备考2025届高考物理一轮复习分层练习第十章恒定电流第1讲电路的基本概念和规律

第1讲电路的基本概念和规律1.[2024黑龙江绥化一中校考]非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物，它放电的电流可达50A，每秒钟放电150次.下列关于电源和电流的说法正确的是（B）A.导体中自由电荷移动形成电流B.电鳐放电的电流可达50A，电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位C.在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相同D.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压解析自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，A错误；“安培”是国际单位制中的基本单位，B正确；人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，C错误；在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服电场力做功，其他形式的能转化为电势能，D错误.2.电功率的表达式有三个：P＝UI，P＝I2R，P＝U2R，对这三个表达式，下列说法正确的是（BA.P＝UI适用于纯电阻电路电功率的计算，对于非纯电阻电路不适用B.P＝I2R适用于一切电路的热功率的计算C.P＝U2D.三个公式各自的适用条件与电路的连接方式有关解析电路可分为纯电阻电路和非纯电阻电路，P＝UI对两种电路都适用，A错误；P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，B正确；P＝U2R只适用于纯电阻电路的电功率和热功率的计算，C错误；P＝UI、P＝I2R、P＝U2R3.[学科间融合问题/2024江苏]有探讨发觉，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1×10－8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从－70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（D）A.1.5×10－7A B.2×10－7A×10－7A D.5×10－7A解析依据公式C＝QU，当细胞膜两侧的电势差从－70mV变为30mV时，有Q1＝CU1＝1×10－8×(－0.07)C＝－7×10－10C，Q2＝CU2＝1×10－8×0.03C＝3×10－10C，所以I＝Q2-Q1t＝5×10－7A，故A、B4.一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为16cm时测得电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变更规律与金属导体相同，现将管中盐水柱匀整拉长到20cm（盐水体积不变，仍充溢橡胶管），则盐水柱电阻变为（D）A.45R B.54R C.1625R 解析由于盐水总体积不变，设盐水柱长为16cm时的横截面积为S，则盐水柱长度变为20cm后，横截面积S'＝4S5，依据电阻定律R＝ρlS可得R'＝2516R5.电阻R1、R2的I－U图像如图所示，则下列说法正确的是（B）A.R1∶R2＝3∶1B.将R1与R2串联后接于电源上，则电压之比为U1∶U2＝1∶3C.将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比为I1∶I2＝1∶3D.将R1与R2并联后接于电源上，则功率之比为P1∶P2＝1∶3解析由图可知，当I＝1A时，UR1＝1V，UR2＝3V，所以R1＝UR1I＝1Ω，R2＝UR2I＝3Ω，则R1∶R2＝1∶3，A错误；R1与R2串联后接于电源上时U1∶U2＝R1∶R2＝1∶3，B正确；R1与R2并联后接于电源上时I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1，P1∶P2＝R2∶R16.额定电压都为110V，额定功率分别为PL1＝100W、PL2＝40W的两盏灯泡，接在外电压为220V的电路上，则下列四个选项所示的电路中，能使每盏灯泡均正常发光，且电路消耗的功率最小的是（ABCD解析额定电压相同，PL1＞PL2，由P＝U2R和I＝PU可知RL1＜RL2，IL1＞IL2，由串、并联电路的特点可知A、B错误.在C选项所示的电路中，L2与滑动变阻器并联使并联电阻R并＜RL2，则RL1和R并可以相等，从而可以使两灯泡均正常发光；在D选项所示的电路中，两灯泡均可正常发光，但对比C、D两选项所示的电路中滑动变阻器消耗的功率可得，C选项所示的电路中P滑＝U(IL1－I7.[2024云南昆明一模]P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上下表面的面积大于P2的上下表面的面积，将P1和P2按图所示方式接入电路中，闭合开关后（D）A.若P1和P2的体积相同，则P1消耗的电功率大于P2消耗的电功率B.若P1和P2的体积相同，则流过P1的电流大于流过P2的电流C.若P1和P2的厚度相同，则流过P1的电流小于流过P2的电流D.若P1和P2的厚度相同，则P1内自由电荷定向移动的速率比P2的小解析由于两导体并联在电路中，因此两导体两端的电压相等，设导体的上表面边长为a，厚度为d，依据电阻定律，有R＝ρLS＝ρaad＝ρd，则可知电阻与厚度d有关，与上表面边长无关.假如两导体的体积相同，由V＝Sd可知P1的厚度小于P2的厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻，两导体两端的电压相等，由I＝UR可知，流过P1的电流小于流过P2的电流，故B错误；由电功率的表达式P＝UI可知，P1的电功率小于P2的电功率，故A错误.若两导体的厚度相同，则两导体的电阻相同，由I＝UR可知，流过P1的电流等于流过P2的电流，故C错误；流过P1的电流等于流过P2的电流，依据电流的微观表达式I＝nqSv可知，由于两个导体的材料相同，n、q相同，又P1的横截面积比P2的大，所以P1内自由电荷定向移动的速率比P8.如图所示的电路中，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，A1和A2为志向电流表.当a、b两点间加一恒定的电压U后，A1和A2的示数分别为I1和I2，下列结论正确的是（C）A.I1∶I2＝3∶4B.I1∶I2＝4∶9C.将A1、A2换成志向电压表时，其示数之比为3∶5D.将A1、A2换成志向电压表时，其示数之比为1∶1解析a、b两点间加一电压U时，电路图如图1所示，并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，I1I2＝UR2＋UR3UR1＋UR2＝59，故A、B错误；将A1、A2换成志向电压表，电路成为如图2所示的串联电路，UR19.如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h.则机器人（C）A.额定电流为20AB.充溢电后最长工作时间为2hC.电池充溢电后总电荷量为7.2×104CD.以额定电流工作时每分钟消耗的能量为1440J解析由P＝UI知额定电流I＝PU＝2A，故A错误；锂电池容量为20A·h，充溢电后最长工作时间t＝202h＝10h，故B错误；电池充溢电后总电荷量q＝20×3600C＝7.2×104C，故C正确；以额定电流工作时每分钟消耗的能量W＝UIt＝24×2×60J＝2.88×103J，故D10.三个均带有两个接线柱的立方体金属块A、B、C，其棱长相等，两接线柱分别位于相对的两侧面中心，将其各自接入电路后进行测量，在同一U－I坐标系中各描出一组金属块两端的电压U和对应通过的电流I的数据点，发觉三点恰在同始终线上，但直线未过坐标原点，如图甲所示.现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒压电源上，下列说法正确的是（C）图甲图乙A.C的电阻率最大B.A、B、C的电阻率一样大C.图乙中，A两端的电压大于B两端的电压D.图乙中，A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率解析图甲中A、B、C三点与坐标原点连线的斜率表示金属块的电阻，故可知A的电阻最大，C的电阻最小，由电阻定律R＝ρLS可知，A的电阻率最大，C的电阻率最小，A、B错误；RA＞RB，由串联电路的特点可知，A两端的电压大于B两端的电压，C正确；由电功率表达式和欧姆定律可知PAB＝U2RA＋RB，PC＝U2RC，故11.[电学在医疗器材中的应用/2024陕西瑞泉中学一检]心室纤颤是一种可危及生命的疾病.如图为一种叫心脏除颤器（AED）的设备，某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容为25μF，充电至8kV电压，假如电容器在2ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（D）A.电容器放电过程中平均功率为800kWB.电容器的击穿电压为8kVC.电容器放电过程中电容越来越小D.电容器放电过程中电流最大值确定大于100A解析图甲中A、B、C三点与坐标原点连线的斜率表示金属块的电阻，故可知A的电阻最大，C的电阻最小，由电阻定律R＝ρLS可知，A的电阻率最大，C的电阻率最小，A、B错误；RA＞RB，由串联电路的特点可知，A两端的电压大于B两端的电压，C正确；由电功率表达式和欧姆定律可知PAB＝U2RA＋RB，PC＝U2RC，故12.[扫地机器人工作状况分析/2024浙江强基联盟高考统测]《流浪地球2》电影中的许多科幻设定都是基于现有的科学技术.如图甲所示的机器人是基于生活中的扫地机器人设计的.市面上某款具有“智能充电规划”功能的扫地机器人，它可以依据打扫面积的大小进行充电规划，其铭牌和给主机供电的电池如图乙所示.已知当电池电量只剩20％时机器人将返回充电基站充电，机器人平均每分钟可打扫2m2.忽视机器人来回过程的时间及消耗的电能.则下列说法正确的是（D）A.主机工作电流为1AB.主机电阻约为5.18ΩC.机器人从满电状态起先能够连续工作约1.2hD.机器人打扫面积为150m2的空间至少须要约1.9h\解析依据扫地机器人铭牌上的数据可知主机的工作电压为14.4V，额定功率为40W，依据I＝PU＝4014.4A≈2.78A，A错误；若机器人是纯电阻，依据欧姆定律有R＝UI＝14.42.78Ω≈5.18Ω，但是机器人不是纯电阻，所以主机电阻不等于5.18Ω，B错误；已知当电池电量只剩20％时机器人将返回充电基站充电，依据t＝q×80％I＝3

400mA·h×80％2.78A≈0.98h，知C错误；机器人平均每分钟可打扫2m2，机器人打