第十一章電路及其應用質量檢測時間：90分鐘滿分：100分一、單項選擇題：共8小題，每小題4分，共32分。1．2019年3月19日，復旦大學科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導率是石墨烯的1000倍。電導率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即。下列說法正確的是（）A．材料的電導率越小，其導電性能越強B．材料的電導率與材料的形狀有關C．電導率的單位是Ω－1·m－1D．電導率大小與溫度無關【答案】C【解析】A．電導率越小，材料的電阻率越大，其導電性能越差，A錯誤；BD．材料的電導率與材料的形狀無關，由材料本身的性質決定，受溫度的影響，當溫度發(fā)生變化時，電導率的大小會改變，B、D錯誤；C．根據(jù)電阻定律可知，電阻率的單位是Ω·m，則電導率的單位是Ω－1·m－1，C正確。故選C。2．如圖甲，一長方體導電材料的長、寬、高分別為a、b、c；且，通入沿PQ方向的電流時，導電材料兩端的電壓U與其通過的電流I的關系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．導電材料兩端所加電壓為10V時，其電阻為20ΩB．隨著所加電壓的逐漸增大，該導電材料的電阻逐漸增大C．隨著所加電壓的逐漸增大，該導電材料的導電性能變差D．該導電材料沿PQ方向通電時比沿MN方向通電時電阻小【答案】A【解析】A．由圖乙可知，導電材料兩端所加電壓為10V時，通過的電流為0.5A，則此時導電材料的電阻為故A正確；BC．導電材料兩端的電壓U與其通過的電流I的關系圖像的斜率表示該導體材料電阻的大小，結合圖乙可知，隨著所加電壓的逐漸增大，該導電材料的電阻逐漸減小，則該導電材料的導電性能變好，故BC錯誤；D．根據(jù)電阻定律可知，導電材料的橫截面越大，長度越小，導電材料的電阻越小，所以該導電材料沿PQ方向通電時比沿MN方向通電時電阻大，故D錯誤。故選A。3．如圖所示，在某次實驗中得到了A、B兩電阻的圖像，電阻A的圖像為曲線，電阻B的圖像為直線，且與橫軸的夾角為，關于兩電阻的描述正確的是（）A．當流過電阻的電流為時，電阻A的阻值大于BB．當流過電阻的電流為時，兩電阻的值都是C．隨著電流的增大，電阻A的阻值減小D．隨著電流的增大，電阻B的阻值不變，大小一定為【答案】B【解析】AB．由歐姆定律可知當流過電阻的電流為時，電阻A的阻值等于B的阻值，均為故B正確，A錯誤；C．圖像上的點與原點的連線的斜率表示電阻大小，可知隨著電流的增大，電阻A的阻值增大，故C錯誤；D．對于電阻，圖線為過原點的直線，所以圖線斜率即為圖線上橫、縱坐標的比值，但是兩坐標的標度并不一定相同，所以不能直接根據(jù)圖線斜率求解電阻，故D錯誤。故選B。4．在“測定金屬的電阻率”實驗中，下列關于誤差的說法中錯誤的是（）A．電流表采用外接法，將會使ρ測<ρ真B．電流表采用外接法，由于電壓表的并聯(lián)引起了電阻絲分壓的減小而引起測量誤差C．由可知，I、d、U、l中每一個物理量的測量都會引起ρ的測量誤差D．由可知，對實驗結果準確性影響最大的是直徑d的測量【答案】B【解析】AB．電流表采用外接法時，電壓表直接并聯(lián)在待測金屬絲兩端，電壓表示數(shù)即為待測金屬絲兩端電壓的真實值，但電壓表的并聯(lián)分流使得電流表的示數(shù)較實際流過待測金屬絲的電流大，根據(jù)歐姆定律可知，根據(jù)電阻定律可知，故A正確，B錯誤；CD．由可知，I、d、U、l中每一個物理量的測量都會引起ρ的測量誤差，但其中d的次冪為2，其誤差在乘方之后也會被“放大”，因此對實驗結果準確性影響最大的是直徑d的測量，故CD正確。故選B。5．某同學用一個微安表頭（量程1mA，內阻90Ω）電阻箱R1和電阻箱R2組裝一個多用電表，有電流10mA和電壓3V兩檔，改裝電路如圖所示，則R1、R2應調到多大阻值（

）A．R1=100?，R2=300? B．R1=10?，R2=291?C．R1=100?，R2=291? D．R1=10?，R2=300?【答案】B【解析】微安表并聯(lián)一個小電阻改裝成大量程得電流表，串聯(lián)一個大電阻改裝成大量程的電壓表，改裝圖如圖所示當接O、a接線柱時改裝為電流表，根據(jù)并聯(lián)電路特點得代入數(shù)據(jù)解得當接O、b接線柱時改裝為電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路特點得解得故B正確，ACD錯誤。故選B。6．如圖所示，一位同學用伏安法測量未知電阻。在保證可以完成實驗的前提下，下列可以減小該種測量方法相對誤差的是（）A．用內阻小些的電流表 B．用內阻大些的電流表C．用內阻小些的電壓表 D．用內阻大些的電壓表【答案】A【解析】圖中所示為電流表內接法測電阻，根據(jù)歐姆定律得為了減小誤差，可以用內阻小的電流表，故A正確，BCD錯誤。故選A。7．某同學為了驗證自感現(xiàn)象，找來帶鐵芯的線圈L（線圈的自感系數(shù)很大，構成線圈導線的電阻可以忽略），兩個相同的小燈泡A和B、二極管D、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所示的電路。經(jīng)檢查，各元件和導線均是完好的，檢查電路無誤后，開始進行實驗操作。他可能觀察到的現(xiàn)象是（）A．閉合S瞬間，A比B先亮 B．閉合S瞬間，A、B一起亮C．斷開S瞬間，A會先亮再逐漸熄滅 D．閉合S持電路穩(wěn)定后，B不會亮【答案】C【解析】ABD．從實物圖中我們可以看出兩個小燈泡是間接并聯(lián)關系，其中自感線圈和B燈泡串聯(lián)，當閉合開關的瞬間，通過B的電流增大，自感線圈產(chǎn)生感應電流阻礙電路電流增大，所以B是逐漸亮起來，電路穩(wěn)定后B亮度保持不變；而A燈泡和二極管相串聯(lián)，二極管阻礙由S向A的電流通過，故A燈泡一直不亮，故ABD錯誤；C．當斷開開關的瞬間，電源電流減小，自感線圈要阻礙電流的減小，產(chǎn)生與原電流方向相同的感應電流，此時A、B串聯(lián)構成回路，所以B燈泡是緩慢熄滅，A會先亮再逐漸熄滅，故C正確。故選C。8．某些腫瘤可以用“質子療法”進行治療。在這種療法中，為了能讓質子進入癌細胞，首先要實現(xiàn)質子的高速運動，該過程需要一種該稱作“粒子加速器”的裝置來實現(xiàn)。質子先被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細胞。如圖所示，來自質子源的質子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細柱形的質子流。已知細柱形的質子流橫截面積為S，其等效電流為I；質子的質量為m，其電量為e。那么這束質子流內單位體積的質子數(shù)n是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】質子在加速電場中加速根據(jù)電流的微觀表達式聯(lián)立解得故ABC錯誤，D正確。故選D。二、多項選擇題：共3小題，每小題4分，共12分。全部選對得4分，部分選對得2分，有選錯得得0分。9．如圖所示，某同學設計了一個加速度計：將框架固定在物體上，物體沿彈簧方向運動，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數(shù)相同的輕質均勻彈簧與框架連接；R為變阻器，輕質滑動片上端絕緣，且與滑塊連接，下端與變阻器接觸良好；電池電動勢為E，內阻不計。按圖連接電路后，若物體勻速運動，滑動片恰好在電阻中間位置，電壓表指針正好在表盤中央，此時兩彈簧均為原長。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)指向零點，說明物體可能做勻加速直線運動B．若電壓表保持某值不變，說明物體一定做勻速直線運動或靜止C．若電壓表從0開始變大，物體加速度可能先變小再變大D．電壓表示數(shù)為0或最大值，說明物體的加速度大小相同【答案】ACD【解析】A．電壓表的示數(shù)指向零點說明滑動片在R的最左側，此時左彈簧壓縮，右彈簧拉伸，物塊所受合力水平向右，物體可能做向右勻加速直線運動或向左勻減速直線運動，故A正確；B．若電壓表保持某值不變說明滑動片在R上的位置不變，可能是勻變速直線運動、勻速直線運動或靜止，故B錯誤；C．若電壓表從0開始變大說明最開始滑動片位置處于R的最左側，示數(shù)逐漸變大，則滑動片逐漸向右移動，物塊受到的合力逐漸減小，加速度讀逐漸減小，當滑塊位于框架中間時，合力為零，加速度為零，當滑塊繼續(xù)向右移動時，加速度開始反方向增加，故C正確；D．電壓表示數(shù)為0或最大值說明此時滑動片在R上的位置在最左側和最右側，此時滑塊所受的合力大小相等，則物體的加速度大小相同，故D正確。故選ACD。10．如圖所示電路中，A1和A2為理想電流表，示數(shù)分別為I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3.當a、b兩點間加以恒定的電壓U后，下列結論正確的是（）A．I1∶I2＝3∶4B．I1∶I2＝5∶9C．將A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比為3∶5D．交A1、A2換成理想電壓表，其示數(shù)之比為1∶1【答案】BC【解析】AB．電源接在A、C兩點時，電路圖如圖1所示：并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和A錯誤，B正確；CD．將A1、A2換成理想電壓表，如右圖所示成為串聯(lián)電路UR1：UR2：UR3=1：2：3則故C正確，D錯誤。故選BC。11．如圖甲所示電路中，電源電動勢為3.0V，內阻不計，L1、L2、L3為個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。開關S閉合后下列判斷正確的是（）A．L1電流為L2電流的2倍B．此時L2的電阻約為7.5ΩC．L1、L2、L3的電阻相等D．此時L2消耗的電功率為0.3W【答案】BD【解析】A．根據(jù)圖像，L1的電壓為3.0伏，對應的電流為0.26A，L2兩端電壓為1.5V，對應的電流為0.2A，L1電流不是L2電流的2倍，A錯誤；BC．此時三個燈泡的電阻約為B正確，C錯誤；D．此時L2消耗的電功率為D正確。故選BD。三、實驗題：共2小題，共18分。12.（6分）某同學在探究規(guī)格為“6V，3W”的小燈泡I—U特性曲線的實驗中：（1）在小燈泡接入電路前，使用多用電表直接測量小燈泡的電阻，則應將選擇開關旋至哪個擋進行測量______？A．直流電壓10V

B．直流電流5mA

C．電阻×100

D．電阻×1（2）該同學采用如圖甲所示的電路進行測量。圖中R為滑動變阻器（阻值范圍0~20Ω，額定電流1.0A），L為待測小燈泡，V為電壓表（量程6V，內阻20kΩ），A為電流表（量程0.6A，內阻1Ω），E為電源（兩極間電壓8V），S為開關。①在實驗過程中，開關S閉合前，滑動變阻器的滑片P應置于哪一端______？②在實驗過程中，已知各元器件均無故障，但閉合開關S后，無論如何調節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調不到零，其原因可能是哪一條導線沒有連接好______？（圖甲中的綠色小圓點表示接線點，并用數(shù)字標記，請用圖甲中的數(shù)字說明存在斷路的導線，如“2點至3點的導線”）③排除故障后進行實驗，該同學描繪出的小燈泡的I—U特性曲線如圖乙所示，則可以看出小燈泡的阻值隨著兩端電壓的增大而怎樣變化______？原因是什么__________________？【答案】（1）D

（2）左

1點至5點的導線

增大

隨電壓電流的增加，溫度升高，電阻值變大【解析】（1）[1]小電珠正常發(fā)光時電阻為使用多用電表測電阻時，選擇開關旋至歐姆×1擋進行測量。故選D。（2）①[2]由電路圖可知，開關S閉合前，滑動變阻器的滑片P應置于最左端；②[3]閉合開關S后，無論如何調節(jié)滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)總是調不到零，可能是1點到5點間的導線沒有接好，滑動變阻器實際上被接成了限流接法；③[4][5]由圖乙所示小電珠I—U圖像，根據(jù)歐姆定律可知，其電阻隨工作電壓的增大而增大；原因是隨電壓電流的增加，溫度升高，電阻值變大。13.（12分）某同學欲測量一阻值大約為，粗細均勻的金屬線的電阻率。實驗桌上除游標卡尺、螺旋測微器、導線和開關外，還有以下器材可供選擇：A．電源E（電動勢為）B．電壓表V（量程為，內阻約為）C．電流表（量程為，內阻約為）D．電流表（量程，內阻約）E．滑動變阻器（最大阻值，額定電流）（1）用游標卡尺測得該材料的長度L如圖甲所示，讀數(shù)________；用螺旋測微器測得該材料的直徑D如圖乙所示，讀數(shù)________。（2）測量導電材料的電阻時，為了便于調節(jié)，測量盡可能地準確，實驗中所用電流表應選用________（填所選儀器前的字母符號），選擇合適的實驗器材，實驗原理圖如圖丙所示。（3）設測得導電材料的電阻為R，導電材料的長度為L，導電材料的直徑為D，求得導電材料的電阻率為__________（用R、L、D三個物理量表述）?！敬鸢浮浚?）60.15

0.7320.733

（2）C

（3）【解析】（1）[1]20分度游標卡尺的精確值為，圖中讀數(shù)為[2]螺旋測微器的精確值為，圖中讀數(shù)為（2）[3]由于電源電動勢為，可知通過待測電阻的最大電流約為故實驗中所用電流表應選用C。（3）[4]根據(jù)電阻定律又聯(lián)立可得導電材料的電阻率為四、計算題：共2小題：38分。14.（18分）圖為用伏安法測量電阻的原理圖。圖中V為電壓表，內阻為；mA為電流表，內阻為；E為電源，R為電阻箱，為待測電阻，S為開關。閉合開關后電壓表示數(shù)，電流表示數(shù)。（1）我們把U與I的比值稱為的測量值，即，試求出該值的大小。（2）實際上U與I的比值是與電壓表并聯(lián)后的總電阻，請據(jù)此求出的真實值。【答案】（1）800Ω；（2）1000Ω【解析】（1）