电路及其应用 课后专项突破（解析版）-2024-2025学年高二物理上学期期末复习

第06讲电路及其应用

-划重点之高二期中期末复习精细讲义

一、单选题

i.以下说法正确的是（）

A.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率

C.导体中的电流只能是正电荷的定向移动形成的

D.导体中横截面积越小的地方，电荷通过的速率越小

【答案】A

【详解】A.根据

t

可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，A正确；

B.电荷定向移动的速率远小于电流传导速率，B错误；

C.电流可以是正电荷也可以是负电荷定向移动形成的，C错误；

D.根据

I=neSv

可知导体横截面积越小的地方，电荷速率越大，D错误。

故选Ao

2.如图所示，°、6两段圆柱形导体连接在一起，两圆柱体的材料、长度均相同，。的横截

面积小于6的横截面积，。圆柱体的电阻为用，6圆柱体的电阻为上。在连接体两端加上恒

定电压，。圆柱体两端的电压为U/,单位时间通过导体横截面的电量为班，导体中自由电

荷定向移动的速率为v/;6圆柱体两端的电压为单位时间通过导体横截面的电量为农,

导体中自由电荷定向移动的速率为V2。下列关系正确的是（）

ab

A.Ri<R2B.vi>V2C.qi>q2D.Ui=U2

【答案】B

【详解】A.由电阻定律R=pg可知，R]>R2,故A错误；

B.由/因两导体中电流相等，故横截面积大的，自由电荷定向移动的速率小，故B

正确；

C.因两导体中电流相等，因此单位时间内通过导体截面的电量相等，故C错误；

D.两导体中电流相等，RI>R2,由。=次可知，Ui>U2,故D错误。

故选Bo

3.如图所示，由4个电阻连接成的混联电路如图所示。氏=80,&=40,=6Q，Ri=30。

把42V的电压加在°、6两端，贝（）

A.通过&的电流为1AB.通过夫2的电流为1A

C.通过/?3的电流为1AD.通过R4的电流为2.5A

【答案】C

【详解】根据串、并联电路的电阻规律可得：6之间的总电阻为

/?=/?+/?+R3R4;=1411

危+夫4

故由欧姆定律可得：干路上的电流即通过处，处的电流为

U

/=五=3A

再根据并联电路电压相同，由欧姆定律可得

/3__1

h~R1~2

由电荷守恒定律可得

所以有

I3=IA,I4=2A

故选C。

4.一质子源沿电场方向均匀发射质子（初速度视为零），经电场加速后形成细柱形质子流,

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子流中与质子源相距乙和轨的两处,

各取一段极短的相等长度的质子流，则其中的电流之比x与质子数之比y分别为（）

A.1：11：2B.1：21：1

C.1：12：1D.1：42：1

【答案】C

【详解】设电流横截面积为S,质子速度为口单位体积内的质子数为小则At时间内通过

横截面的质子数为

N=nSvAt

电荷量为

q=neSvAt

电流为

I=neSv

根据电荷守恒，两处电荷量相同，则

n^eS^^t=电祝〃2At

即

11：12=1：1

根据动能定理

1

eEL=—mv{?

1?

eE-4L=—mv2

N=nlS

得

N[.N2=2:1

故选Co

5.1911年，科学家发现金属汞在4.2K（-268.8。0时电阻可以降到零，这种现象叫作超导

现象。1987年，国外科学家以及中国科学家相继研制出轨-银-铜-氧系材料，超导转变温度

提高到90K（-183。0,2023年7月，室温超导“LK-99”名噪一时。中科院物理所发表了一

篇评论，历史上声称室温超导（接近或高于300K）的次数不少于7次，目前实验验证的临

界温度最高的超氢化物，它可以在165万个大气压下实现大约252K（-21。。超导，结合

所学知识及上述材料，分析下列说法，其中正确的是（）

A.若超导回路中有了电流，电流将几乎无损耗地持续下去

B.目前已经多次通过实验得到常压室温下的超导材料

C.金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越小

D.超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越低

【答案】A

【详解】A.超导体的电阻为零，电流在超导回路中流动时不会因为电阻的存在而损耗能量,

因此电流可以持续下去，故A正确；

B.目前还没有在常压室温下得到超导材料，超导现象通常需要在极低的温度或高压下才能

发生，故B错误；

C.金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越大，故C错误；

D.超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越高，故D错误。

故选Ao

6.如图所示，A、B是材料相同的两个金属块，体积相等，上表面均为正方形，B的上表

面积是A的上表面积的2倍，在A、B左右两侧分别加上相同的电压，则A、B两金属块中

的电流之比为（）

A.V2:1B.2：1C.2V2:1D.4：1

【答案】B

【详解】设A的上表面边长为L厚度为力则B的上表面边长为近3厚度为（d,左右两

侧加上电压后，A的电阻

Lp

=

RA=PTLaA1a

B的电阻

V2L2p

&=P--------

V2Ld

由于两侧加上的电压相同，因此N、8两金属块中电流之比为2：1。

故选B。

7.如图甲所示电路中，电源电动势为3.0V,内阻不计，Li、L2、L3为3个相同规格的小灯

泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关S闭合后下列判断正确的是（）

A.Li电流为L2电流的2倍B.Li>L2、L3的电阻相等

C.此时Li的电阻为12QD.此时L2消耗的电功率为0.30W

【答案】D

【详解】A.根据电路图可知，Li两端电压为3.0V,L2、L3两端电压均为1.5V；根据图像

可知，Li的电压为3.0V,对应的电流约为0.26A,L2两端电压为1.5V,对应的电流为0.2A,

所以Li电流不是L?电流的2倍，故A错误；

BC.由图像可知，此时三个灯泡的电阻约为

3.0

R[=------Qx11.511

10.26

1.5

R2=R3--n=7.5（1

故BC错误；

D.此时L2消耗的电功率为

P2=UI=1.5x0.2W=0.30W

故D正确。

故选D。

8.如图所示是某导体的/—U图线，图中a=45。，下列说法错误的是（）

A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比

B.此导体的电阻式不变

C./—U图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻氏=±。=1。

tan45°

D.在该导体的两端加6V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3c

【答案】c

【详解】A.由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导

体两端的电压成正比，故A正确，不符合题意；

BC.由/=5可知，/—U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R=2。，

A

故B正确，不符合题意、C错误，符合题意；

D.在该导体的两端加6V的电压时，电路中电流

U

/=R=3A

每秒通过导体横截面的电荷量

q=〃=3x1C=3C

故D正确，不符合题意。

故选Co

9.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直

角坐标系中描点，得到了图中4、5、。、。四个点。请比较这四个电阻的大小（）

八U

A.

*c

・D

9」

A.RA>RB>Rc>RDB.RD>RB=Rc>RA

C.RA>RB=Rc>RDD.RB=Rc>RA>RD

【答案】C

【详解】根据欧姆定律/=5变形可得U=IR,可知U—/图象的斜率表示电阻，所以过“BCD

A

各点作过原点的直线，如图所示

从图中可以看出，四个电阻大小关系为

RA>RB=Rc>RD

故选C。

10.已知e=1.6x10-19C,某电解液如果在Is内共有5x1018个二价正离子和1.0X1019

个二价负离子向相反方向通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是（）

A.0B.4.8AC.0.8AD.3.2A

【答案】B

【详解】据题意可知，在1s内通过截面的正离子的电量为

q1=271送

负离子的电量绝对值为

[2=2n2e

根据电流定义可得

_Qi+q_2nle+2ne_2x5x1018x1.6xIO-19+2X1x1019X1.6xIO-19

I—2—2——

tt1

=4.8A

故选Bo

11.四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A?和两个电压表Vi、V2o

已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表Vi的量程大V2的量程，改装好后把它们按图示

接入电路，则（）

r_®_iM-----^-1

A.电流表Ai的偏转角小于电流表A2的偏转角

B.电流表A1的读数大于电流表A2的读数

C.电压表Vi的偏转角大于电压表V2的偏转角

D.电压表Vi的读数小于电压表V2的读数

【答案】B

【详解】AB.两个电流表Ai、A2是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成，因两电流

表并联，可知通过两表头的电流相等，则电流表Ai的偏转角等于电流表A2的偏转角，因电

流表A1的量程大于A2的量程，可知电流表A1的读数大于电流表A2的读数，选项A错误，B

正确；

CD.两个电压表Vi、V2是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的，两电压表串联，可知

通过表头的电流相等，则电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角，因电压表V1的量程大V2

的量程，则电压表V1的读数大于电压表V2的读数，选项CD错误。

故选Bo

12.电压表V（量程0〜3V）、电流表A1（量程0〜3A）和电流表A2（量程0〜0.6A）由三个

相同的表头改装而成，现采用如图所示的电路校准电压表的刻度，定值电阻RO=O-9C，为

保证电流不超过电流表量程而将两个电流表并联使用，闭合开关S后，调节滑动变阻器心

下列说法中正确的是（）

A.调节R过程中，电流表A，A2可以达到满偏

B.电流表A1、A2的指针偏转角度一定相同

C.当电压表V满偏时，电流表A2可能会被损坏

D.三个电表的指针偏转角度时刻相同

【答案】B

【详解】B.当电压表满偏时，在忽略电压表中电流的情况下，通过定值电阻的电流为

U3

I=――=A=3.33A

Ro0.9

根据电表的改装原理可知，两电流表都是用相同的表头改装，电流表A1、A2并联部分等效

成两个表头和两个定值电阻，这四个元件并联，故实际通过两表头的电流相等，所以两电流

表的指针偏转角度一定相同，故B正确；

ACD.由两表的量程可知，电流表A1示数一定是A2示数的5倍，当电压表V满偏时，根据上

述可知

5/2+乃=3.33A

可得

与=0.56A/1=5与=2.8A所以调节R过程中，当电压表V满偏时，电流表不会达

到满偏，电流表A2不会被损坏，电压表与电流表的指针偏转角度不同，故ACD错误。

故选B。

13.如图所示，为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线，两图线交于/点，/点坐

标为(12V,1.5A),甲的图线与。轴成所夹角6为45。。若元件甲和元件乙均为纯电阻，则

A,元件乙的电阻随电压的增大而减小

B.在/点，甲、乙两元件的电阻相等

C.元件甲的电阻为R=k=tan。=1Q

D.对甲、乙两元件，欧姆定律均不适用

【答案】B

【详解】A.图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，随电压的增大，元件乙的

图线上的点与坐标原点连线的斜率越来越小，则其电阻随电压的增大而增大，故A错误；

B.在/点，甲、乙两元件的电压、电流相同，则电阻相等，故B正确；

C./—U图像与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，元件甲的电阻

故C错误；

D.元件甲和元件乙均为纯电阻，欧姆定律适用，故D错误。

故选Bo

14.如图甲所示，一长方体导电材料的长、宽、高分别为。、b、c；且a>b>c,通入沿PQ

方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流/的关系图像如图乙所示。下列说法

正确的是()

00.5//A

N

甲

A.导电材料两端所加电压为10V时，其电阻为10Q

B.随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小

C.随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电性能变差

D.该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小

【答案】B

【详解】A.由图乙可知，导电材料两端所加电压为10V时，通过的电流为0.5A,则此

时导电材料的电阻为

故A错误；

BC.U-/图线上各点与原点连线的斜率表示电阻，结合图乙可知，随着所加电压的逐渐增

大，该导电材料的电阻逐渐减小，则该导电材料的导电性能变好，故B正确，C错误；

D.根据电阻定律R=pg可知，导电材料的横截面积越大，长度越小，导电材料的电阻越小,

所以该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻大，故D错误。

故选B。

二、多选题

15.在一质量分布均匀的圆柱形金属棒的两端加上恒定电压。后，单位时间内通过横截面

的电荷量为qi，金属棒的电阻率为Pi、电阻为内部自由电荷定向移动的速率为打；将该

金属棒的长度拉伸至原来的2倍，金属棒仍为圆柱形，其两端电压仍为。时，单位时间内

通过横截面的电荷量为42,拉长后的金属棒的电阻率为。2、电阻为幻，内部自由电荷定向移

动的速率为"2。下列关系式正确的是（）

A.q1-4q2B.p2=4PlC.v1—2v2D.R2=4%

【答案】ACD

【详解】ABD.同一金属棒，电阻率不变，体积不变，将金属棒拉长为原来2倍，根据

V=SL

可知，横截面积S变为原来的也根据电阻定律

电阻为原来4倍，加同样的电压，根据欧姆定律

U

I=R

可知，电流为原来的1根据电流定义式

4

T

t

可知在单位时间内通过横截面的电荷量为原来的J,故AD正确，B错误；

4

C.根据电流微观表达式有

I=nevS

变形得

I

v=——-

neS

其中小e保持不变，由上分析，可知横截面积S变为原来的右电流为原来的；，可得

1

功=2V1

故C正确。

故选ACDo

16.由欧姆定律/=《导出U=/R和R==,下列叙述中正确的是（）

RI

A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比

B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大

小无关

C.对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值

D.一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大

【答案】BCD

【详解】AB.导体的电阻由导体本身的性质决定，由长度、横截面积和材料决定，跟导体

两端的电压及流过导体的电流的大小无关，故A错误，B正确；

C.由欧姆定律/='可知，对某一导体来说，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电

A

阻值，故c正确；

D.根据U=/R可知，一定的电流流过导体，电阻越大，其电压越大，即电阻两端的电压降

越大，故D正确。

故选BCDo

17.自动体外除颤器（简称AED）治疗时，把两电极板放于心颤患者心脏附近的皮肤上，

按下放电按钮，让一部分电荷通过心脏，使之恢复正常跳动。一般体外除颤能量（电容器储

存的电能）在200〜300J之间。若除颤器的电容器电容为16吓，在某次治疗时设定除颤能

量为200J,在2ms时间内放电至两极板间电压为零。已知充电后电容器储存的电能表达式

为其中C表示电容器的电容，U表示电容器极板间的电压。下列说法正确的是

（）

A.充电完成后，两极板之间的电压为5x103V

B.放电完成后电容器的电容变为零

C.该次治疗过程通过人体组织的电荷量为0.08C

D.该次治疗过程平均放电电流为40A

【答案】ACD

【详解】A.由公式

1,

E=-CU2

2

代入数据解得

U=5x103V

故A正确；

B.电容器的电容与所带电量无关，由其本身决定，故B错误;

C.由公式

Q=CU

得该次治疗过程通过人体组织的电荷量为

Q=0.08C

故C正确;

D.由电流的定义有

故D正确。

故选ACDo

18.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。一段长为八电阻率为p、横截面积为S的细金属直导线，

单位体积内有几个自由电子，电子电荷量为e、质量为加。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，比例系数为上下列

说法正确的是（）

A.比例系数k=nep

B.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率“无关

C.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u=二

neS

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功与阻力对电子做的

功相同

【答案】BC

【详解】C.一小段时间At内，流过导线横截面的电子个数为

N-nSuXt

电荷量为

Q=Ne=neSvl^t

根据电流的定义有

故C正确;

AB.长度为Z的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则

U

kv=Ee=­e

I

U=IR=neSv-p—=nepvl

所以

k=ne2p

故A错误，B正确；

D.电场力对电子做正功，阻力对电子做负功，故D错误。

故选BCo

19.如图甲所示，一块均匀的长方体样品甲，长为°、宽为6、厚为c,沿着CD方向测得

的电阻为R;如图乙所示，另一块均匀的长方体样品乙，长为d,宽为d,厚为c,甲、乙两

种样品材料相同，下列说法正确的是（）

A.两块样品的电阻率为。=詈

„2

B.样品甲沿方向的电阻为第/?

C.样品乙沿G"方向的电阻为巴R

C

D.减小1,不改变c,样品乙沿G"方向的电阻不变

【答案】BD

【详解】A.设两块样品的电阻率为p,根据电阻定律得出样品甲沿CD方向的电阻

b

R=p—

ac

解得

Rac

P=~T

A错误；

B.样品甲沿N2方向的电阻

a

2啧

结合

Rac

p=-r

综合解得

Ra2

RABR

B正确；

C.样品乙沿方向的电阻

d

比…五

结合

Rac

P=~T

综合解得

a

RGH=针

C错误；

D.由

d1

RGH=P^=P-

可知样品乙沿G77方向的电阻与d无关，与c有关，所以减小d,不改变c,沿G8方向的电阻

不变，D正确。

故选BDo

20.两根长度相同，直径之比为刈以2=1:3的均匀铜导线按图所示接入电路。关于两段导

线，以下说法中正确的是（）

——U-----------►

A.它们的电阻之比为3：1

B.它们的电流之比为1：9

C.它们的电子移动速率之比为9：1

D.它们两端的电势差之比为9：1

【答案】CD

【详解】A.根据电阻定律

L

R=

它们的电阻之比为

L

P谒

R1_学_9

故A错误;

B.串联电路各处电流相等，它们的电流之比为1:1,故B错误;

C.根据

I=nqSv

得

1717

兀*)%=nq(-7T^)v2

解得

9

-

v21

它们的电子移动速率之比为9:1,故C正确;

D.它们两端的电势差之比为

Ui_胆_9

故D正确。

故选CDo

21.某学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图甲、乙所示，则（）

&正向电流/mA

20

10

反向电压力/V

-40-20

正向电压力

--100/V

--200

甲正向电流/〃A--300

乙

A.图甲中,电学元件A若为电阻，可当作定值电阻使用

B.图甲中,两电学元件阻值的关系为RB>RA

C.图乙中,电学元件为非线性元件

D.图乙可能是小灯泡的伏安特性曲线

【答案】AC

【详解】A.在电阻的/-U曲线中，斜率为电阻的倒数，根据图甲可知电学元件A的/-U

图线斜率恒定，故若A为电阻，可当作定值电阻使用，故A正确；

B.从图甲可以看出，当两者电流相等时，A的电压较大，根据

U

汽=7

可知

RA>RB

故B错误；

C.由图乙可知，其电学元件为非线性元件，故C正确；

D.小灯泡的电阻随灯泡两端的电压增加电阻变大，因此图乙不可能是小灯泡的伏安特性曲

线，故D错误。

故选AC-

三、实验题

22.某同学改装和校准电流表的电路图如图所示，图中虚线框内是电流表的改装电路。

（1）已知表头G满偏电流为lOO^A,表头上标记的内阻值为900。，氏、七和&是定值电

阻。若开关S2掷于6接线柱，电流表的量程为1mA；若开关S?掷于c接线柱，电流表的量

程为10mA。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选处=dR产Q

（2）用量程为1mA,内阻为800。的标准电流表对改装表1mA挡的不同刻度进行校准。所

用电池的电动势为E；定值电阻&有两种规格，阻值分别为2k。和3k。。为了方便实验中

调节电流，图中&应选用阻值为kQ的定值电阻

（3）若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电流表的读数比标准电流表的读数偏

小，则表头G内阻的真实值______（填“大于”或“小于”）900Q

【详解】（1）开关S2掷于6接线柱，电流表的量程为1mA；若开关S2掷于c接线柱,

电流表的量程为10mA,由图示电路图可知

/式4+&)

/g+丁gM=0.001A,/s+二_—=0.010A

gR1+&gRi

代入数据解得

7?/=10Q,7?2=90Q

（2）[3]为方便实验操作，以应选用阻值为2k。的定值电阻。

（3）[4]改装后的电流表读数偏小，说明分流电阻分流偏小，并联电阻阻值偏大，改装电流

表并联电阻阻值为

''g

则电流表耳偏大，即表头G内阻的真实值大于900Q,

23.某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。

（1）已知表头G满偏电流为100pA,表头上标记的内阻值为900Q,R/和凡是定值电阻。利

用Ri和表头构成1mA的电流表,然后再将其改装为量程为3V的电压表。则根据题给条件,

定值电阻的阻值应选我/=。，Rj=Qo

⑵用量程为3V、内阻为2500。的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S前,

滑动变阻器的滑动端P应靠近端（填N"或“2”）。

【答案】（1）1002910

⑵/

【详解】（1）[1]根据题意，处与表头G构成1mA的电流表，则

%Rg=QTg）Ri

解得

%=100Q

⑵此时电流表的电阻为

然后再将其与七串联改装为量程为3V的电压表，则

IgRgUv-IgRg

RAR2

联立解得

R2=2910。

(2)用量程为3V、内阻为2500。的标准电压表V对改装电压表进行校准。在闭合开关S

前，滑动变阻器的滑动端P应靠近/端，可以使电压表从零开始逐渐变大。

四、解答题

24