新高考物理一轮复习跟踪训练第42讲 电路的基本概念和规律（解析版）

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SKIPIF1<0由电流强度的定义式SKIPIF1<0，可得电容器放电过程中平均电流为SKIPIF1<0电容器放电过程中若电压不变，则有平均功率为SKIPIF1<0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．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【详解】根据电流的微观表达式可知SKIPIF1<0，由欧姆定律SKIPIF1<0，电阻定律SKIPIF1<0，联立可得SKIPIF1<0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SKIPIF1<0C．此时自由电子定向移动的平均速率为SKIPIF1<0D．此时自由电子定向移动的平均速率为SKIPIF1<0【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SKIPIF1<0倍，根据电阻定律SKIPIF1<0分析得到，电阻变为原来的4倍，故A错误；B．根据欧姆定律SKIPIF1<0可知，电流I变为原来的SKIPIF1<0，即为SKIPIF1<0，故B错误；CD．电流的微观表达式SKIPIF1<0其中n、e不变，电流I为原来的SKIPIF1<0，横截面积S变为原来的SKIPIF1<0倍，则自由电子定向移动的平均速率为SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0图像如图所示可知甲的电阻最大，丙的最小，根据电阻定律SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0C．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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故C正确；D．平路上行驶的人和车受到阻力SKIPIF1<0匀速行驶时牵引力F=f=40N，此时速度SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，直流电动机内阻SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0C．满足题意的R1，R2值分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0D．满足题意的R1，R2值分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【答案】D【详解】AB．根据电路规律可知当SKIPIF1<0时电源的输出功率SKIPIF1<0最大，即此时有SKIPIF1<0同时有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，AB错误；CD．根据前面分析可得SKIPIF1<0由闭合电路欧姆定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0）和一段金属线2（电阻率为SKIPIF1<0）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SKIPIF1<0C．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SKIPIF1<0【答案】D【详解】A．根据SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0所以对左边是金属线2：SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故B错误；C．根据图像可知，x＞0.3m时SKIPIF1<0当x＝0.7m时SKIPIF1<0电池消耗的功率SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0该洗地机的工作电压SKIPIF1<0故D错误。故选A。10．（2023·云南昆明·高三校考模拟）SKIPIF1<0和SKIPIF1<0是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，SKIPIF1<0的上、下表面积大于SKIPIF1<0的上、下表面积，将SKIPIF1<0和SKIPIF1<0按图所示方式接入电路中，闭合开关后（）A．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，则SKIPIF1<0的电功率大于SKIPIF1<0的电率B．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的体积相同，则流过SKIPIF1<0的电流大于流过SKIPIF1<0的电流C．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，则流过SKIPIF1<0的电流小于流过SKIPIF1<0的电流D．若SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的厚度相同，则SKIPIF1<0内自由电荷定向移动的速率比SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0两个导体材料相同，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SKIPIF1<0坐标系中各描出一组金属块两端的电压SKIPIF1<0和对应通过的电流SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，C消耗的电功率为SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0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SKIPIF1<0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SKIPIF1<0B．B点的电阻为SKIPIF1<0C．导体的电阻因温度的影响改变了SKIPIF1<0D．导体的电阻因温度的影响改变了SKIPIF1<0【答案】B【详解】AB．B点的电阻为SKIPIF1<0，A错误，B正确；CD．A点的电阻为SKIPIF1<0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．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【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SKIPIF1<0线圈a的面积SKIPIF1<0线圈b的面积为SKIPIF1<0两线圈产生的感应电动势有效值为SKIPIF1<0则两线圈产生的感应电动势有效值之比为SKIPIF1<0线圈a的周长为SKIPIF1<0，b的周长为SKIPIF1<0由电阻定律SKIPIF1<0可知，两线圈的电阻之比SKIPIF1<0由公式SKIPIF1<0可得，两线圈消耗的功率之比为SKIPIF1<0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．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【详解】由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻R=SKIPIF1<0镀膜材料的截面积为SKIPIF1<0根据电阻定律可得SKIPIF1<0所以镀膜材料的电阻率SKIPIF1<0故选C。16．（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SKIPIF1<0。若放电时间为SKIPIF1<0，放电完成后两板间电压降为SKIPIF1<0。则（）A．该电容器的电容为SKIPIF1<0B．该电容器的电容为SKIPIF1<0C．电容器放电过程的平均功率约为SKIPIF1<0D．电容器放电过程的平均功率约为SKIPIF1<0【答案】AC【详解】AB．电容器的电容SKIPIF1<0选项A正确，B错误；CD．电容器放电过程的平均功率SKIPIF1<0选项C正确，D错误。故选AC。17．（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SKIPIF1<0，氙离子喷射速度为SKIPIF1<0，推进器产生的推力为SKIPIF1<0，推进器质量SKIPIF1<0，已知氙离子的比荷为SKIPIF1<0；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SKIPIF1<0B．氙离子的加速电压约为SKIPIF1<0C．氙离子向外喷射形成的电流约为SKIPIF1<0D．每秒进入放电通道的氙气质量约为SKIPIF1<0【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SKIPIF1<0，故A错误；B．氙离子经电场加速，根据动能定理有SKIPIF1<0可得加速电压为SKIPIF1<0