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2021年新教材高中物理第十一章电路及其应用章末质量评估含解析新人教版必修3202103191136.docx
2021年新教材高中物理第十一章电路及其应用课件+练习+章末质量评估打包12套新人教版必修3
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2021年新教材高中物理第十一章电路及其应用课件+练习+章末质量评估打包12套新人教版必修3,文本
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电源和电流【基础巩固】1.关于电流,下列说法正确的是()a.通过导线横截面的电荷量越大,电流越大b.电子定向运动的速率越大,电流越大c.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,导体中的电流越大d.因为电流有方向,所以电流是矢量答案:c2.下列说法正确的是()a.只要有可以自由移动的电荷,就存在持续电流b.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下定向移动形成的c.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率d.金属导体内的自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了答案:b3.在示波管中,电子枪2 s内发射了61013个电子,则示波管中电流的大小为()a.4.810-6 a b.310-13 a c.310-6 a d.9.610-6 a答案:a4.某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达探测器阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为()a.0 b.2net c.3net d.4net答案:d5.(多选)一横截面积为s的铜导线,流经其中的电流为i,设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e.电子的定向移动的速率为v,在t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数可表示为()a.nvst b.nvt c.ite d.itse解析:在t时间内,通过铜导线横截面的电荷量为it,通过铜导线横截面的自由电子数可表示为n=ite,选项c正确;把i=nesv代入n=ite可得n=nvst,选项a正确.答案:ac6.导体中的电流是这样产生的:当在一根长度为l、横截面积为s,单位体积内自由电荷数为n的均匀导体两端加上电压u时,导体中出现一个匀强电场,导体内的自由电子受匀强电场的静电力作用而加速,同时由于与正电荷碰撞而受到阻碍,这样边反复碰撞边向前移动,可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的平均速率v成正比,阻力可以表示为kv(k是常数),当电子所受静电力与阻力大小相等时,导体中形成了恒定电流,则电流的大小为()a.ne2sukl b.ne2luks c.ne2lsuk d.nesukl解析:由题意可知当静电力与阻力相等时形成恒定电流,则有ule=kv,解得v=uekl,则导体中的电流i=nevs=ne2sukl,选项a正确.答案:a【拓展提高】7.(多选)给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.各处的电流大小相等c.粗的地方电荷定向移动速率大,细的地方小d.粗的地方电荷定向移动速率小,细的地方大答案:bd8.在显像管的电子枪中,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0,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l的电子束内的电子数是()a.ilesm2eu b.ilem2eu c.iesm2eu d.islem2eu答案:b9.(多选)如图所示,半径为r(远大于圆环横截面半径)的橡胶圆环带均匀正电荷,总电荷量为q,现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动,将产生等效电流.下列说法正确的是()a.若不变而使电荷量q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍b.若电荷量q不变而使变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍c.若、q不变,使环的半径增大,电流将变大d.若、q不变,使环的半径增大,电流将变小解析:环转动一周的时间为t=2,一周内通过某一横截面的电荷量为q,则电流为i=qt=q2.若不变而使电荷量q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,故选项a正确;若电荷量q不变而使变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍,故选项b正确;若、q不变,使环的半径增大,电流不受影响,故选项c、d错误.答案:ab【挑战创新】10.右下图是静电除尘器的示意图,a接高压电源的正极,b接高压电源的负极,a、b之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,煤粉吸附到正极上,排出的烟就变清洁了.已知每千克煤粉吸附的电子的物质的量为n,每昼夜能除尘的质量为m,计算高压电源的电流i.已知电子的电荷量为e,阿伏加德罗常数为na,一昼夜时间为t.解析:根据电流的公式i=qt,只要能够计算出一昼夜时间内通过的电荷量q,就能够求解电流i.需要注意的是流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q并不相等,由于电离出的气体中的电子和正离子同时运动,煤粉吸附的电荷量q=12q.因为q=mnena,q=it,所以mnena=12it,i=2mnenat.答案:2mnenat- 4 -导体的电阻【基础巩固】1.(多选)下列关于电阻率的说法正确的是()a.电阻率与导体的长度l和横截面积s有关b.电阻率反映材料的导电性能,由导体的材料决定,且与温度有关c.电阻率大的导体,电阻一定很大d.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作标准电阻答案:bd2.某金属导线的电阻率为,电阻为r,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()a.4和4r b.和4r c.16和16rd.和16r答案:d3.两根同种材料制成的导线,质量之比为21,长度之比为31,则它们的电阻之比为()a.14b.41c.92d.29答案:c4.(多选)a、b、c三个通电导体的i-u关系图像如图所示.由图可知()a.三个导体的电阻关系为rarbrcb.三个导体的电阻关系为rarbrcc.若在导体b两端加上10 v的电压,通过导体b的电流是2.5 ad.若在导体b两端加上10 v的电压,通过导体b的电流是40 a答案:bc5.(多选)如图所示,r1和r2是同种材料、厚度相同、上表面为正方形的长方体导体,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,则下列说法正确的是()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答案:bd6.如图所示,a、b、c为同种材料制成的电阻,b与a的长度相等,但b的横截面积是a的2倍;c与a的横截面积相等,但c的长度是a的2倍.当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是()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=ls,得ra=2rb=2r,rc=2ra=4r,rcrarb=421.由题中电路图可知,a、b、c三个电阻串联,通过它们的电流相等,由u=ir得,ucuaub=421,v1的示数是v2的2倍,选项a正确,选项c错误;v3的示数是v1的2倍,选项b错误;v3的示数是v2的4倍,选项d错误.答案:a【拓展提高】7.(多选)金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,而有的合金的电阻率几乎不受温度变化的影响.根据以上的信息,判断下列说法正确的是()a.连接电路用的导线一般不用合金来制作b.电炉的电阻丝一般用合金来制作c.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度变化影响的合金来制作d.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作解析:电路中导线输送电能,但由于导线本身有电阻,所以导线也要消耗电能,将电能转化为内能,导线电阻越小,在其他条件一定的情况下,损耗的电能也越小,故应选择电阻率小的材料制作导线,由提供的信息知纯金属较合适;电炉等电热器利用电流的热效应工作,流过电热器的电流与导线上的电流相等,但电热器却能明显发热,说明其电阻大,选择电阻率大的合金丝较合适;电阻温度计是利用材料的电阻率随温度变化的规律而制成的;标准电阻要保证其阻值不变,所以应选用电阻率几乎不受温度变化影响的材料制作.综上所述,选项a、b正确.答案:ab8.在如图所示的电路中,r为粗细均匀、长为l的电阻丝,a、b为其端点,以r上各点与a点之间的电压u为纵坐标,各点离a点的距离x为横坐标,下列图像正确的是() a b c d解析:u=irx=irlx,故u与x成正比,选项a正确.答案:a9.a、b两地相距40 km,从a到b的两条输电线的总电阻为800 .a、b之间的某处c输电线发生短路,为查明短路地点,在a处接上电源,测得a处两端的电压为10 v,导线中电流为40 ma.短路处距离a多远?答案:12.5 km【挑战创新】10.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘的两大类,现代生物学认为,髓鞘由多层类脂物质髓质累积而成.髓质具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为=8106 m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 m的圆柱体,当在其两端加上u=100 v的电压时,该神经发生反应,则使神经纤维产生感觉的最小电流为()a.3.110-15 a b.6.210-15 ac.1.510-15 a d.4.310-15 a解析:根据r=ls,得出r=3.181016 ,所以i=ur=3.110-15 a.选项a正确.答案:a- 4 -实验:导体电阻率的测量【基础巩固】1.(多选)在测量金属丝的电阻率的实验中,下列操作正确的是()a.用刻度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.用螺旋测微器在被测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,采用电流表内接法,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答案:bd2.(多选)在测量金属丝的电阻率实验中,下列关于误差的说法正确的是()a.电流表采用外接法和内接法,都能减小实验误差b.由于电压表有内阻,电阻测量值比真实值小c.由=d2u4il可知,i、d、u、l中每一个物理量的测量都会引起 的误差d.由=d2u4il可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量答案:bcd3.某同学用图甲所示的螺旋测微器测一金属小球的直径时,他应先转动到f靠近小球,再转动到f夹住小球,直至听到“喀喀”声为止,拨动使f固定后读数(填仪器部件字母符号).正确操作后,螺旋测微器的示数如图乙所示,则小球的直径是mm. 甲 乙解析:用螺旋测微器测小球直径时,先转动旋钮d使测微螺杆f靠近被测小球,再转动微调旋钮h使测微螺杆f夹住小球,直到“喀喀”声为止,拨动锁紧装置g使f固定后读数,读数为6.5 mm+20.00.01 mm=6.700 mm.答案:dhg6.7004.某同学利用游标卡尺测量一圆柱体的直径,测量结果如图所示.该工件的直径为cm.答案:1.220【拓展提高】5.在测量金属丝的电阻率的实验中,待测金属丝的电阻rx约为5 ,实验室备有下列实验器材:a.电压表v1(量程03 v,内阻约为15 k);b.电压表v2(量程015 v,内阻约为75 k);c.电流表a1(量程03 a,内阻约为0.2 );d.电流表a2(量程00.6 a,内阻约为1 );e.滑动变阻器r1(010 ,0.6 a);f.滑动变阻器r2(02 000 ,0.1 a);g.电源e(电压为3 v);h.开关s,导线若干.(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有(填器材前面的序号).(2)为减小实验误差,应选用图(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图,按所选择的电路原理图把图丙中的实物图用线连接起来. 甲 乙 丙 (3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径如图丁所示,则金属丝的直径为mm;电压表和电流表示数如图戊所示,则金属丝的电阻为. 丁 戊解析:(1)由于电源电压为3 v,所以电压表应选a;被测电阻约为5 ,电路中的最大电流约为i=erx=0.6 a,电流表应选d;根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知,滑动变阻器应选e;还要选用电源、开关和导线若干.故应选用的实验器材有adegh.(2)由于金属丝的电阻比电压表的电阻小得多,应采用电流表外接法,故应选题图乙所示电路,实物连接如图所示.(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.5 mm+13.50.01 mm=0.635 mm,从电压表可以读出电阻丝两端电压为1.20 v,从电流表可以读出流过电阻丝的电流为0.50 a,被测金属丝的阻值为rx=ui=1.200.50 =2.4 .答案:(1)adegh(2)乙见解析图.(3)0.635(0.6330.637均可)2.4- 3 -串联电路和并联电路【基础巩固】1.(多选)在如图所示的电路中,通过电阻r1的电流i1是()a.ur1 b.u1r1 c.u2r2 d.ur1+r2答案:bcd2.三个电阻的阻值之比为r1r2r3=125,并联后接入电路,则通过三个支路的电流之比为()a.125 b.521c.2510 d.1052答案:d3.(多选)用如图所示的电路测量待测电阻rx的阻值,下列说法正确的是()a.电压表的内阻越小,测量越精确b.电流表的内阻越小,测量越精确c.电压表的读数大于rx两端的真实电压,rx的测量值大于真实值d.由于电流表的分流作用,使rx的测量值小于真实值答案:bc4.有一电流表内阻为10 ,满偏电流为500 ma,要把它改装成量程是3 a的电流表,正确的方法是()a.应串联一个2 的电阻 b.应并联一个2 的电阻c.应串联一个60 的电阻 d.应并联一个60 的电阻答案:b5.r1=10 ,r2=20 ,r1允许通过的最大电流为1.5 a,r2两端允许加的最大电压为10 v.若将它们串联,加在电路两端的最大电压是()a.45 vb.5 v c.25 vd.15 v答案:d6.把两只完全相同的小量程电流表分别改装成一只电流表和一只电压表.将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时()a.两只电表的指针偏转角相同b.两只电表的指针都不偏转c.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角d.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角解析:小量程电流表改装成电压表是通过串联大的分压电阻实现的;小量程电流表改装成大量程电流表是通过并联较小的分流电阻实现的.题图所示电路,通过改装后的电流表的总电流与电压表的电流相等,由于小量程电流表改装成大量程电流表并联了较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过小量程电流表的电流很小,而通过电压表的电流全部通过了小量程电流表,所以电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角,选项a、b、c错误,选项d正确.答案:d【拓展提高】7.(多选)如图所示,将两个相同的小量程电流表分别改装成电流表a1(03 a)和电流表a2(00.6 a),把这两个电流表并联接入电路中测量电流,则下列说法正确的是()a.a1的指针半偏时,a2的指针也半偏b.a1的指针还没有满偏,a2的指针已经满偏c.a1的读数为1 a时,a2的读数为0.6 ad.a1的读数为1 a时,干路中的电流为1.2 a解析:电流表是由小量程电流表并联一个电阻改装而成的,两电流表并联,所以两小量程电流表也并联,流过两小量程电流表的电流相等,a1的指针半偏时,a2的指针也半偏,选项a正确,选项b错误;由改装后两电流表可知,改装而成的两电流表的内阻之比为15,则通过的电流之比为51,a1的读数为1 a时,a2的读数为0.2 a,干路中的电流为1.2 a,选项c错误,选项d正确.答案:ad8.分析如图所示的电路,电流表内阻不计,下列说法正确的是()a.四个电阻为并联关系b.四个电阻为串联关系c.a1的示数为通过r2和r3的电流之和d.a2的示数为通过r3和r4的电流之和答案:c9.如图所示,表头的内阻rg为500 ,满偏电流ig为1 ma.当使用a、b两个端点时,是量程为i1的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为i2的电流表;当使用a、d两个端点时,是量程为u的电压表.已知电阻r1、r2、r3的阻值分别为0.5 、2 和100 .求i1、i2、u的值.解析:接a、b时满足ig(rg+r2)=(i1-ig)r1;接a、c时满足igrg=(i2-ig)(r1+r2),解得i1=1.005 a,i2=201 ma.接a、d时满足igrg+i2r3=u,解得u=20.6 v.答案:1.005 a201 ma20.6 v【挑战创新】10.一个两端封闭的空心细长金属管,其材料的电阻率为,某学习小组为了测量其内径d,进行了如下实验.(1)用刻度尺测量金属管的长度l,用螺旋测微器测出金属管的外径d0,示数如图甲所示,则d0=mm.甲乙(2)测量金属管的电阻rx的电路如图乙所示,其中电源为恒流电源,能为电路提供恒定的电流,i0=3.00 a,rx为待测金属管的电阻,其允许通过的最大电流为2.00 a,电压表、电流表、滑动变阻器均安全.电路接入恒流电源前,滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端附近,当滑动变阻器的滑片向初始位置的另一端滑动时,电压表的示数(选填“增大”或“减小”).该电路中(选填“电压表”或“电流表”)的内阻对rx的测量没有影响.(3)某次实验中,若电压表的示数u=1.20 v,电流表示数i=1.80 a,则金属管的电阻测量值r测=.(4)金属管的内径d=(用、l、d0、r测表示).答案:(1)2.097(2.0962.098)(2)b增大电流表 (3)1.00(4)d02-4lr测- 4 -实验:练习使用多用电表【基础巩固】1.(多选)结合下图,关于多用电表的使用,下列说法正确的有() 甲 乙a.甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的电压,表笔接法正确b.甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法错误c.乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻d.乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻答案:bc2.用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a和b的位置,如图所示,若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位,a和b的相应读数是多少?请填入表格中.指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100 ma20ma直流电压2.5 v0.50vb电阻1004003.某同学用多用电表测量二极管的反向电阻,完成下列测量步骤.(1)机械调零.(2)将红、黑表笔分别插入正、负插孔,将选择开关拨至欧姆挡适当的量程处.(3)将红、黑表笔,进行欧姆调零.(4)测反向电阻时,将表笔接二极管正极,将表笔接二极管负极,读出多用电表示数.(5)为了得到准确的测量结果,应让多用电表指针尽量指向表盘(选填“左侧”“右侧”或“中央”),若无法实现,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤(3)、(4).(6)测量完成后,将选择开关旋转到位置.解析:选择量程后要将两表笔直接接触,进行欧姆调零;红表笔接内部电源的负极,测二极管的反向电阻时,应把红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极;用欧姆表测电阻时,指针指在表盘中央测量值较准确;测量完毕后,要将选择开关打到“off”挡或交流电压最高挡.答案:(3)直接接触(4)红黑(5)中央(6)“off”挡或交流电压最高挡4.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关k和两个部件s、t.请根据下列步骤完成电阻测量.(1)旋动部件,使指针对准电流的零刻度.(2)将k旋转到电阻挡“100”的位置.(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件,使指针对准电阻的.(4)将两表笔与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,应将k旋转到电阻挡(选填“1 k”或“10”)的位置,重新进行欧姆调零并完成测量.答案:(1)s(3)t零刻度(4)1 k【拓展提高】5.如图甲所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测. 甲 乙 (1)在使用多用电表前,发现指针不在左边零刻度线处,应先调整图乙中多用电表的(选填“a”“b”或“c”).(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况.(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值.测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表.两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图乙所示.请将记录表补充完整,并在图甲的黑箱图中画出一种可能的电路连接情况.两表笔接的接点多用电表的示数a、ba、c10 b、c15 解析:(1)题图乙中a是指针定位螺丝,b是欧姆调零旋钮,c是选择开关,故选填a.(2)为防止a、b间存在高压电源,在持续接通时烧坏电表,应采用“点触”的方式.(3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管.由题图乙可以读出a、b间阻值为5 .因黑箱内只有电阻,由表内数据知b、c间电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和,故可推测a、b间电阻与a、c间电阻串联,又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍,故黑箱图中电路的连接情况如答图所示.答案:(1)a(2)短暂(3)5如图所示.- 3 -章末整合提升主题一画等效电路的常用方法在处理电路问题时,首先要认清电路的串、并联关系,如果电路较复杂,就需要画出其等效电路.1.电路简化的原则.(1)无电流的支路化简时可以去除.(2)等电势的各点化简时可合并.(3)理想导线可以任意延长或缩短.(4)理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路.(5)电压稳定时电容器可认为断路.2.简化电路的两种常用方法.(1)等势点法:由导线连接的各点都是等势点.首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势的点用不同字母标注,并注明各点电势的高低,然后画出相邻等势点间的并联电路.(2)电流分支法:电流是分析电路的核心,从电源的正极出发,沿着电流的方向(若电路中无电源,可以假设一个电流方向),经各用电器绕电路一周回到电源负极,电流无分支地依次流过的用电器串联,电流有分支地分别流过的用电器并联.3.电流表、电压表的使用技巧.理想电流表的内阻可看成0,理想电压表的内阻可看成无穷大.如果有理想电表接入电路,可把电压表处看成断路,把电流表处看成短路;在进行电路结构分析或画出等效电路图后,再按电表所测的对象把电表接入电路.当电表不能看成理想电表时,要考虑到电表内阻对电路的影响,可把电流表和电压表分别看成显示出电流值或电压值的电阻.【典例1】在如图所示的电路中,电阻r1、r2、r3的阻值均为2 ,电流表内阻不计,在b、c两点间加上6 v的电压时,电流表的读数为()a.0b.1 a c.1.5 a d.2 a解析:在b、c两点间加上6 v的电压时,由题图知电阻r2与r3并联后与r1串联,电路的总电阻r=r1+r2r3r2+r3=3 ,根据欧姆定律,干路电流i=ur=2 a,因为r2=r3,所以通过电阻r2、r3的电流相等,即i2=i3,所以电流表示数ia=12i=1 a.选项b正确.答案:b【典例2】如图所示,r1、r2、r3的电阻之比是235,电流表内阻忽略不计,电路两端的电压恒定,试求:(1)三个电阻中的电流之比;(2)两个电流表的读数之比.解析:方法一 电流分支法(1)设a点的电势高于b点的电势,则电流从a点分为两支,一支经r1b,另一支经后再分为两支,即通过a点的电流共分为3支,最终在b点汇合,故r1、r2、r3并联,a1测通过r2、r3的电流,a2测通过r1、r2的电流,等效电路如下图所示.设a、b两端的电压为u,r1=2r,r2=3r,r3=5r.由欧姆定律知,通过三个电阻的电流分别为i1=ur1=u2r,i2=ur2=u3r,i3=ur3=u5r,故i1i2i3=u2ru3ru5r=15106.(2)电流表a1的电流i=i2+i3=u3r+u5r=8u15r,电流表a2的电流i=i1+i2=u2r+u3r=5u6r,故两表的读数之比为ii=1625.方法二 等势点法理想电流表用导线代替,电势相等的点用同一字母标出,如图甲所示.可见r1、r2、r3都连接在a、b两点间,三者并联,等效电路如图乙所示.再结合电流分支法,将电流表复位后可得方法一中图,电流的计算同方法一. 甲 乙答案:(1)15106(2)1625主题二多用电表的应用1.电学黑箱的种类.(1)纯电阻黑箱.(2)电阻和二极管组成的闭合回路黑箱.(3)电阻和电源组成的闭合回路黑箱.(4)含电容器的黑箱.2.利用多用电表探测黑箱内的电学元件.判断元件应用挡位现象电源电压挡两表笔正、反接时均无示数说明无电源电阻欧姆挡两表笔正、反接时示数相同二极管欧姆挡正接时示数很小,反接时示数很大电容器欧姆挡指针先指向某一小阻值,后逐渐增大到“”,且指针摆动越来越慢【典例3】某照明电路出现故障,其电路如图甲所示,该电路以标称值12 v的蓄电池为电源,导线及其接触完好.维修人员使用已调好的多用电表直流电压50 v挡检测故障.他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点.甲(1)断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示,读数为v,说明题中(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)正常.乙(2)红表笔接b点,断开开关时,指针不偏转,闭合开关后,多用电表指示仍然和图乙相同,可判定发生故障的器件是(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”).解析:(1)多用电表调至直流电压50 v挡,接a、c两点测量的是电源两端的电压,读数为11.7 v,可见蓄电池完好.(2)断开开关,多用电表指针不偏转,表明多用电表被断路,开关闭合后,读数与接a点时相同,表明蓄电池、保险丝、开关和多用电表能组成完好回路,开关和保险丝无问题,发生故障的是小灯,小灯断路.答案:(1)11.7(11.511.9均可)蓄电池(2)小灯主题三电阻的测量1.伏安法.(1)电路图. 外接法 内接法 (2)原理:r=ui.2.半偏法测电流表内阻.(1)电路图如图所示.(2)步骤.断开s2,闭合s1,调节r0,使电流表满偏,设此时的电流为i0;保持r0不变,闭合s2,调节r,使电流表读数为i02;由以上可得ra=r.3.等效替代法测电阻.如图所示,先让开关s接通1,调节滑动变阻器,使电流表示数为i;然后再将开关s接通2,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍为i,则电阻箱的读数等于待测电阻的阻值. 【典例4】用内阻为3 000 的电压表和内阻为10 的电流表测电阻,在图甲、乙两种情况下,电压表的示数都是60 v,电流表的示数都是0.2 a,则r1的测量值为,真实值是;r2的测量值为,真实值是. 甲 乙解析:电阻r1的测量值r1测=ui=300 ,真实值r1真=r1测-ra=290 .电阻r2的测量值r2测=ui=300 ,真实值r2真=ui-urv=333.3 .答案:300290300333.3- 6 -章末质量评估(三)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.飞机在空中飞行时,其表面因不断与空气摩擦而带电.某次飞行中,0.5 s内飞机表面的电荷量增加约17 c,此过程中形成的电流约为()a.34 mab.34 a c.8.5 mad.8.5 a答案:b2.甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体,某同学对它们各进行了一次测量,把通过每个导体的电流和其两端的电压在i-u坐标系中描点,如图所示,四个导体中电阻率最大的是()a.甲 b.乙 c.丙 d.丁答案:a3.如图所示的电路中,电压表v1和v2的内阻都远大于r1、r2、r3和r4的电阻.r1和r3的阻值未知,r2=r4=20 ,电压表v1和v2的读数分别为15 v和10 v,则a、b两点间的电压为()a.23 vb.24 v c.25 vd.26 v答案:c4.如图所示的电路中,r0为定值电阻,r为滑动变阻器,移动滑片p,电路的总电阻会发生变化,下列说法正确的是()a.p向左滑动时总电阻将减小b.p向右滑动时总电阻将减小c.p滑到最左端时总电阻为r0d.p滑到最右端时总电阻为0答案:a5.如图所示,两个同种材料制成的导体放在水平面上,两导体均是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体横截面边长为a,小柱体横截面边长为b,则()a.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为abb.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a2b2c.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为bad.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b2a2答案:d6.利用如图所示的电路可测量待测电阻rx的阻值.定值电阻r1、r2阻值已知,闭合开关s,调节电阻箱阻值为r3时,电流表示数为0,则rx阻值等于()a.r2 b.r1r2r3 c.r1r3r2 d.r3r2r1答案:d7.一电压表内阻为3 k,量程为03 v,要把它改装成一个量程为015 v的电压表,需要给它()a.并联一个12 k的电阻b.并联一个15 k的电阻c.串联一个12 k的电阻d.串联一个15 k的电阻解析:电压表内阻为3 k,量程为03 v,要把它改装成一个量程为015 v的电压表,需要给它串联一个电阻,阻值r=u-ugugrg=12 k,故选项c正确.答案:c8.两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比l1l2=52,直径之比d1d2=21,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比为i1i2=32,则它们的电阻率之比12为()a.415 b.83 c.85 d.1615解析:由i=ur知,当所加电压u相同时,r1r2=i2i1=23,根据d1d2=21知,横截面积之比s1s2=41.由导体的电阻r=ls得12=r1s1l2r2s2l1=1615,故选项d正确.答案:d二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.某同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,利用记录的实验数据作出了如图所示的图像.根据图像,下列说法正确的是()a.导体甲的电阻大于导体乙的电阻b.在导体乙的两端加1 v的电压时,通过导体乙的电流为0.1 ac.将导体甲连接到电压为4 v的电路上时,通过导体甲的电流为0.9 ad.将导体乙连接到电压为5 v的电路上时,通过导体乙的电流为0.5 a答案:bd10.如图所示,m、n间电压恒定,当开关s接a点时,电压表示数为10 v,电流表示数为0.2 a;当开关s接b点时,电压表示数为12 v,电流表示数为0.15 a.可以推断()a.rx较准确的测量值是50 b.rx较准确的测量值是80 c.rx的真实值是70 d.电流表的内阻是20 解析:由于m、n间电压恒定,当开关s接b点时,电压表示数为12 v,知道m、n间电压恒为12 v.再由第一次测量结果可知电流表的分压为12 v-10 v=2 v,电流表内阻ra=2 v0.2 a=10 .rx的真实值rx=70 .在先后两次测量值rx1=10 v0.2 a=50 、rx2=12 v0.15 a=80 之中,rx的真实值比较接近80 .答案:bc11.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压u时,通过导线的电流为i,导线中自由电子定向移动的速率为v.若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的 12,再给它两端加上电压2u,则()a.通过导线的电流为 i8b.通过导线的电流为 i16c.导线中自由电子定向移动的速率为 v4d.导线中自由电子定向移动的速率为 v2答案:ad12.如图所示,电流表a1(03 a)和a2(00.6 a)是由两个相同的表头改装而成的.现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关s,调节滑动变阻器.下列说法正确的是()a.a1、a2的读数之比为11b.al、a2的读数之比为51c.a1、a2的指针偏转角度之比为11d.al、a2的指针偏转角度之比为15解析:电流表a1(03 a)和a2(00.6 a)由两个相同的表头改装而成,并联接入电路中,通过两表头的电流相等,所以两表的指针偏转角度相同,故选项c正确;它们的量程之比为51,并联时读数之比为51,故选项b正确.答案:bc三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20 k,电流表的内阻约为10 ,选择能够尽量减小误差的电路图进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图所示.(1)请根据所标的数据点描出i-u图像,得出该电阻的阻值rx=.(结果保留两位有效数字)(2)在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的原理图. 解析:(1)如图甲所示.由图线可得rx=ui=2.3103 . 甲 乙 (2)因满足 rxrarvrx,故采用电流表内接法,原理图如图乙所示.答案:(1)见解析图甲.2.3103(2.21032.4103均可)(2)见解析图乙.14.(12分)在测定金属的电阻率的实验中,某同学所测的金属导体的形状如图甲所示,其横截面为空心的等边三角形,外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍.为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用电表的欧姆挡“1”挡按正
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