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第二章 电路及其应用（A卷）
(时间：75分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是最符合题目要求的。
1．已知某手机的锂离子聚合物电池容量为 5 000 mA·h，手机支持超级快充“20 V　4.4 A”，兼容“11 V　6 A”或“10 V　4 A”的超级快充，电池电动势为3.6 V，正常通话额定功率为2 W，则( )
A. 题中“ mA·h”是能量的单位
B. 最大超级快充对应的功率是66 W
C. 充满电后可以正常通话的时间为9 h
D. 充满电后可以正常通话的时间为18 h
2．在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计(电池两端电压恒定)，则开关S接通后，流过R2的电流是开关S接通前的(　　)
A. B. C. D.
3．把表头G改装成大量程电流表时，则下列说法正确的是(　　)
A. 改装原理为并联电阻能增大通过G的电流
B. 改装成电流表后，表头G本身允许加的电压增大了
C. 改装后，表头G自身的电阻减小了
D. 改装后使用时，表头G本身的参数都不改变，整个并联电路允许通过的最大电流增大了
4．如图所示，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，则下列说法不正确的是(　　)
A. 图甲的接法叫作电流表外接法，图乙的接法叫作电流表内接法
B. 图甲中R测>R真，图乙中R测C. 图甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R?R V，故此法适用于测阻值较小的电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R?RA，故此法适用于测阻值较大的电阻
5．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，电压表和电流表的示数都增大，则可能出现的故障是(A)
A. R1短路 B. R2短路
C. R3短路 D. R1断路
6．如图所示为甲、乙两灯泡的I－U图像，根据图像计算甲、乙两灯泡串联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率分别为(　　)
A. 21 W，12 W B. 12 W，21 W
C. 42 W，24 W D. 24 W，42 W
7．在如图所示的电路中，E为内阻不能忽略的电池的电动势，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A. V的示数变大，A的示数变小
B. V的示数变大，A的示数变大
C. V的示数变小，A的示数变小
D. V的示数变小，A的示数变大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题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．如图所示，电源的电动势为E＝2 V，内阻为 r＝2 Ω，两个定值电阻的阻值均为 8 Ω，平行板电容器的电容为C＝3×10-6 F，则下列描述正确的是(　　)
A. 开关断开时，两极板间的电压为 V
B. 开关断开时，电容器所带电荷量为4×10-6 C
C. 开关接通时，两极板间的电压为 V
D. 开关接通时，电容器所带电荷量为4×10-6 C
9．电源的效率η定义为外电路消耗的功率与电源的总功率之比。如图所示，直线a为电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为一个定值电阻R两端的电压与电流关系的图线，两条直线的交点为(I0，U0)。现将这个定值电阻R接到电源上，那么(　　)
A. 电源的内阻为
B. 电源的效率η＝
C. 外电路的总功率为U′I0
D. 从图上关系可知，电源内阻的功率比外电路的功率大
10．某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图甲、乙、丙所示，则下列判断正确的是(　　)
A. 图甲反映该电学元件的导电性能不随电压变化
B. 图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而减弱
C. 图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D. 图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时，反向电流会急剧变大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11．(8分)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm的电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值为 100～200 Ω，材料未知。实验过程如下：
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示，该电阻丝的直径为______mm。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至______(选填“×1”“×10”“×100”或“×
1 k”)倍率的电阻挡。
(4)将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线处。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图乙所示，该电阻丝的电阻值为______Ω。
(6)测量完成之后，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验得到的该电阻丝的电阻率为__________Ω·m。(结果保留三位有效数字)
12．(8分)在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为 1 kΩ 和0.1 Ω，图甲、乙分别为实验原理图和所需器件图。
(1)在图乙中画出连线，将器件按图甲连接成实物电路。
(2)一位同学记录的6组数据如表中所示，试根据这些数据在图丙中画出U-I图像，再根据图像读出电池的电动势为 E＝________V，求出电池的内阻为r＝________Ω。
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
13．(12分)如图所示，M为一线圈电阻 RM＝0.4 Ω的电动机，定值电阻R＝24 Ω，电源电动势为 E＝40 V。当开关S断开时，电流表的示数为I1＝1.6 A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝4.0 A。求：
(1)电源内阻r；
(2)开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的功率。
14．(12分)在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻为Rg＝100 Ω，满偏电流为 Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω。则：
(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？
15．(14分)如图所示，图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图甲可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化，参考这条曲线回答下列问题：
(1)若把3个这样的电灯串联后，接到电压恒为 12 V 的电路上，求流过电灯的电流大小和每个电灯的电阻大小。
(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与 10 Ω 的定值电阻R0串联，接在电压恒为8 V的电源上。求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率(不计电流表内阻)。
　 　　　 　甲　　　　　　　乙
第二章 电路及其应用（A卷）
(时间：75分钟　分值：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是最符合题目要求的。
1．已知某手机的锂离子聚合物电池容量为 5 000 mA·h，手机支持超级快充“20 V　4.4 A”，兼容“11 V　6 A”或“10 V　4 A”的超级快充，电池电动势为3.6 V，正常通话额定功率为2 W，则(C)
A. 题中“ mA·h”是能量的单位
B. 最大超级快充对应的功率是66 W
C. 充满电后可以正常通话的时间为9 h
D. 充满电后可以正常通话的时间为18 h
2．在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计(电池两端电压恒定)，则开关S接通后，流过R2的电流是开关S接通前的(　　)
A. B. C. D.
B　解析：设电池提供的电压为U，每个电阻的阻值为R；S接通前，流过R2的电流I＝＝；S接通后，流过R2的电流I′＝·＝·＝，则＝，故B正确。
3．把表头G改装成大量程电流表时，则下列说法正确的是(　　)
A. 改装原理为并联电阻能增大通过G的电流
B. 改装成电流表后，表头G本身允许加的电压增大了
C. 改装后，表头G自身的电阻减小了
D. 改装后使用时，表头G本身的参数都不改变，整个并联电路允许通过的最大电流增大了
D　解析：把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整个并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变，故D正确，A、B、C错误。
4．如图所示，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，则下列说法不正确的是(　　)
A. 图甲的接法叫作电流表外接法，图乙的接法叫作电流表内接法
B. 图甲中R测>R真，图乙中R测C. 图甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R?R V，故此法适用于测阻值较小的电阻
D. 图乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R?RA，故此法适用于测阻值较大的电阻
B　解析：题图甲的接法叫作电流表外接法，题图乙的接法叫作电流表内接法，故A正确。题图甲中，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏大，由 R＝可知，R测＜R真，R越小，电压表分流越小，误差就越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙中，由于电流表的分压作用，电压的测量值偏大，由 R＝可知，R测＞R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，故B错误，C、D正确。
5．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，电压表和电流表的示数都增大，则可能出现的故障是(A)
A. R1短路 B. R2短路
C. R3短路 D. R1断路
6．如图所示为甲、乙两灯泡的I－U图像，根据图像计算甲、乙两灯泡串联在电压为220 V的电路中时，实际发光的功率分别为(　　)
A. 21 W，12 W B. 12 W，21 W
C. 42 W，24 W D. 24 W，42 W
A　解析：因两灯泡串联，故两灯泡中的电流相等，而两灯泡两端的电压之和为220 V，则由题图可知，两灯泡的电流均为I＝15×10-2A时，甲的电压为U1＝
140 V，而乙的电压为U2＝80 V，满足条件；故甲的电功率为 P甲＝U1I＝140×15×10-2 W＝21 W，而乙的电功率为P乙＝U2I＝80×15×10-2 W＝12 W。故A正确，B、C、D错误。
7．在如图所示的电路中，E为内阻不能忽略的电池的电动势，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A. V的示数变大，A的示数变小
B. V的示数变大，A的示数变大
C. V的示数变小，A的示数变小
D. V的示数变小，A的示数变大
B　解析：当S断开时，外电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可得电路中总电流I变小，路端电压U外变大，所以电压表V的示数变大；总电流变小，电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，电阻R3上的电压就变大，所以电流表A的示数变大，故B正确。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题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．如图所示，电源的电动势为E＝2 V，内阻为 r＝2 Ω，两个定值电阻的阻值均为 8 Ω，平行板电容器的电容为C＝3×10-6 F，则下列描述正确的是(　　)
A. 开关断开时，两极板间的电压为 V
B. 开关断开时，电容器所带电荷量为4×10-6 C
C. 开关接通时，两极板间的电压为 V
D. 开关接通时，电容器所带电荷量为4×10-6 C
CD　解析：电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为I＝＝ A＝0.2 A，电容器两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10-6×1.6 C＝4.8×
10-6 C，故A、B错误；开关接通时，两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流为I′＝＝ A＝ A，电容器两极板间的电压为U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带电荷量为Q′＝CU′＝3×10-6× C＝4×10-6 C，故C、D正确。
9．电源的效率η定义为外电路消耗的功率与电源的总功率之比。如图所示，直线a为电源的路端电压与电流的关系图线，直线b为一个定值电阻R两端的电压与电流关系的图线，两条直线的交点为(I0，U0)。现将这个定值电阻R接到电源上，那么(　　)
A. 电源的内阻为
B. 电源的效率η＝
C. 外电路的总功率为U′I0
D. 从图上关系可知，电源内阻的功率比外电路的功率大
ABD　解析：由U－I图像可知电源的电动势为U′，短路电流为I′，电源的内阻为r＝，故A正确；将这个电阻R接到电源上，电源的总功率为P＝U′I0，电源的输出功率为P出＝U0I0，故电源的效率为η＝×100%＝，故B正确；外电路的总功率为P出＝U0I0，故C错误；电源内阻的功率P内＝P－P出＝U′I0－U0I0＝(U′－U0)I0，从图上关系可知U′－U0＞U0，故电源内阻的功率比外电路的功率大，故D正确。
10．某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图甲、乙、丙所示，则下列判断正确的是(　　)
A. 图甲反映该电学元件的导电性能不随电压变化
B. 图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而减弱
C. 图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D. 图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时，反向电流会急剧变大
AD　解析：由题图甲可知随着电压增大，图线斜率不变，即该电学元件的电阻阻值的倒数不变，则阻值不变，导电性能不随电压变化，故A正确；由题图乙可知随着电压增大图线上点与原点连线的斜率变小，该电学元件电阻阻值的倒数变小，即阻值增加，同时随着电压增大，元件的热功率增大，温度升高，导电性能随电压的增大或温度的升高而减弱，故B错误；由题图丙可知加正向电压和反向电压时图线关于原点不对称，且正负区间的横坐标刻度与纵坐标刻度均不一样，则导电性能不一样，故C错误；由题图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时，反向电流会急剧变大，故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11．(8分)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm的电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值为 100～200 Ω，材料未知。实验过程如下：
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示，该电阻丝的直径为______mm。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至______(选填“×1”“×10”“×100”或“×
1 k”)倍率的电阻挡。
(4)将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线处。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图乙所示，该电阻丝的电阻值为______Ω。
(6)测量完成之后，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验得到的该电阻丝的电阻率为__________Ω·m。(结果保留三位有效数字)
解析：(1)根据螺旋测微器读数规则，该电阻丝的直径为d＝1 mm＋41.3×0.01 mm＝1.413 mm。
(3)多用电表中值电阻约为“15”，待测电阻丝的阻值为100～200 Ω，要使指针指在中值电阻附近，应该将多用电表的选择开关旋至“×10”倍率的电阻挡。
(5)根据多用电表电阻挡读数规则，该电阻丝的电阻值为 16×10 Ω＝160 Ω。
(7)电阻丝长度为l＝80.00 cm＝0.800 0 m，横截面积为 S＝≈1.57×10-6 m2。由电阻定律R＝，解得该电阻丝电阻率为ρ＝＝3.14×10-4 Ω·m。
答案：(1)1.413　(3)×10　(5)160
(7)3.14×10-4
12．(8分)在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为 1 kΩ 和0.1 Ω，图甲、乙分别为实验原理图和所需器件图。
(1)在图乙中画出连线，将器件按图甲连接成实物电路。
(2)一位同学记录的6组数据如表中所示，试根据这些数据在图丙中画出U-I图像，再根据图像读出电池的电动势为 E＝________V，求出电池的内阻为r＝________Ω。
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
解析：(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图（a）所示。
　
(2)根据U、I数据，在图上描点连线，如图(b)所示，然后将直线延长，交U轴于U1＝1.45 V，此为电池的电动势；交I轴于I＝0.65 A，注意此时U2＝1.00 V，由闭合电路欧姆定律得I＝，则 r＝＝ Ω≈0.69 Ω。
答案：(1)见解析图(a)　(2)见解析图(b)　1.45　0.69
13．(12分)如图所示，M为一线圈电阻 RM＝0.4 Ω的电动机，定值电阻R＝24 Ω，电源电动势为 E＝40 V。当开关S断开时，电流表的示数为I1＝1.6 A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝4.0 A。求：
(1)电源内阻r；
(2)开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的功率。
解析：(1)开关S断开时，电源与定值电阻构成串联回路，则E＝I1(R＋r)
电源内阻为r＝－R＝1 Ω。
(2)开关S闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电流表测干路电流，路端电压为U＝E－I2r＝36 V
通过定值电阻的电流为I′2＝＝1.5 A
通过电动机的电流为IM＝I2－I′2＝2.5 A
则电动机消耗的总功率即电动机的电功率为
P＝UIM＝90 W。
答案：(1)1 Ω　(2)2.5 A　90 W
14．(12分)在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻为Rg＝100 Ω，满偏电流为 Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω。则：
(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？
解析：(1)S1和S2均断开时，电阻R1与小量程电流表G串联，可改装成电压表。电压表的内阻
R V＝Rg＋R1＝1 000 Ω
所以电压表两端的电压最大为
U＝IgRV＝0.001×1 000 V＝1 V
即改装成的电压表的量程为0～1 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＝＝ A＝0.999 A
故改装成的电流表的最大测量值为I＝IR2＋Ig＝0.999 A＋0.001 A＝1 A，即改装成的电流表量程为0～1 A。
答案：(1)电压表　0～1 V　(2)电流表　0～1 A
15．(14分)如图所示，图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图甲可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化，参考这条曲线回答下列问题：
(1)若把3个这样的电灯串联后，接到电压恒为 12 V 的电路上，求流过电灯的电流大小和每个电灯的电阻大小。
(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与 10 Ω 的定值电阻R0串联，接在电压恒为8 V的电源上。求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率(不计电流表内阻)。
　 　　　 　甲　　　　　　　乙
解析：(1)因这三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为UL＝ V＝4 V
结合图像可知当UL＝4 V时，IL＝0.4 A
故每个电灯的电阻为R＝＝ Ω＝10 Ω。
(2)设此时两电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，则U＝U′＋2IR0
代入数据得
I＝＝0.4 A－
在题图甲上画出此直线如图所示：
可得到该直线与曲线的交点为(2 V，0.3 A)，即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为
IA＝2I＝0.6 A
每个电灯的功率为
P＝U′I＝2×0.3 W＝0.6 W。
答案：(1)0.4 A　10 Ω　(2)0.6 A　0.6 W
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