第46讲 电路的基本概念及电路分析-解析版

第46讲电路的基本概念及电路分析

真题演练

1．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为S1、S2，

长度分别为l1、l2。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（）

A．l1:2l2B．2l2:l1C．l2S1:2l1S2D．2l2S2:l1S1

【答案】B

l

【详解】根据电阻定律R

S

l1l2

可得Ra，Rb总2；

S1S2

两支路并联有IaRaIbRb总，结合电流的微观表达式InqvS；对于同种材料n、q相同；

联立可得val12vbl2；

v2l

即a2

vbl1

故选B。

2．（2024·广西·高考真题）将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，

总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U

随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为（）

A．2:3B．2:1C．5:3D．1:3

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【答案】B

【详解】根据电阻定律

L

R

S

根据欧姆定律

UIR

整理可得

SU

IL

结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比

0.2

2

1=0.25=

20.50.21

1.000.25

故选B。

3．（2017·浙江·高考真题）一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，管中盐水柱

长为40cm时，测得电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。

现将管中盐水柱均匀拉长至50cm（盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则盐水柱电阻为（）

451625

A．RB．RC．RD．R

542516

【答案】D

【详解】盐水柱长为40cm时，设横截面积为S，根据电阻定律有

40cm

R

S

4

将盐水柱均匀拉长至50cm后，盐水柱的横截面积变为S，电阻变为

5

50cm25

RR

4

S16

5

故选D。

4．（2024·海南·高考真题）虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电

路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效

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为电阻RC，已知MN两端电压U220V，A与B的电阻RARB=24，求：

（1）MN间电阻R的变化范围；

（2）当RC240，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字）

【答案】（1）12R22；（2）16.7W

【详解】（1）根据电路可知当RC0时MN间电阻R的阻值最小，为

RR

RAB12

RARB

当RC240时MN间电阻R的阻值最大，为

RR240

RAB22

RARB240

故MN间电阻R的变化范围为

12R22

（2）当RC240，通过电热器B的电流为

U

I

RCRB

此时电热器B消耗的功率为

2

PBIRB

解得

PB16.7W

5．（2023·全国乙卷·高考真题）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2

和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得

接线柱之间的电压U12=3.0V，U23=2.5V，U34=－1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（）

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A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间

B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间

C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间

D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间

【答案】CD

【详解】A．根据题意画出电路图，如下

可见U34>0，A错误；

B．根据题意画出电路图，如下

可见U34>0，B错误；

C．根据题意画出电路图，如下

可见上述接法可符合上述测量结果，C正确；

D．根据题意画出电路图，如下

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可见上述接法可符合上述测量结果，D正确。

故选CD。

模拟冲关

6．（2025·浙江·三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂

离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机

锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA·h，正常通话电流400mA，则（）

A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W

B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h

C．图示状态是电池放电状态

D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少

【答案】C

【详解】A．正常通话时，电池的总功率为P总EI3.70.4W1.48W

由于存在一定的内阻，所以电池输出的功率小于1.48W，故A错误；

q4000

B．电池充满电后，手机能正常通话时间为th10h

I400

故B错误；

C．图示状态锂离子从电池负极到正极，即为电池内部的电流方向，故处于放电状态，故C正

确；

D．负极积累的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，存储的电能越多，故D错误。

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故选C。

7．（2025·江西新余·一模）为实现“双碳”目标，我国大力发展新能源汽车。某品牌新能源电动

汽车动力电池额定电压为364V，额定容量是131A∙h，图为该汽车在充电过程的显示表。若在

测试路面上汽车每公里消耗0.1kw∙h。下列说法正确的是（）

A．容量A∙h是电荷量的单位B．显示表中的充电电量是指电荷量

C．当前充电的电荷量约为1.8104CD．汽车充满电后在测试路面上能行驶约477公里

【答案】ACD

【详解】A．容量A·h是电荷量的单位，选项A正确；

B．显示表中的充电电量单位是kW∙h是指能量，选项B错误；

C．当前充电的电荷量约为qIt10.3303160C1．8104C

选项C正确；

131364VAh

D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约x477km

100Wh/km

选项D正确。

故选ACD。

8．（2025·新疆乌鲁木齐·一模）我国从月球取回的月壤中，发现了少量的天然石墨烯，石墨烯

是人类迄今为止发现的导电性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗细均匀的导体，通过该导

体的电流为I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为v；当通过该导体的电流为2I时，其

内部自由电荷定向移动的平均速率为（）

A．vB．2vC．4vD．8v

【答案】B

【详解】由电流的微观表达式Inqsv可知，电流与同一段粗细均匀的导体，电流I与自由电

荷定向移动的平均速率为v成正比。

故当通过该导体的电流为2I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为2v。

故选B。

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9．（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a、b、c，电源

的电动势为E，内阻为r，通过理想电流表A的示数为I，则该金属块的电阻率为（）

EIrbcEIrbc

A．B．

IaIa

EIracEIrac

C．D．

IbIb

【答案】B

【详解】根据闭合电路欧姆定律有

EIrR

根据电阻定律有

a

R

bc

联立解得

EIrbc

Ia

故选B。

10．（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ρ，棒内单位体积

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（）

mv2Snmv2ev

A．ρnevLB．C．D．

e2eS

【答案】A

【详解】根据电阻定律，可知金属棒的电阻为

L

R

S

金属棒中电流可表示为

IneSv

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则金属棒两端所加的电压为

UIR

联立可得金属棒两端的电势差为

UnevL

故选A。

11．（23-24高二上·山东济宁·期末）如图所示，一只小鸟站在一条通过400A电流的铝制裸导

线上，鸟两爪间的距离为5cm。已知导线的横截面积为145mm2，常温下几种材料的电阻率如

图表所示。则小鸟两爪间的电压为（）

A．4VB．4mVC．4μVD．3.364×10-8V

【答案】B

【详解】由图可知金属铝的电阻率

2.9108m

根据电阻的决定式

l

R

S

代入数据得

0.05

R2.9108Ω1106Ω

145106

根据欧姆定律得

U=IR

解得

U4104V=4mV

故选B。

12．（2024·重庆沙坪坝·一模）如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是

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两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给

R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（）

A．两端电压U1U2

B．电功率P1P2

C．电阻率12

D．相同时间内产生的焦耳热Q1Q2

【答案】B

【详解】设电阻的厚度为d，其正方形的边长为a，根据电阻定律可得

a

R

add

由于材料相同，电阻率相同，且厚度相同，可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大

小无关，则有

R1R2

给R1、R2通以相同的电流，根据

UIR，PI2R

可得

U1U2，P1P2

根据

QI2Rt

可知R1、R2在相同时间内产生的焦耳热

Q1Q2

故选B。

13．（2023·全国·一模）如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为L，当给导体的

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上下表面加上电压U时，流过导体的电流为I，当给导体的前后表面加上电压U时，流过导

II

体的电流为，当给导体的左右表面加上电压U时，流过导体的电流为，下列说法正确的

49

是（）

A．AC的长度为4LB．AD的长度为6L

6UL

C．导体的体积为12L3D．导体的电阻率为

I

【答案】D

【详解】AB．设AC的长度为x、AD的长度为y，设导体的电阻率为，根据电阻定律以及

欧姆定律

LU

R，R

SI

联立可得

LU

SI

则有

LUx4Uy9U

，，

xyILyILxI

解得

x2L，y3L

故AB错误；

C．导体的体积为

VLxy6L3

故C错误；

D．由

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LU

，x2L，y3L

xyI

解得

6UL

I

故D正确。

故选D。

14．（23-24高二上·江苏盐城·期中）一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c。电流沿

CD方向时测得样品的电阻为R，则电流沿AB方向时样品的电阻是（）

bc2a2b2

A．RB．RC．RD．R

ab2b2a2

【答案】C

【详解】根据电阻定律可得，电流沿CD方向时，有

b

R

ac

电流沿AB方向时，有

a

R

bc

所以

a2

RR

b2

故选C。

15．（2023·浙江绍兴·模拟预测）如图所示，圆盘形磁铁悬浮在由液氮冷却的超导材料的上方。

下列说法正确的是（）

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A．当温度降到0℃时，材料的电阻为0

B．圆盘形磁铁悬浮时，超导材料内没有电流

C．圆盘形磁铁悬浮时，超导材料的磁通量没有发生变化

D．当缸内的金鱼加速上浮时，超导材料对磁铁的作用力大于磁铁对超导材料的作用力

【答案】C

【详解】

A．超导材料的显著特性是导体在温度降低到足够低时电阻变为零的特性，不代表温度降到0℃

时材料的电阻就为0，故A错误；

B．圆盘形磁铁悬浮是由于超导材料具有抗磁性，与超导材料是否通电无关，故B错误；

C．超导材料一个重要特性是抗磁性，所以圆盘形磁铁悬浮时，超导材料的磁通量没有发生变

化，故C正确；

D．超导材料对磁铁的作用力与磁铁对超导材料的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，

故D错误。

故选C。

16．（23-24高二上·河南驻马店·期中）网络的普及丰富了人们的生活，这其中网线的作用很大。

为了研究市面上各种网线的性能，某同学收集了各种网线参数如下表所示。假设各种网线的导

线横截面积相同，下列说法正确的是（）

长度/m电阻/Ω

铜包钢网线10080

铜包铝网线20050

铜包银网线10015

铜包铜网线300120

无氧铜网线50050

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A．铜包铜网线的电阻率最大

B．铜包银网线的电阻率最小

C．铜包银网线比无氧铜网线导电性能更好

D．相同长度的各种网线通入相同电流，铜包钢网线的发热功率最大

【答案】D

【详解】AB．根据电阻定律

l

R

S

整理得

RS

l

各种网线的导线横截面积相同，铜包钢网线单位长度的电阻最大，则铜包钢网线的电阻率最大，

无氧铜网线单位长度的电阻最小，则无氧铜网线的电阻率最小，故AB错误；

C．各种网线的导线横截面积相同，无氧铜网线单位长度的电阻小于铜包银网线单位长度的电

阻，则无氧铜网线的电阻率小于铜包银网线的电阻率，铜包银网线比无氧铜网线导电性能更差，

故C错误；

D．相同长度的各种网线通入相同电流，铜包钢网线的电阻最大，根据

PI2R

铜包钢网线的发热功率最大，故D正确。

故选D。

17．（2025·湖南郴州·模拟预测）将小灯泡接入如图所示的电路，其中电源内阻为2Ω。当开关

S闭合时，理想电压表的示数为2V，理想电流表的示数为0.5A。求：

(1)小灯泡的电功率P；

(2)小灯泡的电阻R；

(3)电源的电动势E。

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【答案】(1)1W

(2)4

(3)3V

【详解】（1）小灯泡的电功率为PUI20.5W1W

U2

（2）根据欧姆定律可得小灯泡的电阻为R4

I0.5

（3）根据闭合电路欧姆定律可得EUIr2V0.52V3V

18．（2025·北京房山·一模）如图所示为小灯泡通电后其电流Ⅰ随电压U变化的图像，Q、P为

图像上两点，坐标分别为（U1，I1）、（U2，I2），PN为图像上Р点的切线。下列说法正确的是（）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小

U1

B．当小灯泡两端的电压为U1时，小灯泡的电阻R

I1

U2

C．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的电阻R

I2I1

D．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小

【答案】B

U

【详解】A．根据欧姆定律有I

R

可知，IU图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电

阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值

减小，即小灯泡的电阻增大，A错误；

U

BC．根据欧姆定律有I

R

可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应Q点，小灯泡的电

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U

阻为R1

I1

U2

则对应P点，小灯泡的电阻为R

I2

B正确，C错误；

D．小灯泡消耗的功率为PUI，可知小灯泡的功率为图中过P点的矩形所围面积大小，D

错误。

故选B。

19．（2025·河南·模拟预测）如图为某双量程电流表的内部结构示意图，已知灵敏电流计的满

偏电流为100mA。使用该电表的0~3A挡测电流时，电阻R2因故障而短路，此时电流表示

数为1.5A，则实际流过电流表的电流为（）

A．1.0AB．1.1AC．1.2AD．1.3A

【答案】D

（）（）

【详解】由题意可得当电路没有故障时，使用0.6A量程时IgRg0.6AIgR1R2

（）（）

使用3A量程时IgRgR23AIgR1

R4R

联立，解得Rg，Rg

125225

当电阻R2因故障而短路，使用该电表的0~3A挡，电流表示数为1.5A，可知灵敏电流计半偏，

流过灵敏电流计的电流为I00.05A

I0Rg

流过电阻R1的电流为I11.25A

R1

流过电流表的电流为II0I11.3A

故选D。

20．（2025·浙江·模拟预测）如图所示，某路灯由风光互补系统（由风力发电机和太阳能电池

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板组成）提供电能，阳光照射电池板5h，风力发电机在某风速下工作5h，产生的总电能可以

使一盏路灯工作40h。已知阳光照射期间，电池板平均发电功率为60W，风力发电机内部线圈

面积为0.8m2，匝数为200，线圈所在磁场的磁感应强度为0.25T，该风速下，输出电流为1.5A，

风叶每秒转动4.2圈，不考虑线圈内阻，则该路灯的电功率约为（）

A．150WB．180WC．230WD．300W

【答案】A

【详解】阳光照射电池板5h产生的电能W1P1t60W5h0.3kWh

风力发电机产生电动势EnBSsint

E2000.250.84.22π

输出电压有效值UmV746V

22

风力发电机工作5h产生的电能W2UIt5.60kWh

一盏路灯工作40h消耗的电能WW1W25.90kWh

W5.90kWh

路灯的电功率P150W

t灯40h

故选A。

21．（2024·浙江·模拟预测）如图是某一安全出口指示灯，这种指示灯配备了正常和紧急备用

两个电源。当正常指示灯亮起时，其输入电压为交流220V、频率为50Hz，正常指示灯的功率

是2W。而在紧急指示灯亮起的情况下，输入电压变为直流24V，此时启用备用电源（该备用

电源是由若干节镍镉A001型电池组成，每节电池的参数为1.2V、800mA·H），此电源可保障

紧急指示灯正常工作90分钟。在某学校组织的消防安全演练中，50个紧急指示灯全部开启，

持续时长为30分钟。在这次演练中，所有指示灯消耗的电能约为（）

A．1.4×104JB．5.6×106JC．1.1×106JD．5.2×106J

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【答案】C

【详解】输入电压24V，每节电池1.2V，故共需20节电池串联。应急指示灯功率

P=UI=24V×800mA·H÷90min=12.8W

工作30分钟消耗电能为

E=Pt=12.8W×30min=23040J

50个指示灯总消耗电能

6

E总=23040×50J≈1.15×10J

故选C。

22．（2024·广西柳州·一模）某同学把如图所示的一台微型水力发电机的进水口接到家里的水

龙头，打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为3W的小灯泡正常发光。测得1

分钟内流入进水口的水量为3.6102m3，已知进水口的横截面积为1.5104m2，水的密度为

1.0103kg/m3，发电机内阻不计。则该发电机将水的动能转化为电能的效率为（）

A．52.5%B．62.5%C．72.5%D．82.5%

【答案】B

【详解】根据题意可知，水速为

V

vS

t

代入数据解得水速大小为

v4m/s

一分钟流入发电机的水的质量为

mV36kg

故一分钟进入发电机的水的动能为

1

Emv2288J

k2

一分钟发电机输出的电能为

WPt180J

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故该发电机将水的动能转化为电能的效率为

W180J

100%100%62.5%

Ek288J

B正确。

故选B。

23．（24-25高二上·浙江台州·期中）某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成

半径为0.9m的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内30%的空

气动能转化为电能。已知空气的密度为1.2kg/m3，当风速是10m/s时，此发电机的功率约为

（）

A．4.5WB．45WC．450WD．4500W

【答案】C

【详解】在∆t时间内吹到风叶叶片上的空气质量为

mvtS

发电机的功率

1

mv2

11

P2Sv3r2v3

t22

带入数据可知

P=457W

故选C。

24．（24-25高二上·宁夏银川·期中）如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、

滑动变阻器R串联，已知R0r，滑动变阻器的最大阻值是2r。闭合开关S，当滑动变阻器的

滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是（）

A．滑动变阻器消耗的功率先变小后变大B．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小

C．滑动变阻器消耗的功率一直变小D．定值电阻R0上消耗的功率一直变大

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【答案】CD

【详解】AC．将R0也看成电源的内阻，因滑动变阻器的最大阻值是2r，所以

RR0r2r

当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，接入电路的阻值减小，因外电阻等于电源内阻

时外电路消耗的功率最大，滑动变阻器消耗的功率一直减小，故A错误，C正确；

BD．当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，接入电路的阻值减小，通过定值电阻R0的

电流增大，定值电阻R0上消耗的功率一直变大，故B错误，D正确。

故选CD。

25．（2024·吉林·一模）如图是某品牌排烟风机的相关参数，若已知空气密度为1.3kg/m3，则下

列表述判断正确的是（）

风机流量22000m3/h

风机效率65%

电机电功

5.5kW

率

风机转速1450r/min

工作电压220V/50Hz

A．风机的转动的角速度为314rad/sB．排风扇的内电阻约为8.8Ω

C．空气排出的速度约为30m/sD．出风口半径约为0.26m

【答案】CD

【详解】A．由公式2n可得，风机的转动的角速度为

1450145

2rad/srad/s

603

故A错误；

BC．根据题意可知，风机的输出功率为

P出P电3575W

热功率为

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P热P电P出1925W

风机的工作电流为

P

I电25A

U

2

由公式P热Ir可得，风机的电阻为

P

r热3.1Ω

I2

设空气排出的速度为v，时间t内，由能量守恒有

12

P出tQtv

2

代入数据解得

v30m/s

故B错误，C正确；

D．根据流量计算公式

Qvr2

可得，出风口半径约为

Q

r0.26m

v

故D正确。

故选CD。

26．（2024·浙江·模拟预测）江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，在涨潮与落潮时均可

发电，且一天中涨潮与落潮均有两次。电站总库容490万立方米，发电有效库容270万立方米，

平均潮差5.08米。电站发电机组总装机容量3000千瓦，平均每昼夜发电15小时。该电站

（）

A．每年能提供的电能约为1.64106kWh

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B．每年能提供的电能约为2.74106kWh

C．发电的效率约为29%

D．发电的效率约为10%

【答案】C

【详解】AB．每年能提供的电能约为

7

E1Pt300015365kWh1.6410kWh

故AB错误；

CD．每次涨潮与落潮水的质量为

mV2701041103kg2.7109kg

一天中涨潮与落潮均有两次，一天发电的总能量为

911

E24mgh42.710105.08J5.510J

发电的效率约为

3

E1300010153600

11100%29%

E25.510

故C正确，D错误。

故选C。

27．（2024·浙江金华·三模）单晶硅太阳能发电原理是光线照射到单晶硅太阳能板上，会激发

电子形成电流。已知杭州西站枢纽屋顶铺设了面积为1.5104m2的单晶硅太阳能板，阳光照

射下平均发电功率3106W。若已知太阳的辐射总功率约4´1026W，太阳与地球之间的距离

约1.51011m2，则下列说法正确的是（）

A．单位面积上接收到的太阳辐射功率约200W

B．一天大约可发电7.2104kWh

C．光电的转换效率约14%

D．单晶硅太阳能板发出的是交流电

【答案】C

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（北京）股份有限公司

【详解】A．距离太阳1.51011m2的球面面积

S4πr22.8261023m2

单位面积上接受太阳太阳辐射的功率

P

总1415.43W/m2

S

故A错误；

B．若24小时都有太阳，则工作一天大约可发电

4

WP电t7.210kWh

但有太阳的时间小于24小时。故B错误；

C．太阳板接收的太阳能

P总7

P光S2.12310W

S

光电的转换放率约为

P

电100%14%

P光

故C正确；

D．依题意，光线照射到单晶硅太阳能板上，电子定向移动形成电流。方向不变，为直流电。

故D错误。

故选C。

28．（2024·陕西安康·模拟预测）如图是某移动电源的铭牌。依据铭牌信息，下列说法正确的

是（）

A．“mA·h”是能量单位B．“mA·h”是电荷量单位

C．充满电后该电源储存的能量为37W·hD．该电源充满电后全部放电3.7104C

【答案】BC

【详解】AB．“mA·h”是电荷量单位，故A错误，B正确；

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（北京）股份有限公司

C．根据

WUIt

充满电后该电源储存的能量为

W(3.7101)Wh37Wh

故C正确；

D．该电源充满电后全部放电的电荷量为

qIt103600C3.6104C

故D错误。

故选BC。

29．（2024·宁夏银川·一模）亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能

亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列

说法正确的是（）

电池参数版本长续航版

产品名称Go1专用电池

电池类型聚合物锂离子

电池

额定容

量9000mAh199.8Wh

充电限制电压DC25.2V

最大充电功率151.2W

A．若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为6A

B．该电池的电动势为22.2V

C．若该电池以2A的电流工作，最多可使用4.5个小时

D．将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为7.19104J

【答案】ABC

【详解】A．已知给机器狗充电的限制电压为

Um25.2V

最大充电功率为

Pm151.2V

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