间总电阻最小，最小电阻为
Rmin=R1=5Ω
A错误，B正确；
CD．当R3的滑动端在最右端时，电阻最大，此时AB间总电阻最大，最大电阻为
Rmax=R1+R2R3R2+R3=5Ω+20×2020+20Ω=15Ω
D错误，C正确。
故选BC。
20、关于多用电表，下列说法正确的是（　　）
A．用多用电表测电流时，应先进行机械调零
B．用多用电表测电压时，需将红表笔接低电势点
C．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡
D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转过小，则应换成倍率较小的挡位，并重新欧姆调零
答案：AC
A．用多用电表测电流时，应先进行机械调零，选项A正确；
B．用多用电表测电压时，需将红表笔接高电势点，选项B错误；
C．多用电表使用完毕，应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，选项C正确；
D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转过小，说明倍率挡选择过低，则应换成倍率较大的挡位，并重新欧姆调零，选项D错误。
故选AC。
21、如图电路是将滑动变阻器作分压器用的电路，C、D为分压器的输入端，A、B为分压器的输出端，把变阻器的滑动片P放在变阻器正中间，下列判断中正确的是（  ）

A．空载时输出电压为UAB=UCD
B．当接上负载R时，输出电压为UAB<UCD2
C．负载电阻R的阻值越小，UAB越接近UCD2
D．接上负载R，滑动片P向上滑动，可实现UAB=UCD2
答案：BD
A．设滑动变阻器总电阻R0，空载时，变阻器下部分电阻为R'=12R0，输出电压为
UAB=R'R0UCD=12UCD
选项A错误；
BCD．当接上负载R时，负载与变阻器下部分电阻并联，有
R并=RR'R+R'<R'
输出电压为
UAB=R并R0-R'+R并UCD=1R0-R'R并+1UCD<1R0-R'R'+1UCD
当负载电阻R的阻值越小，并联电阻越小，输出电压也越小。UAB越远离UCD2。接上负载R，滑动片P向上滑动，R'变大，并联电阻变大，UAB变大，可实现UAB=UCD2，BD正确，C错误。
故选BD。
22、关于材料的电阻、电阻率，下列表述正确的是（　　）
A．由R=UI可知，R跟导体两端的电压成正比、跟导体中的电流强度成反比
B．由R=ρLS可知，R决定于导体的材料、长度和横截面积
C．标准电阻应选用电阻率对温度变化较敏感的材料制成
D．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大
答案：BD
A．此公式是电阻的定义式，R跟导体两端的电压成正比、跟导体中的电流强度无关，故A错误；
B．此公式是电阻的决定式，R决定于导体的材料、长度和横截面积，故B正确；
C．标准电阻应选用电阻率对温度变化不敏感的材料制成，故C错误；
D．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大，故D正确。
故选BD。
23、一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c．电流沿CD方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是（    ）

A．样品的电阻率为Rbca
B．样品的电阻率为Racb
C．电流沿AB方向时样品的电阻为Ra2b2
D．电流沿EF方向时样品的电阻为Ra2b2
答案：BC
AB．沿CD方向测得的电阻为R，根据电阻定律R=ρLS即有
R=ρbac
那么电阻率为
ρ=acbR
A错误，B正确；
CD．根据电阻定律，那么沿AB方向的电阻
R'=ρ×abc=(ab)2R
沿EF方向的电阻
R'=ρ×cab=(cb)2R
C正确，D错误。
故选BC。
24、测量电阻伏安特性时，用R表示测量电阻的阻值，RV表示电压表的内阻，RA表示电流表的内阻，ΔII表示内外接转换时电流表的相对变化，ΔUU表示内外接转换时电压表的相对变化，则下列说法正确的是（  ）
A．当R≪RV，且R较RA大得不多时，宜选用电流表外接
B．当R≪RV，且R较RA大得不多时，宜选用电流表内接
C．当ΔII>ΔUU时宜采用电流表内接
D．当ΔII>ΔUU时宜采用电流表外接
答案：AC
AB．当R≪RV，且R较RA大得不多时，即有
RVR>RRA
则电流表的分压影响大于电压表的分流影响，应排除电流表的分压影响，采用电流表外接法，A正确，B错误；
CD．当
ΔII>ΔUU
时，表明在内外接转换时，电流表的示数变化大于电压表的示数变化，说明电压表的分流影响大于电流表的分压影响，应排除电压表的分流影响，采用电流表内接法，C正确，D错误。
故选AC。
25、两粗细相同的同种金属电阻丝 R1、R2的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（  ）

A．两电阻的大小之比为R1∶ R2＝3∶1B．两电阻的大小之比为R1∶ R2＝1∶3
C．两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=3∶1D．两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=1∶3
答案：BD
AB．I-U图像的斜率表示电阻的倒数，则有
1R1=31=3Ω-1 ，1R2=11=1Ω-1
则两电阻的大小之比为
R1R2=13
故A错误，B正确；
CD．根据电阻定律
R=ρLS
可得
L=RSρ
由题意可知S、ρ相同，则
L1L2=R1R2=13
故C错误，D正确。
故选BD。
填空题
26、（1）如图，平行板电容器与直流电源相连，两板间有一点P，闭合开关给电容器充电后，然后断开，若把下极板向下移动一段距离，则电容器的电容________，P点场强________（均选填“变大”、“不变”或“变小”）。

（2）电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的核外电子以速率v在半径为r的圆轨道上运动，用e表示电子的电量，则其等效电流的电流强度等于________。
（3）如图所示，电荷均匀分布在半圆弧上，它在这半圆弧中心O点处产生的电场的场强大小为E0，一过O点的倾斜直线将半圆弧分为两部分，其中α=60°，则所分出的较小的这部分圆弧上的电荷在点O产生的电场的电场强度大小为________。

答案：     变小     不变     ev2πr     E02
（1）[1]电容器充电完毕后和电源断开即Q不变，则当d增大、S不变时，Q不变，由C=εS4πkd可知，电容减小；
[2]由公式C=εS4πkd、C=QU和E=Ud得
E=4πkQεS
可知，板间场强E不变，P点场强不变；
（2）[3]根据公式：I=Qt，等效电流的电流强度
I=eT=e2πrv=ev2πr
（3）[4]因为α是60°，假设圆弧上都是正电荷

解法一：正好可以按照60°把半圆弧三等分，则每一部分在O点处的场强大小均相等设为E'，方向如图

依题意，半圆弧在O点的合场强为E，根据矢量合成，可得
E0=2E'
所以
E'=E02
解法二：根据对称性，做出圆弧上的电荷在O点产生的电场分布，如下图所示

由平行四边形定则得到较小这部分圆弧上的电荷在O处的电场强度
E=E0sinα2=E0sin60°2=E02
27、请完成下列各表的读数，把答案填在图下的横线上 。
（1）量程为0~3 V和0~3 A的电表。读数___________，读数___________

（2）量程为0~15 V的电压表读数。读数___________，读数___________，读数___________

（3）量程为0~0.6 A的电流表读数 。读数___________，读数___________，读数___________，读数___________

答案：     0.90 V     1.90 A     10.0 V     10.5 V     10.2 V##10.3 V     0.40 A     0.50 A     0.22 A     0.52 A
（1）[1][2]量程为0-3V的电压表，分度值为0.1V，由图可知，其读数为0.90V；量程为0-3A的电压表，分度值为0.1A，故其读数为1.90A。
（2）[3][4][5]量程为0~15V的电压表，分度值为0.5V。由图可知，读数分别为10.0V、10.5V、10.2V。
（2）[6][7][8] [9] 量程为0~0.6A的电流表，分度值为0.02A。由图可知，读数分别为0.40A、0.50A、0.22A、0.52A。
小提示：确认所用电表对应量程的分度值，再根据表盘指针所指位置进行读数即可。
28、测金属丝的电阻率实验，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，用伏安法测出金属丝的电阻，请回答下面问题：
（1）如图所示，螺旋测微器测量金属丝直径的读数为________mm。

（2）用伏安法测电阻时，若待测电阻Rx约为150Ω，电流表内阻RA约为20Ω，电压表内阻RV约为5kΩ，应该用图中的________电路（填“①”或“②”）。

（3）如果金属丝长度为L，直径为d，电压表读数为U，电流表读数为I，则计算金属丝电阻率的表达式为ρ=_________。
答案：     6.722     ①     πUd24IL
（1）[1]6.5mm+22.2×0.01mm=6.722mm
（2）[2]经过计算有
RVRA=5000×20Ω ≈ 316Ω
Rx ≈ 150Ω
则
RVRA> Rx
则Rx为小电阻，电流表应采用外接法，故选①
（3）[3]根据
R=UI
R=ρLS=ρLπ(d2)2
得
ρ=πUd24IL
29、有一长方体导体，长a、宽b、高h之比为6∶3∶2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA′、BB′、CC′接在同一恒压电源上时，导体的电阻之比R1∶R2∶R3=___________；若导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3，则v1∶v2∶v3=___________。 

答案：     36∶9∶4     1∶2∶3
[1]根据电阻定律R=ρLS可得
R1∶R2∶R3=abh∶bah∶hab=62×3∶36×2∶26×3=36∶9∶4
[2]根据欧姆定律有
I=UR=USρL
根据电流的微观表达式有
I=neSv
联立可得
v=UnρeL∝1L
所以
v1∶v2∶v3=1a∶1b∶1h=1∶2∶3
30、用螺旋测微器测量一根细长而均匀的金属丝的横截面的直径示数如图所示，金属管丝的直径为___________ mm。

答案：0.680
[1]螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为
18.0×0.01mm=0.180mm
所以最终读数为
0.5mm+0.180mm=0.680mm

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