电路分析第十一章习题参考答案

人教版高中物理第十一章电路及其应用精选试卷测试卷附答案一、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A1、A2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A1、A2串联，A1、A2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．小灯泡的电流I随所加电压U变化如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ 为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。

下列说法错误的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝12UIC．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，跟灯泡串联的电阻R两端的电压为I1RD．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积【答案】C【解析】【详解】A．I-U图象的割线斜率表示电阻的倒数，电压增大时割线斜率减小，电阻增大，选项A正确；B．由图象知P点对应的电压为U1，电流为I2，因此小灯泡的电阻为：R＝12UI选项B正确；C．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，跟灯泡串联的电阻R两端的电压为I2R，选项C错误；D．I-U图象中矩形PQOM所围的面积UI表示对应P点小灯泡的实际功率，选项D正确。

本题选错误的，故选C。

3．如右上图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2．在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4．在1、2两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I1；在3、4两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I2，则I1∶I2为（）A．9∶25 B．25∶9 C．25∶4 D．4∶25【答案】C【解析】试题分析：根据电阻定律R=ρLS得，当在1、2两端加上恒定电压U时，R1＝ρcab，在在3、4两端加上恒定的电压时，R2＝ρabc，所以2122R cR a＝425，根据欧姆定律I=UR得，电流之比为25：4，C正确．考点：本题考查电阻定律、欧姆定律．4．阻值相等的四个电阻、电容器C及电池(E内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为1Q，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为21.Q Q与2Q的比值为()A．25B．12C．35D．23【答案】C【解析】试题分析：根据等效电路，开关S 断开时，电容器的电压12112325+3E U R E R R =⋅⨯=，得11Q CU =；S 闭合时，211123+2E U R E R R =⋅=，22Q CU =，故112235Q U Q U ==，故选C ． 【学科网考点定位】闭合电路的欧姆定律、电容器【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查；解题关键是要搞清电路的结构，画出等效电路图，搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压，然后根据Q=CU 求解电容器的带电荷量．5．如图是有两个量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0～10 V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0～100 V ．已知电流表的内阻R g 为500 Ω，满偏电流I g 为1 mA ，则电阻R 1、R 2的值( )A ．9500Ω；90000ΩB ．90000Ω；9500ΩC ．9500Ω；9000ΩD ．9000Ω；9500Ω【答案】A【解析】【详解】由图示电路图可知110V ()g g I R R +=，1210()0V g g I R R R ++=，代入数据解得19500ΩR =，290000ΩR =A. 9500Ω；90000Ω与分析相符，符合题意B. 90000Ω；9500Ω与分析不符，不符合题意C. 9500Ω；9000Ω与分析不符，不符合题意D. 9000Ω；9500Ω与分析不符，不符合题意6．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 ．A 1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A 1的指针半偏时，A 2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A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.2A ，干路中电流为1.2A ．故C 项错误，D 项正确．7．如图所示是一个电路的一部分,其中R 1=10Ω,R 2=4Ω,R 3=4Ω,I 1=0.3A,I 2=0.5A,那么电流表测得的电流为( )A ．0.25A ，方向向右B ．0.15A ，方向向左C ．0.75A ，方向向左D ．0.35A ，方向向右【答案】A【解析】【详解】1R 两端的电压：1110.310V 3V U I R ==⨯=2R 两端的电压：2220.54V 2V U I R ==⨯=1R 左端与2R 的左端电势相等，而12U U >，则有1R 右端的电势低于2R 右端的电位。

2020--2021（新教材）物理必修第三册第11章电路及其应用练习含答案（新教材）人教必修第三册第11章电路及其应用1、某同学用伏安法测电阻时，分别采用了内接法和外接法，测得的某电阻R x的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值R x之间的关系为()A．R1＞R x＞R2B．R1＜R x＜R2C．R1＞R2＞R x D．R1＜R2＜R x2、一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说()A．1 h电池供给8 C的电荷量B．1 000 s电池供给8 C的电荷量C．1 s电池供给8 C的电荷量D．1 min电池供给8 C的电荷量3、一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64 Ω，则导线原来的电阻值为()A．128 Ω B．32 ΩC．4 Ω D．2 Ω4、在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是()A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变5、一电压表，内阻为3 kΩ，量程为0～3 V，要把它改装成一个量程为0～15 V 的电压表，需要给它()A．并联一个12 kΩ的电阻B．并联一个15 kΩ的电阻C．串联一个12 kΩ的电阻D．串联一个15 kΩ的电阻6、有一个多用电表，其欧姆挡的四个挡位分别为“×1”“×10”“×100”“×1k”，某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，他应该()A．换用“×1 k”挡，不必重新调整调零旋钮B．换用“×10”挡，不必重新调整调零旋钮C．换用“×1 k”挡，必须重新调整调零旋钮D．换用“×10”挡，必须重新调整调零旋钮*7、我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107 m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)()A．5×1011B．5×1010C．1×102D．1×104*8、如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c＝5∶3∶2。

11-3图题11-3所示电路中，已知24cos(30)s u t V =+。

，试求输出电压()u t解：画出向量模型如右图所示。

采用振幅向量，省略下标m.121212(24)224302(262)0(12)1230j I j I j I j j I j I jI +-=∠-++-=+-=∠ 。

整理得：2 2.68 3.4I =∠ 。

，2U 2 5.36 3.4I ==∠ 。

所以() 5.36cos( 3.4)u t t =+。

11-4 图题11-4所示，耦合系数12K =，求输出电压U 。

解：12K ==所以4j M j ω= 所以采用网孔电流法，网孔电流为21,I I 。

互感电压12j I j I ωω 和作为附加电压源后的向量模型如右图所示网孔电流方程为122121(168)810048(148)4j j I j I j I j I j j I j I --=-++-= 整理得28.2299.46I =∠- 。

所以28.2299.46U =∠- 。

11-8电路图题11-8所示，试求对电源端的输入阻抗、电流12I I 和。

解：列网孔方程1212(24)21202(22)0j I j I j I j I +-=∠-++= 。

整理得12(22),2I j A I A =-= 所以12Z (33)22i j j =Ω=+Ω- 11-9 已知空心变压器的参数：1122L =9H,R =200,L =4H,R =1000.5.k ΩΩ=及所接负载为800Ω电阻和1F μ电容串联，所接正弦电压源频率为400rad/s, 电压有效值为300V ，内阻为500,Ω内电感为0.25H .试求传送给负载的功率P 和空心变压器的功率传输效率。

解：(1)可以画出电路如上图所示。

M=3H =做出向量模型后可以列出网孔方程为1212(500200100300)12003001200(10080016002500)0j j I j I j I j j I +++-=-+++-=整理得1271.56A 0.0596116.6A 50I I -==∠- 。

第11章习题解答11-1 将下列不同进制数写成按权展开形式（1）（4517）10； （2）（10110）2； （3）（7A8F ）16 解：（1）()3210104517410510110710=⨯+⨯+⨯+⨯ （2）()432102101101202121202=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ （3）()3210167871610168161516A F =⨯+⨯+⨯+⨯ 11-2 将下列数转换成十进制数（1）（10110011）2； （2）（85D ）16 解：（1）()()754102101100111212121212179D =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= （2）()()210168581651613162141D D =⨯+⨯+⨯=11-3 将下列十进制数转换成二进制和十六进制数（1）（85）D ； （2）（124）D 解：（1）对于十进制数（85）D ，根据整数部分除2取余的方法有： 2∣85……1 （22取余的方法有： 2∣124…… 2∣062……0 2∣031……1 2∣015……1 2∣007……1 2∣003……1 2∣001……1 0所以, ()()()2161240111,11007D C ==11-4 分立元件门电路如题图11-4所示：A 、B 、C 为输入，Y 为输出，设输入低电平为0V ，输入高电平为3V，试列出真值表，写出输出表达式，指出各属于哪种功能的门电路。

（a）（b）题图11-4解：Y=A+B+C属于或门电路11-5 由门电路组成的逻辑图如题图11-5所示，分别写出输出端的逻辑表达式。

（a）（b）题图11-5解：()1Y AB B C AB B C AB B C=++=⋅+=⋅⋅2Y AB BC CD AB BC CD=⋅⋅=++11-6 已知逻辑门电路及输入波形如题图11-63所示，试画出各输出Y1、Y2、Y3的波形。

题图11-6解：根据门电路写出逻辑表达式：1231, 0, Y A A Y B B Y ABC =⋅==+==波形图：11-7 已知门电路和其输入端A 和B 的波形如题图11-7所示，当控制端C=1和C=0两种情况时，试求输出端Y 的表达式，列出真值表，画出对应的波形图。

11-20 画出下列函数所表示的波形:解：2 4 tf 1(t) 0t(1)-π/4(1)(2)t(3)f 2(t)f 3(t)11-21 用奇异函数描述题11-21图示各波形。

解：(a) )4()3(3)2()1(-+---+-t t t t εεεε(b) )]6()2()[234()]2()([2)2(3---+-+--++-t t A t A t t At εεεεδ 11-22 求解下列各式:解：(1))1(6)1(5)1()1()5(22-=-+-=-+t t t t t t δδδδ(2)6)1(6)1()5(2=-=-+⎰⎰∞∞-∞∞-dt t dt t t δδ11-23 题11-23图示电路中V u C 2)0(=-，求)0(+C u 。

解：列写以u C (t )为变量的一阶微分方程对两边取[0-，0+]积分，有：.)(6)()(2000000⎰⎰⎰+-+-+-=+dt t dt t u dt dt du C C δτ11-24 题11-24图示电路中0)0(=-C u 。

求t 0时的)(t u C 与)(t i C 。

解：三要素法求u C (t )初值u C (0+)= u C (0-)=0 稳态值u C ()=6V时间常数 s 136365.0=+⨯⨯=τ 所以 0,66)(≥-=-t V e t u t C 或 V t e t u t C )()1(6)(ε⋅-=-11-25 零状态电路如题11-25图(a)所示，图(b)是电源u S 的波形，求电感电流i L （分别用线段形式与一个表达式来描述）。

解：当)(t u S ε=时电感电流.)()1(201)()(20A t e t i t s t L ε--== 图(b)中u s 的表达式为:由线性电路的延时性，可知电感电流的表达式为: 分段：0 t <2s 时A e i t L )1(5.020--= i L (2-)=0.5A 2st <3s时 i L (2+)= i L (2-)=0.5Ai L ()=-0.25At 3s 时i L (3+)= i L (3-)=-0.25A A e t i t L )3(2025.0)(---=11-26 题11-26图(a)电路中N R 纯电阻网络，其零状态响应V e u t C )44(25.0--=。

答案解： (1)2020001e 1e 1e e )()(-ssdt s stdt t t s F stst stst =-=+-==∞-∞-∞-∞----⎰⎰ε (2)20)(20)(00)(1e )(1e 1e e )(e )(-ααααεααα+=+-=+++-==∞+-∞+-∞-∞-----⎰⎰s s dts s t dt t t s F ts t s st st t答案解：)/1(//1)(1τττ+=+-=s s A s A s A s F 由拉氏变换的微分、线性和积分性质得：)/1(/)()()/(]/)([)()]0()([)(22111112ττ+++=++=++-=-s s A c bs as s F s c b as s s F c s bF f s sF a s F答案解：设25)}({)(11+==s t f s F L ,52)}({)(22+==s t f L s F则)5)(2(10)()(21++=s s s F s F)(1t f 与)(2t f 的卷积为)e e (310]e 31[e 10e e 10e 2e 5)(*)(520350350)(5221t t t tt ttt d d t f t f --------=⨯==⨯=⎰⎰ξξξξξξ对上式取拉氏变换得：)5)(2(10)5121(310)}(*)({21++=+-+=s s s s t f t f L 由此验证)()()}(*)({2121s F s F t f t f =L 。

答案解：(a)6512)(2+++=s s s s F 3221+++=s A s A 3|31221-=++=-=s s s A ， 3|31221-=++=-=s s s A所以t t s s t f 321e 5e 3}3523{)(---+-=+++-=L(b))2)(1(795)(23+++++=s s s s s s F 212)2)(1(3221+++++=+++++=s A s A s s s s s2|2311=++=-=s s s A 1|1321-=++=-=s s s A 所以t t t t s s s L t f 21e e 2)(2)(}21122{)(----++'=+-++++=δδ (c)623)(2++=s s s F 22)5()1(5)5/3(++⨯=s 查表得)5sin(e 53)(t t f t-=答案解：(a) 由运算电路(略)求得端口等效运算阻抗为：11262241)3/(142)]3/(14[21)(22i ++++=++++=s s ss s s s s s Z ， 112611430)(22++++=s s s s s Z i (b) 画出运算电路如图(c)所示U )(2s __在端口加电流，列写节点电压方程如下⎩⎨⎧-==++-=-+)2()]()([3)(3)()]5.0/(11[)()1()()()()1(2122s U s U s U s U s s U s I s U s U s由式（２）解得)(144)(2s U s ss U ⨯+=代入式（１）得)()()1221(s I s U s ss =+-+所以1212)(2i +++=s s s s Y答案解：运算电路如图(b)所示。