2025年高考物理一轮复习：电路及其应用（解析版）

电路及其应用

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考点预览

考点考向题型分布

电路及其应用考向1:电流微观表达式的理解和应用14单选+6多选

考向2：电阻定律的理解应用

考向3：串并联电路的规律

考向4：欧姆定律的基础理解应用

考向5：电功和电热的计算

考点训练

考点01》电路及其应用（14单选+6多选）

L（2024•北京门头沟•一模）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内

在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为/、电阻率为p、横截面积为S的细金属直导线，单位

体积内有〃个自由电子，电子电荷量为e、质量为〃?。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电

子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的

阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定

向移动的速率成正比，比例系数为讥下列说法不正确的是（）

A.比例系数左=

B.当该导线通有恒定的电流/时导线中自由电子定向移动的速率v=一二

neS

C.比例系数人与导线中自由电子定向移动的速率V无关

D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等

【答案】A

【详解】B.一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为：N=nSv\t

电荷量：Q=Ne=nSveAt

根据电流的定义有：/=g=〃eSv

A/

解得：v=<

neS

故B正确，不符合题意；

AC.取长度为/的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，贝U：kv=eE=ey

由U=/R,I=neSv,R=p—,

S

解得：k=ep

故A错误，符合题意；C正确，不符合题意；

D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则电场力对电子做

的正功与阻力对电子做的负功大小相等，故D正确，不符合题意。

故选Ao

2.（2024•山东淄博•一模）阿秒（as）光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲，如同高速快门相机，可用

以研究原子内部电子高速运动的过程。已知las=10-8s,电子所带电荷量为1.6xl0*c,氢原子核外电子绕

原子核做匀速圆周运动的等效电流约为IxlO^A。目前阿秒光脉冲的最短时间为43as,电子绕氢原子核一周

的时间约为该光脉冲时间的（）

A.2.8倍B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍

【答案】B

【详解】根据电流定义式可得：/="

可得电子绕氢原子核一周的时间为：r=1

T1.6x10”

则有：一

t1X10-3X43X1018

故选Bo

3.（2024•广西•模拟预测）阿秒（as）光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲，如同高速快门相机，可用

以研究原子内部电子高速运动的过程。已知电子所带电荷量为1.6x1079（2,las=10-%，氢原子核外电子绕

原子核做匀速圆周运动，周期大约是150as。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为

()

A.1x10—%B.1XW2AC.1x10一3AD.IxlO^A

【答案】C

【详解】根据电流的定义式：O=AalxlO-A

tT1I5'0叫x10-:8

C正确。

故选C。

4.（2024•江西•模拟预测）一根长为L、横截面积为S的金属棒，电阻率为"，棒内单位体积自由电子数为

n,电子的质量为小,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均

速率为v,则金属棒两端的电势差为（）

“‘cmv2Sn_mv2、pev

A.pnevLB.----------C.------D.------

e2eS

【答案】A

【详解】根据电阻定律，可知金属棒的电阻为：R=p4

金属棒中电流可表示为：I=neSv

则金属棒两端所加的电压为：U=IR

联立可得金属棒两端的电势差为：U=pnevL

故选Ao

5.（2024•北京顺义•一模）某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的/-U图像来研究小灯泡的电阻随

电压变化的规律。实验电路如图甲所示,根据实验数据描绘的/-U图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Q

B.随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻变小

C.该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的

D.图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于/处

【答案】A

【详解】A.由/-U图像可知当电压为2.5V时，电流约为0.44A,所以小灯泡正常工作时的电阻约为

I0.44

故A正确；

B./-。图像的斜率反应了电阻倒数大小的变化情况，随着电压的增大图像斜率越来越小，所以电阻越来越

大。故B错误；

C.该实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。故C错误；

D.开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于8处。故D错误。

故选Ao

6.（2024,江西南昌•三模）在如图所示的电路中，已知A、B两个电容器的电容之比CA：CB=1：2,每个电阻

都相同，则两个电容器带电量之比&：4为（）

【答案】A

【详解】等效电路图如图所示

根据：c=g

—曰QA_G_1

可得:以工一5

故选A。

7.（2024•北京海淀,模拟预测）如图所示是某笔记本电脑电池上的部分标注，该型号的电池据说是最强的笔

记本电脑电池之一。关于此电池的下列说法中，正确的是（）

Li-ionOUTPUT

10.8V94Wh8700mAh

A.该电池充满电后储存的能量约9.4xIO,j

B.该电池充满电后可供电脑使用10小时，则平均电流强度约0.1A

C.若某电容器充满电后，电压为10.8V,电量为8700mAh,则电容器储存的能量和该电池充满电后相同

D.该电池充满电后，提供的总能量可以使一名质量m=60kg的学生提升的高度超过“中国尊”（北京最

高建筑，高度为％=528m）的高度

【答案】D

【详解】AC.根据单位换算可知该电池充满电后储存的能量约为：沙=94Wh=3.384X105J

则某电容器充满电后，电压为10.8V,电量为8700mAh,则电容器储存的能量

£=1QJ7=1X8.7X3600X10.8J=1.691X105J

和该电池充满电后不相同，故AC错误；

B.电池的容量为8700mAh=8.7Ah,根据电流的定义式可知：/=2=0.87A

t

故B错误；

55

D.质量加=60kg的学生提升的高度超过"中国尊〃的能量为：£=mg/z=3.168xl0J<3.384xl0J

故D正确；

故选Do

8.（2024・安徽•模拟预测）直流电动机在生活生产中有广泛的应用，其主要结构为两部分：定子和转子，其

中定子包括：主磁极、机座、转向器、电刷等；转子包括：电枢铁芯、电枢绕组等。如图所示是电动机提

升重物的示意图，己知电源电动势£=9V,内阻；-1.5。，电阻R=2O。闭合开关S,发现电动机被卡死,

此时电压表的示数为6V,立即关闭电源。清除故障后重新闭合开关，当电动机正常工作时，电压表的示数

为7.5V,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（)

A.电动机内部线圈的电阻为RM=5.5。

B.电动机正常工作时线圈电阻的热功率为1W

C.电动机正常工作时电源的效率约为66.7%

D.电动机正常工作时将一个质量为1kg重物由静止吊起，则重物的最大速度为0.55m/s

【答案】B

【详解】A.电动机被卡住时，相当于纯电阻，电源内电压：％=9V-6V=3V

电路电流：L=5=2A

r

由闭合电路欧姆定律可得电动机内阻为：RM=EU；T、R2

故A错误；

B.电动机正常工作时，电源内电压：C/2=9V-7.5V=1.5V

电路电流：/,=4=从

r

电动机线圈电阻的热功率为：々=/；RM=IW

故B正确；

C.电动机正常工作时，电源的效率为：〃=g/xlOO%B83%

E

故C错误；

D.当重物速度最大时，拉力：F=mg

电动机的输出功率：P2=（E-U「I®h=45W

由：P2=FV

可得重物的最大速度为：vm=0.45m/s

故D错误。

故选Bo

9.（2024•江苏•一模）如图所示电路中，电阻4与此阻值相同，理想二极管与K并联，在N2间加峰值电压

不变的正弦式电流，则A与此的电功率之比是（）

A.1:5B.1：4C.1：2D.1:72

【答案】A

【详解】设在间加峰值电压为Um，周期为T，则电压的有效值为：

设与=&=R，一周期内，A的产生的焦耳热为：2=/；尺由=（2）2.尺.4=经

27?216R

一周期内，凡的产生的焦耳热为

2=/如+/沟2=（焉）2.尺（+北建皆4与鸟的电功率之比是：耳隹干华=1:5

2R2216AII

故选Ao

10.（2024•海南•模拟预测）如图所示，电源电动势E=3V,内阻片1Q,小电动机电阻为0.4Q,电流表、电

压表均为理想电表，闭合开关，电动机正常工作，电压表示数为IV,电流表示数为1A,则（

A.定值电阻R阻值为4QB.电动机的输出功率为0.5W

C.电源的输出功率为2WD.电源的效率为75%

【答案】C

【详解】A.根据闭合电路欧姆定律可得：E=U-I（R+r）

代入数据解得：7?=1Q

故A错误;

B.电动机输出功率为：尸=UZ-/2RM=O.6W

故B错误;

2

C.电源的输出功率为：P&=EI-Ir=2^

故C正确;

p.EI-I2r

D.电源的效率为：7=—xl00%=----------xlOO%«66.7%

P息EI

故D错误。

故选C。

11.（2024・辽宁・模拟预测）如图所示，长方体金属块的长、宽、高均分别为。、b、c,电源的电动势为

E,内阻为「，通过理想电流表A的示数为/,则该金属块的电阻率为（）

[E-Ir）bc

D.---------------------------

la

D（E-Ir）ac

,lb

【答案】B

【详解】根据闭合电路欧姆定律有：E=/（r+R）

根据电阻定律有：R=P+

be

联立解得：2=（"/"

la

故选Bo

12.（2024•北京平谷・模拟预测）如图所示电路中，有四个完全相同的小灯泡，不考虑电阻随温度的变化,

其中最亮的灯泡是（）

A.灯泡A

B.灯泡L

C.灯泡L3

D.灯泡4

【答案】A

【详解】根据图中电路关系知4与4串联，通过的电流相同，设为/,又乙与4和4并联，电流与电阻成

反比，故通过右的电流为2/,又人在干路，通过的电流为3/,故最亮的灯泡是

故选Ao

13.（2023・海南•模拟预测）在如图所示的图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲

线II为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线n与直线I的交点坐标为（1.5,0.75）,该点的切线与横轴的交点

坐标为（1.0,0）,用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（）

A.电源电动势为2.0V

B.电源内阻为0.50

C.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5。

D.小灯泡L实际消耗的电功率为L125W

【答案】D

【详解】AB.根据题意，由闭合回路欧姆定律有：U^E-Ir

代入题中数据有

0.75=£,-1.5r

0=E'-2,0r

解得：E=3.0V,r=1.5Q

故AB错误；

CD.根据题意可知，当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75V,流过灯泡

的电流为1.5A,由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为：AL=y=0.5Q

小灯泡L实际消耗的电功率为：P=UI=1.125W

故C错误，D正确。

故选Do

14.（2024•陕西渭南•一模）在电磁学中，电导率（conductivity）是用来描述物质中电荷定向移动难易程度

的物理量。电导率b为电阻率Q的倒数，即。=工，则电导率的单位是（）

P

1-1-1

A.QB.Q.mC.m/QD.Q.m

【答案】D

【详解】由电阻定律有：R=P;

所以电阻率。的单位为Q.m,所以电导率。的单位为

Q«m

故选Do

15.（2024•海南省直辖县级单位•模拟预测）将两只规格分别为“220V40W"和"220V60W”的灯泡连接起来,

再接到220V的电压上，则（）

A.两灯泡串联时，40W的灯泡较亮B.两灯泡串联时，60W的灯泡较亮

C.两灯泡并联时，40W的灯泡较亮D.两灯泡并联时，60W的灯泡较亮

【答案】AD

2202

【详解】"220V40W"的灯泡电阻为：尾Q=1210Q

40

U22202

“220V60W”的灯泡电阻为：Ri=—。a806.7Q

丫260

AB.两灯泡串联时，通过两灯泡的电流相等，根据：P=FR

可知40W的灯泡的电功率较大，所以40W的灯泡较亮，故A正确，B错误;

CD.两灯泡并联时，灯泡两端的电压都是220V,功率分别是40W和60W,所以60W的灯泡较亮，故C错

误，D正确。

故选ADo

16.（2024•福建•三模）如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，下部是可调节内阻

电池，升高或降低挡板，可改变8两电极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻，电池的两极

A,3与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a,b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。下列说

法正确的是（）

A.断开开关S,传感器1的示数为零，传感器2的示数等于电源电动势

B.闭合开关S,在将挡板向上提升的过程中，传感器2的读数将变小

C.闭合开关S,无论R的滑片如何移动，传感器1和传感器2的示数之和总不变

D.闭合开关S,当把滑动变阻器火的滑片向左移动到阻值为零时，传感器1的示数为零，传感器2的

示数等于电源电动势

【答案】AC

【详解】A.当S断开时，电路中电流为0,故内阻分压为0,外电压等于电源电动势，故A正确;

B.闭合S,将挡板上提，横截面积变大，由：R=p^-

可知，电源内阻变小，由闭合电路欧姆定律可知：u=Y—£

即外电路分压变大，故电压传感器2的示数变大，故B错误；

C.闭合S,传感器1和传感器2的示数之和等于电源电动势，故其示数之和保持不变，故C正确；

D.闭合S,当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，外电路电阻为0,电压传感器2的示数为0,

电压传感器1的示数等于电源电动势，故D错误。

故选ACo

17.（2024・四川眉山・二模）如图所示，电源与三个电阻连接，电路中«、鸟和用的阻值分别为尺、2R和

47?o当电键以断开、S?闭合时，理想电流表A的示数为当匹闭合、S2断开时，理想电流表示数为

A.电源的内阻为0

B.电源的内阻为2R

C.当凡、S2都闭合时，流过«、凡和尺的电流不相等

D.当凡、S2都闭合时，流过4、4和4的电流可能相等

【答案】BC

E

【详解】AB.当电键匹断开、S?闭合时，根据闭合电路欧姆定律有：10=~一

Rx+r

E

当跖闭合、S2断开时，根据闭合电路欧姆定律有：0.5/。=^—

解得：r=2R

故A错误，B正确；

CD.当勒、S。都闭合时，外电路三个电阻并联，三个电阻两端电压相等，根据部分电路欧姆定律可知，由

于三个电阻的阻值不相等，则流过4、鸟和用的电流不相等，故C正确，D错误。

故选BCo

18.（2024高三•全国•专题练习）横截面积为S的导线中，通有大小为/的电流，已知导线单位体积内有〃

个自由电子，每个自由电子的电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v,则在时间/内通过导线横截

面的电子数是（）

It

A.ItB.nvtC.nSvtD.一

e

【答案】CD

【详解】根据电流的定义式可知，通过该导线横截面的电荷量：q=It

则在时间/内通过该导线横截面的电子数为：N=^=-

ee

再根据电流的微观表达式：I-nevS

则可得：N=nSvt

故选CD。

19.（22-23高三下•广东•阶段练习）等离子体推进器的原理结构如图所示，首先由电子枪产生高速电子流,

经过碰撞，电子将等离子体发生器内的惰性气体电离，形成等离子体，最后等离子体中的正离子经过静电

加速层加速后高速飞出，从而对等离子推进器产生作用力。假设正离子的质量为加，电荷量为q,经电压为

U的静电加速层加速后形成电流为/的离子束，忽略离子进入静电加速层的初速度，不计离子重力和离子间

的相互作用力，下列说法正确的是（）

A.离子推进器是将化学能转化为机械能的装置

B.离子由静电加速层喷出时的速度大小为、此