第十一章电路及其应用 综合测验（含两套）第一套 1第二套 11第一套时间：90分钟 分值：100分一、选择题(1～6为单选，每小题3分；7～10为多选，每小题4分，共34分)1．有四个金属导体，它们的伏安特性曲线分别是图中的a、b、c、d，则电阻最大的是( D )A．a B．bC．c D．d解析：伏安特性曲线中斜率是电阻的倒数，所以斜率最小的阻值最大，据图知d的斜率最小，阻值最大，D对．2．一个电压表由表头G与分压电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以加以改进( D )A．在R上串联一个比R小得多的电阻B．在R上串联一个比R大得多的电阻C．在R上并联一个比R小得多的电阻D．在R上并联一个比R大得多的电阻解析：当电压一定，减小电阻，表头的电流增大，则读数增大，由于读数只是稍小，应略减小电阻，故选D.3．如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电阻A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为( B )A．R甲＝R乙 B．R甲＝R乙 C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙解析：将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝R乙，所以B正确．4．在如图所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为( A )解析：由U＝IRx＝·x＝x，其中E、L均为定值，故U与x成正比．A正确．5．关于电流，下列说法中正确的是( C )A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量解析：电流的大小等于单位时间内流过导体横截面的电荷量，故A错，C对；电流的微观表达式I＝neSv，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错；矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，故D错．6．如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′不可能输出的电压是( D )A．12 V B．8 VC．6 V D．3 V解析：若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，UBB′＝＝6 V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，UBB′＝＝12 V，若S2闭合S1断开，则S2和R串联，UBB′＝＝8 V，若两者都断开，则电路断路，UBB′＝0 V，故D不可能．7．截面直径为d、长为L的导线两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，关于对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( ABC )A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍解析：电压U加倍时，由欧姆定律知，电流加倍，由电流的微观表达式I＝neSv知，自由电子定向运动的平均速率v加倍，选项A正确；导线长度L加倍，由电阻定律知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I＝neSv知，自由电子定向运动的平均速率v减半，选项B正确；导线横截面的直径d加倍，由S＝知，横截面积变为原来的4倍，由电阻定律知，电阻变为原来的，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I＝neSv知，自由电子定向运动的平均速率v不变，选项C正确，D错误．8．如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是( BD )A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析：设正方形的边长为L、厚度为d，由I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I＝，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确．由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确．9．某导体的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是( AD )A．加5 V电压时，导体的电阻约是5 ΩB．加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小解析：对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 Ω，A正确；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C错误，D正确．10．一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计，则( AC )A．当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 ΩB．当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 ΩC．当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80 VD．当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 V解析：当c、d端短路时，等效电阻R＝R1＋＝40 Ω，A正确；当a、b端短路时，等效电阻R′＝R2＋＝128 Ω，B错误；当a、b两端接通测试电源时，根据欧姆定律得I＝＝A＝2 A，所以Ucd＝IR3＝80 V，C正确；当c、d两端接测试电源时，I′＝＝ A＝ A，Uab＝I′R3＝25 V，D错误．二、非选择题(共66分)11．(8分)某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20 Ω)材料的电阻率．他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：电池组E(电动势为3.0 V，内阻约1 Ω)；电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)；电阻箱R(0～999.9 Ω)；开关、导线若干．他们的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；B．根据提供的器材，设计并连接好如图甲所示的电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，闭合开关S；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调节电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F．断开开关，拆除电路并整理好器材．(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次直径的测量值d＝0.726(0.725～0.727) mm.(2)实验中电流表应选择A1(选填“A1”或“A2”)．(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的RL关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ＝(用给定的物理量符号和已知常数表示)．解析：(1)由图示螺旋测微器可知，固定刻度是0.5 mm，可动刻度是22.6×0.01 mm＝0.226 mm，金属丝直径d＝0.5 mm＋0.226 mm＝0.726 mm.(2)电路中最大电流约为I＝＝ A≈0.14 A，不到0.6 A的四分之一，如果使用电流表A2实验误差较大，因此电流表应选A1.(3)由实验步骤可知，外电路电阻不变，由串联电路特点可知，外电路总电阻R总＝R＋R电阻丝＝R＋ρ＝R＋ρ＝R＋ρ，由题图丙可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，电路总电阻R总＝R0，则R＋ρ＝R0，R＝R0－ρ，图象斜率的绝对值|k|＝＝，则电阻率ρ＝.12．(16分)(1)为了测量电阻，现取一只已经完成机械调零的多用电表，如图1甲所示 ，请根据下列步骤完成电阻测量：①将K旋转到电阻挡“×100”的位置．②将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件D(选填“C”或“D”)，使指针对准电阻的“0”刻度线．③将调好零的多用电表按正确步骤测量一电学元件P的电阻，P的两端分别为a、b，指针指示位置如图甲所示．为使测量比较精确，应将选择开关旋到“×10”(选填“×1”“×10”或“×1 k”)的倍率挡位上，并重新调零，再进行测量．(2)多用电表电阻挡的内部电路如图1乙虚线框中所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx的关系式为I＝.(3)某同学想通过多用电表中的欧姆挡去测量一量程为3 V的电压表内阻．该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×1 k”的倍率挡，并将红、黑表笔短接调零后，应选用图2中A(选填“A”或“B”)方式连接．在进行了正确的连接、测量后，欧姆表的读数如图3甲所示，读数为3×104 Ω，这时电压表的读数如图乙所示．若该欧姆挡内阻为24 kΩ，则可算出欧姆挡内部所用电池的电动势为2.9(计算结果保留两位有效数字)V.解析：(1)②将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件D，使指针对准电阻的“0”刻度线；③指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，应换“×10”挡．(2)根据图乙，多用电表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，则有：I＝.(3)欧姆表的正极插孔与内部电源的负极相连，与电压表构成一闭合回路，电流从负极流出，进入电压表的正极，所以选择图A正确；欧姆表的读数为：30×1 kΩ＝30 kΩ，电压表的读数为：1.60 V．由题意知欧姆表的内阻为24 kΩ，与电压表的内阻30 kΩ串联，由欧姆定律可知：E＝I(R＋r)＝×(2.4×104＋3×104) V≈2.9 V.13．(12分)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其UI图象如图乙所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？答案：40 Ω·m解析：由题图乙可求得U＝10 V时，电解液的电阻R＝＝Ω＝2 000 Ω.由题图甲可知电解液容器长l＝a＝1 m截面积S＝bc＝0.02 m2结合电阻定律R＝ρ得ρ＝＝ Ω·m＝40 Ω·m.14．(14分)神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，请计算髓质的电阻率．(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32π cm3，当在其两底面上加上1 000 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10π μA，求圆柱体的底面半径和高．答案：(1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm解析：(1)由电阻定律得R＝ρ解得ρ＝＝Ω·m＝8×106 Ω·m.(2)由部分电路欧姆定律得R＝由圆。
