第二章 电路及其应用（单元分层自测·基础通关卷）物理教科版必修第三册

**基本信息** 教科版必修三物理第二章“电路及其应用”单元自测，75分钟100分，通过生活情境、实验探究与综合计算，落实物理观念、科学思维与科学探究素养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7/28|电流强度、电功率、电阻公式应用|结合电解质溶液导电、LED灯等情境，考查基础物理观念| |多项选择|3/18|电表改装、电动自行车参数分析|通过技术参数表、电路结构，培养科学思维与信息处理能力| |实验探究|2/15|伏安法测电动势、铅笔芯电阻率|注重实验操作与数据处理，体现科学探究要素| |计算|3/39|电路与力学综合（带电小球平衡、电动机提升重物）|从能量角度切入，融合科学论证与创新应用，贴近高考命题趋势|

教科版必修三物理单元自测 第二章 电路及其应用 建议用时：75分钟，满分：100分 1、 单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示，探究电解质溶液导电性实验时，电解液的横截面积为，若每秒内有的正离子和的负离子沿相反方向通过此横截面，则此时电解质溶液中电流强度为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】D 【解析】电解液中电流是由正负离子同时向相反方向定向移动形成的，通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流强度的定义式可知 故选D。 2.LED灯是一种新型半导体节能灯。已知某型号的LED灯珠正常工作时，两端电压为1.4V，电流为20mA。一广告牌用该型号LED灯珠的总数量为40000颗，那么该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时，消耗的电功率为（　　） A．500W B．800W C．1120W D．1500W 【答案】C 【解析】该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时，消耗的电功率为 故选C。 3.欧姆不仅发现了欧姆定律，还对导体的电阻进行了研究。如图所示，一块均匀长方体的金属样品，边长分别为a、b、c，且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时，样品中电流最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】当样品两侧面加上相同的电压U时，样品中电流最大时，电阻最小，根据 当L最小，S最大时电阻最小，因为a>b>c，则图B中电阻最小，电流最大。 故选B。 4.如图所示是电表内部结构的照片，a、b、c是三个接线柱的尾端。b、c间接有电阻，a通过电阻与表头连接，b直接与表头连接。则下列说法正确的是（　　） A．这是一只安培表 B．测量时b端接正极c端接负极 C．图中的电阻作用是分去一部分电流 D．接入ac的量程比接入ab的量程大 【答案】D 【解析】根据题意等效电路如图所示。 表头与电阻串联，这是一只电压表，故A错误；测量时应接入ac端或ab端，故B错误； 图中的电阻与表头串联，起到分压的作用，故C错误；根据 接入ac的电阻较大，故接入ac的量程比接入ab的量程大，故D正确。 5.路如图所示，开始时S闭合，灯L1、L2发光。当可变电阻R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（　　） A．灯L1变亮 B．灯L2变亮 C．电源两端电压变小 D．电源的总功率变大 【答案】B 【解析】可变电阻R的滑片P向上滑动时，可变电阻R接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，电源电动势不变，则电路总电流减小，灯L1变暗，故A错误；电路总电流减小，电源内阻、灯L1两端的电压减小，电源电动势不变，则灯L2两端的电压增大，灯L2变亮，故B正确； 电路总电流减小，电源内阻两端的电压减小，电源电动势不变，则电源两端电压增大，故C错误；电路总电流减小，电源电动势不变，电源的总功率变小，故D错误。 6.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为1m和2m，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为（　　） A. 2:3 B. 1:3 C. 1:2 D. 3::1 【答案】B 【解析】A、B两端的电势差分别为、，电流相等，根据欧姆定律 得 根据电阻定律 则横截面积之比，故选B。 7.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部放热功率Pr随电流I变化的图线，若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法正确的是（　　） ①电源电动势为3V，内阻为1 ②线段AB表示的功率为2W ③电流为2A时，外电路电阻为0.5 ④电流为3A时，外电路电阻为2 A. ①②④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①③④ 【答案】B 【解析】 【详解】C点表示电源的总功率全部转化为热功率，即C点表示外电路短路，外电阻为零，电源的总功率 P=EI 又 I=3A，P=9W 则电源的电动势 E=3V 所以 ①正确，④错误； AB段表示的功率为 PAB=EI′-I′2r=3×2-22×1（W）=2(W) ②正确； 根据闭合电路欧姆定律，有 解得电流为2A时，外电路电阻 ③正确。 故选B。 2、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的，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. 甲表是安培表，增大时量程减小 B. 乙表是电压表，增大时量程减小 C. 在甲图中，若改装成的安培表的量程为，则 D. 在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲表由一个灵敏电流表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 可知增大时量程减小，故A正确； B．乙表由一个灵敏电流表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 可知增大时量程增大，故B错误； C．在甲图中，若改装成的安培表的量程为，根据 可得，故C错误； D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为，根据 可得，故D正确。 故选AD。 9.五一期间，汕头作为全国热门旅游城市，聚集了来自四面八方的游客。为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具。下表为某品牌电动自行车的部分技术参数（　　）    规格 后轮驱动直流永磁铁电机 车型 电动自行车 额定输出功率 200W 整车质量 40kg 额定电压 48V 最大载重 120kg 额定电流 5.0A A．正常匀速行驶则后轮受到地面对它的滑动摩擦力 B．电动自行车的内阻为9.6Ω C．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240W D．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83% 【答案】CD 【解析】正常匀速行驶，后轮受到地面对它的静摩擦力使电动自行车向前运动，故A错误；由表格读出电机的额定电压U=48V，额定电流I=5.0A，电机输入的总功率为，故C正确；额定输出功率，电机正常工作时的效率故D正确；根据能量守恒得，正常工作时内部发热功率为根据解得 故B错误。 10.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数U与被测物体质量m成正比 B．弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比 C．被测物体质量m变大，电路中电流变小 D．改变弹簧劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围 【答案】ABD 【解析】当年被测物体质量m变大，回路中的总电阻不变，故电路中电流不变，C错误；当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降x，由平衡条件有，B正确；根据欧姆定律得 根据电阻定律有，由欧姆定律得 故电压表示数U与所称物体质量m的关系式为 电压表的示数U与被测物体质量m成正比，改变弹簧劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围，A、D正确。 三、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11.（6分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A.被测干电池一节 B.电流表1：量程0~3A，内阻约为 C.电流表2：量程0~0.6A，内阻约为 D.电压表1：量程0~3V，内阻未知 E.电压表2：量程0~15V，内阻未知 F.滑动变阻器：，2A G.开关、导线若干 在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻. （1）在上述器材中请选择适当的器材（填写器材前的字母）：电流表选择______，电压表选择______. （2）实验电路图应选择如图中的______（填“甲”或“乙”）. （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则干电池的电动势______V，内电阻______. 【答案】 ①. C ②. D ③. 乙 ④. 1.5 ⑤. 1.0 【解析】（1）[1][2]本实验测量一节干电池的电动势和内阻，一节干电池的电动势约为，故电压表选择D；根据滑动变阻器的阻值可知，电路中的电流表应选择C。 （2）[3]图甲电路由于电源内阻较小，电流表的内阻对电源内阻的测量影响较大，则实验电路图应选择图乙。 （3）[4] [5]根据图像以及闭合电路欧姆定律可知 故干电池的电动势为 干电池的内阻为 ’ 12.(9分)（2026·湖北·高考真题）在测量铅笔芯电阻率的实验中，实验器材有：待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图（a）所示，、为铅笔芯的两端，滑片在、间左右滑动。 （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ，其示数如图（b）所示，可知__________。 （2）适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ，闭合开关，记录电压表的示数U，电流表的示数 ，则该铅笔芯电阻率的表达式为__________（用、 、 和 表示）。 （3）多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ，由实验数据绘制出的图如图（c）所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________（取3.14，保留两位有效数字）。 （4）干电池使用一段时间后，其内阻增大，对电阻率的测量结果__________（填“有”或“无”）影响。 【答案】（1）0.500 （2） （3） （4）无 【解析】 【小问1详解】 读数为 【小问2详解】 根据欧姆定律结合电阻定律可知， 联立解得 【小问3详解】 根据可知，故图像的斜率为 得 代入数值解得 【小问4详解】 干电池的内阻增大，不考虑电表内阻的影响下，实验中测量的U和通过的电流I还是真实值，对实验测量结果无影响。 四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.（10分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，接入如图所示电路中，两板间距离，电源电动势，内阻，电，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电小球放入板间恰能保持静止，小球质量为（），问： （1）电容器两极板间电压为多大？ （2）小球带正电还是负电？电量大小为多少？ 【答案】（1） （2）负电， 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律得 解得 电容器两极板间电压 （2）小球放入板间后，受重力和电场力作用，根据平衡条件，小球所受电场力的方向向上，可知小球带负电，且满足 解得电量 14.（13分）电动机经常应用于码头上提升重物，某应用电路图如图所示，已知电源的电动势，电动机的额定电压，电动机线圈的电阻，灯泡的铭牌上标注有“”字样，闭合开关，电动机和灯泡均正常工作。 （1）求电源的内阻； （2）求电动机的输出功率； （3）若应用场景为电动机带动重物以的速度沿竖直方向匀速运动，求重物所受的重力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】(1)灯泡正常工作，流过灯泡的电流 根据闭合电路欧姆定律有 解得 (2)电动机的额定功率 电动机消耗的热功率 电动机的输出功率 解得 (3)电动机对重物做功的功率 解得 15.（16分）能量是物理学中的重要概念，从能量角度切入，可以帮我们更深入地理解问题。在电路这一章的学习中尤其如此。在电路中，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功本质上是导体中恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功。如图1所示，截取某段电路，其两端A、B之间的电压为U，电路中电流为I，A和B之间接有用电器，电路状态稳定，电荷分布不随时间变化。已知电子的带电量为－e。 （1）电场力对自由电荷做功，驱使自由电荷定向移动形成电流，进而使用电器工作。用电器消耗的电能即为自由电荷减少的电势能。请从这一角度证明：用电器消耗电能的功率为。 （2）若A、B之间接入了具有内阻的电动机，如图2所示。 a.请从能量转化的角度证明：，其中r为电动机的内阻。 b.若电动机由电动势的电源驱动，当电动机以的恒定速度向上提升质量为4kg的重物时，电动机两端电压，电路中的电流强度。不计各处摩擦及导线的电阻，g取。求电源的效率和发电机的内阻。 （3）该同学用电动机提升某重物，由于牵引力太小，根本拉不起来，他用手摸电动机，发现电动机很烫，试解释其中的原因。 【答案】（1）见解析；（2）a.见解析，b.80%，；（3）见解析 【解SR 】（1）证明：由于电路稳定，在任意时间内从A流入的电量和从B流出的电量相等，即（1分） 虽然所有电荷都在运动，但由于中间部分电路稳定，电荷状态不变，相当于的电荷从A端运动到了B端，电场力做功为电势能的减少量，即（1分） 故电功率 （1分） （2） a.设在内，电动机对外做的机械功为， 根据能量守恒定律有（2分） 即 （1分） b.电源的总功率为 (1分 ) 电动机的功率为 (1分 ) 故电源的效率为 (1分 ) 电动机输出的机械功率为 (1分 ) 故电动机的发热功率为 (1分 ) 解得电动机的内阻为 (1分 ) (3) 电动机提不起重物时，电源功率全部集中在线圈电阻上，而线圈电阻一般不大，因此此时的电流很大，发热功率高，故电动机很烫 (2分 ) 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 教科版必修三物理单元自测 第二章 电路及其应用 建议用时：75分钟，满分：100分 1、 单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示，探究电解质溶液导电性实验时，电解液的横截面积为，若每秒内有的正离子和的负离子沿相反方向通过此横截面，则此时电解质溶液中电流强度为（　　） A．0 B． C． D． 2.LED灯是一种新型半导体节能灯。已知某型号的LED灯珠正常工作时，两端电压为1.4V，电流为20mA。一广告牌用该型号LED灯珠的总数量为40000颗，那么该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时，消耗的电功率为（　　） A．500W B．800W C．1120W D．1500W 3.欧姆不仅发现了欧姆定律，还对导体的电阻进行了研究。如图所示，一块均匀长方体的金属样品，边长分别为a、b、c，且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时，样品中电流最大的是（　　） A. B. C. D. 4.如图所示是电表内部结构的照片，a、b、c是三个接线柱的尾端。b、c间接有电阻，a通过电阻与表头连接，b直接与表头连接。则下列说法正确的是（　　） A．这是一只安培表 B．测量时b端接正极c端接负极 C．图中的电阻作用是分去一部分电流 D．接入ac的量程比接入ab的量程大 5.路如图所示，开始时S闭合，灯L1、L2发光。当可变电阻R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（　　） A．灯L1变亮 B．灯L2变亮 C．电源两端电压变小 D．电源的总功率变大。 6.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为1m和2m，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为（　　） A. 2:3 B. 1:3 C. 1:2 D. 3::1 7.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部放热功率Pr随电流I变化的图线，若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法正确的是（　　） ①电源电动势为3V，内阻为1 ②线段AB表示的功率为2W ③电流为2A时，外电路电阻为0.5 ④电流为3A时，外电路电阻为2 A. ①②④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①③④ 2、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的，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. 甲表是安培表，增大时量程减小 B. 乙表是电压表，增大时量程减小 C. 在甲图中，若改装成的安培表的量程为，则 D. 在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则 9.五一期间，汕头作为全国热门旅游城市，聚集了来自四面八方的游客。为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具。下表为某品牌电动自行车的部分技术参数（　　）    规格 后轮驱动直流永磁铁电机 车型 电动自行车 额定输出功率 200W 整车质量 40kg 额定电压 48V 最大载重 120kg 额定电流 5.0A A．正常匀速行驶则后轮受到地面对它的滑动摩擦力 B．电动自行车的内阻为9.6Ω C．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240W D．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83% 10.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。则下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数U与被测物体质量m成正比 B．弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比 C．被测物体质量m变大，电路中电流变小 D．改变弹簧劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围 三、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11.（6分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A.被测干电池一节 B.电流表1：量程0~3A，内阻约为 C.电流表2：量程0~0.6A，内阻约为 D.电压表1：量程0~3V，内阻未知 E.电压表2：量程0~15V，内阻未知 F.滑动变阻器：，2A G.开关、导线若干 在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻. （1）在上述器材中请选择适当的器材（填写器材前的字母）：电流表选择______，电压表选择______. （2）实验电路图应选择如图中的______（填“甲”或“乙”）. （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则干电池的电动势______V，内电阻______. 12.(9分)（2026·湖北·高考真题）在测量铅笔芯电阻率的实验中，实验器材有：待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图（a）所示，、为铅笔芯的两端，滑片在、间左右滑动。 （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ，其示数如图（b）所示，可知__________。 （2）适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ，闭合开关，记录电压表的示数U，电流表的示数 ，则该铅笔芯电阻率的表达式为__________（用、 、 和 表示）。 （3）多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ，由实验数据绘制出的图如图（c）所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________（取3.14，保留两位有效数字）。 （4）干电池使用一段时间后，其内阻增大，对电阻率的测量结果__________（填“有”或“无”）影响。 四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.（10分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，接入如图所示电路中，两板间距离，电源电动势，内阻，电，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电小球放入板间恰能保持静止，小球质量为（），问： （1）电容器两极板间电压为多大？ （2）小球带正电还是负电？电量大小为多少？ 14.（13分）电动机经常应用于码头上提升重物，某应用电路图如图所示，已知电源的电动势，电动机的额定电压，电动机线圈的电阻，灯泡的铭牌上标注有“”字样，闭合开关，电动机和灯泡均正常工作。 （1）求电源的内阻； （2）求电动机的输出功率； （3）若应用场景为电动机带动重物以的速度沿竖直方向匀速运动，求重物所受的重力大小。 15.（16分）能量是物理学中的重要概念，从能量角度切入，可以帮我们更深入地理解问题。在电路这一章的学习中尤其如此。在电路中，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功本质上是导体中恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功。如图1所示，截取某段电路，其两端A、B之间的电压为U，电路中电流为I，A和B之间接有用电器，电路状态稳定，电荷分布不随时间变化。已知电子的带电量为－e。 （1）电场力对自由电荷做功，驱使自由电荷定向移动形成电流，进而使用电器工作。用电器消耗的电能即为自由电荷减少的电势能。请从这一角度证明：用电器消耗电能的功率为。 （2）若A、B之间接入了具有内阻的电动机，如图2所示。 a.请从能量转化的角度证明：，其中r为电动机的内阻。 b.若电动机由电动势的电源驱动，当电动机以的恒定速度向上提升质量为4kg的重物时，电动机两端电压，电路中的电流强度。不计各处摩擦及导线的电阻，g取。求电源的效率和发电机的内阻。 （3）该同学用电动机提升某重物，由于牵引力太小，根本拉不起来，他用手摸电动机，发现电动机很烫，试解释其中的原因。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $