高中物理新教材人教版必修第三册课后作业第十一章　电路及其应用Word版含解析

第十一章《电路及其应用》一、单项选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题3分，共24分)1．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(A)解析：由电阻的决定式可知，A中电阻RA＝ρeq\f(c,ab)；B中电阻RB＝ρeq\f(b,ac)；C中电阻RC＝ρeq\f(a,bc)；D中电阻RD＝ρeq\f(a,bc)，故电阻最小的为A.2．如图所示，有三个电阻，已知R1R2R3＝136，则电路工作时，电压U1U2为(D)A．16B．19C．13D．12解析：R2、R3并联后与R1串联，故U2＝U3，I2＋I3＝I1，R2、R3并联后的阻值R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2R1，由U＝IR知U1U2＝12，D正确．第2题图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)第3题图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增大时量程增大解析：改装成了电流表，R减小电流表量程增大，R增大时电流表量程减小，故A正确、B错误；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，故C、D错误．4.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15V，额定电流2A，电池容量2000mA·h，则下列说法正确的是(D)A．电池容量是指电池储存电能的大小B．机器人正常工作的电压为24VC．机器人正常工作时的电流为0.5AD．机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时解析：电池容量是指电池的存储电量(电流与时间的乘积)多少，单位是“A·h”，不是储存电能的大小，故A错误；机器人正常工作的电压为15V，电流为2A，故B、C错误；机器人充满电后一次工作时间为t＝eq\f(Q,I)＝eq\f(2000mA·h,2000mA)＝1h，故D正确．故选D.5．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说(B)A．1h电池供给1C的电量B．1000s电池供给8C的电量C．1s电池供给8C的电量D．1min电池供给8C的电量解析：根据电流定义式I＝eq\f(q,t)，可知电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量．电池供电的电流是8mA，表示1000s电池供给8C的电量，B对．6.如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(A)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＝ρeq\f(l,S)得：Ra＝2Rb＝2R，Rc＝2Ra＝4R，RcRaRb＝421.由题图电路图可知，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，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误．7．一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为(A)A．1000ΩB．5000ΩC．150ΩD．2000Ω解析：因为电表测500Ω的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间，由Ig＝eq\f(E,R内)，eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,R内＋R中)知，R内＝R中＝500Ω.当指针指在1mA处时，则由eq\f(Ig,3)＝eq\f(E,R内＋Rx)知，被测电阻的阻值为Rx＝1000Ω.8.如图所示电路，电压U保持不变，当电键S断开时，理想电流表A的示数为0.6A，当电键S闭合时，理想电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1R2(A)A．12B．21C．23D．32解析：由欧姆定律I＝eq\f(U,R)得，电流比等于电阻的反比，则有eq\f(R1,R并联)＝eq\f(R1,\f(R1R2,R1＋R2))＝eq\f(3,2)，整理得eq\f(R1,R2)＝eq\f(1,2)，故选A.二、多项选择题(本题共4小题．在每小题给出的四个选项中，有的有两个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，共16分)9．一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有(CD)A．自由电子定向移动的速率为v0B．自由电子定向移动的速率为v＝eq\f(I,neS)C．电场传播的速率为真空中的光速cD．自由电子定向移动的速率为v＝eq\f(I,ne)解析：对电流微观表达式I＝neSv式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电子，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，所以电流I＝eq\f(q,t)＝nev，所以v＝eq\f(I,ne)，电场是以光速传播的，故C、D正确．10.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2LA．A和B导线两端的电压之比为3∶2B．A和B导线两端的电压之比为1∶2C．A和B导线的横截面积之比为2∶3D．A和B导线的横截面积之比为1∶3解析：A、B两端的电势差分别为6V,4V，电流相等，根据欧姆定律得，eq\f(RA,RB)＝eq\f(3,2)，串联时电流相等，则由U＝IR可知，电压之比为3∶2，故A正确，B错误；根据电阻定律得，R＝ρeq\f(l,S)，则S＝eq\f(ρl,R)，则横截面积之比eq\f(SA,SB)＝eq\f(\f(1,2),\f(3,2))＝eq\f(1,3)，故D正确，C错误．11.如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知(AD)A．该导体的电阻随电压的升高而增大B．该导体的电阻随电压的升高而减小C．导体两端电压为2V时，电阻为ΩD．导体两端电压为2V时，电阻为1Ω解析：该导体的伏安特性为曲线，但根据R＝eq\f(U,I)知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故导体电阻随电压升高而增大，可知U＝2V时，R＝eq\f(2,2)Ω＝1Ω，故A、D正确．12．电阻R1、R2、R3串联在电路中，已知R1＝10Ω、R3＝5Ω，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则(ABC)A．电路中的电流为0.6AB．电阻R2的阻值为20ΩC．三只电阻两端的总电压为21VD．电阻R3两端电压为12V解析：由欧姆定律得I＝eq\f(U1,R1)＝eq\f(6,10)A＝0.6A，选项A正确；由于这三个电阻串联，它们的电流相同，所以R2＝eq\f(U2,I)＝eq\f(12,Ω＝20Ω，选项B正确；三只电阻两端的总电压为U＝I(R1＋R2＋R3)＝×35V＝21V，选项C正确；由U＝IR得U3＝×5V＝3V，故选项D错误．三、填空题(本题共2小题，共14分)13．(6分)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表：A1(量程0.6A，内阻约Ω)；A2(量程3A，内阻约Ω)；电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为～均正确)mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选A1、电源应选E1(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．解析：本题考查螺旋测微器的读数方法和测定金属丝电阻率的实验方法，解题关键明确实验原理．(1)由图示知，金属丝的直径d为1.773mm.(2)待测金属丝的额定电流约为0.5A，因此电流表选择A1；待测金属丝的额定电压U＝IR＝×4V＝2V，所以电源选择E1可满足要求．实验电路如答案图所示．14．(8分)为了确定一个定值电阻Rx的阻值，做如下测量：(1)用多用电表“×1”倍率粗测该电阻，示数如图所示，测量结果为(或13)(2)用伏安法测量该电阻，实验室提供的器材及规格如下：电压表V1(0～3V，内阻约3kΩ)；电压表V2(0～15V，内阻约15kΩ)；电流表A(0～50mA，内阻约5Ω)；滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ)；定值电阻R0(阻值50Ω)；电源(4V，内阻可不计)；开关1个，导线若干．为了较准确的测量电阻，①电压表应该选择V1，滑动变阻器应该选择R1；②请在方框内画出电路图．解析：(1)用多用电表“×1”倍率粗测该电阻，测量结果为13Ω.(2)①因电源电压只有4V，故电压表选V1；滑动变阻器采用分压式接法，故选R1；②电路如图所示．四、计算题(本题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(8分)工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率，其中一个关键部件如图所示，A、B是两片面积均为1cm2的正方形铂片，间距为d＝1cm，把它们浸没在待测液体中，若通过两根引线加上U＝6V的电压时，测出电流I＝1μA，则这种液体的电阻率为多少？答案：6×104Ω·m解析：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(6,10－6)Ω＝6×106Ω由题意知：l＝d＝10－2m，S＝10－由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(6×106×10－4,10－2)Ω·m＝6×104Ω·m.16.(8分)如图所示，电源电动势E＝6V，电源内阻不计．定值电阻R1＝kΩ、R2＝kΩ.(1)若在a、b之间接一个C＝100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；(2)若在a、b之间接一个内阻RV＝kΩ的电压表，求电压表的示数．答案：(1)4×10－4C解析：(1)设电容器上的电压为UC，UC＝eq\f(R2,R1＋R2)E电容器的带电荷量Q＝CUC解得：Q＝4×10－4C(2)设电压表与R2并联后电阻为R，R＝eq\f(R2RV,R2＋RV)，则电压表上的电压为：UV＝eq\f(R,R1＋R)E解得：UV＝3V.17．(14分)若氢原子的核外电子做半径为r的匀速圆周运动，已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则：(1)核外电子运动的周期为多少？(2)电子绕核的运动可等效为环形电流，求电子运动的等效电流的大小．答案：(1)2πeq\r(\f(mr3,ke2))(2)eq\f(e2,2πr)eq\r(\f(k,mr))解析：(1)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，可得keq\f(e2,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝2πeq\r(\f(mr3,ke2)).(2)氢原子的核外电子做匀速圆周运动，一个周期通过横截面的电荷量为e，根据定义式I＝eq\f(q,t)，可得电子运动的等效电流的大小I＝eq\f(e,T)，把T代入，解得I＝eq\f(e2,2πr)eq