专题02 电路及其应用（期中专项训练）高二物理上学期沪科版

上海市2025-2026学年度高二年级第一学期 物理期中考试专题02《电路及其应用》 一、变阻器 变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 1．“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图所示。若被测金属丝R的电阻值约为 30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。 A．0~1Ω B．0~50Ω C．0~500Ω 2．某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，如图所示。下列说法正确的是 。 A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R1是没有作用的 C．当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D．当车辆越重时，流过称重计的电流越小 二、恒定电流 我们已完成第九章《静电场》、第十章《电路及其应用》的学习， 请根据所学， 完成以下问题。 1．加油站的静电安全工作非常重要， 以下不属于防范静电危害的举措有（　　） A．加油前人要触摸一下静电释放器 B．在加油站禁止穿脱化纤服装 C．油罐车应装有拖地的铁链 D．定期检查电路以防止线路老化 2．密立根油滴实验装置如图所示，能在两极板之间悬浮的油滴带 电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为m，所在位置处电场强度为 E，则该油滴所带电荷量q= 。实验中两极板间距为5mm（视为匀强电场），电压加至400V时，两极板间的电场强度大小为 N/C。 3．某带电物体所带电荷量不可能是（　　） A．3.2×10-20C B．6.4×10-16C C．4.8×10-17C D．3.2×10-19C 4．我国民用照明电路使用的是 （选填“交流电”或“直流电”），火线与零线间的电压为 （选填“220V”或“380V”）。 5．某同学想测量小灯泡两端的电压，找到一个恒压源、一个多用电表，正确的连接方式是（　　） A． B． C． D． 三、电力系统 电路是电力系统、控制系统、通信系统、计算机硬件等电系统的主要组成部分，起着电能和电信号的产生、传输、转换、控制、处理和储存等作用。 1．如图所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B（　　） A．电阻之比为 B．电阻之比为 C．并联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 D．并联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 2．如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路，A、B为分压器的输出端，电源电压U恒定，若把变阻器的滑片放在变阻器的中间，下列判断正确的是（　　） A．间不接负载时输出电压 B．当间接上负载R时，输出电压 C．负载电阻R越小，越接近0.5U D．接上负载后要使，则滑片P应向下移动 3．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻忽略不计，，，电动机线圈电阻为0.5Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，则上消耗的电功率为 W，电动机消耗电功率为 W。 4．在如图所示电路中，电源电压恒为6V，内阻不计，保护电阻，滑动变阻器总电阻，闭合开关S在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为 A，滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 四、电路 如图所示为从硅晶圆上取下已制好的集成电路所需的芯片。如今，1cm2的集成电路就可以拥有几十亿甚至上百亿个电子元器件。稳定、高效、轻便的集成电路为人们的生活、科技带来了无限的可能。 1．在物理学中，常用比值法定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值法定义的是（　　） A．电流 B．电功率 C．电阻 D．电动势 2．如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑头向D滑动时（　　） A．A灯变亮，B灯变暗 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A、B灯均变亮 D．A、B灯均变暗 3．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示（R<r），当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数U先减小，后增大 B．电流表的读数I先增大，后减小 C．电源的输出功率先增后减 D．电压表读数的变化量∆U与电流表读数的变化量∆I的比值先增后减小 4．如图所示的电路中，R1是光敏电阻（光照越强，阻值越小），R2是定值电阻，电容器的两平行板水平放置，当开关S闭合，并且没有光线照射R1时，一带电液滴恰好能静止在电容器两板间的M点。当用强光照射R1时，则（　　） A．通过R1的电流减小 B．电容器两极板间电压变小 C．电容器所带电荷量减少 D．液滴向上运动 5．某型号手机使用的电池如图，有关数据如下表，其中的“mA·h”是物理量的单位：请估算这种电池可储存的最大电能是 J。 6．（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是 传感器，电阻R0起到的作用是 （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“y=-1.03x+2.83”的实验结果。由此可知电源的电动势E= V，内阻 Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令y=UI，x=，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y= W（结果保留3位有效数字）。 7．“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，已知定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，R消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机输出的机械功率。 （3）电动机的效率。 五、太阳能电池和电容 小李做了关于太阳能电池和电容器的两个实验，实验中太阳能电池的电动势在左右，电容器的电容大于。 1．小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻）。 （1）电路中的作用是 。 （2）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压与电流的关系，如图乙，由图像知当输出电流mA时，与成线性关系。则电池电动势 V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻 。（均保留两位有效数字） （3）当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；当电压表的示数为时，电池的输出功率为 （保留两位有效数字）。 2．如图（b）所示电路，在滑动变阻器的滑片向左端滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为（　　） A．两表示数均增大 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．两表示数均减小 D．电压表示数减小，电流表示数增大 3．变阻器可以改变电源的输出功率及用电器功率，在图（c）电路中电源电动势，内阻，两个滑动变阻器变化范围均为0~10Ω，则当 Ω、 Ω时可使有最大功率。 4．如图所示，电源的电动势和内阻分别为为定值电阻，表示电压表的读数，表示电流表的读数，相应的变化量大小分别为和，则在滑动变阻器的滑片由向移动的过程中（　　） A．先减小后增大 B．电源的效率先减小后增大 C．保持不变 D．保持不变 5．小李设计图1所示电路来观察电容器的放电过程，电源电压，小李先将单刀双掷开关接通2，一段时间后，把开关再改接1得到电流随时间的变化关系如图2所示。 （1）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的 ； A．电压        B．电容        C．电量        D．电阻 （2）小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有( )。 A． B． C． D． 6．如图为采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变？若材料温度升高膨胀时，极板上所带的电荷量增加，则 （1）电容器的电容 （选择：A．变大B．变小C．不变） （2）极板间电场强度 （选择：A．变大B．变小C．不变）。 六、光伏电池 随着国家“碳达峰，碳中和”政策的出台，光伏领域成为最热门的领域之一。 (1)一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为。小车受到的阻力大小与其速率之比为。某次运动中电池接收到的光照功率恒为时，小车以速率匀速行驶，通过电池的电流大小为，则电池的光电转化效率为 。 (2)光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下，正、负电荷分别往两端积累。若材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示。 ①正电荷仅在内部电场力作用下沿x轴从N点运动到P点，其加速度 。 A．先沿x轴负方向减小，后沿x轴正方向增大    B．先沿x轴负方向增大，后沿x轴正方向减小 C．先沿x轴正方向减小，后沿x轴正方向增大     D．先沿x轴正方向增大，后沿x轴正方向减小 ②取O点的电势为零，N点到P点的电势随位置x变化的图象可能为 A．     B．     C．    D． (3)一光伏电池在特定光照下的关系如图所示。在这种光照条件下，将总长度为100m、截面积为的金属丝绕制的电阻接在该电池两端时，电阻两端电压为2.10V，则该金属丝的电阻率为 Ω·m。（保留3位有效数字） (4)在某一电压区间内，光伏电池可视为一个恒流源（输出电流恒定）。某同学连接了如图所示的两个电路：电路a由干电池、阻值为的定值电阻、阻值为的热敏电阻（随温度升高而减小）和小灯连接而成；电路b由恒流源、三个阻值分别为、、（）的定值电阻和阻值为的光敏电阻（随光照强度增大而减小，且其阻值变化范围足够大）连接而成。受到灯L照射。当所处环境温度降低时： ①设电流表示数变化量为，两端电压变化量为，两端电压变化量为，则 A．，    B．， C．，    D．， ②设电压表的示数变化量为，电流表的示数变化量为，则为 ③分析说明当为多大时，和的总功率P最大 。 第 一 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市2025-2026学年度高二年级第一学期 物理期中考试专题02《电路及其应用》 一、变阻器 变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 1．“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图所示。若被测金属丝R的电阻值约为 30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。 A．0~1Ω B．0~50Ω C．0~500Ω 2．某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，如图所示。下列说法正确的是 。 A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R1是没有作用的 C．当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D．当车辆越重时，流过称重计的电流越小 【答案】1．B 2．C 二、恒定电流 我们已完成第九章《静电场》、第十章《电路及其应用》的学习， 请根据所学， 完成以下问题。 1．加油站的静电安全工作非常重要， 以下不属于防范静电危害的举措有（　　） A．加油前人要触摸一下静电释放器 B．在加油站禁止穿脱化纤服装 C．油罐车应装有拖地的铁链 D．定期检查电路以防止线路老化 2．密立根油滴实验装置如图所示，能在两极板之间悬浮的油滴带 电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为m，所在位置处电场强度为 E，则该油滴所带电荷量q= 。实验中两极板间距为5mm（视为匀强电场），电压加至400V时，两极板间的电场强度大小为 N/C。 3．某带电物体所带电荷量不可能是（　　） A．3.2×10-20C B．6.4×10-16C C．4.8×10-17C D．3.2×10-19C 4．我国民用照明电路使用的是 （选填“交流电”或“直流电”），火线与零线间的电压为 （选填“220V”或“380V”）。 5．某同学想测量小灯泡两端的电压，找到一个恒压源、一个多用电表，正确的连接方式是（　　） A． B． C． D． 【答案】1．D 2．负 3．A 4．交流电 220V 5．A 三、电力系统 电路是电力系统、控制系统、通信系统、计算机硬件等电系统的主要组成部分，起着电能和电信号的产生、传输、转换、控制、处理和储存等作用。 1．如图所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B（　　） A．电阻之比为 B．电阻之比为 C．并联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 D．并联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 2．如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路，A、B为分压器的输出端，电源电压U恒定，若把变阻器的滑片放在变阻器的中间，下列判断正确的是（　　） A．间不接负载时输出电压 B．当间接上负载R时，输出电压 C．负载电阻R越小，越接近0.5U D．接上负载后要使，则滑片P应向下移动 3．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻忽略不计，，，电动机线圈电阻为0.5Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，则上消耗的电功率为 W，电动机消耗电功率为 W。 4．在如图所示电路中，电源电压恒为6V，内阻不计，保护电阻，滑动变阻器总电阻，闭合开关S在滑片P从a滑到b的过程中，电流表的最大示数为 A，滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 【答案】1．C 2．A 3．18 12 4．1.5 2.25 四、电路 如图所示为从硅晶圆上取下已制好的集成电路所需的芯片。如今，1cm2的集成电路就可以拥有几十亿甚至上百亿个电子元器件。稳定、高效、轻便的集成电路为人们的生活、科技带来了无限的可能。 1．在物理学中，常用比值法定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值法定义的是（　　） A．电流 B．电功率 C．电阻 D．电动势 2．如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑头向D滑动时（　　） A．A灯变亮，B灯变暗 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A、B灯均变亮 D．A、B灯均变暗 3．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示（R<r），当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数U先减小，后增大 B．电流表的读数I先增大，后减小 C．电源的输出功率先增后减 D．电压表读数的变化量∆U与电流表读数的变化量∆I的比值先增后减小 4．如图所示的电路中，R1是光敏电阻（光照越强，阻值越小），R2是定值电阻，电容器的两平行板水平放置，当开关S闭合，并且没有光线照射R1时，一带电液滴恰好能静止在电容器两板间的M点。当用强光照射R1时，则（　　） A．通过R1的电流减小 B．电容器两极板间电压变小 C．电容器所带电荷量减少 D．液滴向上运动 5．某型号手机使用的电池如图，有关数据如下表，其中的“mA·h”是物理量的单位：请估算这种电池可储存的最大电能是 J。 6．（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是 传感器，电阻R0起到的作用是 （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“y=-1.03x+2.83”的实验结果。由此可知电源的电动势E= V，内阻 Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令y=UI，x=，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y= W（结果保留3位有效数字）。 7．“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，已知定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，R消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机输出的机械功率。 （3）电动机的效率。 【答案】1．A 2．D 3．C 4．D 5．1.0×104 6．电流 保护电路 2.83 1.03 1.94 7．（1）1Ω；（2）500W；（3）83.3% 五、太阳能电池和电容 小李做了关于太阳能电池和电容器的两个实验，实验中太阳能电池的电动势在左右，电容器的电容大于。 1．小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻）。 （1）电路中的作用是 。 （2）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压与电流的关系，如图乙，由图像知当输出电流mA时，与成线性关系。则电池电动势 V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻 。（均保留两位有效数字） （3）当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；当电压表的示数为时，电池的输出功率为 （保留两位有效数字）。 2．如图（b）所示电路，在滑动变阻器的滑片向左端滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为（　　） A．两表示数均增大 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．两表示数均减小 D．电压表示数减小，电流表示数增大 3．变阻器可以改变电源的输出功率及用电器功率，在图（c）电路中电源电动势，内阻，两个滑动变阻器变化范围均为0~10Ω，则当 Ω、 Ω时可使有最大功率。 4．如图所示，电源的电动势和内阻分别为为定值电阻，表示电压表的读数，表示电流表的读数，相应的变化量大小分别为和，则在滑动变阻器的滑片由向移动的过程中（　　） A．先减小后增大 B．电源的效率先减小后增大 C．保持不变 D．保持不变 5．小李设计图1所示电路来观察电容器的放电过程，电源电压，小李先将单刀双掷开关接通2，一段时间后，把开关再改接1得到电流随时间的变化关系如图2所示。 （1）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的 ； A．电压        B．电容        C．电量        D．电阻 （2）小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有( )。 A． B． C． D． 6．如图为采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变？若材料温度升高膨胀时，极板上所带的电荷量增加，则 （1）电容器的电容 （选择：A．变大B．变小C．不变） （2）极板间电场强度 （选择：A．变大B．变小C．不变）。 【答案】1．电路中的作用是保护电路，防止因电流突然过大损坏电表和电源；同时当改变滑动变阻器阻值时，让电压表的变化更明显 增大 2．D 3．0 2 4．D 5．C AC 6．A A 六、光伏电池 随着国家“碳达峰，碳中和”政策的出台，光伏领域成为最热门的领域之一。 (1)一辆用光伏电池驱动的小车，其电路总电阻为。小车受到的阻力大小与其速率之比为。某次运动中电池接收到的光照功率恒为时，小车以速率匀速行驶，通过电池的电流大小为，则电池的光电转化效率为 。 (2)光照进半导体材料内激发出自由电荷，在材料内部电场作用下，正、负电荷分别往两端积累。若材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示。 ①正电荷仅在内部电场力作用下沿x轴从N点运动到P点，其加速度 A．先沿x轴负方向减小，后沿x轴正方向增大    B．先沿x轴负方向增大，后沿x轴正方向减小 C．先沿x轴正方向减小，后沿x轴正方向增大     D．先沿x轴正方向增大，后沿x轴正方向减小 ②取O点的电势为零，N点到P点的电势随位置x变化的图象可能为 A．     B．     C．    D． (3)一光伏电池在特定光照下的关系如图所示。在这种光照条件下，将总长度为100m、截面积为的金属丝绕制的电阻接在该电池两端时，电阻两端电压为2.10V，则该金属丝的电阻率为 Ω·m。（保留3位有效数字） (4)在某一电压区间内，光伏电池可视为一个恒流源（输出电流恒定）。某同学连接了如图所示的两个电路：电路a由干电池、阻值为的定值电阻、阻值为的热敏电阻（随温度升高而减小）和小灯连接而成；电路b由恒流源、三个阻值分别为、、（）的定值电阻和阻值为的光敏电阻（随光照强度增大而减小，且其阻值变化范围足够大）连接而成。受到灯L照射。当所处环境温度降低时： ①设电流表示数变化量为，两端电压变化量为，两端电压变化量为，则 A．，    B．， C．，    D．， ②设电压表的示数变化量为，电流表的示数变化量为，则为 ③分析说明当为多大时，和的总功率P最大 。 【答案】(1)(2)D C (3) (4)B 第 一 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $