第十一章 同步原理 习题

2025高考物理步步高同步练习必修3第十一章 电路及其应用1 电源和电流[学习目标] 1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向.3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各量的意义．一、电源1．定义：能把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源． 2．作用：使导体两端始终存在电势差． 二、恒定电流1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流的定义式：I ＝qt ，其物理意义：单位时间内通过导体横截面的电荷量，是表示电流强弱程度的物理量．3．在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A.4．电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反．1．判断下列说法的正误．(1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．( × ) (2)电流既有大小，又有方向，是矢量．( × ) (3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．( × ) (4)电子定向移动的方向就是电流的方向．( × )(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．( √ )2．一次闪电，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，所形成的平均电流为________ A.答案 6×104一、电流的理解和计算 导学探究1．如图所示，用导线连接两个分别带正、负电荷的导体，导线中有无电流？为什么？如果有，这个电流能持续下去吗？答案 A 、B 之间有电势差，能形成电流，但不能持续下去．2．如图所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？答案 产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差．3．如图，盐水中可以形成电流，盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同？答案 盐水中的电流是Na ＋、Cl －定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的． 知识深化 1．电流的大小定义式：I ＝qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等． 2．对电流的理解(1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则．(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极． (3)I ＝qt是电流的定义式，或者说是求解电流的一种方法，电流I 与q 、t 无正反比关系．(4)q ＝It 是电荷量的计算式．例1 (多选)(2021·武汉新洲一中月考改编)下列说法正确的是( ) A ．电源的作用是使电路中产生电荷B ．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C ．电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向D ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位 答案 BD解析 电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷(并不是创造了电荷，而是使正、负电荷发生了分离)，这样电源两端就会产生电压，电压使电路中的电荷发生定向移动形成电流，而不是产生电荷，故A 错误，B 正确；电流虽有方向，但它是一个标量，故C 错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故D 正确． 例2 (2021·重庆巴蜀中学月考)在2 s 内有0.1 C 电荷通过横截面积为2 mm 2的金属导体，则电流是( ) A ．0.025 A B ．0.05 A C ．0.1 A D ．0.02 A答案 B解析 根据电流的定义可知，I ＝q t ＝0.12A ＝0.05 A ，故B 正确，A 、C 、D 错误．例3 如图所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流大小为零B ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流大小为I ＝(n 2－n 1)et C ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流大小为I ＝(n 1－n 2)etD ．溶液内电流方向从A →B ，电流大小为I ＝(n 1＋n 2)et答案 D解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从A 到B ，t 时间内通过溶液截面S 的电荷量为q ＝n 1e ＋n 2e ，则根据电流的定义式可得I ＝q t ＝n 1e ＋n 2e t ＝(n 1＋n 2)et ，A 、B 、C 错误，D 正确．公式I ＝qt的应用1．金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，因此q 为通过导体横截面的自由电子的电荷量．2．电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，因此q 为正、负离子电荷量的绝对值之和．3．电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反． 例4 (2021·烟台市第一中学高二期末)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流．设电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是( ) A ．电流大小为v e2πr ，电流方向为顺时针B ．电流大小为v er ，电流方向为顺时针C ．电流大小为v e2πr ，电流方向为逆时针D ．电流大小为v er ，电流方向为逆时针答案 C解析 电流大小I ＝q t ＝e2πr v ＝v e 2πr，方向与电子运动的方向相反，即沿逆时针方向，选项C 正确．二、电流的微观表达式 1．电流的微观表达式的推导如图所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量大小为q .则：导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t ＝lv .导体AD 内的自由电荷总数N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq此导体中的电流I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v .2．电流的微观表达式I ＝nqS v 的理解(1)I ＝qt 是电流的定义式，I ＝nq v S 是电流的决定式，因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量大小q 、定向移动的速率v ，还与导体的横截面积S 有关．(2)v 表示电荷定向移动的速率．自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的． 3．区别三种速率 自由电荷定向移动速率自由电荷定向移动形成电流，其中自由电荷定向移动速率的数量级一般为10－4 m/s电子热运动速率导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动，由于热运动，自由电子向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动速率的数量级为105 m/s电场传播速率(或电流传导速率) 等于光速．闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c 的速度建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向运动，整个电路也就几乎同时形成了电流例5 某根导线的横截面积为S ，通过的电流为I .已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M ，电子电荷量为e ，阿伏加德罗常数为N A ，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的速率为( ) A.MIρN A Se B.MIN AρSe C.IN A MρSe D.IN A Se Mρ答案 A解析 设该导线中自由电子定向移动的速率为v ，自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t ，每个原子可提供一个自由电子，则导线中原子数目与自由电子的数目相等，为n ＝ρS v t M N A ，t 时间内通过导线横截面的电荷量为q ＝ne ，则电流I ＝q t ＝ρS v eN A M ，解得v ＝MIρSN A e，故选项A 正确．针对训练 (2021·浙大附中期中)某实验室有两种材料制成的两个导体棒A 和B ，其中A 的横截面积为B 的2倍，经相等的时间流过导体棒B 横截面的电荷量为流过导体棒A 横截面的电荷量的2倍．则下列说法中正确的是( ) A ．流过两导体棒的电流相等B ．导体棒B 中的电流为导体棒A 的2倍C ．导体棒A 中自由电子定向移动的速率是导体棒B 的12D ．两导体棒中自由电子定向移动的速率相同 答案 B解析 由于单位时间内通过B 横截面的电荷量是通过A 横截面的电荷量的2倍，因此B 中的电流是A 中的电流的2倍，故A 错误，B 正确；又I ＝nqS v ，则v ＝InqS ，由于A 、B 两导体的材料性质不同，易知C 、D 错误． 三、电池的容量1．定义：电池放电时输出的总电荷量； 2．单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)．例6 (多选)如图是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法正确的是( )A ．该电池的容量为60 A·hB ．该电池以6 A 的电流放电，可以工作10 hC ．该电池以6 A 的电流放电，可以工作60 hD ．该电池充完电可贮存的电荷量为60 C 答案 AB解析 从题图标识牌可知电池的容量为60 A·h ，即以6 A 的电流放电可工作10 h ，故A 、B 正确，C 错误；该电池充完电可贮存的电荷量q ＝60×3 600 C ＝2.16×105 C ，故D 错误．考点一 电流的理解和计算 1．下列说法正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成了电流 B ．只有自由电子的定向移动才能形成电流 C ．导体中的自由电荷越多，电流越大D ．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差 答案 D解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A 、B 错误；电流的大小取决于电荷量与时间的比值，与自由电荷的多少无关，故C 错误；在电源内部电源将负电荷从正极搬到负极，维持正、负极间有一定的电势差，故D 正确．2.(2022·绍兴市高级中学高一月考)如图所示是通有恒定电流的某段导体．在5 s 内有10 C 的负电荷向右通过横截面A ，则导体内电流的大小和方向分别是( )A ．2 A 、向右B ．2 A 、向左C ．50 A 、向右D ．50 A 、向左答案 B解析 根据电流的定义式I ＝q t ，可得电流的大小为I ＝105 A ＝2 A ，电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，电流方向与其定向移动的方向相反，故电流向左．选B. 3．通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导线的电流之比为( ) A ．1∶5 B ．2∶5 C ．5∶2 D ．5∶1 答案 B解析 由I ＝q t 得I 1I 2＝q 1t 1·t 2q 2＝q 1q 2·t 2t 1＝35×23＝25，B 正确．4．(2021·上海中学高二期末)气体放电管中，每时每刻有大量的气体分子被电离成电子和正离子．若每秒有n 1个电子和n 2个氢离子(质子)经过管的某个横截面，元电荷的大小记为e .则放电管中的电流大小在数值上等于( ) A ．n 1e B ．n 2e C ．(n 1＋n 2)eD ．|n 1－n 2|e答案 C解析 根据电流定义式得I ＝q t ＝n 1e ＋n 2e1＝n 1e ＋n 2e ，故选C.考点二 电流的微观表达式5．(多选)对一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( ) A ．粗的地方电流大，细的地方电流小 B ．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 C ．各处的电流大小相等D ．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 答案 CD解析 同一根导体上的电流相等，故A 错误，C 正确；由I ＝nqS v 可得v ＝InqS ，粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，故B 错误，D 正确．6．(多选)(2021·北京市海淀区期中)横截面积为S 的导线中，通有大小为I 的电流，已知导线单位体积内有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为e ，自由电子定向移动的平均速率为v ，则在时间t 内通过导线横截面的电子数是( ) A ．It B ．n v t C ．nS v t D.It e答案 CD解析 根据电流的定义式I ＝qt 可知，通过该导线横截面的电荷量q ＝It ，则在时间t 内通过该导线横截面的电子数为N ＝q e ＝Ite ，再根据电流的微观表达式I ＝ne v S ，则可得N ＝nS v t ，故C 、D 正确，A 、B 错误．7．(2022·扬州中学高二开学考试)在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.I Δl eS m 2eU B.I Δl e m 2eU C.l eSm 2eUD.IS Δl em 2eU答案 B解析 在加速电场中有eU ＝12m v 2得v ＝2eUm，在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内电荷量为q ＝I Δt ＝I Δl v ，则电子个数n ＝q e ＝I Δle ·m2eU，故选B. 考点三 电池的容量8．(多选)如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是( )A ．该电池的容量为500 mA·hB ．该电池以5 mA 电流工作可用500 hC ．该电池在工作时的电流为500 mAD ．若电池以10 mA 的电流工作，可用50 h 答案 AD解析 该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA ，选项C 错误；500 mA·h 表示电池容量，由500 mA·h ＝t ×10 mA 得t ＝50 h ，由500 mA·h ＝t ′×5 mA 得t ′＝100 h ，所以选项A 、D 正确，B 错误．9．某手机的说明书标明该手机电池容量为4 000 mA·h ，待机时间为22 d ，请估算该手机的待机电流有多大，说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17 h ，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍．表 某手机说明书(节选)手机类型 智能手机、4G 手机…… 屏幕分辨率 1 920×1 080像素(FHD)电池容量 4 000 mA·h 电池类型 不可拆卸式电池待机时间22 d答案 7.58 mA 31倍 解析 该手机的待机电流I ＝4 000 mA·h22×24 h＝7.58 mA ，用该手机播放视频时的电流I ′＝4 000 mA·h17 h ＝235.29 mA ，I ′I ＝235.297.58≈31.10.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S ，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q ，则当该棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，形成的等效电流为( )A ．q v B.qv C ．q v S D.q v S答案 A解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，Δt 内通过的距离为v ·Δt ，Δt 内通过某横截面的电荷量Q ＝q v Δt ，根据电流的定义式I ＝QΔt ，得到等效电流I ＝q v ，A 正确．11.(多选)(2022·宣威市第三中学高二月考)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小 答案 AB解析 取任一截面S ，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有I ＝q t ＝Q T ，又T ＝2πω，所以I ＝Qω2π.由I ＝Qω2π可知，若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故A 正确；由I ＝Qω2π可知，电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故B 正确；由I ＝Qω2π可知，若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故C 、D 错误．2 导体的电阻[学习目标] 1.理解电阻的定义，会用欧姆定律分析电流、电压与电阻之间的关系.2.掌握电阻定律，知道影响电阻率大小的因素.3.能根据I －U 图像或U －I 图像求导体的电阻．一、电阻1．定义：导体两端电压与通过导体的电流之比． 2．公式：R ＝UI.3．物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用．4．在导体的U －I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小． 二、影响导体电阻的因素为探究导体电阻是否与导体长度、横截面积和材料有关，我们采用控制变量法进行实验探究． 三、导体的电阻率 1．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关．(2)公式：R ＝ρlS ，式中ρ是比例系数，叫作这种材料的电阻率．2．电阻率(1)电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量． (2)影响电阻率的两个因素是材料和温度．(3)纯金属电阻率较小，合金的电阻率较大．由于用电器的电阻通常远大于导线电阻，一般情况下，可认为导线电阻为0. 3．超导现象一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象．1．判断下列说法的正误．(1)导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关．( √ )(2)由R ＝ρlS 知，材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大．( × )(3)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体导电性能越差．( √ ) 2．一根阻值为R 的均匀电阻丝，均匀拉长至原来的2倍，电阻变为________． 答案 4R一、电阻 导学探究如图所示的图像为金属导体A 、B 的U －I 图像，思考：(1)对导体A (或导体B )来说，电流与它两端的电压有什么关系？U 与I 的比值怎样？ (2)对导体A 、B ，在电压U 相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？答案 (1)对导体A (或导体B )，电流与它两端的电压成正比，导体A 或导体B 的电压与电流的比值是定值，但两者的比值不相等．(2)电压相同时，A 的电流小，说明A 对电流的阻碍作用大． 知识深化1．R ＝UI 是电阻的定义式，反映了导体对电流的阻碍作用，其大小由导体本身的性质决定，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关．2．I ＝UR 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I 与电压U 成正比，与电阻R 成反比，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)．例1 电路中有一段导体，给它两端加上4 V 的电压时，通过它的电流为10 mA ，可知这段导体的电阻为________ Ω；如果给它两端加上10 V 的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为______ C ；如果要让导体的电流为15 mA ，则需要在其两端加上________ V 的电压． 答案 400 2.5×10－2 6解析 由R ＝U 1I 1可得R ＝40.01 Ω＝400 Ω，由I 2＝U 2R 可得I 2＝10400 A ＝0.025 A ，由q ＝I 2t 可得q ＝0.025×1 C ＝2.5×10－2 C ， 由U 3＝I 3R 可得U 3＝1.5×10－2×400 V ＝6 V . 例2 根据欧姆定律，下列说法中正确的是( )A ．由关系式U ＝IR 可知，导体两端的电压U 由通过它的电流I 和它的电阻R 共同决定B ．由关系式I ＝UR 可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C ．由关系式R ＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比D ．由R ＝UI 可知，导体两端电压为0时，导体的电阻也为0答案 B解析 由U ＝IR 知，对于一个确定的导体来说，通过的电流越大，则导体两端的电压也越大，但是，不能说导体两端的电压U 由通过它的电流I 和它的电阻R 共同决定，A 错误；由I ＝U R 知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，B 正确；关系式R ＝UI 是定义式，导体电阻由导体本身决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，C 、D 错误． 二、电阻定律 电阻率 导学探究1．根据图猜想导体电阻大小与哪些因素有关？答案 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关． 2．探究多个变量之间关系的方法是什么？ 答案 控制变量法．3．实验探究：如图所示，a 、b 、c 、d 是四条不同的金属导体．导体b 、c 、d 在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a 不同．下表所示为四个串联导体的各方面因素关系及导体两端的电压关系．不同导体三个因素及电压长度横截面积材料电压a l S 铁 Ub 2l S 铁 2Uc l 2S 铁 U 2 dlS镍铜合金5U①对比导体a 和b 说明什么？ ②对比导体a 和c 说明什么？ ③对比导体a 和d 说明什么？答案 ①导体电阻和长度成正比 ②导体电阻和横截面积成反比 ③导体电阻和材料有关 知识深化1．导体电阻的决定式R ＝ρlSl 是导体的长度，S 是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率． 2．电阻率(1)电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关．(2)电阻率与温度的关系及应用①金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计．②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻．③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻． ④一些导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象． 3．R ＝U I 与R ＝ρlS的区别与联系区别与联系定义式：R ＝UI决定式：R ＝ρlS区别适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系R ＝ρl S 是对R ＝UI 的进一步说明，即导体的电阻与U 和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积例3 (2022·浙江高二学业考试)下列关于电阻率的说法中正确的是( ) A ．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大的材料导电性能越好 B ．电阻温度计是利用金属的电阻率随温度变化的规律制成的C ．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D ．电阻率的大小只随温度的变化而变化，而与材料本身无关 答案 B解析 电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越小的材料导电性能越好，选项A 错误；电阻温度计是利用金属的电阻率随温度变化的规律制成的，选项B 正确；材料的电阻率取决于导体材料本身，与导体的电阻、横截面积和长度均无关，选项C 错误；电阻率的大小与温度的变化以及材料本身均有关，选项D 错误．例4 如图所示为一块长方体铜块，使电流沿I 1，I 2两个方向通过该铜块，则两次铜块的电阻之比为( )A ．1 B.a 2c 2 C.a 2b 2 D.b 2c 2答案 B解析 当电流沿I 1方向时，铜块的长度为a ，横截面积为bc ，其电阻R 1＝ρabc ；当电流沿I 2方向时，铜块的长度为c ，横截面积为ab ，其电阻R 2＝ρc ab ，故R 1R 2＝a 2c2.选B.针对训练 (2022·北京市延庆区高二期末)R 1和R 2是材料相同、厚度相同的正方形导体片，R 1的边长为R 2边长的2倍．在两导体片加上相同的电压，通过两导体片的电流方向如图所示，则通过两者的电流的大小之比I 1∶I 2为( )A ．1∶1B ．2∶1C ．1∶2D ．4∶1 答案 A解析 根据电阻定律可得导体的电阻为R ＝ρL S ＝ρL Ld ＝ρd ，则可知R 与边长L 无关，又R 1与R 2厚度d 相同，知R 1＝R 2，根据I ＝UR ，由题意可得I 1∶I 2＝1∶1，B 、C 、D 错误，A 正确．三、导体的伏安特性曲线1．伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I ，用横坐标表示电压U ，这样画出的导体的I －U 图像叫作导体的伏安特性曲线． 2．线性元件和非线性元件(1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液．(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件．如气态导体和半导体元件． 3．I －U 图像与U －I 图像比较内容 I －U 图线U －I 图线坐标轴横坐标表示电压U 、纵坐标表示电流I横坐标表示电流I 、纵坐标表示电压U斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻线性元件图线的形状R 1＞R 2R 1＜R 2非线性元件图线的形状电阻随U 的增大而增大电阻随I 的增大而减小例5 (2022·河南高二阶段练习)如图所示是电阻R 的I －U 图线，图中α＝45°，由此得出( )A ．通过电阻的电流与两端电压成正比B ．电阻R ＝0.5 ΩC ．因I －U 图线的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α＝1.0 ΩD ．在R 两端加6.0 V 电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是6.0 C 答案 A解析 由题图可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，故A 正确；由题图可知电阻R ＝UI ＝105Ω＝2.0 Ω，故B 、C 错误；在R 两端加上6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是q ＝It ＝U R t ＝62×1 C ＝3.0 C ，故D 错误．例6 (多选)(2021·福建师大附中期中)两个电阻R 1、R 2的伏安特性曲线如图所示，由图可知( )A ．R 1为线性元件，R 2为非线性元件B ．R 1的电阻R 1＝tan 45° Ω＝1 ΩC ．R 2的电阻随电压的增大而减小D ．当U ＝1 V 时，R 2的电阻等于R 1的电阻 答案 AD解析 由题图可知R 1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R 1为线性元件，R 2的伏安特性曲线为曲线，故R 2是非线性元件，故A 正确；R 1的电阻为2 Ω，故B 错误；由题图可知，当U ＝1 V 时，R 2的电阻等于R 1的电阻，都为2 Ω，故D 正确；I －U 图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R 2的电阻随电压的增大而增大，故C 错误．考点一 导体的电阻 欧姆定律1．(2021·江苏海州高级中学月考)两个阻值分别为R 1和R 2的定值电阻，现将两电阻分别接在不同的电压U 1、U 2两端，已知R 1＝2R 2、U 2＝2U 1，则关于流过两电阻的电流I 1、I 2的关系正确的是( ) A ．I 1＝2I 2 B ．I 1＝I 22C ．I 1＝I 2D ．I 1＝I 24答案 D解析 设R 2＝R ，U 1＝U ，则I 1＝U 1R 1＝U 2R ，I 2＝U 2R 2＝2U R ，可得I 1＝I 24，D 正确．2．(多选)小强在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U ＝20 V 的电压时，通过该电阻的电流为I ＝5 A ．下列说法正确的是( ) A ．该电阻的阻值为4 ΩB ．如果仅将电压升高到30 V ，则通过的电流为6 AC ．如果仅将该电阻换成阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为2 A。

人教版高中物理第十一章 电路及其应用精选试卷同步检测（Word 版 含答案）一、第十一章 电路及其应用选择题易错题培优（难）1．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表1A 、2A ，若把1A 、2A 分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是A ．图甲中的1A 、2A 的示数相同B ．图甲中的1A 、2A 的指针偏角相同C ．图乙中的1A 、2A 的示数和偏角都不同D ．图乙中的1A 、2A 的指针偏角相同【答案】B【解析】【详解】AB.图甲中的A 1、A 2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，故A 错误，B 正确；CD.图乙中的A 1、A 2串联，A 1、A 2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故CD 错误。

2．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a 和b 的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极．设该电阻的阻值为R ．下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，R 的合理表达式应为（ ）A ．2316360x x -+=B ．()2b a R abρπ-=C ．2()ab R b a ρπ=- D ．2(+)ab R b a ρπ= 【答案】B【解析】试题分析：A 、等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的．将b=a 代入得到R≠0，因为电阻是很薄的一层，电阻应该很小，这个等式是不合理的．故A 错误．B 、等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的．将b=a 代入得到R=0，根据上面分析是合理的．故B 正确．C 、等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω•m 2，左右两边单位不同，则此式不合理．故C 错误．D 、等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω•m 2，左右两边单位不同，则此式不合理．故D 错误．故选B ．考点：考查电阻定律．【名师点睛】根据单位（量纲）检查方程是否正确是常用的方法．再从数学的角度分析等式的合理性．3．四盏灯泡接成如图所示的电路，a 、c 灯泡的规格为“220V 40W”，b 、d 灯泡的规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都 没有超过它的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序是A ．a d c b P P P P >>>B ．a c d b P P P P >>>C ．a d b c P P P P >>>D ．c d a b P P P P >>>【答案】C【解析】【分析】【详解】根据公式2U P R=可得b 、d 的电阻小于a 、c 的电阻，a 、d 串联在干路，所以两灯泡的电流相等，故根据公式2P I R =可得a d P P >，因为通过b 、c 的电流之和等于d 的电流，所以通过d 的电流大于b 的电流，b 、c 并联，电压相同，由于b 的电阻小于c 的电阻，所以b 的电流大小于c 的电流，故根据公式2P I R =可得d b P P >，b c P P >，综合可得a dbc P P P P >>>，C 正确；【点睛】已知用电器的额定功率、额定电压，求实际电压的功率时，要抓住电阻不变这一关键点，能结合串并联电路的特点解题，难度适中．4．如图所示，其中电流表A 的量程为0.6A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A ；R 1的阻值等于电流表内阻阻值的一半；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（ ）A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A【答案】C【解析】【分析】【详解】当接线柱1、2接入电路时，R 1与电流表并联，由于R 1＝，可知流过R 1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06 A ，所以A 、B 错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R 1并联，然后再与R 2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06 A ，C 正确，D 错误．5．如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A 1(0-3A)和A 2(0-0.6A)的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是（ ）A ．A 2的指针还没半偏时，A 1的指针已经半偏B ．A 1的指针还没半偏时，A 2的指针已经半偏C ．A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.6AD．A1的读数为1A时，干路的电流I为1.2A【答案】D【解析】AB：电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流计两端电压相等，两电流计相同，则流过两电流计的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏．故AB两项均错误．CD：两电流计改装电流表量程之比为5：1，两电流表的内阻之比为1：5；两电表并联，通过两电流表的电流之比为5：1，当A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中电流为1.2A．故C项错误，D项正确．6．如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的13；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.08AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A【答案】A【解析】【详解】AB．当接线柱1、2接入电路时，电流表A与R1并联，根据串并联电路规律可知，R1分流为1.8A，故量程为1.8A+0.6A=2.4A；故每一小格表示0.08A；故A项正确，B项错误；CD．当接线柱1、3接入电路时，A与R1并联后与R2串联，电流表的量程仍为2.4A；故每一小格表示0.08A；故CD错误。

第十一章 交变电流 传感器基础知识一、交变电流1.交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流.2.正弦交流电的产生和图像(1)产生:如图所示,在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.(2)中性面①定义:与磁场方向垂直的平面.②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零.线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次.(3)图像:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为正弦曲线,如图所示.=nBLvsinθ,θ为线圈转过的角度同理CD 边产生的感应电动势二、描述交变电流的物理量 1.交变电流的周期和频率的关系:T=1f. 2.交变电流的“四值”(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数.(2)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值.(3)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦交流电,其有效值和峰值的关系为. (4)平均值:用E =nt∆Φ∆来计算. 过关巧练1.思考判断(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化.( √ ) (2)线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大.( × )(3)我国使用的交流电周期是0.02 s,电流方向每秒钟改变100次.( √ ) (4)任何交变电流的最大值I m 与有效值I 之间的关系是I m × ) (5)交流电压表及电流表的读数均为峰值.( × )2.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,电路中的其他电阻不计.下列说法正确的是( C )A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8 HzC.D.交变电流的最大值为4 A解析:由题图可知交变电流的周期是0.250 s,A 项错误;线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流,交变电流的频率f=1T =10.250Hz=4 Hz,B 项错误;感应电动势的最大值为20 V,从而可推出:交变电流的最大值I m =m ER =2010 A=2 A,D 项错误;交变电流的有效值项正确. 3.[人教版选修3-2·P34·T5改编]电阻不计的单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生的交流电压瞬时值表达式为cos 100πt(V).下列说法正确的是( A )A.当线圈平面与磁感线平行时,磁通量变化率最大B.该交变电压的频率为100 HzC.D.用理想电压表测量该电压,其示数约为141 V解析:当线圈平面与磁感线平行时,产生的感应电动势最大,此时磁通量变化率最大,故A 正确;频率f=100π2πHz=50 Hz,故B 错误;感应电动势的最大值E m =100 V,根据E m =BS ω可知BS=mEWb,故C 错误;电压表测量的是有效值=100 V,故D 错误. 考点研析考点一 交变电流的产生及变化规律1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)3.三点注意(1)只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,就产生正弦式交变电流,其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)Φ-t图像与对应的e-t图像是互余的.(3)电流方向的改变:线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.【典例1】在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图(甲)所示,产生的交变电动势的图像如图(乙)所示,则( B )A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析:线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比,而t=0.005 s时e最大,A项错误;t=0.01 s=50 时e=0,B项正确;电动势有效值E=311 V≈220 V,C项错误;周期T=0.02 s,频率f=1T Hz,D项错误.【针对训练】如图(甲)所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab,cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时,如图(乙)所示为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正,则四幅图正确的是( D )解析:从图(甲)可以看出线圈从垂直于中性面位置开始旋转,由楞次定律可判断,初始时刻电流方向由b到a,故瞬时电流的表达式为i=-I max cos ωt,若从题图(乙)所示位置开始计时,电流,电流将改变方向.并且电流表达式方向为adcb,与规定正方向相反,再转过π4+ωt）,选项D正确.i=-I max cos（π4考点二交变电流有效值的求解1.正弦交变电流的有效值可利用公式直接计算,其中E m,U m,I m表示正弦交流电的峰值.2.交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的,所以进行有效值计算时,要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算.注意“三同”即“相同电阻”上,“相同时间”内产生“相同热量”.计算时“相同时间”至少要取一个周期的时间.3.几种典型的交变电流及其有效值4.在交流电路中,在没有具体说明的情况下,电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值.【典例2】 如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线,i>0部分的图线是一个正弦曲线的正半周,i<0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周,其最大值如图中所示,则这种交变电流的有效值为( C )A.I 0 I 0 0 0〚思路探究〛 (1)0～T 周期内,电流的有效值怎么计算? 答案:(2)0～3T 周期内,电流的有效值怎么计算?答案:非连续的正弦式交变电流的有效值按热效应来计算.解析:取一个周期时间,由电流的热效应求解,设电流的有效值为I, 则I 2R ·22R ·2T,1.[定义法]通过一阻值R=100 Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s.电阻两端电压的有效值为( B)A.12 VV C.15 V解析:21I R ·2t 1+22I R ·2t 2=2U R·T 代入I 1=0.1 A,I 2=0.2 A,t 1=0.4 s,t 2=0.1 s,解得V.2.[公式法]如图(甲)所示,将电阻R 1,R 2并联后再与R 3串联,并通过开关S 与交流电源连接成闭合回路.已知R 1=R 3=20 Ω,R 2=10 Ω,合上开关S 后,通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图(乙)所示.则( B)A.通过R 1的电流的有效值是0.6 AB.通过R 2的电流的有效值是0.6 AC.R 1两端的电压有效值是D.R 3两端的电压有效值是解析:根据通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 的变化关系图线可得通过R 2的电流的有效值为I 2所以选项B 正确;R 2两端电压的有效值为U 2=I 2R 2=0.6×10 V=6 V,因R 1与R 2并联,所以R 1两端的电压有效值和R 2两端电压的有效值相同,即U 1=U 2=6 V,所以选项C 错误;通过R 1的电流的有效值是I 1=11U R =0.3 A,所以选项A 错误;R 3电压的有效值U 3=I 3R 3=(I 1+I 2)R 3=0.9×20 V=18 V,所以选项D 错误.考点三 交变电流“四值”的比较和应用对交变电流“四值”的比较【典例3】 如图所示,线圈abcd 的面积是0.05 m ,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R 为9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=1πT,当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时,求:(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式; (2)线圈转过130s 时电动势的瞬时值多大? (3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少? (4)从中性面开始计时,经130s 通过电阻R 的电荷量为多少? 〚核心点拨〛 (1)中性面开始计时,表明为正弦交流电; (2)电路中的电表示数都是有效值;(3)计算电荷量时,需考虑物理量的平均值,而不能用有效值. 解析:(1)e=E m sin ωt =nBS ·2πfsin(2πft) =100×1π×0.05×2π×30060sin(2π×30060t)(V) =50sin 10πt(V). (2)当t=130 s 时e=50sin(10π×130)(V)=43.3 V. (3)电动势的有效值为V=35.4 V, 电流表示数I=E R r +=35.491+ A=3.54 A, 电压表示数U=IR=3.54×9 V=31.86 V. (4)130 s 内线圈转过的角度θ=ωt=30060×2π×130=π3.该过程中ΔΦ=BS-BScos θ=12BS, 由I =q t ∆,I =E R r +,E =n t∆Φ∆,得q=n R r ∆Φ+=()2nBS R r +=()11000.05π291⨯⨯⨯+ C=14π C. 答案:(1)e=50sin 10πt(V) (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4)14πC1.[有效值、平均值的计算]如图所示,一半径为r 的半圆形单匝线圈垂直放在具有理想边界的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B.以直径ab 为轴匀速转动,转速为n,ab 与磁场边界重合,M 和N 是两个滑环,负载电阻为R.线圈、电流表和连接导线的电阻不计,下列说法中正确的是( A)A.转动过程中电流表的示数为22π2Bnr RB.从图示位置起转过14圈的时间内电阻R 上产生的焦耳热是22244πn B r RC.从图示位置起转过14圈的时间内通过负载电阻RD.以上说法均不正确解析:转速为n,则ω=2πn,S=12πr 2,最大感应电动势E m =BS ω=π2Bnr 2,因只有一半区域内有磁场,由有效值的计算公式可得2E R)2×1R ×2T 得有效值E=m 2E =22π2Bnr,则电路中电流I=E R=22π2Bnr R ,故A 正确,D 错误;求焦耳热要用有效值,Q=I 2Rt=(22π2Bnr R )2·R ·14n =424π16B r n R ,B 错误;转14圈时磁通量变化量为ΔΦ=B 2π2r ,所用的时间t=4T =14n ,则平均电动势E =t ∆Φ∆=2n πBr 2,通过负载电阻R 的电荷量q=I t=E R t=2π2B r R,C 错误.2.[瞬时值、峰值的考查]如图(甲)所示,标有“220 V 40 W ”的灯泡和标有“20 μF 300 V ”的电容器并联到交流电源上,为交流电压表,交流电源的输出电压如图(乙)所示,闭合开关.下列判断正确的是( B )A.t=2T时刻,的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.的示数保持不变解析: 的示数应是电源电压的有效值220 V,故A,D 错;电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,B 正确;电压的峰值U m≈311 V,大于电容器的耐压值,故有可能被击穿,C 错.素养提升【思维拓展】 发电机、电动机模型 1.模型构建发电机和电动机模型是高考中以电磁感应为背景命题的常见模型,凡是在外力作用下做切割磁感线运动而产生感应电流的导体均可看成发电机模型;凡在安培力作用下在磁场中运动的通电导体均可看成电动机模型. 2.模型条件【示例1】 (2018·山东实验中学高三第二次模拟)(多选)如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd 处于磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动,则下列说法中正确的是( BD )A.线框转过π6时,线框中的电流方向为abcdaB. C.线框转一周过程产生的热量为222πB S RωD.线框从中性面开始转过π2过程,通过导线横截面的电荷量为BS R解析:根据楞次定律可知线框中的电流方向为adcba,故A 错误;线框转动过程中电动势的最大值为E m =BS ω,电压的有效值为则线框中感应电流的有效值为I=UR ,故B 正确;线框转一周的过程中,产生的热量为Q=I 2)2R 2πω=22πB S R ω,故C 错误;从中性面开始转过π2的过程中,通过导线横截面的电荷量为q=R ∆Φ总=BSR ,故D 正确. 【示例2】 如图所示电路中接入电压为u=U 0sin ωt 的正弦交流电,电路中接有一个交流电流表、保护电阻R 0和一个电动机,电动机的线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m 的重物匀速上升,此时电流表的示数为I,重力加速度为g,下列说法正确的是( C )A.电流表的示数表达式是I=0U R R +sin ωt B.电动机两端的电压为IR C.电动机消耗的电功率为-IR 0)ID.00I U解析:电流表测量出来的应该是交变电流的有效值,故示数不是随时间变化的数值,选项A 错误;电动机内部电阻两端电压是IR,而电动机并非纯电阻电器,故其两端的电压应该是-IR 0,选项B 错误;电动机消耗的电功率是P电-IR 0)I,选项C 正确;由功能关系知道P 电=I 2R+mgv,解得()00I U R R ⎡⎤+故选项D 错误。

高中物理必修三第十一章电路及其应用知识点题库单选题1、某同学把一只实验室的电表底座进行拆卸，电路内部的结构如图所示，a、b和c点是三个接线柱。

由此可判断（）A．这是一只安培表B．图中的电阻作用是分去一部分电流C．接入ac的量程比接入ab的量程大D．接入ac时电表的内阻要比接入ab时小答案：C由图可知，接入ab时，表头与一只电阻串联，接入ac时，表头与两只电阻串联，所以这是一只电压表，电阻作用是分去一部分电压，且接入ac的量程比接入ab的量程大，接入ac时电表的内阻要比接入ab时大，故ABD错误，C正确。

故选C。

2、两个阻值较大的定值电阻R1、R2串联后接恒定电压U，已知R1=2R2，用电压表测R1两端电压时，电压表的示数为U1；测R2两端电压时，电压表的示数为U2。

若电压表内阻不能忽略，则有（）A．U1+U2<U B．U1+U2=UD．在测R1两端电压时，R2两端电压小于U2C．U1=2U3答案：AAB．将电压表与电阻R1并联时，电压表的读数为U1，则不接电压表时电阻R1两端的电压U1′大于U1；将电压表与电阻R2并联时，电压表的读数为U2，则不接电压表时电阻R2两端的电压U2′大于U2；因U1′+U2′=U则U1+U2<U选项A正确，B错误；C．因不接电压表时R1两端的电压为U′1=UR1R1+R2=2U3则接电压表时R1两端的电压小于2U3，选项C错误；D．若将电压表与电阻R1并联，则其并联的总电阻小于R1，根据串联电阻的电压分配可知，电压表的读数U1将小于U1′，则R2两端电压大于U2′，也大于U2，选项D错误；故选A。

3、电阻R1的阻值为6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过电流之比为I1：I2=3：2。

则R2的阻值和总电阻分别是（）A．4Ω，3.6ΩB．9Ω，4.5ΩC．4Ω，2.4ΩD．9Ω，3.6Ω答案：D由并联电路电压相等得I1R1=I2R2又I1：I2=3：2联立解得R2=9Ω合电阻为R=R1R2R1+R2=3.6Ω故ABC错误，D正确。

1.如图所示，是关于布朗运动的实验，下列说法正确的是________.A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显D.实验中可以看到，温度越高，布朗运动越猛烈【解析】图中记录的是每隔若干时间（如30 s)微粒位置的连线，而不是分子无规则运动，A、B错.而这段时间内微粒的运动情况却不得而知，虽然图示所反映的不是微粒的轨迹，但却可看出其运动的无规则性，做布朗运动的微粒都很小，一般为10-6m左右，微粒做布朗运动的根本原因是：各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡，因此，只有微粒越小、温度越高时液体分子对它的碰撞越不平衡，布朗运动才越猛烈.故选D.【答案】D2.下面关于分子力的说法中正确的是（）A.铁丝很难被拉长，说明铁丝分子间存在引力B.水很难被紧缩，说明水分子间存在斥力C.磁铁可以吸引铁屑，说明分子间存在引力D.分子力做正功，分子势能将增大【解析】因为分子间存在较大的引力，所以铁丝很难被拉长；水被紧缩时，分子间表现为斥力作用，所以水很难被紧缩，A、B正确.磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以C错；当分子力做正功时，分子势能将减小，D错.【答案】A、B3.下面证明分子间存在引力和斥力的实验中，错误的是________.A.两块铅块压紧以后能连成一块，说明存在引力B.固体、液体很难紧缩，说明存在斥力C.碎玻璃不能再拼成一整块，说明分子间存在斥力D.拉断一根绳索需很大力气，说明存在引力【解析】两块铅块压紧后能连成一块、绳索很难被拉断，说明分子间存在引力，而固体、液体很难被紧缩，说明分子间存在斥力，因此选项A、B、D说法都是符合事实的.碎玻璃再拼在一路，分子间距离比10r0大得多，不能达到分子引力和斥力发生作用的范围，或说分子间作使劲超级微弱，所以两块玻璃很难拼在一块.故选C.n=-623-310300106.021022.410⨯⨯⨯⨯⨯个=×1022个.办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为228.11010 2.8⨯⨯个/米3=×1021个/米3，每一个污染分子所占体积为V=2112.910⨯m3，所以平均距离为3V×10-8 m.(2)被动抽烟者一次吸入被污染的空气分子数为×1021×300×10-6个=8. 7×1017个.【答案】(1)7×10-8 m(2)×1017个6.（18分）一个房间的地面面积是15 m2，高3 m.已知空气的平均摩尔质量是×10-2kg/mol.通常常利用空气湿度（有相对湿度、绝对湿度）表示空气中含有的水蒸气的情况，若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为103cm3，已知水的密度为ρ=×103kg/m3，水的摩尔质量M mol=×10-2 kg/mol,求：（1）房间内空气的质量.（2）房间中有多少个水分子？（3）估算一个水分子的线度多大？（保留两位有效数字）（3）①成立水分子的球形模型，有16πd 3 =0A V N '. 水分子直径： d=3235'03100.614.3108.166⨯⨯⨯⨯=-A N V π m=×10-10 m. ②成立水分子的立方体模型，有a 3=V 0′/N A ，水分子直径：a=3235'03100.6108.1⨯⨯=-A N V m=×10-10 m. 【答案】（1）58 kg （2）房间中有×1025个水分子 （3）①成立球形模型，水分子直径为×10-10 m ②成立立方体模型，水分子直径为×10-10m。

一、选择题1．两根长度相同，横截面积之比S 1：S 2=2:3的均匀铜导线按图所示接入电路，关于两段导线以下说法中错误的是（ ）A ．它们的电阻之比为3∶2B ．它们的电流之比为1∶1C ．它们的电子移动速率之比为3∶2D ．单位时间通过它们的电量之比为2∶3D 解析：DA ．根据电阻定律lR Sρ=得，它们的电阻之比为3∶2，A 正确，不符合题意； B ．由于两导体串联，所以它们的电流之比为1∶1，B 正确，不符合题意；C ．根据电流的微观表达式I neSv =，速率与横截面积成反比，它们的电子移动速率之比为3∶2，C 正确，不符合题意；D ．根据电流公式 qI t=，单位时间通过它们的电量之比为1∶1，D 错误，符合题意。

故选D 。

2．把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A 电阻丝的长度为L ，直径为d ，B 电阻丝长度为2L ，直径为2d 。

要使A 、B 电阻丝消耗的功率相同，加在两电阻丝上的电压之比应为（ ） A ．U A ∶U B ＝1∶1 B ．U A ∶U B 2∶1 C ．U A ∶U B 2∶2 D ．U A ∶U B ＝2∶1B解析：B 根据电阻定律l R Sρ= 可得222421A B L d R L R d ππ== 根据2U P R= 可得21A AB B U R U R == 故选B 。

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 ．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A 解析：AAB ．改装成了电流表，R 减小分流能力增加，电流表量程增大，R 增大时分流能力减小，电流表量程减小，故A 正确，B 错误﹔CD ．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，由图示电路图可知，电流计与电阻R 并联，改装后电压表量程不变，故CD 错误； 故选A 。

高中物理必修三第十一章电路及其应用经典大题例题单选题1、下列器件中能测量长度的是（）A．B．C．D．答案：BA项滑动变阻器能改变阻值，B项螺旋测微器能测量长度，C项变阻箱能调节电阻并读出阻值，D项测噪音的分贝值，B正确，ACD错误。

故选B。

2、如图所示为三种不同材料制成的电阻a、b、c的伏安特性曲线，其中电阻b的伏安特性曲线为曲线。

它们的电阻值分别用Ra、Rb、Rc表示。

由图分析可知下列说法正确的是（）A．Ra>RcB．电阻b两端的电压越高，其阻值Rb越大C．若将电阻a、b、c串联接在6V的电源两端，总电流为2AD．若将电阻a、b、c串联接在6V的电源两端，Ra∶Rb∶Rc=1∶2∶3答案：DA．根据电阻的定义R=U I相同电压时，电阻a的电流大于电阻c的电流，则电阻a的阻值小于电阻c的阻值，A错误；B．图像上一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，即I U = 1 R由题图分析可知，电阻b两端的电压越高，其电阻阻值越小，B错误；CD．如果将电阻a、b、c串联接在6 V的电源两端，则流过三个电阻的电流相等，且三个电阻两端的电压之和等于6 V，由题图可知，当电路中的电流为1 A时，电阻a、b、c两端的电压分别为1 V、2 V、3 V，总电压为6 V，此时Ra∶Rb∶Rc=1∶2∶3，C错误，D正确。

故选D。

3、如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为S a:S b=1:2。

已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，则（）A．流经导线a的电流为0.32AB．流经导线b的电流为0.16AC．5s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面D．自由电子在导线a和b中移动的速率之比v a:v b=1:2答案：BA．流经导线a的电流为I=qt=5×1018×1.6×10−195A=0.16AA错误；B．因a、b串联，通过的电流相等，所以流经导线b的电流为0.16A，B正确；C．因a、b串联，通过的电流相等，所以相同时间内通过的电荷量相等，即5s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面，C错误；D．根据电流微观表达式I=neSv可得v=I neS由于导线a、b电流相等，单位体积内的自由电子数相等，则自由电子在导线a和b中移动的速率之比为v a v b =S bS a=21D错误。

高中物理第十一章电路及其应用第十一章电路及其应用精选试卷同步检测（Word版含答案）一、第十一章电路及其应用选择题易错题培优（难）1．如图所示，三个定值电阻R1、R2、R3的电阻值均不相等，在A、B之间接一个电源，在C、D之间接一个电流表，电流表的示数为I．现将电源、电流表的位置互调，则电流表的示数（）A．可能增大B．可能减小C．一定不变D．由于R1、R2、R3大小关系不知，故无法判定【答案】C【解析】两种情况下的电路连接如图所示：设电源电压为U=6V，R1=3Ω，R2=2Ω，R3=6Ω，在甲图中2323= 1.5R RRR R⋅=Ω+甲并，112==1U RU R甲并甲并，1=6V2V33UU=⨯=甲并，电流表的示数为32V1=A63UIR==Ω甲并甲，在乙图中1212= 1.2R RRR R⋅=Ω+乙并，335==1U RU R乙并乙并，1=6V1V66UU=⨯=乙并，电流表的示数为11V1=A33UIR乙并乙==Ω，故两次示数相同，则选C．【点睛】在A、B之间接一个电源，假设A端为正极，在C、D之间接一个电流表时，通过电流表的电流通路是：A----R1----电流表----R3----B 电路中的电阻是R1+R3；将电源、电流表的地位互调，假设D端为正极，通过电流表的电流通路是：D----R1----电流表----R3----C 电路中的电阻是R1+R3．电路的电源不变，电阻不变，故电流一定不变．2．离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。

推进剂从图中P 处注入，在A处电离出正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为J。

为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。

则推进器获得的推力大小为（）A 2UJIB ．22U JIC ．2U JID UJI 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】在A 处电离出正离子，经B 、C 间电压加速后，由动能定理可知212qU mv =解得2qUv m=以t 秒内喷射的离子为研究对象，应用动量定理有Ft nmv =又因为=nq I t =nm J t解得2F UJI =2UJI A 正确，BCD 错误。

第十一章电路及其应用11.1电源和电流 ............................................................................................................. - 1 -11.2导体的电阻 ............................................................................................................. - 5 -11.3实验：导体电阻率的测量.................................................................................... - 12 -11.4串联电路和并联电路............................................................................................ - 20 -11.5实验:练习使用多用电表 ...................................................................................... - 26 -章末综合测验................................................................................................................ - 32 -11.1电源和电流(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.关于电流的说法中正确的是()A.国际单位制中,电流的单位是毫安B.我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流C.因为电流有方向,所以电流是矢量D.通过导体横截面的电荷量越多,则流过导体的电流就越大【解析】选B。