2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：综合评估 第十一章　电路及其应用 Word版含解析

2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：综合评估 第十一章　电路及其应用 Word版含解析

第十一章　《电路及其应用》综合评估 一、单项选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题3分，共24分)‎ ‎1．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　A　)‎ 解析：由电阻的决定式可知，A中电阻RA＝ρ；B中电阻RB＝ρ；C中电阻RC＝ρ；D中电阻RD＝ρ，故电阻最小的为A.‎ ‎2．如图所示，有三个电阻，已知R1R2R3＝136，则电路工作时，电压U1U2为(　D　)‎ A．16 B．1‎9 C．13 D．12‎ 解析：R2、R3并联后与R1串联，故U2＝U3，I2＋I3＝I1，R2、R3并联后的阻值R23＝＝2R1，由U＝IR知U1U2＝12，D正确．‎ 第2题图 ‎3．如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装的量程更大的电表，下列判断正确的是(　A　)‎ 第3题图 A．改装成了电流表，R减小时量程增大 ‎ B．改装成了电流表，R增大时量程增大 C．改装成了电压表，R减小时量程增大 ‎ D．改装成了电压表，R增大时量程增大 解析：改装成了电流表，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，故A正确、B错误；把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻，串联电阻越大，电压表量程越大，故C、D错误．‎ ‎4.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15 V，额定电流‎2 A，电池容量2 000 mA·h，则下列说法正确的是(　D　)‎ A．电池容量是指电池储存电能的大小 B．机器人正常工作的电压为24 V C．机器人正常工作时的电流为‎0.5 A D．机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时 解析：电池容量是指电池的存储电量(电流与时间的乘积)多少，单位是“A·h”，不是储存电能的大小，故A错误；机器人正常工作的电压为15 V，电流为‎2 A ‎，故B、C错误；机器人充满电后一次工作时间为t＝＝＝1 h，故D正确．故选D.‎ ‎5．一架半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(　B　)‎ A．1 h电池供给‎1 C的电量 B．1 000 s电池供给‎8 C的电量 C．1 s电池供给‎8 C的电量 D．1 min电池供给‎8 C的电量 解析：根据电流定义式I＝，可知电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量．电池供电的电流是8 mA，表示1 000 s电池供给‎8 C的电量，B对．‎ ‎6.如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(　A　)‎ A．V1的示数是V2的2倍 B．V1的示数是V3的2倍 C．V2的示数是V1的2倍 D．V2的示数是V3的2倍 解析：由题意可知：Lc＝2La＝‎2Lb，Sb＝2Sa＝2Sc；设b的电阻Rb＝R，由电阻定律R＝ρ得：Ra＝2Rb＝2R，Rc＝2Ra＝4R，RcRaRb＝421.由题图电路图可知，a、b、c三个电阻串联，通过它们的电流相等，由U＝IR得：UcUaUb＝421，V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误．‎ ‎7．一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为(　A　)‎ A．1 000 Ω B．5 000 Ω C．150 Ω D．2 000 Ω 解析：因为电表测500 Ω的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间，由Ig＝，＝知，R内＝R中＝500 Ω.当指针指在1 mA处时，则由＝知，被测电阻的阻值为Rx＝1 000 Ω.‎ ‎8.如图所示电路，电压U保持不变，当电键S断开时，理想电流表A的示数为‎0.6 A，当电键S闭合时，理想电流表的示数为‎0.9 A，则两电阻阻值之比R1R2(　A　)‎ A．12 B．21‎ C．23 D．32‎ 解析：由欧姆定律I＝得，电流比等于电阻的反比，则有＝＝，整理得＝，故选A.‎ 二、多项选择题(本题共4小题．在每小题给出的四个选项中，有的有两个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，共16分)‎ ‎9．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有(　CD　)‎ A．自由电子定向移动的速率为v0 ‎ B．自由电子定向移动的速率为v＝ C．电场传播的速率为真空中的光速c ‎ D．自由电子定向移动的速率为v＝ 解析：对电流微观表达式I＝neSv式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝＝nev，所以v＝，电场是以光速传播的，故C、D正确．‎ ‎10.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和‎2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是(　AD　)‎ A．A和B导线两端的电压之比为3∶2‎ B．A和B导线两端的电压之比为1∶2‎ C．A和B导线的横截面积之比为2∶3‎ D．A和B导线的横截面积之比为1∶3‎ 解析：A、B两端的电势差分别为6 V,4 V，电流相等，根据欧姆定律得，＝，串联时电流相等，则由U＝IR可知，电压之比为3∶2，故A正确，B错误；根据电阻定律得，R＝ρ，则S＝，则横截面积之比＝＝，故D正确，C错误．‎ ‎11.如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知(　AD　)‎ A．该导体的电阻随电压的升高而增大 B．该导体的电阻随电压的升高而减小 C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω 解析：该导体的伏安特性为曲线，但根据R＝知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故导体电阻随电压升高而增大，可知U＝2 V时，R＝ Ω＝1 Ω，故A、D正确．‎ ‎12．电阻R1、R2、R3串联在电路中，已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则(　ABC　)‎ A．电路中的电流为‎0.6 A B．电阻R2的阻值为20 Ω C．三只电阻两端的总电压为21 V D．电阻R3两端电压为12 V 解析：由欧姆定律得I＝＝ A＝‎0.6 A，选项A正确；由于这三个电阻串联，它们的电流相同，所以R2＝＝ Ω＝20 Ω，选项B正确；三只电阻两端的总电压为U＝I(R1＋R2＋R3)＝0.6×35 V＝21 V，选项C正确；由U＝IR得U3＝0.6×5 V＝3 V，故选项D错误．‎ 三、填空题(本题共2小题，共14分)‎ ‎13．(6分)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约‎0.5 A)；‎ 电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 电流表：A1(量程‎0.6 A，内阻约0.2 Ω)；‎ A2(量程‎3 A，内阻约0.05 Ω)；‎ 电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；‎ E2(电动势12 V，内阻不计)；‎ 滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 1.773(1.771～1.775均正确) mm.‎ ‎(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 A1 、电源应选 E1 (均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．‎ ‎　　‎ 解析：本题考查螺旋测微器的读数方法和测定金属丝电阻率的实验方法，解题关键明确实验原理．‎ ‎(1)由图示知，金属丝的直径d为‎1.773 mm.‎ ‎(2)待测金属丝的额定电流约为‎0.5 A，因此电流表选择A1；待测金属丝的额定电压U＝IR＝0.5×4 V＝2 V，所以电源选择E1可满足要求．实验电路如答案图所示．‎ ‎14．(8分)为了确定一个定值电阻Rx的阻值，做如下测量：‎ ‎(1)用多用电表“×‎1”‎倍率粗测该电阻，示数如图所示，测量结果为 13.0(或13) Ω.‎ ‎(2)用伏安法测量该电阻，实验室提供的器材及规格如下：‎ 电压表V1(0～3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 电压表V2(0～15 V，内阻约15 kΩ)；‎ 电流表A(0～50 mA，内阻约5 Ω)；‎ 滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ)；‎ 定值电阻R0(阻值50 Ω)；‎ 电源(4 V，内阻可不计)；‎ 开关1个，导线若干．‎ 为了较准确的测量电阻，‎ ‎①电压表应该选择 V1 ，滑动变阻器应该选择 R1 ；‎ ‎②请在方框内画出电路图．‎ 解析：(1)用多用电表“×1”倍率粗测该电阻，测量结果为13 Ω.‎ ‎(2)①因电源电压只有4 V，故电压表选V1‎ ‎；滑动变阻器采用分压式接法，故选R1；‎ ‎②电路如图所示．‎ 四、计算题(本题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎15．(8分)工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率，其中一个关键部件如图所示，A、B是两片面积均为‎1 cm2的正方形铂片，间距为d＝‎1 cm，把它们浸没在待测液体中，若通过两根引线加上U＝6 V的电压时，测出电流I＝1 μA，则这种液体的电阻率为多少？‎ 答案：6×104 Ω·m 解析：R＝＝ Ω＝6×106 Ω 由题意知：l＝d＝10－‎2 m，S＝10－‎‎4 m2‎ 由电阻定律R＝ρ得 ρ＝＝ Ω·m＝6×104 Ω·m.‎ ‎16. (8分)如图所示，电源电动势E＝6 V，电源内阻不计．定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ.‎ ‎(1)若在a、b之间接一个C＝100 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；‎ ‎(2)若在a、b之间接一个内阻RV＝4.8 kΩ的电压表，求电压表的示数．‎ 答案：(1)4×10－‎4 C　(2)3 V 解析：(1)设电容器上的电压为UC，UC＝E 电容器的带电荷量Q＝CUC 解得：Q＝4×10－‎4 C.‎ ‎(2)设电压表与R2并联后电阻为R，R＝，则电压表上的电压为：UV＝E 解得：UV＝3 V.‎ ‎17．(14分)若氢原子的核外电子做半径为r的匀速圆周运动，已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则：‎ ‎(1)核外电子运动的周期为多少？‎ ‎(2)电子绕核的运动可等效为环形电流，求电子运动的等效电流的大小．‎ 答案：(1)2π　(2) 解析：(1)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，可得k＝mr，‎ 解得T＝2π.‎ ‎(2)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，一个周期通过横截面的电荷量为e，根据定义式I＝，可得电子运动的等效电流的大小I＝，把T代入，‎ 解得I＝ .‎ ‎18．(16分)为了使用方便，实验室中的电压表通常有两个量程，如图所示为表头G改装成两个量程为0～3 V、0～15 V的电压表的电路图．若已知R2是阻值为24 kΩ的电阻，表头G的内阻为500 Ω，求：‎ ‎(1)R1的阻值；‎ ‎(2)灵敏电流计的满偏电流．‎ 答案：(1)R1＝5.5 kΩ　(2)Ig＝500 μA 解析：设电流计的满偏电流为Ig，内阻为rg，则3 V的电压表应有：3 V＝Ig(rg＋R1)‎ ‎15 V的电压表应有：15 V＝Ig(rg＋R1＋R2)‎ 联立可得：R1＝5.5 kΩ，Ig＝0.5×10－‎3 A＝5×10－‎4 A＝500 μA.‎