第42讲 电路的基本概念和规律（练习）（解析版）-2025版高考物理新模拟精练+真题实战演练

11/11第42讲电路的基本概念和规律（模拟精练+真题演练）1．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）心室纤颤是一种可危及生命的疾病。如图甲为一种叫做心脏除颤器的设备，某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25μF，充电至8kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，则（）

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一定大于100A【答案】D【详解】A．电容器所带的电荷量为由电流强度的定义式，可得电容器放电过程中平均电流为电容器放电过程中若电压不变，则有平均功率为因电容器放电过程中电压在逐渐减小，因此在电容器放电过程中平均功率小于800kW，A错误；B．该电容器的充电电压至8kV，此电压应不高于电容器的额定电压，而电容器的击穿电压要大于额定电压，即电容器的击穿电压大于8kV，B错误；C．电容器的电容与电容器所带的电荷量无关，因此电容器放电过程中电容不变，C错误；D．电容器放电过程中平均电流为100A，因此电容器放电过程中电流最大值一定大于100A，D正确。故选D。2．（2023·湖南长沙·高三模拟预测）一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为（）A． B．C． D．【答案】A【详解】根据电流的微观表达式可知，由欧姆定律，电阻定律，联立可得故选A。3．（2023·江西宜春·高三校考模拟预测）一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，已知电流微观式为I=neSV，其中n为单位体积电子个数，e为元电荷，S为导线横截面积，则下列说法中正确的是（）A．此时金属导线的阻值为2RB．此时通过金属导线的电流为C．此时自由电子定向移动的平均速率为D．此时自由电子定向移动的平均速率为【答案】C【详解】A．将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，根据电阻定律分析得到，电阻变为原来的4倍，故A错误；B．根据欧姆定律可知，电流I变为原来的，即为，故B错误；CD．电流的微观表达式其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积S变为原来的倍，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。故选C。4．（2023·浙江·模拟预测）甲、乙、丙三个长度、横截面都相同的金属导体分别接入电路后各自进行测量，把通过上述导体的电流I，导体两端电压U在坐标系中描点，O为坐标原点，甲、乙、丙三个点恰好在一条直线上，如图所示，则下列表述正确的是（）A．甲的电阻率最小B．甲、乙串联后接入某直流电路，甲的电功率要小C．乙、丙并联后接入某直流电路，乙的电功率要小D．三个电阻率一样大【答案】C【详解】AD．三个导体的图像如图所示可知甲的电阻最大，丙的最小，根据电阻定律可知，甲的电阻率最大，选项AD错误；B．甲、乙串联后接入某直流电路，根据可知，甲的电阻最大，甲的功率最大，选项B错误；C．乙、丙并联后接入某直流电路，根据可知，电阻大，功率小，则乙的电功率要小，选项C正确。故选C。5．（2023·浙江·校联考模拟预测）如图所示为美团的电单车，美团电单车的电池铭牌上标有“48V

10A·h”字样，正常工作时电动机额定功率为250W，电池输出电压为40V。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗。有一次小厉同学骑着电单车在平路上匀速行驶，小厉同学和车的总质量为100kg，阻力为总重力的0.04倍，重力加速度，则下列判断正确的是（）

A．正常工作时，电动机额定电流约为5.2AB．充满电后电池储存的能量约为C．电池的内阻约为1.3ΩD．电单车匀速行驶时的速度为22.5km/h【答案】C【详解】A．由可知，解得额定电流I=6.25A故A错误；B．充满电后该电池的总能量故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律有可得故C正确；D．平路上行驶的人和车受到阻力匀速行驶时牵引力F=f=40N，此时速度故D错误；故选C。6．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，电源电动势E=12V，内阻，，直流电动机内阻，当闭合S和S1，断开S2时，调节滑动变阻器R1为某值时，可使电源输出功率最大，闭合S，S2，断开S1，调节R2为某值时，可使电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（电动机额定输出功率P0=4.5W），则下列判断正确的是（）

A．电动机额定电流I=2AB．电动机两端电压为C．满足题意的R1，R2值分别为，D．满足题意的R1，R2值分别为，【答案】D【详解】AB．根据电路规律可知当时电源的输出功率最大，即此时有同时有解得，AB错误；CD．根据前面分析可得由闭合电路欧姆定律有解得，C错误，D正确。故选D。7．（2023·江苏盐城·阜宁县东沟中学校考三模）空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电动势为6V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6V，额定功率为3W，线圈内阻为r=1Ω，电阻R1=R2=10Ω，则下列说法中正确的是（

）

A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6AB．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75WC．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3AD．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6W【答案】D【详解】AB．由题图可看出当只闭合S1时，电阻R1与R2串联，再与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则小风扇M的电压刚好为额定电压，则PM=IME解得IM=0.5A则小风扇M正常工作时发热功率为PM热=IM2r=0.25W，AB错误；CD．由题图可看出同时闭合开关S1和S2，电阻R2被短路，则R1与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则通过电阻R1的电流为E=I1R1解得I1=0.6A则电阻R1消耗的功率为P1=I12R1解得P1=3.6W，C错误、D正确。故选D。8．（2023·浙江绍兴·统考二模）如图甲所示，电动势为0.10V的电池连接一只电流表，两者的内阻忽略不计。电池的一端连接长度为1.0m导线的右端，电流表的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段金属线1（电阻率为）和一段金属线2（电阻率为）串接而成，它们的横截面积相同。由电流表测得的电流I，所推得的电路总电阻R和x的图像如图乙所示，下列说法正确的是（

）A．导线的左边部分为金属线1B．导线的横截面积约为C．当x＝0.7m时电池消耗的功率约为0.36WD．当x＞0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为【答案】D【详解】A．根据，当x很大时，电阻变化较快，则电阻率较大，所以导线的右边部分为金属线1，故A错误；B．根据所以对左边是金属线2：解得故B错误；C．根据图像可知，x＞0.3m时当x＝0.7m时电池消耗的功率故C错误；D．当x＞0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为故D正确。故选D。9．（2023春·浙江杭州·高三学军中学校考预测）最近两年洗地机这一新鲜家电逐渐流行，便利了人们的生活。现有某品牌洗地机，如图所示其工作参数如图表，其工作模式有强效、节能两种，强效模式下，该洗地机以额定功率工作，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电压均相同，其续航时间是按照节能模式工作计算得到的，则下列说法正确的是（）产品名称某品牌洗地机产品型号QX-V6A额定功率220W电池容量4000mAh续航时间40min清水箱容量800mL外形尺寸260*262*1115mm污水箱容量720mLA．该洗地机在节能模式下的工作电流为6AB．该洗地机在节能模式下的工作电流为0.1AC．该洗地机内阻约为3ΩD．强效模式下，该洗地机的工作电压约为36V【答案】A【详解】AB．该洗地机在节能模式下的工作电流为故A正确，B错误；C．根据题中条件，无法得出该洗地机内阻，故C错误；D．两种模式下，其工作电压均相同，根据该洗地机的工作电压故D错误。故选A。10．（2023·云南昆明·高三校考模拟）和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，的上、下表面积大于的上、下表面积，将和按图所示方式接入电路中，闭合开关后（）A．若和的体积相同，则的电功率大于的电率B．若和的体积相同，则流过的电流大于流过的电流C．若和的厚度相同，则流过的电流小于流过的电流D．若和的厚度相同，则内自由电荷定向移动的速率比的更小【答案】D【详解】由于两电阻并联在电路中，因此两电阻两端的电压相等，设电阻的表面边长为a，厚度为d，根据电阻定律，有则可知电阻与厚度d有关，与表面边长无关。B．如果两导体的体积相同，由V＝Sd可知P1的厚度小于P2厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻；两电阻中电压相等，电流为所以通过P1的电流小于通过P2的电流，故B错误；A．由电功率的表达式，有P＝UI可知P1的电功率小于P2的电功率，故A错误；C．若厚度相同，则两电阻阻值相同，由可知流过P1的电流等于流过P2的电流，故C错误；D．因为流过P1的电流等于流过P2的电流，根据电流的微观表达式，有两个导体材料相同，所以n、q相同，又因为P1的横截面积大，所以P1内自由电荷定向移动的速率比P2的小，故D正确。故选D。11．（2023·黑龙江绥化·高三校考模拟预测）带有两接线柱的A、B、C三个大小形状相同圆柱形金属块，两接线柱分别位于相对的两侧面中心，各自接入电路后进行测量，在同一坐标系中各描出一组金属块两端的电压和对应通过的电流，发现三点恰在同一直线上，但未过坐标原点，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（）A．B的电阻率最大B．A、B、C的电阻一样大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【答案】C【详解】AB．题图甲中A、B、C与原点O连线的斜率表示电阻值，则由题意可知三个金属块长度L和横截面积S均相同，则根据电阻定律可知故AB错误；C．题图乙中，A、B串联，电流相等，所以A两端的电压大于B两端的电压，故C正确；D．A、B消耗的总电功率为，C消耗的电功率为所以故D错误。故选C。12．（2023·陕西西安·高三校考模拟）某一导体的伏安特性曲线如图中段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（）A．B点的电阻为B．B点的电阻为C．导体的电阻因温度的影响改变了D．导体的电阻因温度的影响改变了【答案】B【详解】AB．B点的电阻为，A错误，B正确；CD．A点的电阻为故两点间的电阻改变了40-30=10Ω，CD错误。故选B。13．（2023·贵州贵阳·校联考三模）如图所示，圆形单匝线圈a和正三角形单匝线圈b用完全相同的均匀电阻丝制成，线圈b与线圈a的内接正三角形全等，将它们放置在同一匀强磁场中，磁场与两线圈平面垂直，让线圈a绕其直径匀速转动，线圈b绕其对称轴匀速转动，两线圈转动的角速度相同，则两线圈消耗的电功率之比为（）

A． B． C． D．【答案】A【详解】根据题意，设三角形边长为a，由几何关系可得圆半径线圈a的面积线圈b的面积为两线圈产生的感应电动势有效值为则两线圈产生的感应电动势有效值之比为线圈a的周长为，b的周长为由电阻定律可知，两线圈的电阻之比由公式可得，两线圈消耗的功率之比为故选A。14．（2023·浙江绍兴·高三校考模拟）如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜材料的电阻率为ρ，膜的厚度为d。管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测得M、N两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻率的值为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻R=镀膜材料的截面积为根据电阻定律可得所以镀膜材料的电阻率故选C。16．（多选）（2023·新疆乌鲁木齐·统考三模）心脏除颤器的核心元件为电容器，抢救病人时，电容器通过放电，产生脉冲电流刺激心脏，使病人恢复正常的心跳。如图所示为某款心脏除颤器的电容器充电时两板间的电压U随其电荷量Q变化的图像，充满电时两极板间的电压为。若放电时间为，放电完成后两板间电压降为。则（）A．该电容器的电容为B．该电容器的电容为C．电容器放电过程的平均功率约为D．电容器放电过程的平均功率约为【答案】AC【详解】AB．电容器的电容选项A正确，B错误；CD．电容器放电过程的平均功率选项C正确，D错误。故选AC。1．（2022·福建·高考真题）霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为，推进器质量，已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（）

A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度B．氙离子的加速电压约为C．氙离子向外喷射形成的电流约为D．每秒进入放电通道的氙气质量约为【答案】B【详解】A．将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度，故A错误；B．氙离子经电场加速，根据动能定理有可得加速电压为故B正确；D．在时间内，有质量为的氙离子