第十一单元 电路及其应用
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1.一个盒子里装有几个阻值都是10 Ω的电阻，它们分别与盒外的四个接线柱1、2、3、4相连，测量任意两个接线柱之间的电阻值，总共进行了六次不重复的测量，有三次测量结果是10 Ω，另外三次测量结果是20 Ω，则可判断盒内电阻的接法是下图中的( )
A. B. C. D.
2.如图甲、乙所示的两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式.R是滑动变阻器，P是滑动变阻器的滑片，是滑动变阻器的两端，是待测电阻。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关S前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中，待测电阻两端的电压都可以调到零
3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:1
4.大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成，如图所示是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为，内阻为，变阻箱R接入电路的阻值为，下列说法正确的是( )
A.甲表是电压表，改装后的量程为
B.甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程减小
C.乙表是电流表，改装后的量程为
D.乙表是电压表，若减小接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程增大
5.如图所示电路，灯泡发光，灯泡不亮，电流表有示数，电流表没有示数，电流表内阻不计，则出现的故障应是（只有一处有故障）( )
A.灯泡断路 B.灯泡断路 C.灯泡短路 D.灯泡短路
6.如图所示是一个电路的一部分，其中，那么电流表测得电流为( )
A.0.2 A，向右 B.0.15 A，向左 C.0.2 A，向左 D.0.3 A，向右
7.某同学利用一块灵敏电流计（表头）和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程，关于该电表，下列说法中正确的是( )
A.测电压时，量程1一定小于量程2，量程大小关系与和的阻值无关
B.测电流时，量程1一定大于量程2，量程大小关系与和的阻值无关
C.测电压时，量程1与量程2的大小关系与和的阻值有关
D.测电流时，量程1与量程2的大小关系与和的阻值有关
8.电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的，如图甲、乙所示分别是电压表、电流表的改装图，以下说法正确的是( )
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，可以给并联电阻再串联一个较大的电阻
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，可以给串联电阻再并联一个较大的电阻
C.小量程电流表内阻为，给它并联一个电阻R，改装后的电流表量程是原来的倍
D.为实现对改装电表的逐格校准，需要采用分压式电路
9.如图所示，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( )
A.较准确的测量值为50 Ω B.较准确的测量值为80 Ω
C.的真实值为70 Ω D.电流表的内阻为20 Ω
10.有三个电阻的阻值及允许通过的最大电流分别为.它们组成的电路如图甲乙、丙所示，下列关于各图的说法中正确的是( )
A.甲图中电路两端允许加的最大电压为60 V
B.乙图中电路允许通过的最大电流为3.5 A
C.丙图中电路两端允许加的最大电压为17.5 V
D.丙图中电路允许通过的最大电流为2 A
11.在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V 0.3 A”，合上开关S后，无论怎样移动滑片，A、B灯都不亮.
（1）用多用电表的直流电压挡检查故障（只有一处故障）.
①选择开关置于下列量程的________挡较为合适；
A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
②测得间电压约为5.8 V,间电压为0 V，则故障是________.
A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.间连线断开 D.B灯短路
（2）接着用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”.
①测量前，一定要将电路中的开关S断开；
②测间和间电阻时，某次测量结果如图乙所示，读数为6 Ω，此时测量的是________间的电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω，它不等于测量值，原因是________________.
12.下列是关于使用多用电表的两个实验操作，请完成下列问题.
（1）黑箱上有三个接线柱如图所示，已知里面装的元件只有两个（可能的元件是电池、电阻或二极管），并且两个接线柱之间最多只接一个元件，现用多用电表去进行检测，其检测结果如下：
①用直流电压挡测量，三个接线柱之间均无电压；
②用欧姆挡测量，之间正接、反接电阻值不变；
③用欧姆挡测量，红表笔接A，黑表笔接B，有电阻，黑表笔接A，红表笔接B，电阻值很大；
④用欧姆挡测量，黑表笔接B，红表笔接C，有电阻，阻值比②步骤中测得的大，反接电阻值很大.
画出箱内两个元件的接法.
（2）下列有关使用多用电表测电阻的说法正确的是_______.
A.用不同欧姆挡的电表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的
B.测量过程中，每换一次挡位，一定要重新进行“欧姆调零”
C.测量结束后，只要拔出红、黑表笔即可
D.测量电路中某个电阻的阻值时，一定要把该电阻从外电路中断开
13.图甲为利用光敏电阻测量储液罐内液面高度装置的电路图，当储液罐中装满液体时，液面与出液口的高度差为h。罐外有一竖直放置的管，管内一侧有沿竖直线排列的多个（假设为3个，分别位于管的上端、中间和下端）相同的光敏电阻；另一侧有一列光强稳定的线状光源。液面浮标与遮光板通过定滑轮相连，遮光板随浮标的升降在管内上下运动。光敏电阻的总长度和遮光板的长度均为；当储液罐内装满液体时，遮光板上边沿与最下面光敏电阻的底端等高；管内的光均匀地照在各光敏电阻上，光敏电阻与电路和仪表相连。给定的器材有：
锂电池E（电动势9.0 V，内阻不计）；
光敏电阻（阻值未知）；
定值电阻；
电压表V（量程0~3 V，内阻视为无穷大）；
滑动变阻器R（0~1.0 kΩ）；
开关一个，导线若干。
（1）用一张黑纸片将某个光敏电阻的透光窗口遮住，多用电表挡位选择为“×1 k”，正确操作时指针的位置如图乙所示，此时光敏电阻的阻值（称为暗电阻）为_______kΩ；拿走黑纸片，将线状光源对准光敏电阻的透光窗口，多用电表挡位选择为“×100”，正确操作时指针的位置仍然如图乙所示，此时光敏电阻的阻值（称为亮电阻）为_______Ω。
（2）选择合适的器材，在图丙中完成电路图，要求：当罐内装满液体，且滑动变阻器的滑片在正中间时，电压表示数恰好为满量程。
（3）完成下面填空：（以下结果均保留两位有效数字）
①滑动变阻器的滑片在正中间，液面与出液口等高时电压表的示数为_______V；
②若管内光强变弱，使得光敏电阻被照射时刻的电阻值为1.2 kΩ，为保证罐内装满液体时，电压表示数仍为满量程，则需将滑动变阻器的阻值滑到_______Ω。
14.如图所示，滑动变阻器的总电阻，A、B两端电压，调节滑片P使其下部电阻.
（1）空载时，C、D两端电压多大？
（2）在C、D间接入一个的电阻，C、D两端的电压多大？
15.图中的电路中有AB、CD、EF三根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电阻为50 Ω，为30 Ω，电源电压为6 V。为了查出断导线，某同学把多用电表的红表笔接在A点的电源正极接线柱上，将黑表笔分别接在其他点所示的接线柱上，根据多用电表的示数作出判断。
（1）如果选用的是直流10 V挡，请说明判断的方法。
（2）有同学建议用直流2.5 V挡、直流0.5 A挡、电阻“”挡来进行上述操作，请分别说明如此操作可能产生的后果。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A图中电路有三种可能的电阻，分别为、，不符合题意，故A错误；B图中电路有三种可能的电阻，分别为，不符合题意，故B错误；C图中分别接1、2，2、3和2、4时电阻均为，而接1、3，1、4和3、4时电阻均为，符合题意，故C正确；D图中电路有三种可能的电阻，分别为，不符合题意，故D错误.
2.答案：B
解析：题图乙电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式，A错误；在闭合开关S前，为了保护电路，甲、乙两图中滑片P都应置于b端，B正确；当阻值远远大于滑动变阻器阻值时，如果选择题图甲所示电路连接，则通过待测电阻的电流几乎不发生变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，即选择题图乙所示电路连接，C错误；题图甲所示电路为限流式电路，滑片P滑到b端时，加在两端的电压最低，但不为零，D错误.
3.答案：C
解析：设未处理前导线的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，体积不变，则横截面积变为原来的，根据电阻定律得，拉长后导线的电阻；另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的，体积不变，则横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律得，对折绞合后导线的电阻，则两导线的电阻之比为16:1.由题知，加在两导线上的电压相等，根据欧姆定律可知，通过两者的电流之比为1:16，根据可知，在相同时间内通过它们的电荷量之比为1:16，故C正确.
4.答案：B
解析：电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头G满偏时通过改装表的总电流，即量程，可知改装后并联的分流电阻越大，其量程越小，A错误，B正确；电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头G满偏时加在改装表两端的总电压，即量程，改装后串联的分压电阻越小，其量程越小，C、D错误.
5.答案：C
解析：若灯泡断路，则电路中没有电流，电流表没有示数，故A错误；若灯泡断路，电流表没有示数，而灯泡仍有电流通过，则灯泡发光，故B错误；若灯泡短路，电流表内阻不计，灯泡和电流表被短路，此时灯泡均不亮，电流表没有示数，有电流通过电流表，所以电流表有示数，故C正确；若灯泡短路，电流表内阻不计，灯泡和电流表被短路，电流表有电流通过，有示数，故D错误.
6.答案：C
解析：由可得，和两端的电压分别为的左端与的左端电势相等，又，则右端的电势高于右端的电势，两端的电压，通过的电流，且下端电势高，上端电势低，则流过的电流方向为由下向上，设电流表的示数为，对于电流表左端的节点，流入节点的电流等于流出节点的电流，即，电流表的示数，方向向左，C正确，A、B、D错误.
7.答案：B
解析：由电路可知测电压时，量程1一定大于量程2，量程1与量程2的大小关系与和的阻值无关，则A、C均错误；由电路可知测电流时对量程2电路分析有，对量程1电路有，解得测电流时最大测量值，，量程1一定大于量程2，，则量程1与量程2的大小关系与和的阻值无关，故B正确，D错误。
8.答案：BCD
解析：若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，可以增大分流电阻使其分流少些，从而增大流过表头的电流使其准确，应该给并联电阻串联一个较小的电阻，故A错误；若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，应该减小串联电阻，或给串联电阻再并联一个较大的电阻，故B正确；小量程电流表内阻为，给它并联一个电阻R，改装后的电流表量程，故C正确；分压式电路电压、电流可以从零开始调节，可以实现对改装电表的逐格校准，故D正确.
9.答案：BC
解析：从数据变化可得，电压表的分流较大，所以应采用电流表的内接法，较准确的测量值为，A错误，B正确；由题意可知，两端的电压为12 V，当采用外接法时，电流表两端的电压为2 V，此时的电流为0.2 A，所以电流表内阻为，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，则的真实值为70 Ω，C正确，D错误.
10.答案：BC
解析：对题图甲分析，允许通过的最大电流为，则题图甲中电路两端允许加的最大电压，选项A错误；对题图乙分析，先根据计算出各电阻的两端所允许的最大电压，，则题图乙中电路两端所允许的最大电压为10 V，即，电路允许通过的最大电流，选项B正确；对题图丙分析，已经知道两端的电压的最大值分别是10 V和40 V，故并联允许的最大电压仍为，该部分的最大电流，又知允许通过的最大电流，故整个电路允许通过的最大电流，电路两端允许加的最大电压，选项C正确，D错误.
11.答案：(1)①B；②A
(2)②；12.7；高温条件下金属丝电阻率变大，计算的电阻是正常工作时的高温电阻，而测量值为断电下的低温电阻
解析：(1)①四节干电池串联之后的电动势为6 V，电压表量程应选择10 V，故选B.
(2)测得间电压约为5.8 V，接近电源电动势，而且间电压为0 V，由此可判断断路发生在间，即A灯丝断开，故选A.
(2)②间断路，测出的电阻应为无穷大，而读数为6 Ω，则此时测量的是间的电阻，根据小灯泡的规格计算出的电阻为，不等于测量值，原因是高温条件下金属丝电阻率变大，计算的电阻是正常工作时的高温电阻，而测量值为断电下的低温电阻.
12.答案：（1）见解析
（2）BD
解析：（1）由三个接线柱之间均无电压可知，箱内无电池；对电阻来讲，无论表笔正接还是反接，数值都不变，所以之间接电阻；二极管具有单向导电性，正向电阻较小，而反向电阻较大，由间的读数知，二极管接在之间，正极接在B，且符合间读数，箱内电路如图所示.
（2）使用多用电表测电阻时，指针指在中央刻度线附近时测量误差较小，用不同欧姆挡的电表测量同一电阻的阻值时，指针偏角不同，误差大小不同，故A错误；每一次换挡，需重新进行欧姆调零，故B正确；多用电表使用结束后必须将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡，故C错误；根据欧姆表的工作原理以及使用方法可知，在使用欧姆表测量电阻的阻值时，应该把该电阻与外电路断开，故D正确.
13.答案：（1）10；1000
（2）见解析
（3）①0.43；②
解析：（1）由题图乙知，指针指向10刻度处，由题意知，挡位为“×1 k”，所以示数为10 kΩ；当换为“×100”时，示数为1000 Ω。
（2）因为光敏电阻不受光照时阻值变大，分压变大，所以电压表不能直接接在光敏电阻两端（否则会超过电压表的量程），故将电压表接在定值电阻和滑动变阻器两端，3个光敏电阻、定值电阻、滑动变阻器串联。当罐内装满液体时，3个光敏电阻均受到光照射。电阻均为，则有，解得，所以选用定值电阻，电路图如图所示。
（3）①液面与出液口等高时，光敏电阻都没有被光照射，相应电阻值均为，故；②由，得。
14、（1）答案：40 V
解析：空载时C、D两端电压，即两端的电压
（2）答案：25 V
解析：由图可知与并联后，再与串联，则总电阻
由欧姆定律可得，C、D两端的电压
15、（1）答案：见解析
解析：选用直流10 V挡，将红表笔接A，黑表笔接B，若多用电表有示数，则AB为断的，CD、EF两根导线是完好的；若多用电表无示数，则说明CD、EF中一根是断的，再用黑表笔接E，若有示数说明EF段完好，若无示数，说明EF段是断的。
（2）答案：见解析
解析：①对于多用电表，若选用直流2.5 V挡，将红表笔接A，黑表笔接B，若AB间断路，则所测的数据应该是电源电压6 V，所以超过直流2.5 V挡的量程，易损坏表，不符合操作规程。
②若选用直流0.5 A挡，如果红表笔接A，黑表笔接B，电表有示数，则，没有超量程；如果指针不偏转，说明AB是完好的，再将黑表笔接到D端，如果指针偏转，说明AB、CD段导线有断的，
此时电流，没有超量程；如果黑表笔接到E端，如果指针偏转，则电流会很大（短路），超过量程而损坏表，这是禁止的。
③根据题目条件可知不能应用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件不能连入其他电路中。如果被测元件连入其他电路中，易损坏表，所以不符合操作规程。
