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  • 2021-05-26 发布

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

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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.‎