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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基本知识过关训练

1

单选题
1、下列有关矢量和标量说法不正确的是（　　）
A．位移是矢量，既有大小又有方向B．电流虽有正、负，但是标量
C．位移-7m比+3m要小D．在单向直线运动中，位移的大小和路程相同
答案：C
A．位移是从初位置指向末位置的有向线段，既有大小又有方向，是矢量，故A正确，不符合题意；
B．电流是由于电荷定向移动形成，其方向与正电荷运动的方向相同，有正负，但是标量，故B正确，不符合题意；
C．由于位移为矢量，正负号表示位移方向，不表示大小，故-7m比+3m大，故C错误，符合题意；
D．在单向直线运动中物体实际运动轨迹的长度等于初末位置间的距离，所以位移的大小等于路程，故D正确，不符合题意。
故选C。
2、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。
3、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。
4、某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（  ）

A．B点的电阻为12 Ω
B．B点的电阻为40 Ω
C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω
D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
答案：B
AB．B点的电阻为
RB=UI=61.5×10-1Ω=40Ω
故A错误，B正确；
CD． A点的电阻为
RA=31.0×10-1Ω=30Ω
则两点间的电阻改变了
ΔR=40-30Ω=10Ω
故CD错误。
故选B。
5、如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（　　）

A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小
C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大
D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
答案：C
题图所示位置线圈平面与磁感线平行，处于垂直于中性面的位置，故穿过线圈的磁通量为零（即最小），而磁通量的变化率即瞬时电动势最大，故选C。
6、下面有关物理公式书写正确的是（　　）
A．匀变速直线运动位移与时间关系：x=v0t+12at
B．电容器的电容：C=UQ
C．万有引力定律：F=GMmr2
D．路端电压公式：U=Ed
答案：C
A．匀变速直线运动位移与时间关系
x=v0t+12at2
故A错误；
B．电容器的电容
C=QU
故B错误；
C．万有引力定律
F=GMmr2
故C正确；
D．路端电压公式
U=IR
故D错误。
故选C。
7、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。
8、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。
9、如图所示为多用电表的外形图，关于多用电表的使用，下列说法正确的是（　　）

A．表盘上电阻的刻度线不均匀，越靠近右侧刻度线越密集
B．只有测量电阻阻值时，才需要调节机械调零旋钮，使指针指在最左端刻度
C．测量电阻时，假如事先知道电阻的大致阻值，应该选择适当倍率的欧姆挡，使测量时表针落在刻度盘的中间区域
D．无论是电流挡、电压挡还是欧姆挡，多用电表的表盘左侧都是零刻度
答案：C
A．欧姆挡刻度分布不均匀，越靠近左侧刻度线越密集，故A错误。
B．无论是测电流、电压，还是测电阻，都要进行机械调零，即调节机械调零旋钮，使指针指在最左端刻度，故B错误。
C．为减小测量误差，使用多用电表的欧姆挡测电阻时应选择合适的挡位，使测量时指针指在刻度盘的中间区域，故C正确。
D．选取电流挡、电压挡时，表盘左侧为零刻度；选取欧姆挡时，表盘右侧为零刻度，左侧为无穷大，故D错误。
故选C。
10、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。
11、两段材料不同、横截面积相同的均匀导线a和b，其长度分别为2m和1m。串联在电路中时，沿长度方向电势变化如图所示，则a、b两种材料的电阻率之比为（    ）

A．1:2B．1:4C．2:1D．4:1
答案：B
有图可知导线a两端电压为
Ua=6V-4V=2V
导线b两端电压为
Ub=4V-0V=4V
两导线串联，可知通过两导线的电流相等，根据欧姆定律可知两导线的电阻之比为
RaRb=UaUb=12
根据电阻定律
R=ρlS
可得
ρ=RSl
两导线的横截面积相等，则a、b两种材料的电阻率之比为
ρaρb=RaRb⋅lbla=12×12=14
B正确，ACD错误。
故选B。
12、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。
13、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。
14、一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I。已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（   ）
A．MIρNASeB．MNAρSeC．MAMρSeD．MASeMρ
答案：A
设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为n=ρSvtMNA，t时间内通过导体截面的电荷量为q = ne，则电流强度为
I=qt=ρSveNAM
解得
v=MIρSNAe
故选A。
15、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。
多选题
16、下列判断正确的是（　　）
A．导体两端的电压越大，则导体的电阻越大
B．加在气体两端的电压与通过气体的电流的比值是一个常数
C．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低
D．电解液短时间内导电的U-I图线是一条直线
答案：CD
A．导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故A错误；
B．欧姆定律不适用于气态导体，故加在气体两端的电压与通过的电流的比值不是一个常数，故B错误；
C．由U=IR可知，电流经过电阻时，电阻两端有电压，沿电流方向电势要降低，故C正确；
D．电解液导电适用欧姆定律，故其U﹣I图像为一直线，故D正确。
故选CD。
17、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。
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、对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是（  ）

A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为100R
B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为12R
C．给金属丝加上的电压从零开始逐渐增大，UI比值变大
D．金属材料的电阻率随温度的升高而减小
答案：AC
A．设金属丝原长为L，横截面积为S，由电阻定律则得
R=ρLS
若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则金属丝的长度
L'=10L
因为金属丝的体积不变，则有
SL=S'L'
可得
S'=110S
则拉长后的金属丝的电阻
R'=ρL'S'=ρ10L110S=100ρLS=100R
A正确；
B．若将金属丝对折起来，则金属丝的长度
L″=12L
其横截面积
S″=2S
所以此时金属丝的电阻为
R″=ρL″S″=ρ12L2S=14ρLS=14R
B错误；
C．I-U图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，即
k=ΔIΔU=1R
由题中图像可知，随着电压的增大，斜率变小，则电阻值变大，即UI变大，C正确；
D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大，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、以下误差属于系统误差的是（　　）
A．测量小车质量时天平不等臂、或砝码不标准，天平底盘未调平所致的误差
B．用有毫米刻度的尺测量物体长度，毫米以下的数值只能用眼睛估计而产生的误差
C．用百米绳测量物理课本的宽度
D．电压偶然起伏引起电表读数不准
答案：AC
A．天平不等臂、砝码不标准、天平底盘未调平等是由于仪器本身不精确而引起的误差属于系统误差，故A正确；
B．读数误差属于偶然误差，故B错误；
C．用百米绳测量物理课本的宽度，是由实验方法粗略引起的误差，属于系统误差，故C正确；
D．电压偶然起伏是由于偶然因素对测量仪器产生的影响，属于偶然误差，故D错误。
故选AC。
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、下列判断正确的是（　　）
A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大
B．若不计温度影响，导体两端的电压与通过导体的电流之比是一个常数
C．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低
D．通过测量某一段导体两端的电压和流过这段导体的电流可以得出这段导体的电阻，但要改变这个电阻的值，通过改变电压和电流是办不到的
答案：CD
AD．导体电阻与电压、电流无关，是由导体本身的性质决定的，由公式
R=UI
可知通过测量某一段导体两端的电压和流过这段导体的电流可以得出这段导体的电阻，但要改变这个电阻的值，通过改变电压和电流是办不到的，故A错误，D正确；
B．在不计温度影响的情况下，某些导体两端的电压与通过导体的电流之比是一个常数，有些导体两端电压与电流之比是变化的，故B错误；
C．电流经过电阻时，电场力对正电荷做正功（电场力对负电荷做负功），所以沿电流方向电势要降低，故C正确。
故选CD。
25、物理学中规定的电流方向是（　　）
A．自由电荷的定向移动的方向B．负电荷的定向移动的反方向
C．正电荷的定向移动的方向D．正负离子的定向移动的方向
答案：BC
物理学中规定的电流方向是正电荷的定向移动的方向，也是负电荷或自由电子的定向移动的反方向。
故选BC。
填空题
26、实验室有一只灵敏电流表，标有参数Ig=10mA，Rg=100Ω，将它改装成一只量程为0.6A的电流表，需___________（填“串”或“并”）联___________Ω的电阻（计算结果保留两位有效数字）。若将该灵敏电流表改装成一只量程为15V的电压表，需___________（填“串”或“并”）联___________Ω的电阻。
答案：     并     1.7     串     1400
[1][2]由题意得，将它改装成一只量程为0.6A的电流表，需并联一个电阻，阻值为
R1=IgRgI-Ig=10×10-3×1000.6-10×10-3Ω≈1.7Ω
[3][4]由题意得，若将该灵敏电流表改装成一只量程为15V的电压表，需串联一个电阻，阻值为
R2=U-UgIg=U-IgRgIg=15-10×10-3×10010×10-3Ω=1400Ω
27、（1）已知某小量程的电流表满偏电流为1 mA，内阻Rg = 50 Ω。若要将该电流表改装成量程为3 V的电压表，则应___________联一个阻值为___________Ω的电阻。
（2）电流表A（量程0~100mA，内阻为10Ω）要将电流表A的量程扩大至0.6A，则应___________联一个阻值为___________（结果保留两位有效数字）Ω的电阻。
答案：     串     2950     并     2.0
（1）[1]由串联电阻的分压作用可知，若要将该电流表改装成量程为3 V的电压表，则应串联一个电阻。
[2]由欧姆定律和串联电路特点可得
U=IR串+Rg
可得串联电阻的阻值
R串=UIg-Rg=30.001Ω-50Ω=2950Ω
（2）[3]由并联电阻的分流作用可知，要将电流表A的量程扩大，则应并联一个电阻。
[4]由欧姆定律和并联电路特点可得
 IARA=I-IAR并
可得并联电阻的阻值
R并=IARAI-IA=0.1×100.6-0.1Ω=2.0Ω
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、用螺旋测微器测得导线的直径如图所示。其读数是________ mm。

答案：0.700
螺旋测微器测得导线的直径为
d=0.5mm+0.01mm×20.0=0.700mm
30、同种材料的导体，电阻与长度成________，与它的横截面积成________。（填“正比”或“反比”）
答案：     正比     反比
[1][2]由电阻定律R=ρlS可知，同种材料的导体，电阻与长度成正比，与它的横截面积成反比。

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