章末达标检测2 电路及其应用（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

(满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．(2025·扬州期中)关于电动势，下列说法错误的是(　　) A．电动势的大小是非静电力做功能力的反映 B．电源两极间的电压即是电源电动势 C．电源电动势在数值上等于内、外电压之和 D．电源电动势与外电路的组成无关 答案　B 2.如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.2 Ω，标有“8 V　16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为(　　) A．16 W　　　　 B．440 W C．80 W D．400 W 解析　电路的总电流I＝＝ A＝10 A，则电源的输出功率为P＝IU额＝10×8 W＝80 W。 答案　C 3．如图甲是我国自行研制成功的中央处理器(CPU)芯片“龙芯”系列，图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R2的尺寸远远小于R1的尺寸。现给R1、R2通以相同的电流，则(　　) A．芯片两端的电压U1＝U2 B．通过两芯片的电流I1<I2 C．芯片在相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2 D．芯片的电功率P1>P2 解析　设电阻R1的厚度为d，其正方形的边长为a，则R1＝ρ＝，可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则R1＝R2，给R1、R2通以相同的电流，根据U＝IR可知U1＝U2，选项A正确，B错误；根据Q＝I2Rt可知芯片在相同时间内产生的焦耳热Q1＝Q2，选项C错误；根据P＝I2R可知P1＝P2，故D错误。 答案　A 4．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　　) A．L1变亮，L2和L3均变暗 B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗 C．L1变暗，L2和L3均变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗 解析　当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮。因为U3变大，且路端电压变小，所以L1变暗。总电流变大，流过L1的电流变小，所以流过L2的电流增大，L2变亮。故选项C正确。 答案　C 5．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表。闭合开关后，电路处于稳定状态，下列说法正确的是(　　) A．电流表的示数突然变大，可能因为电容器被击穿 B．灯泡L1突然变亮，可能因为电阻R发生了短路 C．灯泡L2突然变亮，可能因为电阻R发生了断路 D．电压表的示数突然变小，可能因为灯泡L2的灯丝烧断 解析　电容器被击穿短路可使得电路总电阻变小，总电流变大，故A正确；若电阻R发生短路，则电路左侧三元件并联部分分压变为零，会导致灯泡L1熄灭，B错误；若电阻R发生断路，会使得并联三元件总电阻变大，电路总电流变小，灯泡L2分压变小，故而亮度变小，C错误；若灯泡L2的灯丝烧断，则电压表的示数将变为电源电动势，故而示数增大，D错误。 答案　A 6．额温枪及其技术参数如图所示，发现它以2节干电池为电源，工作电流为5 mA。能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触的测量体温，那么关于该额温枪的说法中正确的是(　　) A．额温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V B．额温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能 C．额温枪工作时，电源的输出功率为15 mW D．若换用两节充满电的800 mAh充电电池，则最多可测温约为106次 解析　2节干电池电源的电动势为3 V，则额温枪工作时，电池组两极间的电压小于3 V，选项A错误；每节电池的电动势为1.5 V，根据电动势的概念可知，额温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能，选项B正确；额温枪工作时，工作电流为5 mA，则电源消耗的总功率为P＝IE＝15 mW，则电源的输出功率小于15 mW，选项C错误；若换用两节充满电的800 mAh充电电池，则最多可测温约为×3 600次/h＝1.152×106次，选项D错误。 答案　B 7.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r(R2＜r＜R1＋R2)，电表均视为理想电表，闭合开关S后，调节R的阻值，使电流表的示数增大ΔI，在这一过程中电压表示数的变化量的大小为ΔU，则(　　) A．通过R的电流增大，但增大量小于ΔI B.的大小随R的变化而变化 C．电源的输出功率一定增大了 D．电源的效率降低了 解析　因总电流增大，则r与R2分压增大，并联部分电压减小，则流过R1的电流减小，因此流过R的电流增大，且增大量大于ΔI，故A错误；由＝r，可知的大小不会随R的变化而变化，故B错误；当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，因不明确内、外电阻的关系，故无法明确功率的变化情况，故C错误；电源的效率η＝×100%，因电压表示数的减少量为ΔIr，得电源的效率降低了，故D正确。 答案　D 8．如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6 F，则(　　) 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 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，电容器的两极板间的电压为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，故选项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I′＝＝ A＝ A，电容器的两极板间的电压U′＝I′ R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10－6× C＝4×10－6 C，故C错误，D项正确。 答案　D 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9．如图甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻。断开K2，闭合K1，逐渐减小电阻箱的阻值，得到多组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R­图线。断开K2，闭合K1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开K1，闭合K2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A。根据以上数据可知(　　) A．电源电动势为3.0 V B．电源内阻为0.5 Ω C．Rx的阻值为0.5 Ω D．K1断开、K2闭合时，随着R的减小，电源输出功率减小 解析　根据闭合电路欧姆定律I＝得R＝－r，则R－图像的斜率k＝E，由数学知识求得电源的电动势E＝2.0 V，选项A错误；R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，选项B正确；K2断开，K1闭合时，有R＋r＝，K1断开，K2闭合时，有Rx＋R＋r＝ ，所以Rx＝－＝0.5 Ω，选项C正确；因Rx＝r，所以电路中的外电阻大于内电阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，选项D错误。 答案　BC 10.如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(　　) A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7 B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2 D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2 解析　根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A正确；根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B正确；根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C正确；根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D错误。 答案　ABC 11．(2025·江阴期中)如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球，开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是(　　) A．小球带正电 B．当滑动触头从a向b滑动时，绝缘线的偏角θ变小 C．当滑动触头从a向b滑动时，电流计中有电流，方向从上向下 D．当滑动触头停在b处时电源的输出功率一定大于滑动触头在a处时电源的输出功率 解析　由题图知，A板带正电，B板带负电，电容器内电场方向水平向右，绝缘线向右偏，静电力向右，则小球带正电，故A正确；滑动触头向右移动时，R接入电路的阻值变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U＝E－Ir变小，R1两端电压变小，则电容器电压变小，绝缘线偏角变小，故B正确；滑动触头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流计的电流方向从上向下，故C正确；根据电源的输出功率与外电阻的关系，当外电阻等于内阻时，输出功率最大，外电阻大于内阻时，外电阻减小，输出功率增大；外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小。本题不知道外电阻与内阻大小关系，故无法比较电源输出功率的大小，故D错误。 答案　ABC 12.将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．图线b表示电源内部的发热功率Pr随电流I的变化关系 B．M点对应的功率为最大输出功率 C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA＜PB＋PC D．两个交点M与N的横坐标之比一定为1∶4，纵坐标之比一定为1∶2 解析　由电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率表达式：PE＝EI、PR＝EI－I2r、Pr＝I2r可知，a表示的是电源的总功率随电流I的变化关系，b表示的是电源内部的发热功率随电流I的变化关系，c表示输出功率PR随电流I的变化关系，A正确；当R＝r时，输出功率最大，M点是输出功率最大的位置，B正确；A、B、C为在a、b、c三条图线上横坐标相同的三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，C错误；M点输出功率最大，R＝r，IM＝，IN＝，＝，＝，D错误。 答案　AB 三、非选择题(本题共6小题，共60分) 13．(6分)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材： 干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)； 电流表A1(量程0～10 mA，内阻为90 Ω)； 电流表A2(量程0～30 mA，内阻为30 Ω)； 定值电阻R0(阻值为150 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)； 待测电阻Rx； 开关S，导线若干。 测量电路如图所示。 (1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为____________(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为____________Ω。 (2)断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为____________Ω。 (3)本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值____________(填“有”或“无”)影响。 解析　(1)若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为I＝＝ A＝10 mA 由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1。 当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝(R＋R0＋RA1)，计算出R＝60 Ω (2)断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有E＝(R＋Rx＋RA1)，代入数据有Rx ＝ 100 Ω (3)若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有E＝[(R＋r)＋R0＋RA1]，E＝[(R＋r)＋Rx＋RA1]，联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。 答案　(1)A1　60　(2)100　(3)无 14．(8分)(1)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S应接____________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大。 (2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下： ①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上； ②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处； ③把红表笔与待测电压表____________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小； ④换用____________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值； ⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。 (3)实验中(如图)某同学读出欧姆表的读数为____________ Ω，这时电压表读数为____________ V。 (4)请你计算欧姆表内部电源电动势为__________ V。(保留两位有效数字) 解析　(1)当作电流表使用时，电阻应和表头并联分流，故连接1和2时为电流表，根据欧姆定律可知并联支路的电压相等，并联支路的电阻越大，分流越小，故当接1时量程最大。 (2)③根据“红进黑出”原理，即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极；④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转，故欧姆表指针偏转很小，说明被测电阻大，挡位应提升一级，即换×1 k的测量。 (3)欧姆表的读数为RV＝40.0×1000＝4.0×104 Ω；电压表分度值为0.1 V，故读数为2.20 V。 (4)根据(3)采用的挡位可知中值电阻即欧姆表内阻为r＝1.5×104 Ω，根据闭合回路欧姆定律可得2.2＝E＝E，解得E≈3.0 V。 答案　(1)1　(2)③负　④×1 k　(3)4.0×104　2.20　(4)3.0 15.(7分)如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.4 Ω的电动机，R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V，当开关S断开时，理想电流表的示数I1＝1.6 A，当开关S闭合时，理想电流表的示数为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总功率。 解析　(1)S断开时，电源与定值电阻构成串联回路，E＝I1(R＋r)，电源内阻r＝－R＝1 Ω。 (2)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U＝E－I2r＝36 V，通过定值电阻的电流I2′＝＝1.5 A， 通过电动机的电流I2″＝I2－I2′＝2.5 A。 电动机消耗的总功率即电动机的电功率， P＝UI2″＝90 W。 答案　(1)1 Ω　(2)2.5 Ω　90 W 16．(9分)如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝12 Ω，R3＝4 Ω，C为水平放置的平行板电容器，其电容C＝2×10－6F。求： (1)平行板电容器所带的电荷量Q； (2)电阻R2消耗的电功率P2。 解析　(1)电阻R2与R3并联后与R1串联，电容器两极板间电压等于R2两端的电压，得 R23＝ 由闭合电路欧姆定律得I＝ 由欧姆定律得U2＝IR23 平行板电容器所带的电荷量为Q＝CU2 解得Q＝9×10－6 C。 (2)电阻R2消耗的热功率为P2＝ 解得P2＝ W。 答案　(1)9×10－6 C　(2) W 17．(14分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3 为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求： (1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值。 解析　(1)由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，结合题图乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr， 代入数据，联立解得E＝20 V，r＝20 Ω。 (2)当P滑到R3的右端时，R1被短路，电路参数对应题图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A， 得R2＝＝5 Ω。 (3)当P滑到R3的左端时， 由题图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A， 所以R外＝＝80 Ω。 因为R外＝＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300 Ω。 答案　(1)20 V 　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 18．(16分)如图所示的电路，电源电动势E＝30 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝8 Ω，R2＝8 Ω，R3＝4 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝6.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长l＝0.1 m，两极板的间距d＝0.01 m。 (1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R3的总电荷量； (2)若开关S闭合时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入平行板电容器C的电场中，刚好沿虚线做匀速直线运动。问：当开关S断开后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入平行板电容器C的电场中，能否从平行板电容器C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，重力加速度g取10 m/s2) 解析　(1)S断开时，电阻R2两端电压为U2＝E＝24 V S闭合后，外电阻为R＝＝4 Ω 路端电压为U＝E＝20 V 电阻R2两端电压为U′2＝U＝20 V 则流过R3的总电荷量为ΔQ＝C(U2－U2′)＝2.4×10－11 C 故流过R3的总电荷量为2.4×10－11 C。 (2)设微粒质量为m，电荷量为q。当开关S闭合时，有＝mg 当开关S断开后，设微粒加速度大小为a，则 －mg＝ma，解得a＝2 m/s2 假设微粒能从电容器的电场中射出，水平方向有t＝＝0.05 s 竖直方向y＝at2＝2.5×10－3 m＜＝5×10－3 m 故微粒能从平行板电容器的电场中射出。 答案　(1)2.4×10－11 C　(2)能 学科网（北京）股份有限公司 $