第十一章测评(B)
(时间:60分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.在通电电解槽中,若在2 s内分别有1 C的正离子和1 C的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的截面,电解液中的电流是( ) A.0 B.0.5 A C.1 A D.2 A 答案:C
解析:2 s内通过电解槽中与电流方向垂直的截面的电荷量为q=1 C+1 C=2 C,则I== 𝑡
2𝑞
2
A=1 A,故C正确,A、B、D错误。
2.现有半球形导体材料,接成如图所示甲、乙两种形式,则两种接法的电阻之比R甲∶R乙为( )
A.1∶1 C.2∶1 答案:D
解析:将甲图半球形导体材料看成等大的两半部分的并联,则乙图中可以看成等大的两半部分的串联,设每一半部分的电阻为R,则甲图中电阻R甲=2,乙图中电阻R乙=2R,故R甲∶R乙=1∶4,故D正确。
3.有一电流表内阻为10 Ω,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 Ω的电阻 B.应并联一个2 Ω的电阻 C.应串联一个60 Ω的电阻 D.应并联一个60 Ω的电阻 答案:B
解析:电流表满偏电压U=IgRg=0.5×10 V=5 V,应并联电阻R=𝐼-𝐼=3-0.5 Ω=2 Ω,选项B
g
B.1∶2 D.1∶4
𝑅
𝑈5
正确。
4.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( )
1
A.R1短路 C.R3短路 答案:A
解析:若R1短路,则外部电路的电阻只有R3,故总电阻减小,总电流变大,电流表的示数变大,电压表的示数变大,A对;若R2短路,电流表的示数为零,故B错;若R3短路,电压表的示数为零,故C错;若R1断路,电流表的示数为零,D错。
5.右图为某收音机内一部分电路元件的电路图,各个电阻的阻值都是1 Ω,AC间接一只内阻忽略不计的电流表,若将该部分与收音机的其他电路剥离出来,并在A、B两点间加6 V的恒定电压,则电流表的示数是( )
B.R2短路 D.R1断路
A.3 A C.1 A 答案:B
B.2 A D.0
解析:由题图可知这三个电阻连接方式为下面两个电阻并联后与上面的一个电阻串联,故电路的总电阻为1 Ω+0.5 Ω=1.5 Ω,电路的总电流为4 A,而电流表测量的是并联电路中一个支路的电流,故电流表的示数为2 A,选项B正确。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
6.用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为0~5 V和0~10 V的电压表,串联后接在12 V的电压上,则( ) A.两表的示数相同,均为6 V B.两表头的指针的偏角相同 C.两表头的指针的偏角不相同 D.两表的示数不同 答案:BD
解析:由于两个电压表是用相同的电流表改装的,当两个电压表串联使用时,通过两表的电流是相同的,所以表头指针偏转的角度是相同的,该表盘上的示数表示的是电压表两端的电压,所以其示数是不同的。
7.某导体中的电流随其两端电压的变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
2
A.加5 V电压时,导体的电阻约是5 Ω B.加11 V电压时,导体的电阻约是1.4 Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小 答案:AD
解析:对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的𝐼值仍表示该点所对应的电阻值。本题中给出的导体在加5 V电压时,𝐼值为5 Ω,所以此时电阻为5 Ω;当电压增大时,𝐼值增大,即电阻增大。综合判断可知选项B、C错误,A、D正确。
8.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( )
𝑈
𝑈
𝑈
A.Rx较准确的测量值是50 Ω B.Rx较准确的测量值是80 Ω C.Rx的真实值是70 Ω D.电流表的内阻是20 Ω 答案:BC
解析:从数据变化可得电压表的分流较大,所以应采用电流表内接法,所以Rx较准确的测量值是Rx=0.15 Ω=80 Ω。由题意可知M、N两端的电压是12 V,当采用外接法时,电流表两端的电压是2 V,此时的电流是0.2 A,所以电流表内阻为r=0.2 Ω=10 Ω,故当采用电流表内接法时,测得的电阻值为待测电阻的真实值与电流表内阻之和,即Rx的真实值是70 Ω,B、C正确。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
9.(9分)在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图所示。闭合开关后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E)。
2
12
3
(1)若电流表示数为0、电压表示数为E,则发生故障的是 (选填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)。
(2)若电流表、电压表示数均为0,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至 (选填“欧姆×100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)挡,再将 (选填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是 、 、 。 答案:(1)待测金属丝
(2)直流电压10 V 红 0 E E
解析:(1)若电流表示数为0,电压表示数为E,说明电压表与电源构成闭合回路,发生故障的是待测金属丝。(2)利用多用电表检测含电源电路故障,应先将选择开关旋转至直流电压10 V挡,再将红表笔固定在电源正极a接线柱上,若只有滑动变阻器断路,把另一支表笔接b时,多用电表示数为0;把另一支表笔接c时,多用电表示数为E;把另一支表笔接d时,多用电表示数为E。
10.(9分)在探究导体电阻与其影响因素的关系的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ); B.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ); C.电流表A1(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω); D.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω); E.滑动变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A); F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A);
G.电池组E(输出电压约为3 V,内阻约为0.3 Ω); 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,应选用图中 (选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来。
4
(3)电压表、电流表的示数如图甲、乙所示,则U= V,I= A,电阻值Rx= Ω。
答案:(1)ADEGH (2)乙 见解析图 (3)1.20 0.50 2.4
解析:(1)由于电源输出电压约为3 V,所以电压表应选A;被测电阻约为5 Ω,电路中的最大电流约为I=𝑅=5 A=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,
𝑥
𝐸3
滑动变阻器应选E;还要选用电池和开关,导线若干。故应选用的实验器材有A、D、E、G、H。
(2)由于𝑅V>𝑅𝑥,应采用电流表外接法,应选图乙所示电路,实物连接如图所示。
𝑥
A
𝑅𝑅
(3)从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,被测金属丝的阻值为Rx=𝐼=0.50 Ω=2.4 Ω。
11.(13分)在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2=999 Ω。
100
𝑈
1.20
5
(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大? (2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大? 答案:(1)电压表 1 V (2)电流表 1 A
解析:(1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻RV=Rg+R1=1 000 Ω。所以电压表两端的电压最高为 U=IgRV=0.001×1 000 V=1 V,
即改装成的电压表的量程为1 V。
(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表。当小量程电流表G满偏时,通过R2的电流为IR2=
𝐼g𝑅g𝑅2
=
0.001×100
100999 A=0.999 A。故
改装成的电流表的量程为I=IR2+Ig=0.999 A+0.001 A=1 A。
12.(14分)如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1 000 Ω,A、B两端电压U=100 V,调节滑片P使其下部电阻R1=400 Ω。
(1)空载时,C、D两端电压多大?
(2)在C、D间接入一个R0=400 Ω的电阻,C、D两端的电压多大? 答案:(1)40 V (2)25 V
解析:(1)滑动变阻器上部电阻R2=R-R1=600 Ω
由串联电路各部分电压与电阻成正比,得C、D两端电压为 UCD=𝑅
𝑅1
1+𝑅2
U=1 000×100 V=40 V。
400×400
400
(2)接入R0后,它与R1的并电阻为
0
R1'=𝑅1=400+400 Ω=200 Ω
+𝑅
1
0
𝑅𝑅
C、D两端电压为UCD'=𝑅变。
𝑅1'
1'+𝑅2
U=200+600×100 V=25 V。
200
13.(15分)如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,A、B两端的电压保持15 V不
(1)若开关S断开,R1、R2两端的电压分别是多少?
(2)如果电压表V的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的读数是多少? 答案:(1)3.75 V 11.25 V
(2)2.14 V 6.43 V
解析:(1)S断开,R1与R2串联,根据串联电路的电压特点知U∝R,所以 U1=𝑅
𝑅1
1+𝑅2
U=12+36×15 V=3.75 V
6
12
U2=
𝑅2
𝑅1+𝑅2U=
36
12+36
×15 V=11.25 V。
(2)当S与C接触时,电压表与R1并联,并联电阻
R𝑅𝑅
12×12
并=1V
𝑅1
+𝑅
V
=12+12 kΩ=6 kΩ
则并联支路电压 U𝑅并
6并=𝑅
15 V=15
并
+𝑅2
U=6+36×7 V=2.14 V
同理,当S与D接触时
R𝑅𝑅
36×12
并'=2V
𝑅2
+𝑅
V
=36+12 kΩ=9 kΩ
U𝑅并'
9
45
并'=𝑅
并
'+𝑅1
U=9+12×15 V=7 V=6.43 V。
7
