第二章 电路及其应用 章末综合提升-【名师导航】2025-2026学年高中物理必修第三册教师用书word（教科版）

该高中物理单元复习讲义通过主题分类系统构建电路知识体系，先梳理纯电阻与非纯电阻电路的核心概念及能量转化关系，再分点阐述实验仪器选择的安全性、精确性、方便性原则，并用表格归纳人体电阻等数据，清晰呈现知识脉络与重难点联系。 讲义亮点在于典例与测评结合的分层设计，如典例1通过电解槽与电炉电路计算，培养科学推理能力，典例2围绕仪器选择强化科学探究素养，综合测评涵盖选择、实验、计算等题型，助力不同学生掌握方法，为教师精准教学提供有效支持。

主题1　纯电阻电路和非纯电阻电路 1．对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，W＝Q＝UIt＝t＝Pt。 2．对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热。在这种情况下，不能用I2Rt或t来计算电功，电功用W＝UIt来计算，电热用Q＝I2Rt计算。 【典例1】　如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)。试求： (1)电源的电动势； (2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小； (3)S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。 [解析]　(1)设S1闭合、S2断开时电炉功率为P1， 电炉中电流I＝＝ A＝6 A 电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V。 (2)设S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为I′＝＝ A＝5 A 电源路端电压为U＝I′R＝5×19 V＝95 V， 流经电源的电流为I1＝＝ A＝25 A 流过电解槽的电流为IA＝I1－I′＝20 A。 (3)电解槽消耗的电功率 PA＝IAU＝20×95 W＝1 900 W 电解槽内热损耗功率 P热＝r′＝202×0.5 W＝200 W 电解槽中电能转化成化学能的功率为 P化＝PA－P热＝1 700 W。 [答案]　(1)120 V　(2)20 A　(3)1 700 W 　(1)电炉为纯电阻用电器，其消耗的电能全部转化为电热。 (2)电解槽为非纯电阻用电器，其消耗的电能转化为电热和化学能两部分。 主题2　实验中的仪器、仪表的选择 1．实验中的仪器、仪表的选择原则 (1)安全性原则：选用电源、电流表、电压表时，要根据实验的要求，根据器材的参数，考虑所测电流，电压的最大值不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器。 (2)精确性原则：在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表指针的偏角不能过小，以减小误差，电流表、电压表的读数为满刻度的以上时，读数较准确，能接近满刻度更好。 (3)方便性原则：选用滑动变阻器时，先要确保电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流，若用“限流式”，一般选阻值适当大一点的，但不是越大越好，因阻值太大时，在实验中，可能只用到其阻值较小的一部分，滑动触头只能在很短的距离内移动，使用起来很不方便，一般是选变阻器总阻值与用电器的阻值比较接近的；若用“分压式”，应选择总阻值适当小一些的滑动变阻器，这样可使分出的电压大致随滑动触头移动距离成正比例改变，调节起来比较方便。 2．选用器材的一般步骤 (1)先找出实验中必须应用的器材； (2)画出实验电路图； (3)估算待测电路中I和U的最大值； (4)考虑能否使电表指针偏转满刻度的以上； (5)选择合适量程的电压表、电流表，合适的滑动变阻器和电源。 【典例2】　小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，阻值R随温度t的升高而增大。实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合开关S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1、t2…和电流表的相应示数I1、I2…。然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1、I2…，分别记下电阻箱相应的示数R1、R2…。 (1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________。 A．量程0～100 mA，内阻约2 Ω B．量程0～0.6 A，内阻可忽略 (2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是________。 ①将旋钮a由“0”旋转至“1” ②将旋钮b由“9”旋转至“0” ③将旋钮c由“9”旋转至“0” (3)实验记录的温度t和阻值R的数据如表所示。 温度t/℃ 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R/Ω 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 请根据表中数据，作出R-t图线。 由图线求得阻值R随温度t的变化关系为R＝________Ω。 [解析]　(1)电路中的最大电流约为 Im＝＝ A＝0.15 A， B表指针偏转太小，所以选用A表。 (2)电阻箱的调节要从大到小，确保电路安全。 (3)描点连线画出图线，从图线得到R＝0.04t＋8.8 Ω (0.04t＋8.6 Ω～0.04t＋9.0 Ω均可) [答案]　(1)A　(2)①②③(或①③②) (3)见解析图　0.04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0均可) 　选择仪表时安全性、准确性原则应同时考虑，如本题(1)问中，不能只由Im＝0.15 A＞100 mA而选B选项。 章末综合测评(二)　电路及其应用 (满分：100分) 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。 1．有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把对每个电阻测量时电阻两端的电压和通过的电流描点到同一U-I坐标系中，如图所示，这三个电阻的大小关系正确的是(　　) A．Ra＜Rb＜Rc　　　　　　 B．Ra＞Rc C．Ra＞Rb D．Rb＝Rc B　[由公式R＝可知，图像的斜率表示电阻，则由图可知，a、b的电阻相等，且大于c的电阻，则有：Ra＝Rb>Rc，故B正确，A、C、D错误。] 2．如图所示为多用表欧姆挡的原理图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻rg＝100 Ω，调零电阻的最大阻值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V。用它测量电阻Rx，能准确测量的范围是(　　) A．30～80 kΩ B．3～8 kΩ C．300～800 Ω D．30～80 Ω B　[欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总，根据闭合电路欧姆定律，满偏时R总＝＝ Ω＝5 000 Ω＝5 kΩ，即此欧姆表的中值电阻R中＝5 kΩ，为使读数准确，测量电阻应在5 kΩ附近，故选B。] 3．伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．两种接法完全等效 B．按甲图接法，测量结果偏小 C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小 D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小 C　[题图甲为内接法，适合R≫RA，题图乙为外接法，适合R≪RV，由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确。] 4．如图所示电路中，a、b两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，电流表读数会变小的电路是(　　) A　　　　　　B C　　　　　 D B　[选项A、C、D中，滑动变阻器接入电路中的有效部分为滑片P的右侧部分，当滑动变阻器的滑片P向d端移动时，滑动变阻器接入电路部分的阻值减小，由欧姆定律I＝可知，电路中的电流将会增大，电流表读数会变大，选项A、C、D错误；而选项B中，滑动变阻器接入电路的有效部分为滑片P的左侧部分，当滑动变阻器的滑片P向d端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流将会减小，电流表读数会变小，选项B正确。] 5．用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　　) A．充电宝输出的电功率为UI＋I2r B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt D　[充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为P＝UI，故A错误；充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误；U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用t计算手机电池产生的焦耳热，应为Q＝I2rt，故C错误；充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故手机电池储存的化学能为E＝UIt－I2rt，故D正确。故选D。] 6．近年来，便携电子设备对小型电阻的需求不断上升，小型化电阻的前景可期。如图甲所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图乙所示电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是(　　) A．R1<R2 B．R1>R2 C．U1<U2 D．U1＝U2 D　[设正方形的边长为a，则导体的电阻R＝ρ＝ρ＝，两导体的ρ与d相同，则两导体电阻相等，即R1＝R2，故A、B错误；导体接入电路中，电压表示数U＝IR＝R，由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R相同，则电压表示数U相同，即U1＝U2，故C错误，D正确。故选D。] 7．有两个同种材料制成的导体，两导体是横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体横截面边长为b，现将大、小柱体串联接在输出电压为U的电源两端，已知通过导体的电流方向如图所示，大小为I，则导体电阻率(　　) A．ρ＝ B．ρ＝ C．ρ＝ D．ρ＝ B　[由电阻定律可知R＝，则两导体的电阻Ra＝Rb＝，两导体串联，分压相等，即两导体两端的电压均为，由欧姆定律可知Ra＝＝，解得ρ＝，选项B正确，A、C、D错误。] 二、多项选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是(　　) A．此时金属导线的阻值为4R B．此时通过金属导线的电流为 C．此时自由电子定向移动的平均速率为 D．此时自由电子定向移动的平均速率为 ABC　[将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律R＝ρ分析得到，电阻变为原来的4倍，电压U恒定不变，根据欧姆定律I＝可知，电流变为，故A、B正确；电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积变为原来的，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。] 9．现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题。下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是(　　) 测量项目 干燥时电阻 出汗或潮湿时电阻 手与手之间 200 kΩ 5 kΩ 手与脚之间 300 kΩ 8 kΩ 脚与塑料鞋底之间 800 kΩ 10 kΩ A．从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的30～80倍 B．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，出汗或潮湿时是十分危险的 C．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险 D．从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是1.1 A AB　[由题表中数据可知选项A正确；由I＝可求得对人体加上220 V电压后，干燥时的电流分别为1.1 mA、0.7 mA、0.28 mA，潮湿时的电流分别为44 mA、27.5 mA、22 mA，根据数据可知，潮湿时各种情况均有危险，B正确，C、D错误。] 10．如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　) A．ab间电路通，cd间电路不通 B．ab间电路不通，bc间电路通 C．ab间电路通，bc间电路不通 D．bc间电路不通，cd间电路通 CD　[若电路中仅有一处断路，则横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压。由题可知，bd间电压为220 V，说明断路点必在bd之间且ab段是通路；ac间电压为220 V，说明断路点又必在ac间且cd间是通路，故bc断路，其余各段均完好，故C、D正确。] 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(7分)采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________(选填“M”或“N”)端。 (2)按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为________(选填“a”“b”或“c”)。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)实验时，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器滑片P应处在最大阻值处，滑动变阻器的滑片P应处在M端。 (2)滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器下端两接线柱与电源相连，故b导线接错；该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变。 [答案]　(1)M　(2)b　移动滑片时，电压表和电流表的示数不变 12．(10分)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻，可选用的器材如下： A．待测电压表V1：量程3 V，内阻约2 kΩ B．电压表V2：量程15 V，内阻约20 kΩ C．电流表A：量程3 A，内阻约0.1 Ω D．定值电阻R0：9.0 kΩ E．滑动变阻器R1：0～200 Ω F．滑动变阻器R2：0～2 kΩ G．电源E：电动势约为12 V，内阻忽略不计 H．开关、导线若干 (1)现用多用电表测电压表V1的内阻，选择倍率“×100”挡，其他操作无误，多用电表表盘示数如图所示，则电压表V1的内阻约为________Ω。 (2)为了准确测量电压表V1的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图甲和乙所示两个测量电路，你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整。 (3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”)。 (4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻RV1＝________。 [解析]　(1)用多用电表测得的电压表的内阻为16×100 Ω＝1 600 Ω。 (2)甲电路中，因为电压表V2的电阻与R0阻值相当，通过电压表V2的电流不能忽略，故用通过R0的电流作为通过V1的电流，则误差较大，故用乙电路较合理。电路连接如图： (3)实验中滑动变阻器要用于分压电路，故选取阻值较小的R1。 (4)根据欧姆定律可知：RV1＝＝。 [答案]　(1)1 600　(2)乙　图见解析　(3)R1　(4) 13．(12分)(教材P88例题改编)如图所示是手电筒的电路图。老式的手电筒是把两节1号干电池串联起来作为电源，一节1号干电池的电动势是1.5 V。手电筒内的小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.3 A，按下开关后，小灯泡正常发光。 (1)手电筒不工作时，电源两端电压是多大？为什么小灯泡的额定电压是2.5 V，而不是3 V? (2)算一算，小灯泡正常工作时的电阻多大？电池组的内电阻多大？ 解析：(1)断路时电源两极间的电压为电源的电动势即3.0 V。小灯泡工作时电路中有电流通过，由于电源有内阻，内部有电势降落，因此它的额定电压比电源电动势要小。 (2)根据小灯泡的额定电压、额定电流，我们可以知道小灯泡正常工作时的电阻。根据部分电路欧姆定律 R＝＝ Ω≈8.3 Ω 由于路端电压U＝E－Ir，可计算出电源的内电阻 r＝＝ Ω≈1.7 Ω。 答案：见解析 14．(12分)如图所示的并联电路，已知定值电阻R1＝2 Ω、R2＝3 Ω、R3＝4 Ω。 (1)若流过定值电阻R1的电流为I1＝3 A，则电路总电流为多少？ (2)若电路总电流为I＝3 A，则流过三个定值电阻的电流分别为多少？ [解析]　(1)U＝I1R1＝6 V 所以I2＝＝2 A I3＝＝1.5 A 总电流I＝I1＋I2＋I3＝6.5 A。 (2)由＝＋＋得：R＝ Ω 由U＝IR可得U′＝ V 所以I1′＝＝ A I2′＝＝ A I3′＝＝ A。 [答案]　(1)6.5 A　(2) A　 A　 A 15．(13分)规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率； (2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。 [解析]　(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为I＝＝ A≈0.16 A，发热功率为P热≈I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W 转化为机械能的功率为 P机＝P－P热≈(36－1) W＝35 W。 (2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为内能，此时电动机中电流为I′＝＝ A＝5.5 A，电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W。 [答案]　(1)35 W　1 W　(2)1 210 W　1 210 W 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $