2025版高考物理模拟精练+真题实战演练第42讲 电路的基本概念和规律（练习）含答案及解析

第42讲电路的基本概念和规律

（模拟精练+真题演练）

■址新模拟精练

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25RF,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8（）0kw

B.电容器的击穿电压为8kV

C.电容器放电过程中电容越又越小

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。=。。=25乂|（）-6乂8又10七=0.2（：由电流强度的定义式/=，，可得电

容器放电过程中平均电流为7=2=/1^A=100A电容器放电过程中若电压不变，则有平均功率为

t2x10

P=UI=8xl（）3xioOW=8OOOOOW=8OOkW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=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/小电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压U,金属棒网自由电子定

向移动的平均速率为（）

A.

nepl.nepL

nepSL

C.nepLD.

U

【答案】A

【详解】根据电流的微观表达式可知/=〃wS,由欧姆定律/二号，电阻定律R=p5，联立可得

AS

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此两端加上恒定电压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了，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,已知电流微观式为上neSV,其中〃为单位体积电子个

数，。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g

C.此时自由电子定向移动的平均速率为］

D.此时自由电子定向移动的平均速率为:

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

氏二09分析得到，电阻变为原来的4倍，故A错误；

B.根据欧姆定律/=乌可知，电流/变为原来的;，即为I，故B错误；

R44

CD.电流的微观表达式『译其中〃、“变，电流/为原来心,横截面积S变为原来的那，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（）

7

-匚丙

/乙

」甲

A.甲的电阻率最小

B.甲、乙串联后接入某直流旦路，甲的电功率要小

C.乙、丙并联后接入某直流口路，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U-/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;

3

B.甲、乙串联后接入某直流电路，根据Q=/2R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，根据户==可知，电阻大，功率小，则乙的电功率要小，选项C正确。

R

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“4SV10Ah”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1.7X1()5J

C.电池的内阻约为1.3Q

D.电单车匀速行驶时的速度为22.5km/h

【答案】C

【详解】A.由尸=3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=48XIOx3600J=17280()0J=1.7x1()。J故B错误:

C.根据闭合电路欧姆定律有七=U+〃可得/•=1.3。故C正确；

D.平路上行驶的人和车受到阻力/=0.04〃?g=0.04xlOOxlON=40N匀速行驶时牵引力R4DN,此时速

【详解】AB.由题图可看出当只闭合Si时，电阻阳与此串联，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玉，则PM=/，/解得IM=0.5A则小风扇M正常工作时发热功率为PM淤=

hPr=0.25W,AB错误;

CD.由题图可看出同时闭合开关Si和S2,电阻&被短路，则4与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则

通过电阻&的电流为E=1的解得h=0.6A则电阻H/消耗的功率为P1=〃R/解得P,=3.6W,C错误、D

正确。故选D。

8.（2023・浙江绍兴•统考二模）如图中所示，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•端连接长度为LOm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5.6x10-8。下］）和一段金属线2（电阻率为2.8xl（rc.m）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（）

A.导线的左边部分为金属线I

B.导线的横截面积约为l.OxlO-'n?

C.当x=0.7m时电池消耗的功率约为0.36W

D.当x>0.3m时电流表读数/随x变化的关系式近似为/=产2A

\-x

【答案】D

【详解】A.根据我二P!，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.根据所以对左边是金属线2：七二（）；；）।“10，解得S=8.9xKT,nf故B错误;

"2

C.根据图像可知,％>0.3m时R=-O.O55x+O.O55当x=0.7m时H=0.0165C电池消耗的功率P=£-=0.60W

R

故C错误;

P1OA

D.当Q0.3m时电流表读数/随1变化的关系式近似为/相二二A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/="吗粤%A=6A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，根据兄=3该洗地机的工作电压?二-_J、22°丫_55丫故D错误。

~~6~3

故选A。

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

面积大于巳的上、下表面积，将匕和P?按图所示方式接入电路中，闭合开关后（）

A.若R和p?的体积相同，则P1的电功率大于p2的电率

B.若耳和鸟的体积相同，则流过R的电流大于流过P?的电流

C.若耳和巳的厚度相同，则流过R的电流小于流过巳的电流

D.若n和巳的厚度相同，则匕内自由电荷定向移动的速率比七的更小

【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小厚度为d,根据

电阻定律，有/?=2《=P上7=与则可知电阻与厚度d有关，与表面边长无关。

Sadd

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/=之所以通过Pl的电流小于通过P2的电流，故B错误；

K

A.由电功率的表达式，有可知Pl的电功率小于P2的电力率，故A错误：

C.若厚度相同，则两电阻阻值相同，由/=乌可知流过Pi的电流等于流过P2的电流，故C错误；

D.因为流过Pl的电流等于流过P2的电流，根据电流的微观表达式，有/=的SU两个导体材料相同，所以〃、

相同，又因为Pl的横截面积大，所以Pl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•高三校考噗拟预测）带有两接线柱的A、B、。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-/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、

。按图乙方式连接到同一恒压电源上，下列说法正确的是（）

A.8的电阻率最大

B.A、B、C的电阻一样大

C.图乙中，人两端的电压大于A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，＞凡＞凡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R=可知小＞PR＞Pc故AB错误；

C.题图乙中，A、8串联，电流相等，所以A两端的电压大于8两端的电压，故C正确;

u2u2

D.4、8消耗的总电功率为9讨=^一丁，C消耗的电功率为外=,所以〈耳故D错误。故选C。

RR+“8

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A5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120c

B.B点的电阻为40C

C.导体的电阻因温度的影响改变了1C

D.导体的电阻因温度的影响改变了9Q

【答案】B

【详解】AB.B点的电阻为此="=?।=40C,A错误，B正确；

/1.5x10

3

CD.A点的电阻为0-新-30。故两点间的电阻改变了40-30-10C,CD错识。故选B。

13.（2023・贵州贵阳•校联考三模）如图所示，圆形单匝线圈〃和正三角形单匝线圈力用完全相同的均匀电

阻丝制成，线圈力与线圈〃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。绕其直径匀速转动，线圈。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

A.空=递

兀B.空=递汗C,工里D,空=空

丹9丹9Ph4Ph2

【答案】A

【详解】根据题意，设三角形边长为〃，由几何关系可得圆半径「=弓乂*〃=*〃线圈〃的面积凡=仃2=:点〃2

।/7£NBSco

线圈〃的面积为其=:"¥。=的/两线圈产生的感应电动势有效值为E=Y=—则两线圈产生的感

224，2，2

应电动势有效值之比为去=苓=生"线圈”的周长为。=独丝.〃的周长为/〃=%由电阻定律R=/4可知,

匕卜%y35

两线圈的电阻之比由公式P4可得，两线圈消耗的功率之比为尹等籍叫故选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〃，膜的厚度为力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（）

【答案】C

【详解】由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻/?（镀膜材料的截面积为S=2*d=m/根据电阻定律可得

R=所以镀膜材料的电阻率2=芋=当”故选C。

0L1La

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。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4m5,放电完成

后两板间电压降为200V。则（）

A.该电容器的电容为50"

B.该电容器的电容为20所

C.电容器放电过程的平均功率约为l（X）kW

D.电容器放电过程的平均功率约为200kW

【答案】AC

【详解】AR一电容器的电容Cj二品=5—四选项A正确'R错误:

CD.电容器放电过程的平均功率p=u/=22=£^±竺吧W=lxl05w=100kW选项C正确，D错误。

-t4x10-3

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匕船上用「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走的约束磁场（未画出〉用于提高工作物质

被电离的比例，工作时，工作物质总气进入放电通道后被电离为旅离子，再经电场加速喷出，形成推力,

某次测试中，低气被电离的比例为明流离子喷射速度为%,推进器产生的推力为尸，推进器质量〃?，己

知林离子的比荷为k;计算时，取症离子的初速度为零，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G*

敬

气

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

沆离子的加速电压约为U4

B.

kF

C.何离子向外喷射形成的电流约为/=——

F

D.每秒进入放电通道的抗气质量约为丁

%

【答案】B

F

【详解】A.将该推进器用于宇宙航行时，飞船获得的加速度。—，故A错误;

"飞船

B.敬离子经电场加速，根据动能定理有可得加速电压为8竽=粤故8正诚

22c/2k

D.在加时间内，行质量为△〃［的沆离子以速度％喷射而出，形成电流为/,由动量定理可得