第十一单元电路及其应用（B卷）综合能力提升卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=。下列说法正确的是（ ）A．材料的电导率越小，其导电性能越强B．材料的电导率与材料的形状有关C．电导率的单位是D．电导率大小与温度无关2．如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻R1＝2.95×104Ω，R2＝1.2×105Ω，灵敏电流计内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA，下列关于电压表量程的说法正确的是（ ）A．当使用O、A两接线柱时，量程为4VB．当使用O、A两接线柱时，量程为6VC．当使用O、B两接线柱时，量程为15VD．当使用O、B两接线柱时，量程为30V3．如图甲，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是（ ）A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875Ω\nC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W4．为了确定一个标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的电阻，小明和小华两位同学分别采用了不同的方法：小明同学用多用电表的欧姆挡测量，测量结果R1＝2Ω；小华同学由计算可得其阻值R2≈13Ω。小明同学的操作过程无误，但R1和R2存在明显差异。对此，下列说法正确的是（ ）A．小明同学的方法错误，因为测量时没有电流通过小灯泡B．小华同学的方法错误，因为小灯泡的电阻不能用来计算C．两位同学的方法都正确，因为小灯泡的工作状态不同导致电阻不同D．两位同学的方法都正确，因为多用电表的欧姆挡的精确度不够5．要描绘一个标有“3V，0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）实验电路应选用（）（填字母代号）。A．B．C．D．6．一多量程多用电表的简化电路如图所示，该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成，当转动选择旋钮S时，可实现不同的功能。下列关于多用电表的说法，正确的是（ ）\nA．当S接通1或2时，为欧姆挡：当S接通3或4时，为电流挡B．当S接通5或6时，为电压挡，接5时量程较大C．电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应D．电阻刻度是均匀的7．在图中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法不正确的是（ ）A．甲中R测>R真，乙中R测<R真B．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法C．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较大电阻好D．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R≪RV，故此法测较小电阻好二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（ ）A．L1两端电压为L2两端电压的2倍\nB．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为4ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于129．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A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是（ ）A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1，A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角不相同10．如图所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则( )A．空载时输出电压UAB=B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB＜C．AB间的负载R越大，UAB越接近D．AB间的负载R越小，UAB越接近三、非选择题：共6小题，共54分，考生根据要求作答。11．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的电流表，试求：(1)图甲中，R1和R2各为多少？\n(2)图乙中，R3和R4各为多少？(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？甲乙12．某同学按图所示的电路图进行实验。连接电路元件后，闭合开关，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压挡来检测电路哪个位置发生了故障。他在闭合开关的情况下把多用电表的一个表笔始终接在电路的点上，用另一个表笔依次接触电路中的、、、、等点，很快就找到了故障所在位置。（1）应该用红表笔还是黑表笔始终接触点？（2）请说明：怎样根据多用电表的读数检查出故障所在的位置？\n13．如图所示电路中，Ω，Ω，Ω，A、B间电压恒定．当开关S断开时，电压表示数为42V，求：（1）这时电流表示数．（2）当开关S闭合后，电压表示数和电流表示数．14．用一个标有额定电压为的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示，求：（1）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为，求正常发光条件下灯丝的温度。（2）将一定值电阻与灯泡串联后接到电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？\n15．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2电阻值未知，R3为滑动变阻器．当R3滑片从左端滑到右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图象如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的，求：(1)R2的阻值；(2)滑动变阻器的最大阻值．16．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一．电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流．（1）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s．已知硅的密度2.4×103kg/m3，摩尔质量是28．电子的电荷量e=－1.6×10-19C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023mol-1．若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？\n第十一单元电路及其应用（B卷）综合能力提升卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=。下列说法正确的是（ ）A．材料的电导率越小，其导电性能越强B．材料的电导率与材料的形状有关C．电导率的单位是D．电导率大小与温度无关【答案】C【解析】A．材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，故A错误；B．材料的电阻率与材料的形状无关，则电导率与材料的形状无关，故B错误；C．根据R=ρ，则σ=则电导率的单位是故C正确；D．材料的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，故D错误。故选C。2．如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻R1＝2.95×104Ω，R2＝1.2×105Ω，灵敏电流计内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA，下列关于电压表量程的说法正确的是（ ）\nA．当使用O、A两接线柱时，量程为4VB．当使用O、A两接线柱时，量程为6VC．当使用O、B两接线柱时，量程为15VD．当使用O、B两接线柱时，量程为30V【答案】C【解析】AB．电压表指针满偏时，经过“表头”的电流为满偏电流，接O、A接线柱时，有解得故AB错误；CD．接O、B接线柱时，有解得故C正确，D错误。故选C。3．如图甲，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是（ ）A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875Ω\nC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W【答案】B【解析】A．由图象可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L2和L3的串联电阻并不是L1电阻的两倍，根据欧姆定律知L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；B．由于不计电源内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5V，由题图乙可知此时灯泡中的电流为I＝0.8A，电阻为B正确；C．L3的电功率为P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2WC错误；D．L2和L3的总功率为P′＝2P＝2.4WD错误；故选B。4．为了确定一个标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的电阻，小明和小华两位同学分别采用了不同的方法：小明同学用多用电表的欧姆挡测量，测量结果R1＝2Ω；小华同学由计算可得其阻值R2≈13Ω。小明同学的操作过程无误，但R1和R2存在明显差异。对此，下列说法正确的是（ ）A．小明同学的方法错误，因为测量时没有电流通过小灯泡B．小华同学的方法错误，因为小灯泡的电阻不能用来计算C．两位同学的方法都正确，因为小灯泡的工作状态不同导致电阻不同D．两位同学的方法都正确，因为多用电表的欧姆挡的精确度不够【答案】C【解析】由题意可知，小明同学用多用电表的欧姆档测量，此时为冷态电阻，阻值较小；而小华同学采用伏安法进行测量，此时电阻中有电流，灯泡的电阻较大，所以导致电阻测量值差异较大，但两人的方法均是正确的。故选C。\n5．要描绘一个标有“3V，0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）实验电路应选用（）（填字母代号）。A．B．C．D．【答案】B【解析】由题意得，本实验要求从电压表读数为零开始测量，故滑动变阻器应采用分压式接法；由于小灯泡电阻较小，因此应采用电流表外接法，所以选择B电路。6．一多量程多用电表的简化电路如图所示，该多用电表由一个小量程的电流表与若干元件组成，当转动选择旋钮S时，可实现不同的功能。下列关于多用电表的说法，正确的是（ ）A．当S接通1或2时，为欧姆挡：当S接通3或4时，为电流挡B．当S接通5或6时，为电压挡，接5时量程较大\nC．电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应D．电阻刻度是均匀的【答案】C【解析】A．由图可知，当S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，电阻与表头并联，由图可知，当S与3、4连接时，测量电阻，表内有电源，为欧姆档，A错误；B．由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故接6时量程较大，B错误；C．多用表的电阻刻度线大小与电流电压的刻度线大小相反，电流最大处，电阻为0，C正确；D．由故电阻的刻度线是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，D错误。故选C。7．在图中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法不正确的是（ ）A．甲中R测>R真，乙中R测<R真B．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法C．乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较大电阻好D．甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R≪RV，故此法测较小电阻好【答案】A【解析】A．甲图中，电压表测量值准确，又由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，根据欧姆定律，电阻测量值偏小，即R测＜R真；乙图中，电流表测量值准确，又由于电流表的分压作用，电压表测量值偏大，根据欧姆定律，电阻测量值偏大，即R测＞R真，故A错误，符合题意；\nB．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表的内接法，故B正确，不符合题意；C．乙图中，误差来源与电流表的分压作用，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较大电阻好，故C正确，不符合题意；D．甲图中，误差来源与电压表的分流作用，为了减小误差，应使RRv，故此法测较小电阻好，故D正确，不符合题意。故选A。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（ ）A．L1两端电压为L2两端电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为4ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于12【答案】BD【解析】B．电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知，L1两端电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75W选项B正确；A．根据并联电路规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知，L2两端电压小于0.5V，所以L1两端电压比L2两端电压的6倍还大，选项A错误；C．由欧姆定律可知，L2的电阻\nR2＝Ω＝4Ω选项C错误；D．L2消耗的电功率P2＝U2I2<0.5×0.125W＝0.0625WL1、L2消耗的电功率的比值选项D正确。故选BD。9．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A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是（ ）A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1，A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角不相同【答案】BD【解析】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C错误，D正确．故选BD。10．如图所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于\n变阻器的中央，则( )A．空载时输出电压UAB=B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB＜C．AB间的负载R越大，UAB越接近D．AB间的负载R越小，UAB越接近【答案】ABC【解析】A．空载时，AB间断开无负载，则A正确；BCD．当AB间接上负载R时，R与并联，其总电阻则输出电压B正确；且R越大，就越接近，则就越接近，C正确，D错误；故选ABC。三、非选择题：共6小题，共54分，考生根据要求作答。11．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如图甲、乙改装成量程为0.1A和1A\n的电流表，试求：(1)图甲中，R1和R2各为多少？(2)图乙中，R3和R4各为多少？(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？甲乙【答案】（1）4.08Ω，0.4Ω（2）0.41Ω，3.67Ω；（3）乙图接法较好【解析】(1)按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得(2)按图乙接法，量程为1A时，R4和Rg串联后与R3并联；量程为0.1A时，R3和R4串联后与Rg并联，分别得Ig(Rg＋R4)＝(1－Ig)R3IgRg＝(0.1－Ig)(R3＋R4)解得R3＝0.41ΩR4＝3.67Ω(3)乙图接法较好。甲图中，若开关S接触不良而没有接通，或换量程的过程中，电流将全部流经表头，可能把表头烧坏。12．某同学按图所示的电路图进行实验。连接电路元件后，闭合开关，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压挡来检测电路哪个位置发生了故障。他在闭合开关的情况下把多用电表的一个表笔始终接在电路的点上，用另一个表笔依次接触电路中的、、、、等点，很快就找到了故障所在位置。（1）应该用红表笔还是黑表笔始终接触点？\n（2）请说明：怎样根据多用电表的读数检查出故障所在的位置？【答案】(1)应该用红表笔始终接触A点；(2)见解析。【解析】(1)应该用红表笔始终接触A点。(2)用黑表笔接触电路中的B点，如果电压接近1.5V，则电池是好的，再用黑表笔接触电路中的C点，如果电压接近1.5V，则AFEDC间断路，然后再用黑表笔接电路中的D点，如果电压接近1.5V，则AFE问断路，然后雨用黑表笔接熊电路中的E点，如果电压接近1.5V，则AFE间断路，然后再用黑表笔接触电路中的F点，如果电压接近1.5V，则S断路。13．如图所示电路中，Ω，Ω，Ω，A、B间电压恒定．当开关S断开时，电压表示数为42V，求：（1）这时电流表示数．（2）当开关S闭合后，电压表示数和电流表示数．【答案】（1）3.5A（2）27V6A【解析】（1）当开关S断开时，电压表测的是两端的电压，则电流：A电流表与串联，所以电流表的示数为3.5A；\n（2）当开关S断开时，两端的电压为：V则A、B间的电压为：V当开关S闭合后，与并联，则并联电阻为：Ω与并联，则并联电阻为：Ω所以此时电路的总电阻为：Ω则电路的总电流为：A所以电压表的示数为：V则与并联电压为：V所以电流表的示数为：A14．用一个标有额定电压为的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图线如图所示，求：（1）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为，求正常发光条件下灯丝的温度。（2）将一定值电阻与灯泡串联后接到电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？\n【答案】（1）（2）【解析】（1）设灯泡的电阻为，当电压为0时有，温度为室温当灯泡为额定功率时，为度为，电阻为联立解得（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为故电阻的阻值为15．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2电阻值未知，R3为滑动变阻器．当R3滑片从左端滑到右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图象如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的，求：(1)R2的阻值；\n(2)滑动变阻器的最大阻值．【答案】(1)5Ω(2)300Ω【解析】(1)当P滑到的R3右端时，电路对应图乙中的B点，即U2=4V、I2=0.8A得：(2)当P滑到的R3左端时，电路对应图乙中的A点，即U外=16V、I总=0.2A则：因为：所以滑动变阻器的最大阻值为．答：(1)R2的阻值是；(2)滑动变阻器的最大阻值．16．电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一．电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流．（1）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s．已知硅的密度2.4×103kg/m3，摩尔质量是28．电子的电荷量e=－1.6×10-19C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023mol-1．若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？【答案】1×105【解析】设此半导体单位体积内有n个自由电子，同时也将有n个空穴；以S表示截面积体积，v1，v2分别表示半导体中空穴和自由电子的定向移动速率，I1和I2分别表示半导体中空穴和自由电子形成的电流，则有：\n总电流I=I1+I2由此可得：设单位体积内有n个硅原子放出一个自由电子；单位体积内硅原子的个数则：，代入数据解得=1×10-5说明每1×105个原子才放出一个自由电子
