第十一章 电路及其应用 单元测试 2026-2027学年高中物理人教版必修第三册

**基本信息** 本卷为高中物理人教版必修第三册第十一章“电路及其应用”单元测试，以科技前沿情境（如服务型机器人、单层铋薄膜）和实验探究为特色，覆盖电路核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|电阻定律（1题）、电流微观表达式（7题）、传感器应用（4题）|结合机器人技术（2题）、嫦娥六号传感器（4题），体现情境时代性| |多选题|4|电流密度（13题）、电表改装（14题）|综合电路规律与微观模型，考查科学推理| |实验题|2|多用电表设计（17题）、锂电池电动势测量（18题）|注重实验操作与数据处理，培养科学探究能力| |计算题|3|电路功率（19题）、多用电表挡位分析（21题）|综合应用欧姆定律与电阻定律，强化模型建构|

2026-2027学年高中物理人教版必修第三册单元测试 第十一章 电路及其应用 一、单选题 1．一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，已知电流微观式为，其中n为单位体积电子个数，e为元电荷，S为导线横截面积，则下列说法中正确的是(      ) A.此时金属导线的阻值为2R 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 2．近年来，人工智能技术的快速发展给我们的生活带来了巨大变化，如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为。则机器人(      ) A.额定工作电流为20A B.充满电后最长工作时间为2h C.电池充满电后总电量为 D.以额定电流工作时每分钟消耗能量为48J 3．如图所示，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。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.甲表是电流表，R减小时量程减小 B.乙表是电压表，R增大时量程减小 C.丙电路图表示欧姆表，表笔A是黑表笔 D.在乙图中，若改装成的电压表的量程为15V，则 4．嫦娥六号采用了大量的传感器。某金属热电阻和热敏电阻的阻值随温度T变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是(      ) A.金属热电阻不可用来做电阻温度计 B.金属热电阻在温度上升时导电能力增强 C.热敏电阻的阻值随温度变化得不明显 D.它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 5．某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两测量表笔，做成了一个测量电阻的装置。两表笔直接接触时，电流表读数是5 mA，两表笔与200 Ω的电阻连接时，电流表读数是3 mA。现在把表笔与一个未知电阻连接时，电流表读数是2 mA，则该未知电阻阻值是(   ) A.200 Ω B.450 Ω C.600 Ω D.750 Ω 6．二极管具有单向导电性，当正极接电源正极（正接）时二极管导通（电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略），当负极接电源正极（反接）时二极管截止（阻值很大，电流几乎为零）。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作：     操作步骤 现象 1 S闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a，黑表笔分别接 示数分别为0、0、6 V、6 V 2 S闭合，断开导线bc的c端，用c端分别接 灯泡均亮 3 S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c，黑表笔接d 指针有大角度偏转 4 S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d，黑表笔接c 指针有微小偏转 由此可判断(      ) A.同学1的操作说明故障在之间 B.同学2的操作说明故障在之间 C.根据同学1、3的操作即可判断故障是二极管正、负极接错 D.根据同学2、4的操作即可判断故障是二极管已损坏断开 7．如图所示，在水平放置的金属导体中，2s内有个电子向右通过导体某一横截面，已知元电荷。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是(      ) A.0.4A向左 B.0.4A向右 C.0.16A向右 D.0.16A向左 8．如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是(      ) A.样品的电阻率为 B.若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C.若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D.若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 9．如图所示，长方体容器的左右两侧面由导电金属材料制成，其余侧面均为玻璃，现不断向容器内倒入导电溶液，则之间的电阻(      ) A.不断变大 B.不断变小 C.保持不变 D.无法判断变化 10．2025年12月，中国科学家制备的单层金属铋薄膜入选《物理世界》年度“十大科学突破”，其厚度仅为头发丝直径的二十万分之一。如图所示，一张长为L宽为b的单层铋薄膜，其厚度为d（约），室温电导率为（其中），沿长度方向通入电流，则其电阻R的表达式可能为(      ) A. B. C. D. 11．用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，下列表达中不属于用比值法定义物理量的是(      ) A.电势差 B.电容 C.电阻 D.电流强度 12．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为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.ρnev D. 二、多选题 13．从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，导体内有电场，自由电子就会定向移动。现对电路中长度为L的圆柱形金属直导线进行分析：设导线电阻率为，导线内电场强度为E，两端电压为U，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。将导线中电流强度与导线横截面积的比值定义为平均电流密度，其大小用j表示。则下列表达式正确的是(      ) A. B. C. D. 14．某同学用满偏电流、内阻的灵敏电流计和电源等器材制作一多用电表，电路如图所示。已知，该多用电表的电压挡量程为2V，下列判断正确的是(      ) A.该多用电表的电流挡量程为10mA B. C.a为红表笔 D.使用该多用电表测电阻时不需要调零 15．物理学中，常通过两个物理量的比值来表征研究对象的某种固有性质，这种科学的定义方法被称为比值定义法。下列物理量的研究过程中，采用了比值定义法的是(      ) A. B. C. D. 16．甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片，a、b是滑动变阻器的两端，是待测电阻，下列说法正确的是(      ) A.乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路 B.在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 C.甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零 D.要求上电压和电流调节范围比较大时，选择图乙电路连接 三、实验题 17．某电学实验兴趣小组结合物理课本上的多用电表结构示意图及实验室现有器材，设计了如图所示可以当作“”“”两个倍率使用的欧姆表。他们使用到的器材有： 电源E（电动势，内阻忽略不计） 定值电阻、 电流表G（量程为，内阻） 滑动变阻器R（最大阻值为） 单刀双掷开关S (1)按照多用电表的原理，接线柱A端应该接________________表笔（选填“红”或“黑”）； (2)当单刀双掷开关S拨到1端时，欧姆表的倍率为________________（选填“”或“”）；将红黑表笔短接调节电阻R进行欧姆调零，当电流表G满偏时，通过红黑表笔的电流________mA； (3)当欧姆表倍率取“”，将红黑表笔短接进行欧姆调零后电阻________________；然后再A、B之间接入一个电阻后发现电流表偏转，则待测电阻________________ 18．某同学从一个损坏的小台灯中拆出了一节锂电池，为了测量该锂电池的电动势，该同学设计了如图甲所示的电路，选用的器材如下： A.毫安表mA（量程为100mA，内阻为） B.电压表V（量程为3V，内阻很大） C.电阻箱 D.滑动变阻器 E.待测锂电池（电动势标称值为3.0V） F.开关一个、导线若干 （1）由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表，图甲中电阻箱应调整为________________。 （2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表的示数为U，毫安表的示数为I。 （3）描点得到如图乙所示的图像，通过分析可知电源的电动势________V，电源的内阻________________。 （4）用该锂电池、电阻箱和量程为100mA、内阻为的毫安表改装成欧姆表，如图丙所示，表笔B是________________（填“红”或“黑”）表笔，电阻箱应调至________________；正确使用该欧姆表测量某待测电阻，毫安表指针指在50mA处，则被测电阻阻值为________________。 四、计算题 19．如图所示，A为电解槽，N为电炉，当S、闭合、断开时，电流表示数；当S、闭合、断开时，电流表示数.已知电源电动势，电源内阻，电解槽内阻，求： （1）电炉N的电阻. （2）当S、闭合、断开时，电能转化为化学能的功率. 20．如图甲所示的电路中，两个定值电阻串联接在输出电压的恒压电源上，图乙是定值电阻的图线。 （1）求的阻值以及此时两端的电压。 （2）若将另一阻值为的定值电阻并联在两端，此时两端电压是多大？ 21．如图为物理教材中的简易多用电表的电路图。图中E是电池；和是固定电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V 挡和5V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆挡。试通过运算求： (1)两电阻 的阻值各为多少？ (2)两电阻的阻值各为多少？ 参考答案 1．答案：C 解析：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倍，根据电阻定律，分析得到电阻变为原来的4倍，故A错误；根据欧姆定律可知，电流I变为原来的，即为，故B错误；电流的微观表达式，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积S变为原来的倍，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。 2．答案：C 解析：A.根据可知，额定电流为 故A错误； B.机器人的锂电池容量为，即当额定电流下正常工作时，能够工作最长时间为，故B错误； C.电池充满电后总电量为故C正确； D.以额定电流工作时，机器人额定功率为48W，则每分钟消耗能量为 故D错误。 故选C。 3．答案：D 解析：A.甲表是电流表，R减小时分流增大，则电流表的量程增大，故A错误； B.乙表是电压表，R增大时分压增大，则电压表的量程增大，故B错误； C.丙电路图表示欧姆表，表笔B接内部电源的正极，则表笔B是黑表笔，表笔A是红表笔，故C错误； D.在乙图中，若改装成的电压表的量程为15V，则有，故D正确。 故选D。 4．答案：D 解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，这样的金属可以制成温度传感器，称为热电阻，可用来做电阻温度计，故A错误；金属热电阻在温度上升时，电阻变大，导电能力减弱，故B错误；热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，其阻值变化明显，故C错误；金属热电阻和热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确。 5．答案：B 解析：设电源电动势为E，欧姆表的内阻为r，则两表笔直接接触时，有，两表笔与200 Ω的电阻连接时，有，，把表笔与一个未知电阻连接时，有，联立解得，故B正确，ACD错误。 6．答案：C 解析：同学1的操作结果中，电压为零的点为，电压为6 V的点为，说明故障只在之间，选项A错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，阻值很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项D错误。 7．答案：A 解析：根据电流强度的定义，可得电流大小为 电子向右运动，则电流方向向左。 故选A。 8．答案：B 解析：A.通过样品的热功率 可得样品沿C、D方向的电阻为 根据电阻定律有 解得，故A错误； B.样品沿A、B方向的电阻为 若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为，故B正确； C.若在C、D间加上电压U，通过样品的电流为 由电流的微观表达式 可得，故C错误； D.若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压，故D错误。 故选B。 9．答案：B 解析：根据，则当不断向容器内倒入导电溶液，液体的横截面积变大，可知ab间电阻减小。 故选B。 10．答案：A 解析：从电导率单位表达可知，电导率为电阻率的倒数，再根据电阻定律 可得电阻。 故选A。 11．答案：B 解析：A.电势差 采用W与q的比值定义的，属于比值法定义，A不符合题意； B.电容 为电容器的决定式，不属于比值定义法，B符合题意； C.导体电阻 采用电压U与电流I的比值定义的，属于比值法定义，C不符合题意； D.电流强度 采用q与t的比值定义的，属于比值法定义，D不符合题意。 故选B。 12．答案：C 解析：，，，，联立得，故选C。 13．答案：AD 解析：A.电流的微观表达式为 则平均电流密度为，故A正确； BCD.根据电阻定律有，又，， 求得，，，故BC错误，D正确。 故选AD。 14．答案：AC 解析：A.根据电表的改装原理可得，故A正确； B.多用电表的电压挡量程为，则 代入数据解得，故B错误； C.由于b接电源正极，电流从正极流出，则b为黑表笔，a为红表笔，故C正确； D.使用该多用电表测电阻时首先需要进行机械调零，选择合适的倍率后再进行欧姆调零，故D错误。 故选AC。 15．答案：AD 解析：A.电阻反映导体对电流的阻碍作用，与电流和电压无关，采用了比值定义法。故A正确； B.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面有关。是决定式。故B错误； CD.电容反映电容器储存电荷的能力，与有关，与无关。是决定式，定义式。故C错误，D正确。 故选AD。 16．答案：BD 解析：A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法，是一上两下共有三个接线柱连入电路，A错误； B.在闭合开关测量前，甲图中滑动变阻器应该全部接入电路，滑片P应置于b端，乙图中两端的电压应该从零开始变化，滑片P也应置于b端，B正确； C.图甲属于限流式接法，滑片滑到b时，待测电阻两端的电压最小，但无法调节到零，C错误； D.乙图中电压和电流都可以从零开始，而甲图中电压和电流都无法调节到零，故图乙的电压和电流调节范围较大，故D正确。 故选BD。 17．答案：(1)红 (2)；10 (3)1401；500 解析：（1）红表笔与内部电源的负极相连，黑表笔与内部电源的正极相连，故接线柱A端应与红表笔相连。 （2）当单刀双掷开关拨到1端时，电流表的量程较大，故调零时欧姆表的内电阻较小，即欧姆表的中值电阻也较小，测量待测电阻时的量程较小，倍率为较小的“”。 S拨到1端，则有： 解得： 即当电流表G满偏时，通过红黑表笔的电流为10mA。 （3）当欧姆表倍率取“”，即单刀双掷开关拨到2端时，欧姆调零的电阻为R，则有 解得 当欧姆表倍率取“”，干路电流为 此时欧姆表内阻为 当指针指到处时，电路的总电流为，总电阻为短接时的倍，即，故待测电阻为 18．答案：1.0；2.4；0.7;黑；13.3；24 解析：（1）根据串并联特点，改装后电流表的读数 解得，即图甲中电阻箱应调整为。 （3）毫安表mA与电阻箱并联后的电阻为 则根据闭合回路欧姆定律有 结合图像有，，可得 （4）欧姆表中电流由红表笔流入，黑表笔流出，由图丙可知，表笔B是黑表笔 欧姆调零时，根据闭合回路欧姆定律有 解得 由闭合回路欧姆定律有 解得。 19．答案：（1） （2） 解析：（1）根据闭合电路欧姆定律， 解得. （2）电源功率， 热功率， 电能转化为化学能的功率， 解得. 20．答案：（1） （2）2.4 V 解析：（1）在题图乙中，图线的斜率表示电阻的阻值，可得 串联接在输出电压的恒压电源上，通过它们的电流相等，则有 又 联立解得 （2）并联在两端，并联总电阻为 根据串联电路电流相等，有 又 联立解得 21．答案：(1)，；(2)， 解析：(1)B端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图所示 由电表的改装原理可知B端与“2”相连时，有 将 和 代入上面式子 解得 (2)B端与“4”相连时，如图所示 多用电表为直流电压1V挡，表头并联部分电阻 解得 同理B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5V挡，则 解得 学科网（北京）股份有限公司 $