新教材高中物理章末綜合測評3電路及其應(yīng)用（含解析）新人教版

章末綜合測評(三)電路及其應(yīng)用(分值：100分)1．(4分)由歐姆定律I＝eq\f(U,R)導(dǎo)出U＝IR和R＝eq\f(U,I)，下列敘述不正確的是()A．由R＝eq\f(U,I)知，導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體兩端的電壓和流過導(dǎo)體的電流決定B．導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流無關(guān)C．對確定的導(dǎo)體，其兩端電壓和流過它的電流的比值就是它的電阻值D．一定的電流流過導(dǎo)體，電阻越大，其電壓就越大A[R＝eq\f(U,I)是電阻的比值定義式，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓和流過導(dǎo)體的電流無關(guān)，由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定，故A錯誤，B正確；根據(jù)R＝eq\f(U,I)，可知對確定的導(dǎo)體，其兩端電壓和流過它的電流的比值就是它的電阻值，故C正確；由U＝IR，可知一定的電流流過導(dǎo)體，電阻越大，其電壓就越大，故D正確。]2．(4分)額定電壓是220V、燈絲電阻是440Ω的燈泡，在正常工作時(shí)，3分鐘內(nèi)通過燈絲橫截面的電荷量為()A．30C B．90CC．220C D．360CB[根據(jù)歐姆定律，得通過燈泡的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,440)A＝0.5A,3分鐘內(nèi)通過燈絲橫截面的電荷量q＝It＝0.5×180C＝90C，故B正確，A、C、D錯誤。]3．(4分)有三個同學(xué)分別對各自手中的電阻進(jìn)行了一次測量，三個同學(xué)把對每個電阻測量時(shí)電阻兩端的電壓和通過的電流描點(diǎn)到同一U-I坐標(biāo)系中，如圖所示，這三個電阻的大小關(guān)系正確的是()A．Ra＜Rb＜Rc B．Ra＞RcC．Ra＞Rb D．Rb＝RcB[由公式R＝eq\f(U,I)可知，圖像的斜率表示電阻，則由圖可知，a、b的電阻相等，且大于c的電阻，則有Ra＝Rb>Rc，故B正確，A、C、D錯誤。]4．(4分)如圖所示，4只電阻串聯(lián)于某電路中，已測出UAC＝9V，UBD＝6V，R2＝R4，則UAE為()A．3V B．7.5VC．15V D．無法確定C[四個電阻串聯(lián)，根據(jù)電壓關(guān)系可知UAC＋UBD＝15V＝I(R1＋R2＋R2＋R3)，已知R2＝R4，所以UAC＋UBD＝UAE，故C正確。]5．(4分)一電壓表，內(nèi)阻為3kΩ，量程為0～3V，要把它改裝成一個量程為0～15V的電壓表，需要給它()A．并聯(lián)一個12kΩ的電阻B．并聯(lián)一個15kΩ的電阻C．串聯(lián)一個12kΩ的電阻D．串聯(lián)一個15kΩ的電阻C[增大電壓表的量程，需要給它串聯(lián)一個電阻，R＝eq\f(U－Ug,\f(Ug,Rg))＝eq\f(15－3×3,3)kΩ＝12kΩ，故C正確。]6．(4分)如圖所示是有兩個量程的電壓表的內(nèi)部電路圖，當(dāng)使用a、b兩個端點(diǎn)時(shí)，量程為10V；當(dāng)使用a、c兩個端點(diǎn)時(shí)，量程為100V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，則電阻R1、R2的阻值分別為()A．9500Ω，90000ΩB．90000Ω，9500ΩC．9500Ω，9000ΩD．9000Ω，9500ΩA[接a、b時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)，有R總＝R1＋Rg＝eq\f(U1,Ig)，得R1＝eq\f(U1,Ig)－Rg＝9500Ω。接a、c時(shí)，同理有R′總＝R1＋R2＋Rg＝eq\f(U2,Ig)，得R2＝eq\f(U2,Ig)－Rg－R1＝90000Ω，故A正確。]7．(4分)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab＝2bc。當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為I；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為()A．4I B．2IC．eq\f(1,2)I D．eq\f(1,4)IA[設(shè)沿AB方向的橫截面積為S1，沿CD方向的橫截面積為S2，則有eq\f(S1,S2)＝eq\f(1,2)，AB接入電路時(shí)電阻為R1，CD接入電路時(shí)電阻為R2，則有eq\f(R1,R2)＝eq\f(ρ\f(lab,S1),ρ\f(lbc,S2))＝eq\f(4,1)，由歐姆定律得電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)＝eq\f(1,4)，解得I2＝4I1＝4I，故A正確。]8．(4分)如圖所示，實(shí)線OA和OP分別為某兩種電學(xué)元器件的U-I圖線。設(shè)OA上任意點(diǎn)對應(yīng)的電阻為RA，OP上某點(diǎn)P對應(yīng)的電阻為RP，則關(guān)于RA和RP，下列式子正確的是()A．RA＝5kΩ，RP＝20kΩB．RA＝10kΩ，RP＝20kΩC．RA＝5kΩ，RP＝10kΩD．RA＝10kΩ，RP＝10kΩC[由電阻的定義式R＝eq\f(U,I)，結(jié)合圖像得RA＝eq\f(2V,0.4mA)＝5kΩ，RP＝eq\f(4V,0.4mA)＝10kΩ，故C正確。]9．(6分)現(xiàn)有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲、乙所示。甲乙(1)由甲、乙兩圖分別讀得圓柱體的直徑為______________________mm，長度為________mm。(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________。[解析](1)由題圖甲可知，圓柱體的直徑為1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm；由題圖乙可知，圓柱體的長度為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm。(2)根據(jù)電阻定律有R＝ρeq\f(L,S)，又根據(jù)歐姆定律有R＝eq\f(U,I)，聯(lián)立解得ρ＝eq\f(πD2U,4IL)。[答案](1)1.844(1.843～1.845均可)42.40(2)eq\f(πD2U,4IL)10．(4分)(多選)如圖所示是阻值不同的兩個電阻的電流隨電壓變化的圖線，那么a、b所示的電阻及這兩個電阻串聯(lián)或并聯(lián)后圖像所在的區(qū)域正確的是()A．a(chǎn)表示電阻大的圖線，并聯(lián)后圖線在區(qū)域ⅢB．a(chǎn)表示電阻小的圖線，串聯(lián)后圖線在區(qū)域ⅢC．a(chǎn)表示電阻小的圖線，并聯(lián)后圖線在區(qū)域ⅠD．a(chǎn)表示電阻大的圖線，串聯(lián)后圖線在區(qū)域ⅠBC[根據(jù)R＝eq\f(U,I)知，I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以a表示電阻小的圖線，選項(xiàng)A、D錯誤；電阻串聯(lián)后的總電阻比Rb大，即串聯(lián)后圖線在區(qū)域Ⅲ，選項(xiàng)B正確；電阻并聯(lián)后的總電阻比Ra小，即并聯(lián)后圖線在區(qū)域Ⅰ中，選項(xiàng)C正確。]11．(4分)(多選)一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線阻值為R，兩端加上恒定電壓U時(shí)，通過金屬導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為I，金屬導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將金屬導(dǎo)線均勻拉長，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，仍給它兩端加上恒定電壓U，則下列說法正確的是()A．此時(shí)金屬導(dǎo)線的阻值為4RB．此時(shí)通過金屬導(dǎo)線的電流為eq\f(I,4)C．此時(shí)自由電子定向移動的平均速率為eq\f(v,2)D．此時(shí)自由電子定向移動的平均速率為eq\f(v,4)ABC[將金屬導(dǎo)線均勻拉長，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)分析得到，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電壓U恒定不變，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，電流變?yōu)閑q\f(I,4)，故A、B正確；電流的微觀表達(dá)式I＝nevS，其中n、e不變，電流I為原來的eq\f(1,4)，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則自由電子定向移動的平均速率為eq\f(v,2)，故C正確，D錯誤。]12．(4分)(多選)如圖所示是將滑動變阻器作分壓器用的電路，A、B為分壓器的輸出端，R是負(fù)載電阻，電源電壓為U，保持恒定，滑片P位于滑動變阻器的中央，下列判斷正確的是()A．空載(不接R)時(shí)，輸出電壓為eq\f(U,2)B．接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓小于eq\f(U,2)C．負(fù)載電阻R的阻值越大，輸出電壓越低D．接上負(fù)載R后，要使輸出電壓為eq\f(U,2)，滑片P須向下移動至某一位置AB[空載(不接R)時(shí)，滑片把滑動變阻器分成相等的兩部分，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，輸出電壓為電源電壓的一半，即eq\f(U,2)，故A正確；接上負(fù)載R時(shí)，電路總電阻變小，干路電流變大，滑動變阻器上半部分電壓變大，大于電源電壓的一半，則A、B間的輸出電壓小于eq\f(U,2)，故B正確；負(fù)載電阻R的阻值越大，負(fù)載電阻與滑動變阻器下半部分電阻的并聯(lián)阻值越大，輸出電壓越大，故C錯誤；接上負(fù)載R時(shí)，電路總電阻變小，干路電流變大，滑動變阻器上半部分電壓變大，大于電源電壓的一半，則A、B間的輸出電壓小于eq\f(U,2)，要使輸出電壓等于eq\f(U,2)，滑片應(yīng)向上移動，故D錯誤。]13．(4分)(多選)如圖所示是一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、d與220V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻。發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為220V，由此可知()A．a(chǎn)b間電路通，cd間電路不通B．a(chǎn)b間電路不通，bc間電路通C．a(chǎn)b間電路通，bc間電路不通D．bc間電路不通，cd間電路通CD[若電路中僅有一處斷路，則橫跨斷路處任意兩點(diǎn)間的電壓均是電源電壓。由題可知，bd間電壓為220V，說明斷路點(diǎn)必在bd之間且ab段是通路；ac間電壓為220V，說明斷點(diǎn)又必在ac間且cd間是通路，故bc斷路，其余各段均完好，故C、D正確。]14．(10分)某物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測定電壓表V1的內(nèi)阻，可選用的器材如下：A．待測電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約3kΩB．電壓表V2：量程15V，內(nèi)阻約20kΩC．電流表A：量程3A，內(nèi)阻約0.1ΩD．定值電阻R0：9.0kΩE．滑動變阻器R1：0～200ΩF．滑動變阻器R2：0～2kΩG．電源E：電動勢約為12V，內(nèi)阻忽略不計(jì)H．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)現(xiàn)用多用電表測電壓表V1的內(nèi)阻，選擇倍率“×100”擋，其他操作無誤，多用電表表盤示數(shù)如圖所示，則電壓表V1的內(nèi)阻約為________Ω。(2)為了準(zhǔn)確測量電壓表V1的內(nèi)阻，兩位同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)器材分別設(shè)計(jì)了如圖甲和乙所示兩個測量電路，你認(rèn)為________(選填“甲”或“乙”)更合理，并在實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖補(bǔ)充完整。(3)該實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)該選用________(選填“R1”或“R2(4)用已知量R0和V1、V2的示數(shù)U1、U2來表示電壓表V1的內(nèi)阻RV1＝________。[解析](1)用多用電表測得的電壓表的內(nèi)阻為34×100Ω＝3400Ω。(2)甲圖中，因?yàn)殡妷罕鞻2的電阻與R0阻值相當(dāng)，通過電壓表V2的電流不能忽略，故用通過R0的電流作為通過V1的電流，則誤差較大，故用乙電路較合理。電路連接如圖：(3)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器要用于分壓電路，故選取阻值較小的R1。(4)根據(jù)歐姆定律可知：RV1＝eq\f(U1,\f(U2－U1,R0))＝eq\f(U1R0,U2－U1)。[答案](1)3400(2)乙圖見解析(3)R1(4)eq\f(U1R0,U2－U1)15．(8分)(2021·北師大附中月考)在如圖所示的電路中，R1是由某金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒，實(shí)驗(yàn)證明通過它的電流I和它兩端的電壓U遵循I＝kU3的規(guī)律(式中k＝0.2A/V3)，R2、R3是普通電阻，遵循歐姆定律，R3＝20Ω，按圖示電路連接后，接在一個兩端電壓為6V、內(nèi)阻可忽略的電源上，閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.25A。求R2的阻值。[解析]由歐姆定律，得U3＝IR3＝0.25A×20Ω＝5V，則R1、R2并聯(lián)部分的電壓U1＝6V－5V＝1V，由I＝kU3，得流過R1的電流I1＝kUeq\o\al(3,1)＝0.2×1A＝0.2A，所以流過R2的電流I2＝I－I1＝0.25A－0.2A＝0.05A，則R2＝eq\f(U1,I2)＝eq\f(1,0.05)Ω＝20Ω。[答案]20Ω16．(10分)一根長為2m、橫截面積為2.0×10－5m2的銅棒，將其兩端與電壓為4.0×10－2V的電源連接，銅棒的電阻為2.0×10－3Ω，每立方米銅棒內(nèi)自由電子個數(shù)為8.0×1029個。求(自由電子電荷量e＝1.6×10－(1)通過銅棒的電流；(2)銅棒內(nèi)的電場強(qiáng)度；(3)自由電子定向移動的速率。[解析](1)由I＝eq\f(U,R)，可得通過銅棒的電流I＝eq\f(4.0×10－2,2.0×10－3)A＝20A。(2)由U＝Ed，可得銅棒內(nèi)的電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4.0×10－2,2)V/m＝2×10－2V/m。(3)設(shè)銅棒中自由電子定向移動的速率為v，銅棒中的自由電子從一端定向移到另一端所用時(shí)間為t，則銅棒的長度l＝vt，體積V＝Sl＝Svt，則電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nevtS,t)＝nevS，所以v＝eq\f(I,neS)＝eq\f(20,8.0×1029×1.6×10－19×2.0×10－5)m/s≈7.8×10－6m/s。[答案](1)20A(2)2×10－2V/m(3)7.8×10－6m17．(8分)如圖所示的電路中，各電阻的阻值已標(biāo)出。當(dāng)輸入電壓UAB＝110V時(shí)，輸出電壓UDC是多少？[解析]并聯(lián)部分的等效電阻為R并＝eq\f(9R＋R×\f(10,9)R,9R＋R＋\f(10,9)R)＝R則電路的總電阻為R總＝10R＋R＝11R由串聯(lián)分壓得并聯(lián)部分R并