第十章第1讲　电路的基本概念和规律-2025版高考总复习物理

[基础落实练]1．对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是()A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将电阻丝从中点对折，则电阻变为4RC．加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，则在任意状态下eq\f(U,I)的值均不变D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻会突然变为零，这种现象称为超导现象解析：常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则截面积变为原来的eq\f(1,10)，根据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可知电阻变为100R，A错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，横截面积为原来的2倍，则电阻变为eq\f(R,4)，B错误；电阻丝随着温度的变化阻值会发生变化，C错误；根据超导现象可知，D正确。答案：D2．(2024·四川南充开学考)如图所示，在水平放置的金属导体中，4s内有2C的电子水平向右通过金属导体某一横截面。关于金属导体内电流的大小和方向，下列说法正确的是()A．2A，水平向右 B．2A，水平向左C．0.5A，水平向右 D．0.5A，水平向左解析：根据电流的定义式I＝eq\f(q,t)，代入数据可得I＝0.5A，而规定电流的方向为正电荷定向移动的方向，与负电荷移动的方向相反，电子带负电，则可知电流的方向水平向左。答案：D3．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是()A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UIt>I2RtD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路解析：电功率越大，电流做功越快，但产生的热量不一定越多，故A错误；W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t只适用于纯电阻电路，故B正确；在非纯电阻电路中，电功大于电热，即UIt>I2Rt，故C正确；求焦耳热时Q＝I2Rt适用于任何电路，故D正确。答案：BCD4.两根材料相同的均匀导线x和y，其中x长为l，y长为2l，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么x和y两导线的电阻之比和横截面积之比分别为()A．3∶11∶6 B．2∶31∶6C．3∶21∶5 D．3∶15∶1解析：由题图可知导线x两端的电压U1＝6V，导线y两端的电压U2＝2V，由串联电路特点可知，x和y两导线的电阻之比为R1∶R2＝U1∶U2＝3∶1，故B、C错误；由R＝ρeq\f(l,S)可知，x和y两导线的横截面积之比S1∶S2＝eq\f(l,R1)·eq\f(R2,2l)＝1∶6，故A正确，D错误。答案：A5.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是()A．B点对应的电阻为12ΩB．B点对应的电阻为40ΩC．工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9Ω解析：B点时导体电阻为RB＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(6,0.15)Ω＝40Ω，故A错误，B正确；A点时导体电阻为RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变ΔR＝RB－RA＝10Ω，故C、D错误。答案：B6．(2020·山东卷)氚核eq\o\al(3,1)H发生β衰变成为氦核eq\o\al(3,2)He。假设含氚材料中eq\o\al(3,1)H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104s时间内形成的平均电流为5.0×10-8A。已知电子电荷量为1.6×10-19C，在这段时间内发生β衰变的氚核eq\o\al(3,1)H的个数为()A．5.0×1014 B．1.0×1016C．2.0×1016 D．1.0×1018解析：由题意知，3.2×104s内发生β衰变产生的电子的电荷量Q＝It＝5.0×10-8×3.2×104C＝1.6×10-3C，对应的电子数n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(1.6×10-3,1.6×10-19)个＝1.0×1016个，由eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(3,2)He可知，一个eq\o\al(3,1)H核发生一次β衰变产生一个电子，故这段时间内发生β衰变的eq\o\al(3,1)H核的个数为1.0×1016，选项B正确。答案：B7．某家庭使用的智能电饭锅的铭牌如图所示。假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价1kW·h为0.54元，则该电饭锅()A．工作时的额定电流为0.41AB．保温时的电流为0.2AC．每次煮饭需消耗电能4.5kW·hD．一年因煮饭而产生的电费约为177元解析：由题中所给信息知：额定电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(900W,220V)≈4.1A，选项A错误；保温时电流I′＝eq\f(P′,U)＝eq\f(30W,220V)≈0.14A，选项B错误；每次煮饭消耗电能W＝Pt＝900×10-3kW×eq\f(1,2)h＝0.45kW·h，选项C错误；一年因煮饭而产生的电费0.45×2×365×0.54元≈177元，选项D正确。答案：D8．如图甲所示，电路中电源的电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法正确的是()A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W解析：由于不计电源内阻，所以L1两端的电压为3V，L2和L3两端的电压均为U＝1.5V，由题图乙可知此时通过L1的电流为1.0A，通过L2和L3的电流均为I＝0.8A，所以L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；L3的电阻R＝eq\f(U,I)＝1.875Ω，B正确；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4W，D错误。答案：B[能力提升练]9．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()A．eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B．eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C．eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D．eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))解析：在加速电场中有eU＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(\f(2eU,m))。在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量q＝IΔt＝Ieq\f(Δl,v)，则电子个数n＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))，B正确。答案：B10．(多选)(2024·四川成都树德中学开学考试)某电动机的伏安特性曲线如图(a)所示，现将两个这样规格的电动机并联接在电动势为3.0V，内阻为0.125Ω的直流电源上，连接方式如图(b)所示。下列说法正确的是()A．由图(a)可知，当电动机两端电压大于零时，其就会有机械能产生B．由图(a)可知，该电动机线圈电阻为1.0ΩC．由图(a)可知，当电动机两端电压为4.0V时，其机械功率为8.0WD．由图(b)可知，当开关S闭合后，电源的输出功率为10W解析：由题图(a)可知，当电动机两端电压大于2.2V时，其就会有机械能产生，故A错误；由图(a)可知该电动机线圈电阻rM＝eq\f(2.2,2.2)Ω＝1Ω，故B正确；由题图(a)可知，当电动机两端电压为4.0V时，电动机总功率P＝UI＝4×2W＝8W，热功率为P热＝I2rM＝4W，机械功率为P机＝P－P热＝4W，故C错误；假设电动机不转动，为纯电阻电路，两个电动机并联，总电阻为0.5Ω，则两个电动机两端的电压U＝eq\f(0.5,0.5＋0.125)×3V＝2.4V>2.2V，可知电动机转动，则流过电动机的电流为2A，电源的输出功率P输＝2UM·IM＝2(E－2IMr)·IM＝10W，故D正确。答案：BD11．如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U­I图像如图乙所示，当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ。解析：由题图乙可求得U＝10V时电解液的电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,5×10-3)Ω＝2000Ω。由题图甲可知电解液长为l＝a＝1m，横截面积为S＝bc＝0.02m2，结合电阻定律R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(2000×0.02,1)Ω·m＝40Ω·m。答案：40Ω·m12．如图所示为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，重物A所受的重力为20N，不计摩擦力。(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？(3)电动机在10s内可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？解析：(1)根据焦耳定律，热功率为P热＝I2r＝12×1W＝1W。(2)输入功率等于输入电