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知识点归纳超级精简版.docx

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知识点归纳超级精简版

1

单选题
1、对于欧姆定律，下列理解正确的是（　　）
A．从关系式U＝IR可知，对于阻值一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越小
B．从关系式R＝UI可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
C．从关系式I＝UR可知，对于阻值一定的导体，当导体两端的电压增大一倍时，导体中的电流也增大一倍
D．从关系式R＝UI可知，导体两端电压越大，电阻R也越大
答案：C
A．对于阻值一定的导体，根据U＝IR可知，I越大，U越大，故A错误；
B．导体的电阻是由导体本身的性质决定，与U、I无关，故B错误；
C．对于电阻一定的导体，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C正确。
D．导体的电阻是由导体本身的性质决定，和比值UI有关，与U、I无关，故D错误。
故选C。
2、关于电源的作用，下列说法不正确的是（  ）
A．为电路提供自由电子
B．使导体中形成电场
C．保持导体两端的电势差
D．使自由电荷定向移动起来
答案：A
电源是提供电能的装置，是将其他形式能转换为电能的装置，电源使导体中始终存在电场，并使导体两端保持有电势差，从而使导体中的电子运动起来形成电流，故A错误，BCD正确。
本题选错误的，故选A。
3、实验表明1mg 92238U衰变为90234Th时，每分钟会放出750个α粒子，若α粒子全部沿同一方向定向移动，电子电荷量为1.6×10-19C。则该衰变过程中形成的电流为（  ）
A．2.0×10-18AB．4.0×10-18AC．6.0×10-18AD．8.0×10-18A
答案：B
根据电流的定义式，有
I=qt=750×2×1.6×10-1960A=4.0×10-18A
故选B。
4、如图所示，均匀的长方体薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2。当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1∶R2为（  ）

A．L1∶L2B．L2∶L1
C．L12∶L22D．L22∶L12
答案：C
设电阻板厚度为d，根据电阻定律可得，当端点Ⅰ、Ⅱ接入电路时，阻值为
R1=ρL1L2d
当端点Ⅲ、Ⅳ接入电路时，阻值为
R2=ρL2L1d
对比可得
R1:R2=L12:L22
故选C。
5、如图甲，一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c；且a>b>c，通入沿PQ方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（  ）

A．导电材料两端所加电压为10V时，其电阻为20Ω
B．随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐增大
C．随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电性能变差
D．该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小
答案：A
A．由图乙可知，导电材料两端所加电压为10V时，通过的电流为0.5A，则此时导电材料的电阻为
R=UI=10V0.5A=20Ω
故A正确；
BC．导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像的斜率表示该导体材料电阻的大小，结合图乙可知，随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小，则该导电材料的导电性能变好，故BC错误；
D．根据电阻定律
R=ρLS
可知，导电材料的横截面越大，长度越小，导电材料的电阻越小，所以该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻大，故D错误。
故选A。
6、两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的3倍，把另一根对折后绞合起来，则两导线的电阻之比为（  ）
A．6：1B．9：1C．18：1D．36：1
答案：D
设原来的电阻为R，根据电阻定律
R=ρLS
得，把其中的一根均匀拉长到原来的3倍，根据体积不变可知，其横截面积变为原来的13 ，故电阻变为原来的9倍，即9R。把另一根对折后绞合起来，则长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，则电阻变为原来的14 ，即为14R。故两导线的电阻之比为36：1。
故选D。
7、一个标有“220V 、60W”的白炽灯泡，两端的电压由零逐渐增大到220V。在此过程中，灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I的关系图线是图中的哪一个？（  ）
A．B．
C．D．
答案：B
由题意可知白炽灯泡上的电压U由零逐渐增大到220V时，白炽灯泡的温度不断升高，电阻变大，由电阻的定义式
R=UI
可知电阻等于图线上的点与原点连线的斜率，电阻一直增大，斜率一直增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
8、有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为1×10-8F的电容器，在4ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（  ）
A．1.5×10-7AB．2×10-7AC．2.5×10-7AD．5×10-7A
答案：C
电势差为-70mV时电荷量为
Q1=CU1=7×10-10C
电势差为30mV时电荷量为
Q2=CU2=3×10-10C
由于电势差从-70mV变为30mV，则电容器中电荷量线中和后反向充电，则移动的电荷量为
Q=Q1+Q2=1.0×10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为
I=Qt=2.5×10-7A
故选C。
9、如图电流表A1和A2是用相同的表头改装而成，量程分别为0.6A和3A，现将它们串联后用来测量电路的电流，则（  ）

A．两表头的指针示数相同，偏角之比1∶5
B．两表头的指针示数相同，偏角之比5∶1
C．两表头的指针的偏角相同，示数之比1∶5
D．两表头的指针的偏角相同，示数之比5∶1
答案：B
由于两电流表串联在电路中，所以两表头指针的示数相同。又因为A2的量程是A1量程的5倍，且电流表刻度盘均匀分布，所以在表盘同一位置处，A2的示数是A1示数的5倍，换言之，当两表盘所指示数相同时，则A2指针偏角是A1指针偏角的15，综上所述可知B正确。
故选B。
10、北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时，则环中运行的电子数目为（  ）
A．5×1012个B．5×1011个C．1×1012个D．1×1014个
答案：A
电子运动一周用的时间
t=sv=2403×106s=8×10-5s
根据电流的定义式
I=qt
则时间t内通过任一横截面的电荷量为
q=It=0.01×8×10-5C=8×10-7C
在整个环中运行的电子数目
n=8×10-71.6×10-19=5×1012个
故选A。
11、中科院大连化物所开发出了一种基于“微电极-电解质一体化薄膜”新概念的无基底、无固定形状的微型超级电容器。该器件具有超薄器件厚度（37μm）、超柔性、高面积容量（40.8mF/cm2）和高度集成度。将它的面积容量40.8mF/cm2用国际单位制中的基本单位表示，正确的是（    ）
A．4.08×102A2⋅s4⋅kg-1⋅m-4B．4.08×10-2A2⋅s-4⋅kg-1⋅m-4
C．4.08×10-2A2⋅s4⋅kg-1⋅m-4D．4.08×102A2⋅s-4⋅kg-1⋅m-4
答案：A
由单位关系可知面积容量
40.8mF/cm2=40.8×10-3F10-4m2=4.08×102F/m2
有
C=qU
U=Ed
E=Fq
F=ma
q=It
可得
C=I2t2mad
1F=1A2⋅s2kg⋅ms2⋅m=1A2⋅s4kg⋅m2=1A2⋅s4⋅kg-1⋅m-2
所以
40.8mF/cm2=4.08×102F/m2=4.08×102A2⋅s4⋅kg-1⋅m-4
故A正确，BCD错误。
故选A。
12、某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（  ）
A．转换设备电流恒为56A
B．转换设备负载每天耗电量约为14.37Ah
C．转换设备每天消耗电能为345度
D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24V
答案：B
A．发射时间转换设备电流为
I1=P1U=2024A=56A
而在接收等候时间内，其电流为
I2=P2U=524A=524A
故A错误；
B．转换设备负载每天耗电量约为
q=I1t1+I2t2=56×15Ah+524×9Ah=34524Ah≈14.375Ah
故B正确；
C．转换设备每天消耗电能为
W=P1t1+P2t2=20×15Wh+5×9Wh=345Wh=0.345kWh
故C错误；
D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；
故选B。
13、下列叙述正确的有（　　）
A．并联电路中各支路电阻两端的电压不相等
B．用同一表头改装成的电压表，电压表的量程越大，其内阻越小
C．并联电路的总电阻一定大于每一个支路的电阻
D．串联电路任一电阻增大（其他电阻不变），总电阻一定增大
答案：D
AB．由并联电路的特点知，并联电路的总电阻比任一支路的阻值都要小，且任一支路电阻增大（其他支路不变），总电阻增大，各电阻两端的电压相等，故AC错误；
B．用同一表头改装成的电压表，通过其电流的最大值不变，故电压表的量程越大，其内阻越大，故B错误；
D．串联电路任一电阻增大（其他电阻不变），根据串联电路中电阻的规律可知，总电阻一定增大，故D正确。
故选D。
小提示：注意串并联电路中电流、电压、电阻的规律。
14、某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：用游标为20分度的卡尺测量其长度如图所示，由图可知其长度L为（  ）

A．50.30mmB．50.15mmC．50.25mmD．50.2mm
答案：B
根据题意可知，游标为20分度，由图可知，游标第3个小格与主尺对齐，则其长度L为
L=50mm+0.05×3mm=50.15mm
故ACD错误，B正确。
故选B。
15、如图所示，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，下列正确的是（  ）

A．小灯泡变暗，灯丝电阻率变大
B．小灯泡变暗，灯丝电阻率变小
C．小灯泡变亮，灯丝电阻率变大
D．小灯泡变亮，灯丝电阻率变小
答案：A
小灯泡灯丝是一种金属，金属的电阻率ρ随温度的升高而变大，由电阻定律R=ρLS可知，电阻率变大，小灯泡的电阻变大，流过小灯泡的电流变小，故小灯泡变暗，灯丝电阻率变大。
故选A。
多选题
16、关于电阻率的正确说法是（　　）
A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B．电阻率表征了导体导电能力的强弱，由导体的材料决定且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率不受温度的变化影响，用它可做成定值电阻
答案：BD
AB．电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，故A错误，B正确；
C．由R＝ρlS知，电阻率大，R不一定大，故C错误；
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，例如“康铜”（铜镍合金）一般是制作标准电阻的材料，故D正确。
故选BD。
17、如图所示，电路中的电阻R1=3Ω,R2=12Ω,R3=6Ω，则（  ）

A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻为14Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻为14Ω
C．当ab两端输入12V电压时，cd两端的电压为8V
D．当cd两端输入12V电压时，ab两端的电压为8V
答案：BC
A．当cd端短路时，电路中R2与R3并联，之后与R1串联，则由串并联电阻规律可得，等效电阻为
R=R1+R2R3R2+R3=7Ω
故A错误；
B．当ab端短路时，电路中R3与R1并联，之后与R2串联，则由串并联电阻规律可得，等效电阻为
R'=R2+R3R1R3+R1=14Ω
故B正确；
C．当ab两端输入12V电压时，cd两端的电压为R3两端的电压，由题意有
Ucd=UR1+R3R3=8V
故C正确；
D．当cd两端输入12V电压时，ab两端的电压为R3两端的电压，由题意有
Uab=UR2+R3R3=4V
故D错误。
故选BC。
18、电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=1ρ。下列说法中不正确的是（  ）
A．材料的电导率越小，其导电性能越强
B．材料的电导率与材料的形状有关
C．电导率的单位是1Ω⋅m
D．电导率大小与温度有关
答案：AB
A．材料的电导率越小，电阻率越大，其导电性能越弱，A错误；
B．材料的电阻率与材料的形状无关，材料的电导率与材料的形状也无关，B错误；
C．根据R=ρlS，得
ρ=RSl
又
σ=1ρ
得
σ=lRS
则电导率的单位是
mΩ⋅m2=1Ω⋅m
C正确；
D．电导率大小与温度有关，D正确。
选不正确的，故选AB。
19、下列各种说法中不正确的是（    ）
A．电流的定义式I=qt适用于任何电荷的定向移动形成的电流
B．电流的微观表达式I=nesv中可以说明，当电流一定时导体中所有电荷都在做匀速运动，且速度相同
C．由于开关闭合，电路中瞬间就被通电，这能说明电荷移动的速度接近光速
D．从R=UI可知，导体的电阻跟两端的电压成正比，跟导体的电流成反比
答案：BCD
A．公式I=qt是电流的定义式，是比值定义法，适用于任何情况，故A正确；
BC．电荷在导体中受电场作用加速的同时还受到其他束缚会做减速，他运动速度实际非常小，单个电子沿导线运动速度只有1-3毫米每秒，故BC错误；
D．影响导体电阻大小的因素：导体的长度、材料、横截面积以及温度，与导体两端的电压和通过的电流无关，故D错误。
此题选择不正确的，故选BCD。
小提示：物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量（简称电量）叫做电流强度，简称电流；电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领；影响导体电阻大小的因素：导体的长度、材料、横截面积以及温度，与导体两端的电压和通过的电流无关。
20、如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，MN是曲线上的两点，过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是（  ）

A．该金属导体的电阻随电压的增大而减小
B．该金属导体的电阻随电压的增大而增大
C．该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是10Ω
D．该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是2:3
答案：BD
AB．根据
R=UI
可得
1R=IU
可知I-U图像上点与原点连线斜率表示电阻的倒数，由图像可知连线斜率逐渐减小，电阻的倒数逐渐减小，故该金属导体的电阻随电压的增大而增大，故A错误，B正确；
CD．该金属导体在M点和N点对应的电阻分别为
RM=UMIM=2.00.3Ω=203Ω
RN=UNIN=5.00.5Ω=10Ω
则有
RM:RN=203:10=2:3
故C错误，D正确。
故选BD。
21、关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是（  ）
A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻
B．虽然R=UI，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
答案：BD
AB．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，选项A错误，B正确；
C．导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，与导体的长度、横截面积无关，选项C错误；
D．电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，即某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，选项D正确。
故选BD。
22、两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（  ）

A．R1的电阻为R1=10.5Ω=2Ω
B．R1的电阻R1=tan 45° Ω=1 Ω
C．R2的电阻随电压的增大而减小
D．当U=1 V时，R2的电阻等于R1的电阻
答案：AD
A．根据图像可知，R1是线性元件，则R1的电阻为
R1=10.5Ω=2Ω
A正确；
B．在物理图像中，由于坐标轴所表示的物理量不同，所选择的标度值也可能不一样，因此，在求图线的斜率时，不能够利用图线倾角的正切值求解，B错误；
C．根据电阻定义式有
R=UI
结合伏安特性曲线可知，I—U图像上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻，由图像可知随电压的增大，斜率逐渐减小，则R2的电阻随电压的增大而增大，C错误；
D．根据电阻定义式有
R=UI
当U=1V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2Ω，D正确。
故选AD。
23、下列关于“电流”、“电阻”这两个物理量的说法正确的是（  ）
A．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的
B．当金属导体内自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了
C．产生电阻的微观原因是金属导体中电子间有相互作用的斥力
D．长度不同的两种金属丝的电阻可能相同
答案：AD
A．导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动，形成电流，故A正确；
B．在形成电流时自由电子定向移动，但是热运动并没有消失，其实电子仍然做无规则的热运动，故B错误；
C．在导体当中，自由电子在定向移动时，会与其他粒子发生碰撞，也会受到带正电荷的原子核影响，从而造成自由电子损失动能，损失的动能将转化为其他粒子的不规则运动，也就是导体本身的内能，从宏观上看，导体也就有了电阻，故C错误；
D．长度不同的两种金属丝的电阻可能相同，故D正确。
故选AD。
24、如图所示，半径为R（远大于圆环横截面半径）的橡胶圆环带均匀正电荷，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，将产生等效电流。下列说法正确的是（  ）

A．使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍
C．若ω、Q不变，使环的半径增大，电流将变大
D．若ω、Q不变，使环的半径增大，电流将变小
答案：AB
在圆环上取很小的一段长度Δs，根据电流的定义可得等效环形电流为
I=ΔqΔt=Δs2πRQΔt=vQ2πR=ωQ2π
所以使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，而I与R无关，所以若ω、Q不变，使环的半径增大，电流不变。
故选AB。
25、如图所示，真空中有一长直细金属导线MN，沿垂直导线方向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为m、电荷量大小为e，不考虑出射电子间的相互作用，与导线同轴有一半径为R的假想圆柱面。柱面某位置放置一个弧长为a、长度为b的金属片，如图所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I，电子流对该金属片的压强为P。下列说法正确的是（  ）

A．导线沿垂直导线方向均匀射出的电子速率v0=pabm
B．导线沿垂直导线方向均匀射出的电子速率v0=peabmI
C．单位长度导线单位时间内出射电子的总动能Ek=πReabp2mI
D．单位长度导线单位时间内出射电子的总动能Ek=p2e2a2b22mI2
答案：BC
AB．设单位时间单位长度射出的电子数为n，则单位时间打在金属片的粒子数为
N=nab2πR
金属片上形成电流为
I=qt=Ntet=Ne
所以
n=2πRIeab
根据动量定理得金属片上的压强为
p=Fab=mv0Nab=mv0ab⋅Ie
 解得
v0=eabpmI
故A错误，B正确；
CD．单位长度导线单位时间内出射电子的总动能为
Ek=n⋅12mv02=πReabp2mI
故C正确，D错误。
故选BC。
填空题
26、图中用3V量程时，表针的示数是___________V；当使用15V量程时，图中表针示数为___________V。

答案：     1.70     8.5
[1]当电压表量程为3V时，每一小格为0.1V，故指针所指读数为1.70V；
[2]当使用15V量程时，每一小格为0.5V，故指针所指读数为8.5V。
27、多用电表直流电流测量电路原理如图所示，设表头的满偏电流Ig＝200 μA，内阻Rg＝100 Ω，图中R1＝2.5 Ω与R2＝22.5 Ω，请问使用公共接线柱与______接线柱的量程更大，最大量程为_______mA；

答案：     1     10
[1]当接公共接线柱与接线柱1时，电流计的分流电阻只有R1，则分流较大，则量程较大；
[2]根据
Ig(Rg+R2)=(I-Ig)R1 
解得
I=10mA
28、小明用螺旋测微器测量一根导体棒的直径，刻度如图甲所示，读数为_________mm；用精度为0.05mm的游标卡尺测量某个圆筒的深度，部分刻度如图乙所示，读数为_______cm。

答案：     4.224（4.222~4.226）     2.185
[1]螺旋测微器的读数为
d=4mm+22.4×0.01mm=4.224mm
因为最后一位是估读，所以读数在4.222mm~4.226mm，均算正确；
[2]游标卡尺的读数为
L=21mm+17×0.05mm=21.85mm=2.185cm
29、若用L表示金属丝接入电路中的长度，d表示直径，U表示金属丝两端的电压，I表示金属丝中的电流，请用以上字母写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=___________。
答案：πd2U4IL
由欧姆定律可得
R=UI
由电阻定律可得
R=ρLπ(d2)2
联立解得金属丝电阻率为
ρ=πd2U4IL
30、一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电流大小为________A，电场强度大小为________V/m。

答案：     neSv     ρnev
[1]根据电流的微观表达式，可知金属棒中电流为
I=nevS
[2]由电阻定律得，导体的电阻为
R=ρLS
导体棒两端加上恒定的电压为
U=IR
联立可得导体棒两端的电压大小为
U=ρLnev
金属棒内的电场强度大小为
E=UL=ρnev

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