第十一章 电路及其应用 章末检测试卷(三)(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 浙江专版)
2026-08-11
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
进店逛逛 摘要:
该高中物理课件聚焦电学核心知识,涵盖电路分析、欧姆定律、仪器改装及电阻率测量等内容。通过神经细胞跨膜电流、雷火炼殿等实际情境导入,衔接电容、电阻概念,为复杂电路分析和实验探究搭建学习支架。
其亮点在于融合科学思维与科学探究,如伏安特性曲线分析培养模型建构能力,电阻率测量实验设计提升科学探究素养。结合“雷火炼殿”等情境题,渗透科学态度与责任。学生能提升实际问题解决能力,教师可利用多样化题型优化教学效果。
内容正文:
章末检测试卷(三)
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一、选择题Ⅰ
1.(2021·江苏卷)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流,若将该细胞膜视为1×10-8 F的电容器,在2 ms内细胞膜两侧的电势差从-70 mV变为30 mV,则该过程中跨膜电流的平均值为
A.1.5×10-7 A B.2×10-7 A
C.3.5×10-7 A D.5×10-7 A
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2.有四盏灯,接入如图的电路中,RL1=RL4=1 Ω,RL2=3 Ω,RL3=6 Ω,把电路接通后,通过四盏灯的电流之比I1∶I2∶I3∶I4为
A.1∶3∶6∶1
B.3∶2∶1∶3
C.3∶1∶2∶3
D.6∶3∶2∶6
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RL2与RL3并联,电压相等,由欧姆定律U=IR,
则有I2∶I3=RL3∶RL2=6∶3=2∶1,RL1与RL4
串联,电流相等,则有I1=I4=I2+I3,可得
I1∶I3=3∶1,所以有I1∶I2∶I3∶I4=3∶2∶1∶3,B正确。
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3.湖北武当山的主峰——天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿,全部为铜铸鎏金。雷雨交加时,金殿的屋顶与积雨云间发生放电,常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿金光灿灿,像被重新炼洗过一般,这就是人们所说的“雷火炼殿”。已知积雨云距离金殿1 000 m左右,电场强度超过3.0×106 V/m时,空气将被击穿发生放电,云层与金殿间电场近似为匀强电场。经测算,某次放电中金殿与带正电的云层共放电约3 000 C,持续时间约0.3 s。则下列说法正确的是
A.此次放电电流大小约为1 000 A
B.云层与金殿间电势差约为3.0×109 V
C.此次放电中金殿与云层间等效电阻约为3.0×106 Ω
D.雷雨天气时,游客躲在殿内,会增加被雷电击中的风险
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云层与金殿间电势差约为U=Ed=3.0×106×1 000 V
=3.0×109 V,选项B正确;
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雷雨天气时,游客躲在殿内,处于静电屏蔽状态,则不会增加被雷电击中的风险,选项D错误。
4.某实验小组用量程为0~3 A的电流表测量电流,通过试触发现被测电流超过量程。但是实验室提供的电流表规格都是相同的,为了测量出该电流值,小组中的同学分别设计了改装电流表的四种电路方案,其中一定不可行的是
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串联电路分压但电流相同,则当用A项图中该电路继续测量超过量程的电流时,电流表流过的电流依然超过量程,故A错误;
并联电路分流但电压相同,则当用并联电路测量超过量程的电流时,只要另外一并联支路分流适当,就能够使得流过电流表的电流在量程范围之内,故B、C、D正确。
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解得x=2L,y=3L,故A、B错误;
导体的体积为V=Lxy=6L3,故C错误;
6.一根长为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
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7.(2024·杭州市高二期末)如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是
A.在A点,甲的电阻大于乙的电阻
C.随电压的增大,元件乙的图像斜率越来越小,
故其电阻随电压的增大而减小
D.若将甲、乙元件并联,理想电源的电压为5 V,则每秒通过干路某一
横截面的电荷量为1.625 C
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在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,由欧姆定律R= 得甲的电阻等于乙的电阻,故A错误;
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随电压的增大,元件乙的图像斜率越来越小,根据欧姆定律可知,
I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故其电阻随电压的增大而增大,故C错误;
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8.(2024·杭州市高二期中)如图所示,两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的,V1表的量程是5 V,V2表的量程是15 V,把它们串联起来后接在电阻R的两端,并接入电路中,示数分别为U1和U2,则
A.U1=U2
B.U1∶U2=1∶3
C.它们的指针偏转角度之比为1∶3
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串联后流过两电流计的电流一样,故偏转角度相等,故C错误;
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9.(2024·浙江汾口中学高二检测)如图是多用电表内部结构示意图,通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连,以改变电路结构,分别成为电流表、电压表和电阻表,下列说法正确的是
A.A是黑表笔、B是红表笔
B.作为电流表时1比2量程大,作为电压表时6比5量程小
C.当选择开关与3或4相连是电阻表,测量电阻之前需
欧姆调零
D.测电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关拨至倍率更大的挡位
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A接电源负极是红表笔、B接电源正极是黑表笔,
A错误;
作为电流表时分流电阻越小量程越大,1比2量
程大,作为电压表时分压电阻越大量程越大,
6比5量程大,B错误;
当选择开关与3或4相连,回路有电源是电阻表,测量电阻之前需欧姆调零,C正确;
测电阻时,如果指针偏转过大,说明待测电阻小,应将选择开关拨至倍率更小的挡位,D错误。
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10.某一网络电路中的部分电路如图所示,已知I=3 A,I1=2 A,R1=
10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则下列结论正确的是
A.通过R3的电流为0.5 A,方向从a→b
B.通过R3的电流为1.5 A,方向从b→a
C.通过电流表的电流为0.5 A,电流从左向右流过电流表
D.通过电流表的电流为0.5 A,电流从右向左流过电流表
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根据欧姆定律,电阻R1两端电压U1=I1R1=2 A×10 Ω=20 V
电阻R2两端电压U2=(I-I1)R2=(3 A-2 A)×5 Ω=5 V
设a点电势为0,则R1左端电势为20 V,则b点电势为15 V,则Uba=15 V
通过R2的电流I2=I-I1=3 A-2 A=1 A
方向向右,通过R3的电流方向为b→a,且I3=0.5 A
则通过电流表的电流I′=I2-I3=1 A-0.5 A=0.5 A,方向向右,则电流从左向右流过电流表,故C正确,D错误。
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11.如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R2=30 Ω,通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示,则下列计算正确的是
A.R1的阻值大小是20 Ω
B.当S1、S2、S3均闭合时,若电流表的
示数为0.5 A,则通过电阻R2的电流
为0.3 A
C.当S1、S2、S3均闭合时,若电流表的示数为0.5 A,则电源电压是6 V
D.当S1闭合,S2、S3断开时,若电流表的示数为0.15 A,则R3两端电压是
2 V
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二、选择题Ⅱ
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当S1闭合,S2、S3断开时,则只有R2和R3串联,若电流表的示数为0.15 A,则R2两端电压是U2=0.15×30 V=4.5 V,R3两端电压是U3=6 V-4.5 V=1.5 V,选项D错误。
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12.某同学做研究串联电路特点的实验时,连接成如图所示的电路,闭合S后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是
A.AB段断路 B.BC段断路
C.AB段短路 D.BC段短路
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由题意可得UAB=UAC=U,说明由A、B分别至电源
的线路均已接通。若BC段完好,则AB段断路;若
BC段短路,则AB段可能断路,也可能完好。又由题
述得UBC=0,因而可能AB段断路或BC段短路,也有可能出现两者同时发生的情况,故选A、D。
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13.某同学在一次实验中描绘出三个电阻的U-I图像如图所示,下列关于三个电阻的说法中正确的是
A.Ra>Rb>Rc
B.将三个电阻串联,每个电阻两端的电压之比为
1∶2∶4
C.将三个电阻并联,通过每个电阻的电流之比为
1∶2∶4
D.将三个电阻并联,电路中的总电阻为10 Ω
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串联电路中电流相等,则将三个电阻串联,每
个电阻两端的电压之比为4∶2∶1,故B错误;
并联电路中各支路两端电压相等,则将三个电阻并联,通过每个电阻的电流之比为1∶2∶4,故C正确;
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三、非选择题
14.Ⅰ.(2024·嘉兴市海盐第二中学高二期中)电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由
图可知其直径为_____ mm;如图乙所示,用游标卡
尺测其长度为_______ cm;用多用电表×10 Ω挡粗
测其电阻,发现指针偏转角度太大,换挡后,进行
欧姆调零,如图丙所示,重新测量其电阻为___ Ω。
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由题图甲知,圆柱体的直径为D=1.5 mm+35.0×0.01 mm=1.850 mm
由题图乙知,长度为L=42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm
由题图丙知,其电阻为6×1 Ω=6 Ω
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(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体Rx外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选____,电流表应选____,滑动变阻器应选____(均填器材前的字母代号)。
A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程0.6 A,内阻约为1 Ω)
D.电流表A2(量程3 A,内阻约为0.2 Ω)
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,1.0 A)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~2 000 Ω,0.1 A)
G.直流电源U(电压为3 V)
H.开关S,导线若干
A
C
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电源电压为3 V,所以电压表选3 V量程的。
电路中最大电流约为0.5 A,所以电流表量程应该选0.6 A量程的。
待测电阻大约为6 Ω,若用滑动变阻器R2(阻值范围0~2 000 Ω,0.1 A)调节非常不方便,且额定电流太小,所以应选滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,1.0 A)。
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(3)请设计合理的实验电路,在图丁中完成实物连接图。
答案 见解析图
要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器应用分压式接法,电压表内阻较大,而待测圆柱体的电阻较小,故采用电流表外接法误差较小,根据以上分析设计的实物连接图如图所示。
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(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U0,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用π、D、L、I、U0表示该圆柱体电阻率的
关系式为ρ=________。
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Ⅱ.(2022·全国乙卷改编)一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻Rx在0~5 mA范围内的伏安特性。可用器材有:电压表 (量程为3 V,内阻很大),电流表 (量程为1 mA,内阻为300 Ω),电源U(电压约为4 V),滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ),定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω),开关S,导线若干。
(1)要求通过Rx的电流可在0~5 mA范围内连续可调,
将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图;
答案 见解析图
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电流表内阻已知,电流表与R0并联扩大电流表量程,进而准确测量通过Rx的电流,电压表单独测量Rx的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表示数从0开始变化,满足题中通过Rx的电流从0~5 mA连续可调,电路图如图。
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(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为_______(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为______(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻;
10 Ω
75 Ω
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电路中R应选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器,方
便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
通过Rx的电流最大为5 mA,需要将电流表量程扩大为原来的5倍,根据并联分流的规律,示意图如图。
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(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时Rx两端的电压为_____ V,流过Rx的电流为_____ mA,此组数据得到的Rx的阻值为____ Ω(保留3位有效数字)。
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电压表每小格表示0.1 V,估读到0.01 V,即U0=2.30 V;
电流表每小格表示0.02 mA,估读到0.01 mA,即0.84 mA,电流表量程扩大5倍,所以通过Rx的电流为I=4.20 mA;
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15.一测量电解液的电阻率的玻璃容器如
图甲所示,P、Q为电极,a=1 m,b=
0.5 m,c=0.2 m。当里面注满某电解液,
且P、Q间加上电压后,电解液的U-I图
线如图乙所示。
(1)定性分析电解液的电阻率ρ随其通过的电流I的变化规律;
答案 ρ随其通过的电流的增大而减小
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(2)当U=9 V时,求电解液的电阻率ρ。
答案 180 Ω·m
当U=9 V时,
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16.(2024·金华市江南中学高二检测)有一个电流计G,内电阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应该串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
答案 990 Ω 1 000 Ω
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(2)要把它改装成量程为0~3 A的电流表,应该并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
答案 0.01 Ω 0.01 Ω
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17.如图所示的电路中,A、B之间的电压为9 V,标有“6 V,3.6 W”的灯泡L恰好能正常发光,电流表A1、A2是完全相同的两个电表,内阻均为2 Ω,求:
(1)电流表A1的示数;
答案 0.6 A
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(2)电流表A2的示数;
答案 0.9 A
由串联电路规律和欧姆定律可得,
电流表A1两端的电压U1=I1RA=0.6×2 V=1.2 V
所以电流表A2两端的电压U2=U-UL-U1=1.8 V
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(3)定值电阻的阻值R。
答案 24 Ω
由并联电路规律可得IR=I2-I1=0.3 A
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18.如图所示的两个串联电阻R1=12 kΩ,R2=36 kΩ,
A、B两端的电压保持15 V不变,求:
(1)若开关S断开,R1、R2两端的电压分别是多少;
答案 3.75 V 11.25 V
S断开,R1与R2串联,根据串联电路的电压特点知
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(2)如果电压表的内阻是12 kΩ,当S分别与C、D接触时电压表的读数是多少。
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同理,当S与D接触时
BENKEJIESHU
本课结束
根据Q=CU,可知ΔQ=CΔU=1×10-8×(30+70)×10-3 C=1×10-9 C,
则该过程中跨膜电流的平均值为I== A=5×10-7 A,故选D。
此次放电电流大小约为I== A=104 A,选项A错误;
此次放电中金殿与云层间等效电阻约为R==3.0×105 Ω,选项C错误;
5.如图所示,一块均匀的长方体金属导体,上下厚度为L,当给导体的上下表面加上电压U时,流过导体的电流为I,当给导体的前后表面加上电压U时,流过导体的电流为,当给导体的左右表面加上电压U时,流过导体的电流为,下列说法正确的是
A.AC的长度为4L B.AD的长度为6L
C.导体的体积为12L3 D.导体的电阻率为
设AC的长度为x、AD的长度为y,设导体的电阻率为ρ,根据电阻定律以及欧姆定律有ρ=,ρ=,ρ=
由ρ=,x=2L,y=3L,解得ρ=,故D正确。
A. B.
C.ρnev D.
I=,I=neSv,R=ρ,E=,联立得E=ρnev,故选C。
B.甲元件的电阻为R= Ω=Ω
I-U图像的斜率表示电阻的倒数,元件甲的电阻R== Ω=8 Ω,故B错误;
将甲、乙两元件并联接到5 V的电源两端时,因并联
电路中各支路两端的电压相等,所以两元件两端的电
压均为5 V,由图像可知通过两元件的电流分别为I乙
=1.0 A,I甲== A=0.625 A,因并联电路中干路
电流等于各支路电流之和,所以总电流I=I甲+I乙=1.625 A,根据电荷量定义式q=It可知,每秒通过干路某一横截面的电荷量为q=It=1.625×1 C=1.625 C,故D正确。
D.通过电阻R的电流为
两电压表串联,流过的电流相等,由U=IR,可知电压表串联后的电阻之比为==,即U1∶U2=1∶3,故B正确,A错误;
由B选项可知,电阻R两端的电压为UR=U1+3U1=4U1,则通过电阻R的电流为I==,故D错误。
故通过R3的电流方向为b→a,且I3== A=0.5 A,故A、B错误;
根据图像可知,R1的阻值大小是R1== Ω=20 Ω,选项A正确;
当S1、S2、S3均闭合时,R1和R2并
联,R3被短路,若电流表的示数为0.5 A,则通过电阻R2的电流为I2=
I=×0.5 A=0.2 A,电源电压是U=I=0.5× V
=6 V,选项B错误,C正确;
由U-I图像的斜率表示电阻的阻值可知Ra= Ω=20 Ω、Rb= Ω=10 Ω、Rc= Ω=5 Ω,则Ra>Rb>Rc,故A正确;
Ra与Rb并联的阻值为Rab= Ω= Ω,Rab与Rc,并联后的电阻为R= Ω= Ω,故D错误。
由I=,Rx=ρ,S=πD2,联立解得该圆柱体电阻率的关系式为ρ=。
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知=,解得R0=75 Ω。
根据欧姆定律可知Rx== Ω≈548 Ω。
由题图乙可知,图线上各点的比值随电流的增大而减小,所以电阻率ρ也随着电流的增大而减小。
电解液的电阻R==1 800 Ω,
由R=ρ可得ρ==180 Ω·m。
把电流计G改装成0~3 V的电压表,需要串联电阻的阻值为R=-Rg=(-10) Ω=990 Ω,改装后电压表的内阻是RV=R+Rg=1 000 Ω
把电流计G改装成0~3 A的电流表,需要并联电阻的阻值为R== Ω≈0.01 Ω,改装后电流表的内阻是RA=≈0.01 Ω。
由欧姆定律可知,电流表A1的示数为I1=IL==0.6 A
所以电流表A2的示数为I2==0.9 A
由欧姆定律得,定值电阻的阻值为R==24 Ω。
U1=U=×15 V=3.75 V
U2=U=×15 V=11.25 V
答案 V V
当S与C接触时,电压表与R1并联,并联电阻R并== kΩ=6 kΩ
则并联支路电压U并=U=×15 V= V,
R并′== kΩ=9 kΩ,
U并′=U=×15 V= V。
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