第二章 复习提升--2026教科版高中物理必修第三册同步练习（有解析）

2026教科版高中物理必修第三册
本章复习提升
易混易错练
易错点1　　混淆、出错
1.(多选题)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生了变化。若电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示,下列说法正确的是(　　)
A.不变,不变
B.变小,变小
C.变小,不变
D.变小,不变
易错点2　　不理解最大输出功率的条件出错
2.(多选题)(2024四川成都石室中学期中)如图所示,定值电阻R0=2 Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为30 Ω,电源电动势E=40 V,电源内阻r=10 Ω,以下说法中正确的是(　　)
A.当R1=8 Ω时,电源的效率最高
B.当R1=8 Ω时,R0的功率最大
C.当R1=8 Ω时,电源的输出功率最大
D.当R1=12 Ω时,滑动变阻器R1的功率最大
易错点3　　不顾及电表量程出错
3.测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5 V,r约为1.5 Ω)的实验中,提供的器材有:量程0~3 V的理想电压表V,量程0~0.5 A的电流表A(具有一定内阻),定值电阻R=4 Ω,滑动变阻器R',开关S,导线若干。
(1)画出实验电路原理图。图中各元件要用题目中给出的符号或字母标出。
　　　　　　　　　　
(2)实验中,当电流表示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表示数为I2时,电压表示数为U2,由此求出E=　　　　,r=　　　　。(用I1、I2、U1、U2及R表示)
易错点4　　忽视电容器极板的极性变化
4.(2024河北保定六校联盟期中)如图所示电路中,电源电动势E=10 V,内阻不计,电阻R1=14 Ω,R2=6 Ω,R3=2 Ω,R4=8 Ω,R5=10 Ω,电容器的电容C=2 μF,求:
(1)电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电;
(2)若R2突然断路,将有多少电荷通过R5。
思想方法练
一、极限思维法
方法概述
　　极限思维法是将物理问题推向极限状态进行分析或借助数学手段求取物理量极值的一种研究、处理问题的思维方法。
1.(多选题)如图所示,闭合开关S,调节各电阻箱,电流计的读数为零。下列说法正确的是　(　　)
A.若R1增大,则G中电流从a到b
B.若R2增大,则G中电流从a到b
C.若R3减小,则G中电流从a到b
D.若R4减小,则G中电流从a到b
二、假设法
方法概述
　　假设法是对于待求解的问题,在与原题所给条件不相违的前提下,人为地加上或减去某些条件,以使原题方便求解。用假设法求解物理试题时,常用的假设方式有假设物理情境、假设物理过程、假设物理量等。利用假设法处理某些物理问题,往往能突破思维障碍,找出新的解题途径,化难为易,化繁为简。
2.(2024江苏盐城阜宁中学期中)在如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是(　　)
A.R3断路　　　　B.R1短路
C.R2断路　　　　D.R1、R2同时短路
三、等效电源法
方法概述
　　等效电源原理:任一含有电源的复杂电路可用一等效电源来代替,等效电源的电动势等于该电路两端的开路电压,内阻等于该电路两端在电源短路情况下的等效电阻。
3.如图所示电路中,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均视为理想电表,滑动变阻器总阻值足够大;闭合开关,当滑动变阻器滑片从左端向右滑动时,下列说法正确的是(　　)
A.电流表A示数减小
B.电压表V1、V2示数减小
C.电压表V3示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比为R
D.滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大
答案与分层梯度式解析
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易混易错练
1.ACD　根据欧姆定律可得==R1,为定值,选项A正确;P向下滑动,R2接入电路的阻值变小,且=R2,又因为==R1+r,R1、r不变,选项B错误,C正确;因为=R1+R2且R2减小,所以变小,而=r不变,选项D正确。
错解分析　滑动变阻器的滑片P向下滑动时,R2接入电路的阻值减小,误认为R2等于而错选B。对于定值电阻来说,其两端的电压变化量ΔU与电流变化量ΔI的比值为定值,等于其电阻的大小,即R定==;对于变化的电阻,它两端的电压变化量与电流变化量的比值不等于其阻值,即R变=≠。
2.CD　电源的效率η=×100%=×100%,当R1=30 Ω时,外电阻最大,路端电压最大,电源的效率最高,A错误。R0为定值电阻,其功率为P0=I2R0,电路中电流越大,R0的功率越大,可知R1=0时,R0的功率最大,故B错误。当外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,此时R1=r-R0=8 Ω,故C正确。将R0+r作为等效电源的内阻,R1消耗的功率等于等效电源的输出功率,当R1=R0+r=12 Ω时,等效电源的输出功率最大,即R1消耗的功率最大,D正确。
错解分析　不分析电路而机械地认为在任何情况下只要R外=r,则电源的输出功率就最大,滑动变阻器的功率就最大,从而漏选D;误认为当电源的输出功率最大时,电源的效率最高,从而错选A。解题时要抓住电路的特征,弄清输出功率的计算方法,结合数学知识得出答案,而不是一味地套用结论。
3.答案　(1)图见解析　(2)　-R
解析　(1)根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流越大时,路端电压越小,当电路中的电流达到电流表的最大测量值0.5 A时,路端电压约为U=E-Ir=3.75 V>3 V,超出了电压表的量程,显然不能直接把电压表接在电源两端测路端电压,因此需要利用定值电阻R来分压,电路如图所示,把电源与R看作一个等效电源,电流达到0.5 A时,等效电源的路端电压约为U=E-I(R+r)=1.75 V<3 V,方案合理。
(2)设等效电源的内阻为r',则r'=R+r,根据闭合电路欧姆定律可知:U1=E-I1r',U2=E-I2r'
联立解得E=,r'=
故电源内阻r=r'-R=-R
错解分析　解答此题时,有些同学未能注意到电表的量程而盲目地画出如图所示电路而致错。由于电源电动势较大而内阻较小,故电路中应接入保护电阻,在计算时可以将保护电阻等效为电源内阻的一部分。
4.答案　(1)1×10-5 C　下极板带正电　(2)1.4×10-5 C
解析　(1)由图可知,+=10 V
又因为=,解得UR1=7 V,UR2=3 V
同理,可得UR3=2 V,UR4=8 V,把d点的电势视为零,即φd=0,则有UR2=φa-φd=3 V且UR4=φb-φd=8 V
可知φa=3 V,φb=8 V,b点电势高,故电容器下极板带正电,有Uba=φb-φa=5 V,Q=CUba=2×10-6×5 C=1×10-5 C
(2)R2断路后:Uab=UR3=2 V
Q'=CUab=2×10-6×2 C=4×10-6 C
此时电容器下极板带负电,则流过R5的电荷量为
ΔQ=Q+Q'=1.4×10-5 C
错解分析　此题第(2)问容易出现的错误是没有分析电容器极板的极性是否发生变化。解决有关含电容器电路的题目首先要根据电流流向弄清电路的连接方式。确定电容器两极板间电势差的关键是确定出与上极板电势相等的点和与下极板电势相等的点,应特别注意电路变化前后电容器极板所带电荷的电性是否改变。
思想方法练
1.BD　设想R1增大到无穷大,易知此时电流从b到a流过电流计,A错误。设想R2增大到无穷大,易知此时电流从a到b流过电流计,B正确。设想R3减小至零,即电阻R3短路,易知此时电流从b到a流过电流计,C错误。设想R4减小至零,即电阻R4短路,易知此时电流从a到b流过电流计,D正确。
方法点津　解题时采用极限法,把电阻R1、R2增大到无穷大,把R3、R4减小到零,进而分析G中电流方向。对于要求计算的问题,若能用“极限思维法”先做分析,可预知结果的取向,粗略判断结果正确与否。
2.C　若R3断路,则外电阻增大,路端电压U增大,A、B两灯的电压和电流均增大,两灯均变亮,故A错误;若R1短路,则外电阻减小,总电流增大,路端电压减小,通过R3的电流减小,则通过A灯的电流增大,A灯变亮,通过B灯的电流增大,B灯变亮,故B错误;若R2断路,则外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,通过R3的电流增大,则通过A灯的电流减小,A灯变暗,B灯两端的电压UB=U-IA(RA+R1)增大,B灯变亮,故C正确;若R2短路,则B灯被短路,故D错误。
方法点津　假设法判定电路故障
　　本题求解时从选项出发,依次假设每个选项成立,看能否得到与题干吻合的现象。已知电路发生某种故障,寻找故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。若推理结果与题述现象不符,则假设不成立;若推理结果与题述现象相符,则故障可能发生在这部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止。假设法适用于不能确定的物理量的判断。
3.A　分析电流表A的示数变化情况时,可将R1、R3、E视为一个等效电源(E1、r1),如图虚线框所示,由闭合电路欧姆定律有I=,R增大时,电流表A示数减小,A正确。电压表V1的示数为电源E的路端电压,R增大时,外电阻增大,由闭合电路欧姆定律有U1=E,可知电压表V1示数增大;分析电压表V2示数变化情况时,可将R2视为等效电源(E1、r1)的外电阻的一部分,则由闭合电路欧姆定律有U2=E1,可知R增大时,U2减小,则电压表V2示数减小,B错误。将除R外的其余部分视为等效电源(E2、r2),则有U3=E2-Ir2,可知=r2,而不是R,C错误。R消耗的功率即等效电源(E2、r2)的输出功率,由P出-R外函数规律可知,滑动变阻器阻值R从0逐渐增大到r2过程中,P逐渐增大;滑动变阻器阻值R=r2时,P最大,为Pm=;滑动变阻器阻值R再增大,则P减小,D错误。
方法点津　等效电源法的应用
　　在利用等效电源法时,把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”“内阻”的大小按如下思路求解∶
　　(1)两点间断路时的电压等效为电动势E'。
　　(2)两点间短路时的电流等效为短路电流I短',等效内阻r'=。使用等效电源法解题时,需要根据情况灵活选取等效电源,本题中,分析A选项时,将R1、R3、E视为一个等效电源(E1,r1),而分析C和D选项时,将除R外的其余部分视为等效电源(E2,r2)。在此基础上对形成的新的电路进行分析使得问题简化,便于抓住主要问题,快速简捷地解决问题。
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