第十一章 电路及其应用.docx

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第十一章电路及其应用

第十一章　电路及其应用

一、选择题

1．在国际单位制中，单位是“库仑”的物理量是（）。

A．电荷量；B．电流；C．电压；D．电阻。

2．关于电流，下列说法正确的是（）。

A．根据I＝

，可知I与q成正比；

B．电子运动速率越大，电流越大；

C．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大；

D．因为电流有方向，所以两路电流之和遵从平行四边形定则。

3．示波管中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，1e＝1.6×10－19C，则示波管中电流强度的大小为（）。

A．9.6×10－6A；B．3×10－13A；

C．4.8×10－6A；D．3×10－6A。

4．（多选）图示为常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V，这表示（）。

A．电源通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式的能转化为电能；

B．电源在每秒内把1.2J其他形式的能转化为电能；

C．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少；

D．该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时其他形式的能转化为电能的量少。

5．实验室用的小灯泡灯丝的U-I特性曲线可用以下哪个图像来表示（）。

ABCD

6．由欧姆定律I＝

导出U＝IR和R＝

，下列叙述中正确的是（）。

A．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；

B．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；

C．对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值；

D．一定的电流流过导体，电阻越大，其电压越大。

7．下列说法正确的是（）。

A．两个电阻串联，若其中一个电阻增大，另一个不变，则总电阻增大；

B．两个电阻并联，若其中一个电阻增大，另一个不变，则总电阻增大；

C．1000Ω与1Ω的电阻串联，总电阻略小于1000Ω；

D．1000Ω与1Ω的电阻并联，总电阻略小于1Ω。

8．某次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为lkm，一次短时闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。

假定闪电前云地间的电场是均匀的。

根据以上数据，下列判断正确的是（）。

A．闪电电流的平均值约为1×105A；

B．闪电电流的平均值约为1×104A；

C．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/m；

D．闪电前云地间的电场强度约为l×1012V/m。

9．如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，电流表的内阻为0.2Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是（）。

A．Rx的测量值比真实值大；

B．Rx的测量值比真实值小；

C．Rx的真实值为99.8Ω；

D．Rx的真实值为100.2Ω。

10．先后按图

（1）、

（2）所示电路测同一未知电阻的阻值，已知电路两端电压U保持不变，若按图

（1）所示的电路测量，电压表示数为6V，电流表示数为2mA，那么按图

（2）所示的电路测量，电压表和电流表的示数应分别满足（）。

图

（1）图

（2）

A．仍为6V和2mA；B．大于6V，小于2mA；

C．小于6V，小于2mA；D．小于6V，大于2mA。

11．有这样一则报道：

“北京市技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查发现，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。

再一个就是铜材质量可能合格，但把横截面积缩小，买2.5平方（毫米）的线，拿到手的线可能是1.5或1.5多一点的，载流量不够。

还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求……”。

关于上述报道，下列说法正确的是（）。

A．电线电缆中使用再生铜或含杂质较多的铜会使导线的电阻率比设计要求大；

B．电线电缆中使用再生铜或含杂质较多的铜会使导线的电阻率比设计要求小；

C．电线的横截面积缩小，若通过较大的电流，可能会使导线发热过多，出现安全隐患；

D．绝缘层质量不合格，可能会导致电阻率增大，绝缘性能减弱。

12．如图所示，电源两极间电压保持不变。

滑动变阻器总阻值为R＝50Ω，定值电阻R1＝30Ω，R2＝20Ω，三只电流表都是理想电流表。

滑动变阻器的滑动触头P从a向b移动过程中，下列说法正确的是（）。

A．电流表A的示数先减小后增大；

B．电流表A1的示数先增大后减小；

C．电流表A2的示数逐渐增大；

D．滑动触头P移到a端时电流表A的示数最大。

13．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝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的电子束内的电子个数是（）。

A．

；B．

；C．

；D．

。

二、填空题

14．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为5Ω，测量电路中电流表的连接方式如图

（1）或图

（2）所示，计算结果由Rx＝

计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图

（1）和图

（2）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

图

（1）图

（2）

15．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

；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，则将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示的电流是_______A；若将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示的电流是__________A。

16．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。

（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：

A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）；

B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）；

C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）；

D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）。

为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_______，电压表应选用_______（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的_______（选填“甲”或“乙”）。

（2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。

请根据在

（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。

图2

（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。

某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx＝

＝________Ω（保留两位有效数字）。

图3

（4）若在

（1）问中选用甲电路，则________；若在

（1）问中选用乙电路，则________。

（选填选项前的字母）

A．电流表测量值小于流经Rx的电流值；

B．电流表测量值大于流经Rx的电流值；

C．电压表测量值小于Rx两端的电压值；

D．电压表测量值大于Rx两端的电压值。

三、解答题

17．已知电流表的内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mA，要把它改装成量程是6V的电压表，应串联多大的电阻？

要把它改装成量程是3A的电流表，应并联多大的电阻？

18．如图所示电路中，滑动变阻器的最大阻值R1＝200Ω，电阻R2＝300Ω，A、B两端电压恒定为8V。

（1）当开关S断开时，移动滑片P，R2两端电压值的范围是多大？

（2）当合上开关S后，移动滑片P，R2两端可获得的电压值的范围是多大？

滑片滑到滑动电阻器的中间位置时，R2两端的电压有多大？

（3）若将滑动变阻器换成最大阻值为50Ω的电阻，合上开关S，滑片滑到滑动电阻器的中间位置时，R2两端的电压有多大？

参考答案

一、选择题

1．A。

解析：

电流的单位是安培，电压的单位是伏特，电阻的单位是欧姆。

2．C。

解析：

I＝

是电流的定义式，不是决定式，A错误。

由电流的微观表达式I＝neS

知，电流的大小由导体的材料、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错误。

电流有方向，但是两路电流之和等于代数和，故D错误。

3．C。

解析：

I＝

＝

＝4.8×10－6A。

4．AD。

解析：

电动势是电源将单位电量的电荷从一极移动到另一极时，电源将其他形式的能转化为电能的量，因此A、D正确。

5．B。

解析：

通电后，灯丝温度升高很多，因此，灯丝的电阻率增加，灯丝的电阻随之增加。

U越大，U-I曲线上对应点与原点连线的斜率必然越大，故B正确。

6．BCD。

解析：

导体电阻由长度、横截面积和材料决定，跟电压、电流没有关系，因此A错误，B正确。

电阻的定义式为R＝

，因此C正确。

由U＝IR知D正确。

7．ABD。

解析：

两个导体串联，R＝R1＋R2，A正确，C错误。

两个电阻并联，

＝

＋

。

若R1增大，则

减小，则

也减小，那么R增大，B正确。

R＝

＝

Ω≈1Ω，所以D正确。

8．AC。

解析：

根据题意闪击过程中转移电荷量Q＝6C，时间约为t＝60μs，平均电流为I平＝

＝1×105A，故A正确；闪电前云与地之间的电场强度约为E＝

＝

V/m＝1×106V/m，C正确。

9．AC。

解析：

测量值为Rx＝

＝100Ω，测量值是待测电阻Rx与安培表内阻之和，因此Rx真实值为99.8Ω。

10．D。

解析：

若按图1所示的电路测量,电压表示数为6V，说明电路的总电压为6V，电流为2mA，可算得Rx＋RA＝3000Ω。

按图2所示的电路测量，由于电流表分压，电压表示数小于总电压，因此小于6V。

又由于Rx与RV并联后的电阻小于Rx，因此电路总电阻就小于Rx＋RA，总电压不变，电流表示数会大于2mA。

11．AC。

解析：

再生铜和掺杂杂质的铜电阻率会比纯铜要大，导致同样长度和同样横截面积的铜导线电阻增大；而导线的横截面积缩小，也会导致导线电阻增大，导线中的发热增多，可能烧坏绝缘皮，因此A、C正确。

绝缘层质量不合格，应该造成电阻率减小，绝缘性能减弱，D错误。

12．AC。

解析：

由于左右两支路的电阻之和是定值，当两支路的电阻相等时，并联电路的总电阻最大。

在aP间电阻从0增大到20Ω过程中，外电路的总电阻增大，总电流I减小，右侧总电阻减小，I2增大，而I1＝I－I2，因此I1减小；在aP间电阻从20Ω增大到50Ω过程中，外电路的总电阻减小，总电流I增大，左侧总电阻增大，I1减小，而I2＝I－I1，因此I2增大。

13．B。

解析：

电子经电场加速后获得的速度可通过动能定理计算出，由eU＝

m

2得

＝

。

从电子枪中射出的电子速度均相同，所以形成恒定的电流，设在△l内的电子个数为n，这些电子全部通过横截面用的时间∆t＝

。

根据电流的定义有I＝

，将∆t和

带入I的定义式得：

n＝

。

二、填空题

14．Rx1；大于；小于。

解析：

Rx约为200Ω，

＝

＝10，

＝

＝40，采取电流表内接法测量更准确，即Rx1更接近待测电阻真实值；因为Rx1＝

，R真＝

，U＞UR，I＝IR，则Rx1＞R真，图

（1）电路由于电流表的分压使测量值大于真实值；因为

I＞IR，U＝UR，则Rx2＜R真，图

（2）电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。

15．0.06；0.06。

解析：

当接线柱1、2接入电路时，R1的阻值等于电流表内阻的

，电阻R1与电流表内阻并联后等效阻值为电流表电阻的

，由于电流表的满偏电压为定值，故量程扩大为原来的3倍，则每小格表示的电流变为0.02×3A＝0.06A；当接线柱1、3接入电路时，电阻R1与电流表内阻并联后再和电阻R2串联，但串联的电阻R2对于电流表量程无影响，故每一小格表示的电流仍为0.06A。

16．

（1）B；C；甲。

（2）如图所示。

（3）5.2。

（4）B；D。

解析：

（1）电流表、电压表在实验中指针能达到半偏附近，读数误差小、较精确，由于电源电动势为4V，待测电阻阻值约为5Ω，则电路中的最大电流为0.8A，故电流表应选B，电压表选C；由于

≈40，

≈600，说明电压表造成的误差较小，故实验中电流表应采用外接法。

（2）电流表外接即可，连线图见下图。

（3）由第

（1）问已确定电表的两程，在此直接读数即可，电流表示数为0.50A，电压表示数为2.60V，则Rx＝5.2Ω。

（4）图甲电流表外接，测得的电流实际上是流过待测电阻和电压表的电流之和；图乙电流表内接，电压表的示数实际上是待测电阻和电流表两端的电压之和。

三、解答题

17．1880Ω；0.12Ω。

解析：

如图所示电路，将电流表与电阻R串联，电流表通过Ig时电路两端总电压应为6V。

根据欧姆定律U＝Ig（R＋Rg），

得R＝

－Rg＝（

－120）Ω＝1880Ω，

即改装为6V的电压表应串联1880Ω电阻。

改装成量程是3A的电流表，将电流表与电阻R并联，干路电流为3A。

根据欧姆定律Ug＝IgRA，Ug＝（IIg）R，得

R＝

Ω＝0.12Ω

即改装成量程是3A的电流表需并联0.12Ω电阻。

18．

（1）4.8V≤U2≤8V；

（2）0≤U2≤8V；3.4V；

（3）3.8V。

解析：

（1）S断开时，滑动变阻器与定值电阻串联，是限流电路。

当滑片P移动到R1的最上端时，R2两端的电压最大，为8V，

当滑片P移动到R1的最下端时，电阻R1与R2串联，R2两端的电压最小，为

U2＝

R2＝4.8V,

故R2两端电压值U2的范围是4.8V≤U2≤8V。

（2）S闭合时，滑动变阻器的下半部分与定值电阻并联，然后再与滑动变阻器的上半部分串联，构成混联电路，这个电路也叫分压电路。

滑片P移动到R1最上端时，R2两端电压为8V，

滑片P移动到R1最下端时，R2被短路，R2两端电压为0，

所以R2两端电压值U2的范围是0≤U2≤8V。

滑片P移动到滑动变阻器的中间位置，滑动变阻器的一半电阻与R2并联，则

Ω＝75Ω，

R2两端电压值

。

（3）若将滑动变阻器换成最大阻值为50Ω的电阻，合上开关S，滑片滑到滑动电阻器的中间位置时，

Ω＝23.1Ω，则

。