第十二章 电能 能量守恒定律 章末检测试卷(四)（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（人教版）

该高中物理课件聚焦第十二章电路核心知识，涵盖闭合电路欧姆定律、电源电动势与内阻、电路动态分析及实验探究，通过实际电路问题导入，衔接电动势概念、串并联规律至实验测量，构建“概念-规律-应用”学习支架。 其亮点是结合酒精测试仪、电动自行车等生活情境，以科学推理分析电路动态，实验题（如多用电表使用、电动势测量）培养科学探究能力。注重物理观念深化与科学思维训练，助力学生巩固知识，教师可高效检测教学效果。

章末检测试卷(四) 第 十 二 章 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A D D B D D AD 题号 9 10 11 12 答案 AD BC (1)×1k　15 000或1.5×104　 (2)①A　②1 000或1×103 (1)A1　R2　 (2)见解析图　右　(3)B　(4)1.40　0.40 题号 13 14 15 答案 (1)1 A　(2)6×10-9 C (1)8 Ω　20 Ω　(2)12 W　60%　(3)12.5 W　6 Ω (1)1.6 A　38.4 V　(2)144 W　85 W 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 一、单项选择题 1.(2024·濮阳市高二联考)关于电源、电流与电动势，以下说法正确的是 A.同一太阳能电池接入不同的电路中，外电路变化时，电动势E一定变化 B.常用的1号、2号、3号、5号、7号干电池的电动势随号数的增大而增大 C.某电池板不接负载时的电压是0.8 V，短路电流是0.04 A，则内阻为20 Ω D.某太阳能充电器标有2 600 mA·h，此物理量越大，则充电电流越大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 电池电动势E由电池内部非静电力做功的特性决定，跟外电路无关，故A错误； 常用的1号、2号、3号、5号、7号干电池的电动势都是1.5 V，它们的区别在于电池容量不同，故B错误； 电池板不接负载时的电压等于电源的电动势，所以电池板电动势为E=0.8 V，可知I短= 解得电池板内阻为r=20 Ω，故C正确； 太阳能充电器是一种把太阳能转换为电能的装置，某太阳能充电器标有 2 600 mA·h，此物理量越大，表示太阳能充电器的存储电量越大，充电电流大小与存储的电量无关，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 2.(2024·深圳市龙岗区高二期末)如图，电源电动势E=9 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=3 Ω、R2=6 Ω，闭合开关S，则从电源流出的电流和流过R1的电流分别为 A.3 A，2 A B.2 A，3 A C.3 A，3 A D.2 A，1 A √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 并联后的电阻为R==2 Ω，干路电流为I==3 A，路端电压为U= E-Ir=6 V，通过R1的电流为I1==2 A。 3.(2024·上饶市高二期末)如图所示，规格为“6 W　6 V”的小灯泡与小型直流电动机(其线圈电阻为R=1 Ω)并联，接至电动势E=12 V、内阻r= 2 Ω的电源上。闭合开关S时，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，则下列结论正确的是 A.流过灯泡的电流6 A B.流过灯泡的电流3 A C.电动机的发热功率8 W D.电动机的发热功率4 W √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 小灯泡恰好正常发光，小灯泡规格为“6 W　6 V”，流过灯泡的电流为 I灯== A=1 A，A、B错误； 小灯泡和电动机并联，电压相等，则电源内阻电压为U内=E-U外=12 V-6 V=6 V 则电动机电流为 I电=-I灯= A-1 A=2 A 则电动机的发热功率为 P热=R=22×1 W=4 W，C错误，D正确。 4.有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示。将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 A.甲电源 B.乙电源 C.丙电源 D.丁电源 √ U-I图像斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知丁电源内阻r最小，再由P=()2R知，r越小，定值电阻消耗的功率越大，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 5.(2025·玉林市高二期中)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 √ 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 6.(2025·安徽省部分学校高二联考)如图所示的电路中，R0是定值电阻，滑动变阻器的最大电阻R>R0+r。电压表和电流表均为理想电表，C为电容器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P由a滑到b的过程中 A.电流表示数减小 B.电压表示数减小 C.电容器所带电荷量增多 D.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 16 分析电路图可知，电阻R0和滑动变阻器R属于串联关系，滑片P由a滑到b的过程中，电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大，电流表示数增大，故A错误； 电压表所测电压U=IR0增大，故B错误； 电容器两端电压UC=E-Ir减小，电容器所带电荷量Q=CUC减小，故C错误； 将R0看作电源内阻，由于R>R0+r，当滑动变阻器阻值等于R0+r时，其消耗的功率最大，因此滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 7.(2025·佛山市高二期中)在我国“醉驾入刑”相关法规施行以后，各市交警加大了酒后驾驶的检查力度。交警使用的某款酒精测试仪的工作原理图如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器， 该传感器的阻值r'的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻。下列关于电压表示数的倒数()与酒精气体浓度的倒数()之间关系的图像，正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 酒精气体传感器P和定值电阻R0串联在电路中，电压表测R0两端的电压，根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比可得=kC，k是比例系数，根据闭合电路欧姆定律得E=U+(r'+r)，联立可得=+ +，故选D。 二、多项选择题 8.(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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 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，小球受到的静电力不变，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，小球受到的静电力减小，θ变小，故D正确。 9.(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% √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 √ 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 10.(2024·重庆市高二月考)如图(a)所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。从左向右移动滑动变阻器的滑片，根据电表数据得到U-I图像如图(b)所示，电表均为理想电表，则 A.R1的最大功率为4 W B.R2的最大功率为3 W C.电源的最大输出功率为3 W D.电源的输出功率先增大后减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 √ √ 根据“串反并同”知从左向右移动滑片，R1增大，A表和V2表示数都减小，V1表和V3表示数都增大，所以题图(b)中斜率为正的图线是R2的U-I图线，由欧姆定律可知=R2=3 Ω。设电源电动势为E，内阻为r。根据闭合电路欧姆定律有U3=E-Ir，U1=E-I(r+R2)，所以||=r，||=r+R2，所以题图(b)中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V1表示数随I的变化，则r+R2=4 Ω，斜率绝对值较小的图线反映了V3表示数随I的变化，则r=1 Ω，E=4 V，R1的输出功率为P1=I2R1==，根据数学知识可知当R1=R2+r，时，P1有最大值为P1max=1 W，故A错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 当电路中电流最大时，R2的功率最大，此时R1接入电路的阻值为零，所以P2max=()2R2=3 W，故B正确； 电源的输出功率为P=I2(R1+R2)== 从左向右移动滑动变阻器的滑片，R1增大，根据数学知识可知当R1+R2>r时，P随R1的增大而减小，当R1=0时，P有最大值为Pmax=P2max =3 W，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(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)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 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。 ×1k 15 000或1.5×104 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 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)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。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 A 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调零后当表头指针示数为1 mA时，电阻表的刻度盘应该标为　　 　　 Ω。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 1 000或1×103 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.(2024·金华市高二期末)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材： 待测干电池，电流表A1(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；电流表A2(量程3 A，内阻约0.2 Ω)；电压表 V1(量程3 V，内阻约10 kΩ)；滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)，开关，导线若干。 (1)电流表应选　　　(填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选　　　(填“R1”或“R2”)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 A1 R2 测量一节干电池的电动势和内阻，电路中的电流不超过0.6 A，则电流表应选用A1；为了便于调节，滑动变阻器应选用R2。 (2)请用笔画线代替导线，在图甲中补全实物图。 闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到最　　　(填“左”或“右”)端。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 答案　见解析图 右 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 由于电源内阻较小，所以电流表应相对于电源外接，所以实物图如图所示 为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大端，即最右端。 (3)该同学按照图甲所示的电路进行实验，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是　　。  A.电压表分流 B.干电池内阻较小 C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表内阻较小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 B 由闭合电路欧姆定律得路端电压 U=E-Ir 当干电池内阻r太小时，干路中电流I有变化时，Ir变化很小，电压表示数即路端电压U变化很小，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 (4)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该同学利用实验室提供的一个定值电阻R3=2.0 Ω就解决了问题。并重新连接电路进行实验，绘制U-I图像，如图丙所示，根据图像可知该干电池电动势E=　　 V，内阻r=　　 Ω(结果均保留两位小数)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 1.40 0.40 由闭合电路欧姆定律E=U+I(R3+r) 可知U=-I(R3+r)+E 根据题图丙可知纵截距b=E=1.40 V 即该干电池电动势为1.40 V；斜率绝对值为 |k|=R3+r= Ω=2.4 Ω。 因R3=2.0 Ω，则r=0.40 Ω。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 13.(2024·扬州市高二期中)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)通过R3的电流I； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 答案　1 A　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 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)电容器的电荷量Q。(1 nF=10-9 F) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 14 15 答案　6×10-9 C 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。 14.(2024·上海市复旦中学高二期中)如图所示，电源电动势E=20 V，内阻不可忽略，定值电阻R=2 Ω。开始时滑动变阻器滑片位于正中时，电流表(内阻不计)的示数为1 A，而后将滑片滑到一个极端时，电流表的示数变成2 A。求： (1)电源的内阻r，滑动变阻器的最大阻值R1m； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 答案　8 Ω　20 Ω　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 滑动变阻器滑片位于正中时，电流表的示数为1 A；滑片滑到一个极端时，电流表的示数变成2 A，说明此时滑动变阻器接入电路中的阻值为零。设电源的内阻为r，由闭合电路欧姆定律得 E=I1(r+R+R1m)，E=I2(r+R) 解得r=8 Ω，R1m=20 Ω (2)滑片位于正中时，电源的输出功率和电源效率； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 答案　12 W　60%　 滑片位于正中时，滑动变阻器接入电路中的阻值为R1'=R1m=10 Ω 电源的输出功率 P=R外=(R+R1')=12 W 电源效率为η=×100%=60% (3)电源的最大输出功率，以及此时对应的R1值。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 答案　12.5 W　6 Ω 电源的输出功率P=UI=(R+R1)= 当R+R1=r时，电源的输出功率最大，即滑动变阻器的阻值为R1=r-R=6 Ω 电源的最大输出功率为Pm==12.5 W。 15.(2024·天津市高二期末)图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某兴趣小组的同学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如图乙所示。查阅资料得知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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 答案　1.6 A　38.4 V　 (1)当只有S1接通时，求电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1； 当只有S1接通时，由闭合电路欧姆定律得E=I1(R+r) 代入数据解得I1== A=1.6 A 由部分电路欧姆定律得，此时车灯的两端电压为 U1=I1R=1.6×24 V=38.4 V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 (2)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。求电动机正常工作时电源的输出功率P和电动机的输出功率P出。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 答案　144 W　85 W 根据题意，由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir 代入数据解得U=E-Ir=(40-4×1) V=36 V 则电源的输出功率为P=UI=36×4 W=144 W 此时通过车灯的电流为I2== A=1.5 A 因此通过电动机的电流为IM=I-I2=4 A-1.5 A=2.5 A 电动机的输入功率为P入=UIM=36×2.5 W=90 W 电动机的热功率为P热=RM=2.52×0.8 W=5 W 电动机的输出功率为P出=P入-P热=90 W-5 W=85 W。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 14 15 第 十 二 章 本课结束 $