第十一章 电路及其应用 单元测试题-2025-2026学年高二下学期人教版物理必修第三册

人教版高二物理必修第三册第十一章电路及其应用单元测试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图为某手机电池背面印有一些符号，下列说法正确的是（　　） A．“毫安时”（mA·h）是电能的单位 B．该电池充满电可提供的电能为7.2J C．该电池放电时能输出的总电荷量为7200C D．若该手机的待机电流为10mA，则最多可待机100小时 2．如图所示，一根长度为L，横截面积为S的金属导体棒，且该金属材料的电阻率为。金属导体棒内单位长度自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，电流表（）和（）是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（　　） A．、的读数之比为 B．、的读数之比为 C．、的指针偏转角度之比为 D．、的指针偏转角度之比为 4．2026年1月5日，“S2000浮空风力发电系统”在四川宜宾实验成功，并完成了并网发电测试。S2000浮空风力发电系统看起来像一个巨大的银白色飞艇，利用体内近2万立方米的氦气产生的浮力，将设备托举至2000米高空。独特的环翼结构像“聚风喇叭”一样，将高空的风聚集并加速，推动内置的轻量化发电机旋转。内部共有12组发电机组，每组安装了三台100kW的发电机。它通过一根集成了高压电缆的系留缆绳，将电能传输回地面，同时这根缆绳也负责传输数据和固定位置。对于风力发电机，下列说法正确的是（　　） A．高空的风速约为地面的3倍，动能更大，相同效率的风力发电机组，高空上的风力发电功率理论上是地面发电功率的9倍 B．发电时空中电站受到重力、浮力、水平风力三个力的作用 C．若所有发电机组满功率发电，则整个系统一天产生电能约为焦耳 D．若其年平均发电功率1.5MW，则一年可发电约为度 5．如图所示的图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．R的阻值为0.25Ω B．电源的内阻为0.5Ω C．电源的输出功率为9W D．电源的效率为66.7% 6．如图所示是多用电表内部结构示意图，图中E为电源，、、、和是固定电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为，内阻为900Ω。虚线方框内为换挡开关，甲端与乙端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位有直流电流1mA挡和10mA挡、欧姆挡、直流电压1V挡和5V挡，下列说法正确的是（　　） A．甲接红表笔，乙接黑表笔 B．开关接1时为直流电流1mA挡 C．根据题目给出的条件可得 D．根据题目给出的条件可得 7．如图所示，直流电路中电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，已知，电容器电容为C。现闭合，断开，下列说法正确的是（　　） A．将滑片逐渐向左滑动，电压表示数U增大，电流表示数减小 B．将滑片逐渐向左滑动，电容器两端电势差保持不变 C．将滑片逐渐向左滑动，的功率一定减小 D．滑片置于中点，闭合，电容器两端电压减小 8．如图所示为用充电宝给一手机电池充电的等效电路，在充电开始后的10分钟内，充电宝的输出电压为6V、输出电流为0.5A，手机电池的内阻为0.1Ω，则这段时间内（　　） A．充电宝输出的电功率为3W B．充电宝产生的热功率为0.25W C．手机电池产生的焦耳热为15J D．手机电池储存的化学能为1800J 9．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是（　　） A．其中是供加热用的电阻丝 B．当开关K接通时电饭锅为保温状态，K断开时为加热状态 C．要使在保温状态时的功率为加热状态的，与的阻值之比应为 D．要使在保温状态时的功率为加热状态的，与的阻值之比应为 10．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，已知灵敏电流表的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（　　） A．甲图是电流表，R增大时量程增大 B．乙图是电压表，R增大时量程增大 C．在甲图中，若改装成的电流表的量程为0.6A，则 D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11．小红想设计一个测金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：螺旋测微器、游标卡尺、多用电表。 (1)如图1，用螺旋测微器测金属棒直径d为________mm；如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度L为________mm。 (2)小红用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×100”倍率时发现指针偏转角度过大，此时需换用________倍率的电阻挡（填“×1k”或“×10”），并重新进行欧姆调零后再进行测量，表盘的示数如图所示，则金属棒的阻值约为________Ω (3)为更精确地测量其电阻，小红决定用伏安法测电阻，实验器材如下： 直流电源：电动势约3V，内阻很小； 电流表A1：量程0～50mA，内阻为25Ω； 电流表A2：量程0～0.6A，内阻为1Ω； 电压表V：量程0～3V，内阻约为3kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值20Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值2kΩ； 开关、导线等． 那么在测金属棒的电阻时，要求电压可以从零开始变化，且准确的测量出电阻的阻值，电流表应该选________（填“A1”或“A2”），滑动变阻器应该选________（填“R1”或“R2”），电路图应该选下图中的________（填“A、B、C、D”代号）。 A．B．C．D． (4)该金属棒电阻率的表达式为ρ=________（用U、I、RA、d、L表示）。 12．小福同学通过实验测量一电源的电动势和内阻可供使用的器材有： 待测电源（电动势E约2V） 电压表V（量程，内阻约为） 电流表A（量程，内阻约为） 滑动变阻器R 开关S (1)为使电动势和内阻的测量结果都尽可能准确，小福同学将以上器材组成如图甲所示的电路，请在图中用笔画线代替导线，将实物电路补充完整__________。 (2)正确连接电路后，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出图像，如图乙所示。根据图线求得电动势________V，内阻________。（结果均保留两位有效数字） (3)由于电表的内阻不能忽略，导致电源的电动势与内阻的测量值与真实值之间存在误差，本次实验中，根据实验数据作出的图线用实线表示，真实的路端电压随干路电流变化图线用虚线表示，则下列图像正确的是________。 A． B． C． D． (4)现有两个相同规格的小灯泡和，此种灯泡的特性曲线如图丙所示，将它们并联后与本次实验所用电源串联，如图丁所示，则灯泡的实际功率约为________W（结果保留两位有效数字）。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图1所示，某扫地机器人使用直流电动机驱动刷盘清扫地面，图2为其原理示意图。电动机的参数如下：额定电压U=14.4V，线圈内阻。当电动机空载（刷盘未接触地面）时，电动机两端电压为14.4V，电流I1=0.5A．当刷盘紧贴地面清扫时，电动机两端电压仍为14.4V，电流变为I2=4A。 (1)求电动机空载时的机械功率P1机和清扫时的机械功率P2机； (2)已知电动机的机械功率P机与电流I和转速n成正比，即P机=kIn，电动机空载时的转速为n1=100r/s，当刷盘紧贴地面清扫时，由于摩擦阻力增大，电动机转速下降，求此时电动机的转速n2。 14．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻，电炉电阻，电解槽电阻，当闭合、断开时，电炉消耗功率为525W，、都闭合时，电炉消耗功率为336W（电炉电阻可看作不变），试求： (1)电源的电动势； (2)、闭合时，流过电解槽的电流大小； (3)、闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率（结果保留三位有效数字）。 15．在图甲的电路中，是可变电阻，，电源电动势为E，内阻为r。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U—I图像如图乙中AB所示，求： (1)电源的电动势E和内阻r； (2)可变电阻的最大功率； (3)电源的最大输出功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 《人教版高二物理必修第三册第十一章电路及其应用单元测试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B D D C D AC AC BCD 1．C 【详解】A．根据，毫安时（）是电流×时间，是电荷量的单位，不是电能单位，A错误； B．充满电的总电能，电荷量 因此 ，B错误； C．由上述计算，该电池放电可输出的总电荷量 ，C正确； D．待机时间 ，D错误。 故选 C。 2．D 【详解】根据电流的微观定义式有 根据电阻的定义式有 根据欧姆定律有 则金属棒内的电场强度大小 解得 故选D。 3．B 【详解】AB．两电流表由两个相同的电流计改装而成，根据电流表改装原理可知改装后电流表内阻为 则、的内阻之比为 两电流表并联，则电压相等，电流与电阻成反比，所以、的读数之比为，故A错误，B正确； CD．电流表改装是将定值电阻与表头并联，由电路图可知，、的两个表头为并联关系，两个表头两端电压相等，通过两个表头的电流相等，则、的指针偏转角度之比为，故CD错误。 故选B。 4．D 【详解】A．设风速为v，密度为，发电机叶面的面积为S，t时间内冲击发电机叶面空气的质量为m，空气的动能全部转化为叶面的动能用来发电，则有 则发电机的输出功率即 由于高空风速约为地面的3倍，则该系统的输出功率是传统风力发电机的27倍，故A错误； B．空中电站除重力、浮力、水平风力外，还受到系留缆绳的拉力作用，共4个力，故B错误； C．总满功率 一天产生电能，故C错误； D．1.5MW=1500kW，一年发电量 W=1500kW×365×24h≈1.3×107kWh=1.3×107度，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．R的阻值为，A错误； B．电源的内阻为，B错误； C．输出功率为，C错误； D．电源的效率为，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．多用电表的表笔规则是红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极。所以由题图可知，甲接黑表笔，乙接红表笔，故A错误； B．直流电流挡分为1mA和10mA，由题图可知，当开关接1时分流电阻较小，则电流较大，量程较大，所以开关接1时为直流电流10mA挡，故B错误； C．当接2时应为直流电流1mA挡，根据串、并联电路规律可知 当开关接4时为电压挡，因串联的电阻较小，故应为量程1V的电压表。此时电流计与、并联后再与串联，即改装后的1mA的电流表与串联后改装成电压表，则根据串、并联电路的规律可知 所以，故C正确； D．开关接1时为直流电流10mA挡，则根据串、并联电路的规律有 解得，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．当闭合、断开并且电路稳定时，电容器支路无电流，外电路只有与串联。设滑动变阻器接入电路的电阻为，则总电流为 滑片逐渐向左滑动时，接入电路的减小，所以增大，而不是减小。电压表测的是路端电压，因此 随着减小，也减小，而不是增大，故A错误。 B．在断开且电路稳定时，电容器支路中无电流，因此上电压为零，电容器两端电压等于路端电压，即 当滑片向左滑动时，减小，所以也随之减小，不会保持不变，故B错误。 C．滑动变阻器的功率为 当 时，随增大而增大；当时，随增大而减小。因此，当滑片向左滑动、减小时，的功率不一定减小，故C错误。 D．设滑片置于中点时，接入电路的滑动变阻器电阻为。闭合重新稳定后，电容器两端电压等于两端的电压，闭合前，电容器电压等于路端电压，显然闭合后，电路重新稳定时电容器两端电压减小,故D正确。 故选D。 8．AC 【详解】A．充电宝输出功率，A正确； B．充电宝内阻未知，无法求其热功率，B错误； C．手机产生焦耳热，C正确； D．手机电池储存的化学能，D错误。 故选AC。 9．AC 【详解】电饭锅的工作状态由电路功率决定：，电压恒定，总电阻越小，功率越大（加热状态）；总电阻越大，功率越小（保温状态）。 AB．开关K接通时，被短路，电路只有，总电阻最小，功率最大，处于加热状态；开关K断开时，与串联，总电阻增大，功率减小，处于保温状态。因此是加热用的电阻丝。A正确，B错误。 CD．设电源电压为，加热状态（K接通）：短路，两端电压为，功率 保温状态（K断开）：与串联，电路电流 的功率 根据题意 联立解得，C正确，D错误。 故选AC。 10．BCD 【详解】A．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联，利用并联电阻的分流，改装成安培表； 安培表的量程，可知当R减小时量程I增大，故A错误； B．乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表； 电压表的量程U=Ig（Rg+R），可知R增大时量程增大，故B正确； C．由公式知，在甲图中，若改装成的电流表的量程为0.6A，则，C正确； D．由公式U=Ig（Rg+R）知，在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则R=1200Ω，D正确。 故选BCD。 11．(1) 3.191/3.190 102.30 (2) ×10 70 (3) A1 R1 D (4) 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图1可知金属棒直径为 [2]20分度游标卡尺的精确值为，由图2可知金属棒长度为 （2）[1][2]小红用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×100”倍率时发现指针偏转角度过大，说明金属棒的阻值相对所选倍率较小，则应换用×10倍率的电阻挡，并重新进行欧姆调零后再进行测量，表盘的示数如图所示，则金属棒的阻值约为 （3）[1]由于 所以电流表应该选A1； [2]要求电压可以从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的R1； [3]由于电流表内阻已知，所以电流表应采用内接法，故电路图应该选D。 （4）根据电阻定律可得 根据图D和欧姆定律可得 联立解得该金属棒电阻率的表达式为 12．(1) (2) 2.1 4.2 (3)C (4)0.11 【详解】（1）根据图乙，判断电源内阻较小，电路连接如下图 （2）[1][2]根据 结合图乙的直线斜率及截距可知电动势 内阻。 （3）由于电压表的分流作用，电流表示数小于通过电源的电流，但是短路电流不变 故选C。 （4）设通过、的电流均为I，由闭合电路欧姆定律有 即 做出图像，如图所示 与灯泡伏安特性曲线交点为（0.6V，0.18A）即为工作状态下的电压和电流，功率 13．(1)， (2) 【详解】（1）当电动机空载时，电压，电流，线圈内阻，则总功率 热功率 机械功率 清扫时，电压，电流，则总功率 热功率 机械功率为 （2）根据 可得 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）当S1闭合，S2断开时，电炉功率为，电炉中电流为 根据闭合电路欧姆定律可知，电源电动势为 （2）当S1、S2都闭合时，电炉功率为，电炉中电流为 电炉路端电压为 通过电源的电流为 通过电解槽的电流为 （3）电解槽消耗的电功率为 电解槽电阻消耗的热功率为 电解槽中电能转化成化学能的功率为 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律 把图乙中 、 ，代入得 已知 ，解得 （2）将和电源内阻r等效为新电源的内阻，等效内阻 ，等效电动势仍为。 根据电源输出功率规律当外电阻等于等效内阻时，外电阻功率最大，即 时​功率最大 （3）当外电阻越接近内阻r，电源输出功率越大。 本题中 ，因此 当时，​最小，最接近r，电源输出功率最大 【点睛】设电路的外电阻为，电源的输出功率 当内外电阻相同，即时，电源的输出功率最大。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $