资源简介

第十一章 电路及其应用 单元测试
一、单选题
1．闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离，该云朵与地面间的电场强度恰好达到时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是（　　）
A．这次放电释放的总电荷量
B．这次放电过程中的平均电流
C．该等效电容器的电容值
D．放电前该电容器存储的电能
2．通常积雨云层上部带正电荷，下部带负电荷，地面就感应出大量正电荷，形成一个强大的电场，云与地面间的空气层就会被击穿，发生云地闪电，如图甲。某片积雨云层与大地上一凸起建筑物间电场的电场线分布如图乙，P、M、N是电场中三点，PM=MN，则（　　）
A．P、M、N三点的场强大小为 EPB．P、M 点间的电势差UPM大于M、N点间的电势差UMN
C．电子在P点电势能大于在N点的电势能
D．闪电发生时，放电电流由积雨云层指向地面凸起建筑物
3．家用白炽灯和小灯泡一样，用钨丝制成。某同学用如图所示电路测定白炽灯的I-U图像，其操作过程如下：
①断开电键，调节滑动变阻器至某一位置；
②闭合电键，迅速记录电压传感器和电流传感器数据U和I，随即断开电键；
③待灯泡冷却后，改变滑动变阻器阻值，重复上述操作，测量多组数据；
④由实验数据，画出I-U图像。
根据以上操作过程可得，该同学得到的白炽灯的I-U图像应该是（　　）
A． B．
C． D．
4．超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（　　）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
5．如图所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径，旋钮B和微旋钮C均可调节杆的前进或后退，当靠近金属丝时，以下操作正确的是（　　）
A．停止转B，直接读数
B．继续转B，旋紧后读数
C．停止转B用C，听到“喀喀”声后直接读数
D．停止转B用C，听到“喀喀”声后回旋然后读数
6．某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（　　）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大
7．关于多用电表的使用，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中用直流电压挡测量的是电源的电压，表笔接法正确
B．甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法正确
C．乙图中用电阻挡测量电阻时，至少要将电阻一端断开与电路的连接
D．乙图中用电阻挡测量电阻时要注意红黑表笔不要接反
二、多选题
8．“质子疗法”治疗肿瘤，就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞，该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示，来自质子源的质子（初速度可视为零），经加速电场加速后获得的动量为，并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为，其等效电流为，质子的质量为、带电荷量为，下列说法正确的是（ ）
A．单位时间进入肿瘤的质子数为 B．质子加速后获得的动能为
C．加速电场的加速电压为 D．质子流单位体积内的质子数为
9．某实验小组设计如图所示电路测量光敏电阻的阻值。实验中用到的电流表、电压表量程合适，滑动变阻器、电阻箱阻值范围足够大，以下说法中正确的是（　　）
A．调整光控室的光照强度为某一定值，将单刀双掷开关S2扳到1，闭合开关S1之前，将滑动变阻器的滑片应滑到“b”端
B．调节滑动变阻器的滑片，使电流表的指针偏转到某个合适的示数I0；将单刀双掷开关S2扳到2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I0，记录此时电阻箱的示数R0，则在该光照强度下，光敏电阻的阻值为R0
C．在上一选项的操作步骤中，电阻箱的阻值可以从零开始逐渐调大
D．在本实验中电阻箱可以用另一个阻值范围合适的滑动变阻器替代
10．如图所示，电流计的满偏电流、内阻，，，则下列说法正确的是（　　）
A．当S1和S2均断开时，虚线框中电路可等效为电压表，量程是
B．当S1和S2均闭合时，虚线框中电路可等效为电压表，量程是
C．当S1断开、S2闭合时，虚线框中电路可等效为电流表，量程是
D．当S1和S2均闭合时，虚线框中电路可等效为电流表，量程是
三、实验题
11．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关S改接2后，电容器进行的是 （选填“充电”或“放电”）过程，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器充电结束时两极间的电压为8.0V，在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器充电结束时储存的电能为 J。（结果保留三位有效数字）

12．某同学利用下述器材，要测量阻值大约一段电阻丝的电阻：
A、电源（电动势约）
B、电压表（量程为，内阻约）
C、电压表（量程为，内阻约）
D、定值电阻，阻值为
E、滑动变阻器（最大阻值）
F、开关一个，导线若干。
(1)他设计如图1所示电路图，请根据电路图把图2中的实物图补充完整；
(2)通过调节滑动变阻器，测量得到多组和的示数、，并作出图3所示图像，该图像的斜率为，则待测金属丝电阻 （用、等字母表示），该测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
13．某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率．
(1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径 mm；
(2)要测量金属丝的电阻，尽可能减小误差，根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示的电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关S，分别调节R和，记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数，某次电压表的示数如图丙所示，此读数为 V；
(3)根据测得的多组、、R值，作出图像，若图像为直线且斜率为k，则可求得金属丝的电阻 ；
(4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率 （用k、d、L表示）；
(5)该实验中，金属丝的电阻的测量有系统误差，主要是由电压表 （“”、“”或“和”）分流引起的．
14．某实验小组要测量一电压表V的内阻。
(1)先利用多用电表粗测待测电压表的内阻。将多用电表的选择开关置于欧姆挡“×10”位置，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”，再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 （填“正、负”或“负、正”）接线柱相连，欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡 （填“×1”或“×100”）位置，重新进行欧姆调零后，测量得到指针位置如图甲中实线所示，则该电压表内阻的测量值为 Ω（结果保留两位有效数字）。
(2)为了进一步精确地测量电压表的内阻，实验小组设计了如图乙所示的测量电路。
定值电阻a、b的阻值分别为，R为电阻箱，V为待测电压表，G为0刻度线位于表盘中央的灵敏电流计。闭合S后，通过灵敏电流计G的电流方向向下，应调节电阻箱的阻值，使其阻值逐渐 （填“增大”或“减小”），直至灵敏电流计G的示数为0，这时电阻箱的阻值为，则所测电压表的内阻为 （用表示）。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A B C C C AD AB AD
1．D
【详解】A．根据可知图像与轴围成面积表示电荷量，则这次放电释放的总电荷量
故A正确；
B．这次放电过程中的平均电流
故B正确；
C．云朵和地面的电势差
该等效电容器的电容值
故C正确；
D．放电前该电容器存储的电能
故D错误。
本题选不正确项，故选D。
2．B
【详解】A．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，结合图甲可知，P、M、N三点的场强大小为
故A错误；
B．PM段电场线比MN段电场线密，则PM段电场强度较大，根据公式U=Ed可知，P、M点间的电势差UPM大于M、N点间的电势差UMN，故B正确；
C．根据沿电场方向电势降低，由图可知P、M、N三点的电势关系为
根据，由于电子带负电，则电子在P点的电势能小于在N点的电势能，故C错误；
D．闪电发生时，放电电流由地面凸起建筑物指向积雨云层，故D错误。
故选B。
3．A
【详解】每次操作都是等待灯泡冷却后，即灯泡的电阻不变，则I-U图像成线性关系。
故选A。
4．B
【详解】A．若温度低于Tc，但磁场强度高于Hc，超导体处于正常态，A错误；
B．温度不超过Tc，磁场强度低于Hc时，超导体处于超导态，所以温度升高且不超过Tc时，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态，B正确；
C．温度低于Tc，根据得， ，若外加磁场强度大于Hc0，则外加磁场大于临界磁场，超导体处于正常态，C错误；
D．若温度高于Tc，超导体处于正常态，D错误。
故选B。
5．C
【详解】螺旋测微器的粗调旋钮B用于测微螺杆远离被测物体时快速调整其位置，当测微螺杆接近被测物体时，需要利用微调旋钮C进行精细调整，可知，当靠近金属丝时，停止转B用C，听到“喀喀”声后停止转动直接读数。
故选C。
6．C
【详解】A．将S调到1位置时，电阻与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，故A正确；
B．将S调到2位置，电阻与改装后的电流表串联，电阻起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B正确；
C．若想扩大安培表的量程，电阻分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻，故C错误；
D．若想扩大伏特表的量程，则电阻分压作用要增大，故需要适当增大，故D正确。
故选C。
7．C
【详解】AB．甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，也是电源的路端电压，电流应从黑表笔流出，从红表笔流入，而甲图中电流是从黑表笔流入，从红表笔流出的，所以表笔接法错误，故AB错误；
CD．乙图中用电阻挡测量电阻时，被测电阻要与原电路断开连接，至少要将电阻一端断开与电路的连接，红黑表笔分别接在电阻两端即可，此时红黑表笔是否接反对电阻测量不影响，故C正确，D错误。
故选C。
8．AD
【详解】A．题意可知质子流等效电流为I，则单位时间进入肿瘤的质子数为
故A正确；
B．题意可知经加速电场加速后质子获得的动量为
动能
联立整理得
故B错误；
C．设加速度电压为U，由动能定理得
解得
故C错误；
D．设质子流单位体积内的质子数为N，则根据电流微观表达式
因为
联立解得
故D正确。
故选 AD。
9．AB
【详解】A．为保证电路中各元件的安全，闭合干路开关之前需先将滑动变阻器的阻值调到最大，即滑到“b”端，故A正确；
B．该方法为等效法测电阻，由等效法原理可知，光敏电阻的阻值与电阻箱连入电路的阻值相等，所以光敏电阻的阻值为R0，故B正确；
C．为保证电路安全，电阻箱的阻值应从最大开始逐渐调小，故C错误；
D．由于本实验中需要确定电阻箱接入电路的阻值，所以不可以用滑动变阻器替代，故D错误。
故选AB。
10．AD
【详解】A．当S1和S2均断开时，表头与串联，所以虚线框中可等效为电压表；量程为
故A正确；
BD．当S1和S2均闭合时，被短路，与表头并联，所以虚线框中可等效为电流表；量程为
故B错误，D正确；
C．当S1断开、S2闭合时，表头与串联，再与并联，所以虚线框中可等效为电流表；量程为
故C错误。
故选AD。
11． 放电 不变
【详解】（1）[1]开关S改接2后，电容器进行的是放电；
[2]由
可知曲线与坐标轴所围成的面积为放出的电荷量，因为总电荷量不会因为电阻R的阻值而变化，所以此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变；
（2）[3]该电容器充电结束时储存的电能为
12．(1)
(2) 大于
【详解】（1）根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[1]根据串并联电路的特点有
所以有
可知在图像中斜率
解得
[2]根据电路得到的关系式是不考虑电压表V2分流的情况下等到的结果，即中的电流，所以。
13．(1)0.620
(2) 左 1.60
(3)k
(4)
(5)
【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规则，该读数为；
（2）闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最左端使其电阻最大，电压表的读数为1.60V；
（3）根据串联电路特点和欧姆定律有，解得，据题意有；
（4）根据公式，得，其中，，解得；
（5）由于电压表分流，通过的电流大于引起系统误差．
14．(1) 负、正
(2) 增大
【详解】（1）[1]根据多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负、正”接线柱相连。
[2][3]虚线偏转角度较小，则倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，故应选择欧姆挡“”的位置，则该电压表内阻的测量值为。
（2）[1][2]通过灵敏电流计G的电流方向向下，说明电压表两端电压大于两端电压，所以应调节电阻箱的阻值，使其阻值逐渐增大，电压表两端所分电压不断减小，当电压表两端电压等于两端电压时，电流计G的示数为0，这时有
解得