电路的基本概念和规律（练习）解析版-2025高考物理一轮总复习

第42讲电路的基本概念和规律

（模拟精练+真题演练）

・最新模拟精练_____________________

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25*,充电至8kV电压，如果电容器在

2ms时间内完成放电，贝！］（）

A.电容器放电过程中平均功率为800kw

B.电容器的击穿电压为8kV

C.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Q=CU=25xl（r）x8xl03c=0.2C由电流强度的定义式/=2,可得电

容器放电过程中平均电流为了=义=—、A=100A电容器放电过程中若电压不变，则有平均功率为

p==8X103X100W=800000W=800kW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〃棒内单位

体积内自由电子数为"，电子的质量为机、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.

nepLnepL

nepSL

C.nepLD.

U

【答案】A

【详解】根据电流的微观表达式可知/=〃evS,由欧姆定律/==，电阻定律R=联立可得

R8

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/，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/=neSV,其中〃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2R

B.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1

D.此时自由电子定向移动的平均速率为二

4

【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

R=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/变为原来的%即为小故B错误;

CD.电流的微观表达式/=襁记其中〃、e不变,电流/为原来的.‘横截面积S变为原来的3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/,导体两端电压U在U-/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（）

八U

一厂丙

--乙

」甲

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R=可知，甲的电阻率最大，选项AD错误;

KJ

B.甲、乙串联后接入某直流电路，根据尸=尸尺可知，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P=可知，电阻大，功率小，则乙的电功率要小，选项C正确。

R

故选Co

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“48V10A-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g=10m/s2,则下列判断正确的是（）

A.正常工作时，电动机额定电流约为5.2A

B.充满电后电池储存的能量约为L7xlO5j

C.电池的内阻约为1.3。

D.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/=6.25A故A错误；

B.充满电后该电池的总能量W=EQ=48x10x3600J=1728000J=1.7xl（）6j故B错误；

C.根据闭合电路欧姆定律有E=U+6可得r=1.30故C正确；

D.平路上行驶的人和车受到阻力/=0.04〃?g=0.04xl00xl0N=40N匀速行驶时牵引力看尸40N,此时速

AQp

度v=二一=5向$=181011/11故口错误；故选C。

F

6.（2023・湖北•模拟预测）如图所示，电源电动势E=12V,内阻r=4Q,&=20,直流电动机内阻时=1。，

当闭合S和S1,断开S2时，调节滑动变阻器R/为某值时，可使电源输出功率最大，闭合s,S2,断开S1,

调节及为某值时，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Po=4.5W）,

B.电动机两端电压为UM=3V

C.满足题意的R/,R2值分别为N=2Q,4=6。

D.满足题意的R/,&值分别为A=2。，0=10

【答案】D

E12

【详解】AB.根据电路规律可知当/=不时电源的输出功率小最大，即此时有/=3A=1.5A同时有

匕输=几/一尸％=用解得0M=4.5V,AB错误；

CD.根据前面分析可得用=4。-2。=2。由闭合电路欧姆定律有4/+仆1+〃=石解得鸟=1。，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=l。，电阻R/=&=10。，

则下列说法中正确的是（）

A.只闭合开关Si,小风扇正常工作时电流为6A

B.只闭合开关Si,小风扇正常工作时发热功率为2.75W

C.同时闭合开关Si和S2,若小风扇正常工作，则通过电阻R/的电流为0.3A

D.同时闭合开关Si和S2,若小风扇正常工作，则电阻R/消耗的功率为3.6W

【答案】D

【详解】AB.由题图可看出当只闭合,时，电阻R/与&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=/ME解得IM=0.5A则小风扇M正常工作时发热功率为PM热=

I^r=0.25W,AB错误；

CD.由题图可看出同时闭合开关Si和S2,电阻上被短路，则以与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则

通过电阻B的电流为石=/向解得刀=0.6A则电阻4消耗的功率为尸/=/*/解得巧=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5.6xl（f8dm）和一段金属线2（电阻率为ZWxIOfdm）串接而成,

它们的横截面积相同。由电流表测得的电流/,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（）

导线

x_*E

---0_h---

图甲

A.导线的左边部分为金属线1

B.导线的横截面积约为LOxlO^mZ

C.当x=0.7m时电池消耗的功率约为0.36W

1QA

D.当尤>0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为/=—A

1-x

【答案】D

【详解】A.根据火当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；

cc4s—40

B.根据第=?"所以对左边是金属线2：?=E仃xm解得S=8.9xl『m2故B错误;

P2

C.根据图像可知,x>0.3m时R=-0.055x+0.055当x=0.7m时7?=0.0165。电池消耗的功率尸=J=0.60W

R

故C错误;

D.当x>0.3m时电流表读数/随x变化的关系式近似为/=1=^A故D正确。故选D。

R1-x

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720mL

A.该洗地机在节能模式下的工作电流为6A

B.该洗地机在节能模式下的工作电流为0.1A

C.该洗地机内阻约为3。

D.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/=400°x1。“x3600故A正确,B错误；

40x60

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，根据稣=。该洗地机的工作电压“_月_；、22055v故D错误。

U=——---------V-......V

I63

故选Ao

10.（2023・云南昆明•高三校考模拟）R和P?是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，R的上、下表

面积大于P2的上、下表面积，将R和P?按图所示方式接入电路中，闭合开关后（）

A.若R和B的体积相同，则B的电功率大于P2的电率

B.若片和鸟的体积相同，则流过R的电流大于流过P?的电流

C.若R和P?的厚度相同，则流过B的电流小于流过P2的电流

D.若R和B的厚度相同，则R内自由电荷定向移动的速率比P?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。，厚度为％根据

电阻定律，有R=o[=0三则可知电阻与厚度1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Pi的厚度小于P2厚度，因此Pi的电阻大于P2的电阻；两电阻

中电压相等，电流为/=匕所以通过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「=。/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/=二可知流过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/=阳5丫两个导体材料相同，所以“、

q相同，又因为P的横截面积大，所以Pi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U-1坐标系中各描出一组金属块两

端的电压U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、8、

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，4两端的电压大于8两端的电压

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。连线的斜率表示电阻值，则&＞旦＞（由题意可知三个金属块

长度工和横截面积S均相同，则根据电阻定律氏=0擀可知必＞外故AB错误;

KJ

C.题图乙中，A、B串联，电流相等，所以4两端的电压大于B两端的电压，故C正确;

D.A、8消耗的总电功率为——.C消耗的电功率为4=二所以〈耳故D错误。故选C。

KA+勺KC

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AB段（曲线）所示，关于导体的电

阻，以下说法正确的是（）

A.8点的电阻为1200

B.8点的电阻为40。

C.导体的电阻因温度的影响改变了1。

D.导体的电阻因温度的影响改变了9Q

【答案】B

【详解】AB.B点的电阻为（=苫=,-6।=4。。，A错误，B正确；

I1.5x10

3_

CD.A点的电阻为RA=XT=30。故两点间的电阻改变了40-30=10。，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6与线圈。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6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

一处兀C3月

A4BP"

C.----------71

P9P9P4

hhh■"

【答案】A

2等〃=等〃线圈a的面积S=7ir2

【详解】根据题意，设三角形边长为。，由几何关系可得圆半径r=­xa

3

]AAENBSCD

线圈b的面积为凡=乎/两线圈产生的感应电动势有效值为石=关=^^则两线圈产生的感

应电动势有效值之比为今=於半线圈a的周长为/广笆空，b的周长为4=3〃由电阻定律/?=\可知,

两线圈的电阻之比!=%由公式尸=且可得，两线圈消耗的功率之比为条=旨9=芈乃故选A。

Rl

bbRPbEbRt9

14.（2023•浙江绍兴•高三校考模拟）如图所示，尸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。，镀膜材料的电阻率为心膜的厚度为4管两端有导电金属箍〃、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/,则金属膜的电阻率的值为（）

TTUD1nUDd兀UD?

4ILILIL

【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S=2万根据电阻定律可得

I2

R=2t所以镀膜材料的电阻率0=乎=当”故选C。

OLLLJ

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4.0kV。若放电时间为4ms,放电完成

后两板间电压降为200V。则（）

|[7/kV

4.0-----------------/、

u0.2Q/C

A.该电容器的电容为50好

B.该电容器的电容为20户

C.电容器放电过程的平均功率约为lOOkW

D.电容器放电过程的平均功率约为200kW

【答案】AC

【详解】AB.电容器的电容C=g=T47T=50X10-6F=50UF选项A正确，B错误;

U4.0xl03

£

0.2x4.0xl03

CD.电容器放电过程的平均功率尸=见二型=王W=lxlO5W=lOOkW选项0正确，D错误。

4x10-3

故选AC„

真题实战演练

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，工作物质氤气进入放电通道后被电离为氤离子，再经电场加速喷出，形成推力，

某次测试中，流气被电离的比例为〃，债离子喷射速度为%,推进器产生的推力为歹，推进器质量优，已

知债离子的比荷为上;计算时，取款离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,

则（）

放电通道》一G*

令U06E

G*

气OXe+M

阳极阴极

A.将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度。

m

B.值离子的加速电压约为0=或

2k

kF

C.管离子向外喷射形成的电流约为/=——

D.每秒进入放电通道的氤气质量约为巨