章末检测试卷(第二章 电路及其应用)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（教科版）

本讲义聚焦高中物理恒定电流章节核心知识，系统梳理电功、电功率、焦耳定律的辨析，U-I图像分析，多用电表改装，含容电路动态分析，电源电动势与内阻测量等内容，构建从基础概念到综合应用的完整学习支架。 资料以生活实例（如扫地机器人、共享电动车）为载体，强化物理观念中的能量与相互作用观念，通过实验题（多用电表、电动势测量）培养科学探究能力，图像分析题（U-I交点）锻炼科学思维的模型建构与推理，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，提升综合应用能力。

章末检测试卷(第二章) (满分：100分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是(　　) A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B.W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UI>I2R D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路 答案　A 解析　电功率公式P=，表示电功率越大，电流做功越快，对于一段电路，有P=IU，则焦耳热Q=()2Rt，可见Q与P、U、t、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错误；W=UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I=、W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路，B正确；在非纯电阻电路中，W=Q+W其他，所以W>Q，故UI>I2R，C正确；Q=I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D正确。 题点　电功和电功率的定义　电功和电热的比较 2.(来自教材)一个标有“220 V　60 W”的白炽灯泡，两端的电压由零逐渐增大到220 V。在此过程中，灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I的关系图线是图中的哪一个？(　　) 答案　B 解析　由题意可知白炽灯泡上的电压U由零逐渐增大到220 V时，白炽灯泡的温度不断升高，电阻变大，由电阻的定义式R=，可知电阻等于图线上的点与坐标原点连线的斜率，电阻一直增大，斜率一直增大，故B正确。 题点　U-I图像及应用 3.如图所示，某扫地机器人额定功率为25 W，额定工作电压为10 V，正常工作时电机输出的功率为20 W，锂电池容量为5 000 mA·h，当锂电池剩余电量约为总容量的20%时，扫地机器人就自动回座机充电。则下列说法正确的是(　　) A.扫地机器人的电阻约为4 Ω B.扫地机器人正常工作时的电流是2 A C.题中mA·h是电能的单位 D.扫地机器人充满电后一次工作时间约为1.6 h 答案　D 解析　由于扫地机器人内部不是纯电阻，故根据题中信息得不出其电阻大小，故A错误；扫地机器人正常工作时的电流是I== A=2.5 A，故B错误；mA·h是电池储存的电荷量的单位，故C错误；扫地机器人充满电后一次工作时间约为t== h=1.6 h，故D正确。 4.(2024·四川省合江县马街中学高二期末)某同学用一个微安表头(量程1 mA，内阻90 Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10 mA和电压3 V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值(　　) A.R1=100 Ω，R2=300 Ω B.R1=10 Ω，R2=291 Ω C.R1=100 Ω，R2=291 Ω D.R1=10 Ω，R2=300 Ω 答案　B 解析　当接O、a接线柱时改装为电流表，根据并联电路特点得IgRg=(I-Ig)R1 代入数据解得R1== Ω=10 Ω 当接O、b接线柱时改装为电压表，根据串联电路特点得IgRg+IR2=U 解得R2== Ω=291 Ω，故选B。 题点　同一表头改成电压表和电流表的综合分析 5.如图所示的U-I图像中，一条为电源的U-I图线，一条为定值电阻的U-I图线，若将该电源与定值电阻构成闭合回路，下列说法正确的是(　　) A.电源的电动势为1.2 V B.电源的输出功率为0.6 W C.定值电阻的阻值为0.42 Ω D.电源的内阻为1 Ω 答案　B 解析　根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir，结合图线b有E=1.5 V，r= Ω=0.6 Ω，故A、D错误；两图线的交点为电路的工作状态，则电源的输出功率为P=UI=1.2×0.5 W=0.6 W，故B正确；根据图线a可知，定值电阻的阻值为R== Ω=2.4 Ω，故C错误。 6.(2024·四川省华阳中学高二月考)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器；开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是(　　) A.灯泡L变亮 B.电容器C的带电荷量将增大 C.R0两端的电压减小 D.电源的总功率变大 答案　B 解析　当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路总电流减小，灯泡L变暗；路端电压增大，电容器的电压等于路端电压，则由Q=CU知，电容器C的带电荷量增大，选项A错误，B正确； 电路稳定后电容器相当于断路，R0两端的电压始终等于0，不变，C错误； 电源的总功率P=EI，电流减小，所以电源的总功率变小，D错误。 题点　含容电路中电压电荷量的分析 7.如图甲所示电路，电源电动势E=12 V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9 V，其I-U特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。则(　　) A.灯泡L的阻值随电流的增大而减小 B.灯泡L消耗电功率的最小值是4 W C.滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6 Ω D.灯泡L的额定功率为13.5 W 答案　D 解析　I-U图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，则灯泡L的阻值随电流的增大而增大，所以A错误；由题图乙可知，U=9 V时，电流等于1.5 A，则灯泡的额定功率为P=UI=9×1.5 W=13.5 W，所以D正确；由R== Ω=2 Ω，则滑动变阻器接入电路的阻值至少为2 Ω，所以C错误；当滑动变阻器R为最大阻值10 Ω时，回路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，此时灯泡两端的电压为U=E-IR=12-10I，在I-U图线中作出该直线，如图所示，两线的交点坐标就是灯泡的实际电压、电流，则此时灯泡的最小电功率为Pmin=UminImin=2×1.0 W=2 W，所以B错误。 题点　电阻U-I图像与电源U-I图像交点问题 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.(2025·泸州市泸县第五中学高二月考)在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别为电阻Rb、Rc的电压与电流关系。现将电阻Rb、Rc并联后接在该电源的两端组成闭合回路。则(　　) A.通过Rb、Rc的电流之比为1∶2 B.Rb、Rc两电阻的功率之比为2∶1 C.该电源的输出功率为4.32 W D.该电源的输出功率为6.48 W 答案　AC 解析　由题图可知Rb= Ω=4 Ω，Rc= Ω=2 Ω， 则Rb∶Rc=2∶1，Rb与Rc并联，则电流与电阻成反比，即Ib∶Ic=1∶2，故A正确； 根据P=得Pb∶Pc=1∶2，故B错误； 由题图可知，电源的电动势和内阻为E=6 V， r= Ω=2 Ω， Rb与Rc并联的阻值为R== Ω 该电源的输出功率为P=R=4.32 W，故C正确，D错误。 题点　电阻U-I与电源U-I图像问题 9.(2024·眉山市高二期末)如图所示， A、B为竖直放置的两块正对金属板，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球(可视为点电荷)，电源电动势为E，内阻为r，光敏电阻R1的阻值随所受光照强度的增大而减小，R2是定值电阻且R2<r，R3为滑动变阻器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。当光照减弱时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是(　　) A.电压表V1、V2示数均增加，电流表A的示数减小 B.电源的输出功率一定变大 C.将R3的滑动触头P向a端移动，则θ变小 D.断开开关S后有向右的电流通过R1，且θ变小 答案　AD 解析　当光照减弱时，光敏电阻R1的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，电流表A的示数减小，内阻r和定值电阻R2两端的电压减小，电压表V1、V2示数均增加，故A正确； 当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，若一开始外电阻大于电源内阻，当光照减弱时，光敏电阻R1的阻值增大，电路总电阻增大，电源的输出功率变小，故B错误； 将R3的滑动触头P向a端移动，电容器两极板间的电势差不变，电容器两极板间的电场强度不变，小球受到的电场力不变，θ不变，故C错误； 断开开关S后，电容器放电， A板带正电，则有向右的电流通过R1，电容器两极板间的电势差减小，电容器两极板间的电场强度减小，小球受到的电场力减小，θ变小，故D正确。 题点　含电容电路中电容中含有液滴或小球的分析 10.(2025·攀枝花市高二期中)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0=4 Ω连接成闭合回路，如图甲所示。测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A.电源内阻r=1 Ω B.电源电动势E=30 V C.定值电阻R0功率最大时，电阻箱R=1 Ω D.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为90% 答案　AD 解析　根据题图乙，由电阻箱所消耗功率最大的条件，可知此时满足R=R0+r，可知电源内阻r=1 Ω，故A正确；由Pmax=，解得E=20 V，故B错误；由P=I2R0=()2R0可知，当R=0时，定值电阻R0功率最大，故C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率η=×100%=90%，故D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分)(2025·成都市高二期中)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题： (1)(4分)使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至电阻挡“×100”挡，经正确操作后指针指示位置如图甲中a所示。为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择电阻挡　　　(选填“×10”或“×1k”)挡；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示位置如图甲中b所示，则待测电阻为　　　　 Ω。  (2)(4分)图乙是某多用电表电阻挡内部电路示意图。其中，电流表满偏电流为3 mA、内阻忽略不计；电池电动势为1.5 V、内阻忽略不计。 ①该电阻表的两只表笔中，　　　　(选填“A”或“B”)是红表笔。  ②调零后当表头指针示数为1 mA时，电阻表的刻度盘应该标为　　　　 Ω。  答案　(1)×1k　15 000或1.5×104　(2)①A　②1 000或1×103 解析　(1)将选择开关拨至电阻挡“×100”挡，指针指示题图甲中a时，指针偏转过小，示数太大，为了减小示数，则必须增大倍率，即电阻挡的倍率要调到“×1k”；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如题图甲中b，则待测电阻Rx=15×1 000 Ω=15 000 Ω。 (2)①由于电阻表与其他挡位的表是共用表头的，所以电阻表的内接电源的正极必与表头的+接线柱相接，电流要求从+接线柱(即红表笔)流进，所以A是红表笔，B是黑表笔； ②调零时，电流表满偏，根据欧姆定律E=IgR0 解得R0=500 Ω 当指针指在I1=1 mA=0.001 A时，根据欧姆定律E=I1(R0+Rx') 解得此时的外接电阻，即电阻表的刻度盘应该标为Rx'=1 000 Ω。 12.(8分)(2024·达州市高二期末)为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池E(电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω) ②电流表G(满偏电流3.0 mA、内阻为10 Ω) ③电流表A(量程0~0.60 A、内阻约为0.1 Ω) ④滑动变阻器R1(0~20 Ω、2 A) ⑤滑动变阻器R2(0~1 000 Ω，1 A) ⑥定值电阻R3=990 Ω ⑦开关和导线若干 (1)(1分)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是　　　　(选填器材前的序号)；  (2)(2分)把电流表G改装成电压表，需要把它与R3　　　　联，改装后的量程是　　　　 V；  (3)(1分)在图甲所示的虚线框中画出实验电路原理图，并注明器材代号； (4)(4分)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表 A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E=　　　　 V，内电阻r=　　　　 Ω。(结果均保留两位小数)  答案　(1)④　(2)串　3　(3)见解析图　(4)1.45　0.90 解析　(1)因电源的内阻较小，为了多测几组实验数据，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选择R1，即选④。 (2)为了将电流表G改装成电压表，需要把它与R3串联， 改装后的量程为U=IGRG+IGR3=3 V。 (3)上述器材中没有电压表，将电流表G与电阻R3串联改装成电压表，用电流表A测电路电流，滑动变阻器串联接入电路，实验电路图如图所示。 (4)根据闭合电路欧姆定律得I1(R3+RG)=E-I2r 即I1=- 根据题图乙可知1.45×10-3= 解得E=1.45 V，=0.9×10-3，解得r=0.90 Ω。 题点　伏安法测电源电动势和内阻 13.(10分)如图所示，电源电动势E=8 V，内阻r=1 Ω，电阻R1、R2与R3的阻值均为2 Ω，电容器电容C=1 nF，求： (1)(5分)通过R3的电流I； (2)(5分)电容器的电荷量Q。(1 nF=10-9 F) 答案　(1)1 A　(2)6×10-9 C 解析　(1)由于电容不通直流，R2与R3并联再与R1串联，依据串并联电阻的特点可得 R总=+R1+r=4 Ω 由闭合电路欧姆定律得2I==2 A 解得通过R3的电流为I=1 A (2)根据闭合电路欧姆定律可得路端电压U=E-2Ir=8 V-2×1×1 V=6 V，故电容器的电荷量为Q=CU=6×10-9 C。 题点　测金属丝电阻率实验原理及操作、实验数据处理 14.(12分)(2024·眉山市仁寿县高二期末)共享电动自行车大大方便了居民的出行，同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息，该电动车的电源电动势E=40 V，内阻r=1 Ω，电动机的内阻为RM=0.8 Ω，车灯电阻R=24 Ω(不变)，电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时，电流表示数为I=4 A，此时电动机正常工作。求： (1)(3分)当只有S1接通时，电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1； (2)(3分)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P； (3)(6分)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。 答案　(1)1.6 A　38.4 V　(2)160 W　144 W　(3)85 W 解析　(1)只接通S1时，由闭合电路欧姆定律可得I1==1.6 A 车灯的两端电压U1=E-I1r=38.4 V (2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE=EI=160 W 电源的输出功率P=PE-I2r=144 W (3)S1、S2都接通时，路端电压为U=E-Ir=36 V 电动机中的电流为IM=I-=2.5 A 电动机消耗的功率为PM=UIM=90 W 电动机的发热功率为PM热=RM=5 W 电动机的输出功率为P出=PM-PM热=85 W。 题点　含有电动机电路综合计算 15.(16分)如图所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 (1)(4分)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线？ (2)(4分)定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少？ (3)(4分)求出电源的电动势和内阻。 (4)(4分)滑动变阻器的最大功率是多少？ 答案　(1)V1对应AC　V2对应BC (2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω　(4)4 W 解析　(1)由题图分析可得V1测R0两端电压对应AC，V2测路端电压对应BC (2)由题意得R0== Ω=3 Ω 当滑动变阻器取最大值时， 电流最小Imin=0.5 A 而UR=U2-U1=7.5 V-1.5 V=6 V 所以Rmax== Ω=12 Ω (3)根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是U2=E-Ir 所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，即 r== Ω=1 Ω 所以E=U2+Ir=7.5 V+0.5×1 V=8 V (4)当R=R0+r=4 Ω时，滑动变阻器的功率最大，最大功率是Pm== W=4 W。 题点　电阻U-I与电源U-I图像交点问题　电路中关于最大功率的计算判断 学科网（北京）股份有限公司 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