第39讲 电路的基本概念及规律(练习)(解析版)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考)
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【题型一】电流的理解与计算
1.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,,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动,周期大约是。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.B.C.D.
【答案】C
【详解】根据电流的定义式
C正确。
故选C。
2.某款手机搭载了一块5000mA·h的电池,若用充满电后的该手机观看视频,可连续观看12个小时,则观看视频时电池的平均放电电流约为( )
A.0.35AB.0.42A
C.0.48AD.0.55A
【答案】B
【详解】因为
5000mA·h=5A·h
根据电流定义式有
故选B。
3.如图所示,一铜棒的长度为L、横截面积为S、电阻率为。铜棒单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为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,则加在铜棒两端的电压大小为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】根据电流微观表达式可得
根据电阻定律和欧姆定律可得
,
联立解得加在铜棒两端的电压大小为
故选B。
4.某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h,待机时间为16天;说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是( )
A.5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量
B.手机播放视频时电流与待机时电流的比值为
C.放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C
D.电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时
【答案】B
【详解】A.5000mA·h表示该电池能够提供的总电量,选项A错误;
B.根据
可得手机播放视频时电流与待机时电流的比值为
选项B正确;
C.放电时电池可输出的最大电荷量为
q=5000mA·h=5A×3600s=1.8×104C
选项C错误;
D.电池充满电后以100mA的电流可连续工作
选项D错误。
故选B。
【题型二】欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用
5.人体含水量约为70%,水中有钠、钾等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪(如图),其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例,一股情况下( )
A.肥胖的人比消瘦的人电阻大
B.肥胖的人比消瘦的人电阻小
C.激烈运动之后人的电阻不会改变
D.激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响
【答案】A
【详解】AB.脂肪不容易导电,说明肥胖的人的电阻大,消瘦的人的电阻小,故A正确,B错误;
CD.人在激烈运动之后、沐浴之后,体脂率变小,测量此人体的电阻会变小,激烈运动对脂肪测量仪测量的结果有影响,故CD错误。
故选A。
6.如图所示,两个厚度相同、上下表面均为正方形,由同种材料构成的导体A、B,两个正方形的边长,分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是( )
A.导体A和B的电阻之比为
B.导体A和B的电阻之比为
C.通过导体A和B的电流之比为
D.相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为
【答案】C
【详解】AB.设小正方形边长l,则大正方形边长2l,厚度d,根据
可得
故AB错误;
C.分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压,根据欧姆定律可知,通过导体A和B的电流之比为,故C正确;
D.相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为
故D错误。
故选C。
7.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它沿中点对折,则该导线的( )
A.电阻率变为原来的B.电阻率变为原来的
C.电阻变为原来的D.电阻变为原来的
【答案】C
【详解】AB.金属丝的电阻率由材料自身的性质决定,所以不会随着金属丝的长度改变而改变,故AB错误;
CD.根据
将它沿中点对折,金属丝长度变为原来的,其横截面积变为原来的2倍,可得
故C正确,D错误。
故选C。
8.一个内阻可以忽略的电源,给一个绝缘圆管里的水银供电,电流为0.1A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里,那么通过的电流将是( )
A.0.4AB.0.8AC.1.6AD.3.2A
【答案】C
【详解】设电源电动势为E,第一个圆管内部装的水银横截面积为S,长度为l,水银的电阻率为ρ,则
若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里,则横截面积为
由于水银的体积不变,则水银柱长度应变为,则
故选C。
9.如图所示,为某一金属导体的伏安特性曲线,由图像可知( )
A.导体两端电压为1V时,电阻为1ΩB.导体两端电压为1V时,电阻为0.5Ω
C.导体两端电压为2V时,电阻为1ΩD.导体两端电压为2V时,电阻为0.5Ω
【答案】C
【详解】AB.在虚线上,当时,,根据
可得
在伏安特性曲线上,,所以,故AB错误;
CD.由图可得,当,,由
可得
故C正确、D错误。
故选C。
10.某一导体的伏安特性曲线如图中AB曲线所示,其电阻会随温度的改变而改变,下列说法正确的是( )
A.B点对应的电阻为12Ω
B.B点对应的电阻为0.25Ω
C.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了10Ω
D.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9Ω
【答案】C
【详解】AB.根据欧姆定律可知,B点对应的电阻为
故AB错误;
CD.根据欧姆定律可知,A点对应的电阻为
可知,工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了
故C正确,D错误。
故选C。
11.如图所示为电阻、的图像,由图可知( )
A.B.
C.电压增大,的阻值变大D.电压增大,的阻值变小
【答案】B
【详解】AB.根据欧姆定律,可知图像的斜率等于电阻的倒数,则有
故A错误,B正确;
CD.由于对应的图像的斜率保持不变,则电压增大,的阻值不变,故CD错误。
故选B。
12.根据部分电路欧姆定律,下列判断正确的有( )
A.导体两端的电压越大,电阻就越大
B.由可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C.比较几只电阻的I—U图像可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的
D.导体中的电流越大,电阻就越小
【答案】B
【详解】A.电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定,与导体两端电压无关,故A错误;
B.是电流的宏观决定式,可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比,故B正确;
C.根据
可知,I—U图像的斜率表示电阻的倒数,则有
可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较小的那个电阻的,故C错误;
D.电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定,与导体中的电流无关,故D错误。
故选B。
13.如图所示为某白炽灯的U-I图像,图中A点的坐标为(I1,U1),过A点的切线与横轴交点的坐标为I0。则( )
A.随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐减小
B.对应A点,白炽灯的电阻为
C.对应A点,白炽灯的电阻为
D.对应A点,白炽灯的电阻为
【答案】B
【详解】BCD.根据欧姆定律
可知图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻,由图可知,A点时,白炽灯的电阻为
故B正确,CD错误;
A.随着电压的增大,图线上各点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,则随电压的升高,白炽灯的电阻逐渐增大,故A错误。
故选B。
14.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,得到了如图所示中甲、乙、丙、丁四个点。则电阻最大的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【答案】C
【详解】根据U-I图象中,某点与原点连线的斜率表示电阻的大小可以知道丙的斜率最大,即丙的电阻最大,故C正确,ABD错误。
故选C。
【题型三】电功、电功率、电热、热功率
15.室内有几种用电器,1.8kW的电热器,300W的电冰箱,900W的取暖器,350W的电视机和2kW的空调器,如果进线处有15A保险丝,供电电压为220V,下列情况中不能同时使用的是( )
A.电热器和电冰箱B.取暖器和空调器
C.电热器和空调器D.电冰箱、电视机和空调器
【答案】C
【详解】进线处有15A保险丝,供电电压为220V,则使用的电器的最大功率为
A.电热器和电冰箱同时使用的功率为
可以同时使用,故A不符合题意;
B.电取暖器和空调器同时使用的功率为
可以同时使用,故B不符合题意;
C.电热器和空调器同时使用的功率为
不可以同时使用,故C符合题意;
D.电冰箱、电视机和空调器同时使用的功率为
可以同时使用,故D不符合题意。
故选C。
16.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V,12W”字样,电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( )
A.电动机的输入功率为12WB.电动机的输出功率为12W
C.电动机的热功率为4WD.整个电路消耗的电功率为22W
【答案】A
【详解】ABC.灯泡恰能正常发光,电动机两端的电压为
整个电路的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
故A正确,BC错误;
D.整个电路消耗的电功率为
故D错误。
故选A。
17.某实验小组拆下一个小电风扇的电动机,他们把它接入某电路(图未画出),发现它不转动,用电压表测得它两端的电压,流过它的电流。 该小组又设计了如图所示的实验电路,已知电源的电动势E=10V,内阻 小灯泡的额定电压U=2V,额定功率P=2W。闭合开关S,调节电阻箱的阻值, 当 时,灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,根据以上信息,可知( )
A.电动机线圈的电阻为5Ω
B.电动机正常工作时输出功率为5W
C.电源的效率为80%
D.电动机被突然卡住(未烧坏)时的发热功率为
【答案】D
【详解】A.电动机两端电压为0.3V,电流为0.3A时,电动机不动,根据欧姆定律有
故A错误;
B.当 时,灯泡恰好正常发光,则电路电流为
A
电动机电压为
V
电动机正常工作时输出功率为
W
故B错误;
C.电源的效率为
故C错误;
D.灯泡电阻为
电动机被突然卡住(未烧坏)时,根据闭合电路欧姆定律有
A
此时电动机的发热功率为
W
故D正确;
故选D。
18.某实验小组拆下一个小电风扇的电动机,并把它接入如下电路中,闭合开关时观察到灯泡几乎不发光,电动机不转动,用电表测得电动机两端的电压、电流。减小电阻箱的阻值为2Ω时,灯泡恰好正常发光,电动机正常工作。已知电源的电动势、内阻,小灯泡的额定电压、额定功率。根据以上信息,可知( )
A.电动机线圈的电阻为
B.电动机正常工作时电流为A
C.电动机正常工作时的输出功率为5W
D.电动机正常工作时,电源的输出功率为9W
【答案】D
【详解】A.电动机不转动,用电表测得电动机两端的电压、电流,则电动机线圈的电阻为
故A错误;
BC.电阻箱的阻值为2Ω时,灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,则电路电流为
根据闭合电路欧姆定律可得
可得电动机两端电压为
则电动机正常工作时的输出功率为
故BC错误;
D.电动机正常工作时,电源输出电压为
则电源的输出功率为
故D正确。
故选D。
19.如图所示,电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电,t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1,一价负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是( )
A.只有正离子的定向移动才能产生电流
B.电解液内正、负离子向相反方向移动,电流抵消
C.电流
D.电流
【答案】D
【详解】A.负离子的定向移动也能产生电流,A错误;
B.电解液内正、负离子向相反方向移动,电流加强,B错误;
CD.正离子产生的电流为
负离子产生的电流为
总电流为
解得
C错误,D正确。
故选D。
20.一根金属棒长为L,横截面积为S,其材料的电阻率为,棒内单位体积的自由电子数为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,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒两端所加的电压为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【详解】根据电阻定律,可知金属棒的电阻为
金属棒中电流可表示为
则金属棒两端所加的电压为
联立,解得
故选B。
21.在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质—髓质累积而成的,具有很大的电阻。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20cm、半径4cm的圆柱体,当其两端加上的电压时,测得引起神经纤维产生感觉的电流为,则该段髓质的电阻率约为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】根据电阻定律
又
联立,解得
故选A。
22.“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径为r=10cm,设里面充满某浓度均匀的盐水,其电阻率,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=75V,I=50mA,则该钻孔的深度h约为( )
A.50mB.100mC.120mD.150m
【答案】D
【详解】根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
可得
故选D。
23.如图所示,A、B、C为三个通电导体的I-U关系图象.由图可知( )
A.三个导体的电阻关系为
B.三个导体的电阻关系为
C.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是5A
D.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A
【答案】B
【详解】AB.在I-U图中图像的斜率表示电阻的倒数,所以三个电阻的大小关系为
RA<RB<RC
故A错误,B正确;
CD.由图可知,导体B的电阻为
在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是
故CD错误。
故选B。
24.如图,曲线①、直线②分别是两个导体的伏安特性曲线。虚线为①上A点的切线,且与横轴交于点,点的坐标为,A点的坐标为,下列判断正确的是( )
A.通过①导体的电流为时,导体的电阻等于
B.通过①导体的电流为时,导体消耗的电功率数值上等于曲线与横轴围成的面积
C.导体②的电阻随电流的增大而增大
D.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
【答案】D
【详解】A.通过①导体的电流为时,导体的电阻为
故A错误;
B.通过①导体的电流为时,导体消耗的电功率为
所以导体消耗的电功率数值上不等于曲线与横轴围成的面积,故B错误;
C.由导体②的图线可知,其电压与电阻的比值不变,所以其电阻不变,故C错误;
D.两条图线的交点处,电压电流都相等,根据欧姆定律,两导体的电阻相等,故D正确。
故选D。
25.如图1所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r,则时间t内( )
A.手机电池产生的焦耳热为
B.手机的输入功率为UI
C.充电宝产生的热功率为I2r
D.手机电池储存的化学能为UIt
【答案】B
【详解】A.手机为非纯电阻电路,不能用计算产生的焦耳热,故A错误;
B.手机的输入功率等于充电宝的输出功率,为
故B正确;
C.充电宝的输出电流为I,但其内阻未知,故无法计算充电宝产生的热功率,故C错误;
D.充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能,一部分转化为手机电池产生的焦耳热,故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
故D错误。
故选B。
26.太阳能路灯是釆用晶体硅太阳能电池供电,蓄电池储存电能,超高亮LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯。白天太阳能电池对蓄电池充电,晚上蓄电池的电能供给路灯照明。假设当太阳光垂直照射到地面上时,单位面积的辐射功率为P=l.4×l03W/m2。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED灯供电,太阳能电池的光电转换效率为15%左右,电池板面积lm2,采用两组12V蓄电池(总容量300Ah),LED路灯规格为“40W,24V”,蓄电池放电预留20%容量。下列说法正确的( )
A.一盏LED灯一天消耗的电能约为0.96kW×h
B.蓄电池的放电电流约为0.6A
C.该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40W
D.要把蓄电池完全充满电,太阳照射电池板的时间不少于27.4h
【答案】D
【详解】A.一盏LED灯的功率为40W,每天平均使用按10小时算,每天消耗的电能约为
W=Pt=40W×10h=400W•h=0.4kW•h
故A错误;
B.蓄电池的放电电流为
故B错误;
C.太阳能电池板把光能转化为电能的功率
P=P0S×15%=1.4×103×1×15%=210W
故C错误;
D.把蓄电池完全充满电,假设太阳能电池板全部用于对蓄电池充电,需能量为
E=(1-0.2)qU=0.8×300×24W•h=5760W•h
而太阳能电池的即使一直垂直照射,功率为210W,故用时约
故D正确。
故选D。
27.如图甲所示,Rbt是一种智能机器人。图乙为其内部电动机的工作原理简图,线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为U,电流为I时,电动机恰好能正常工作,下列说法中正确的是( )
A.电源的内阻为B.电源的输出功率为
C.电动机消耗的总功率为D.电动机的输出功率为
【答案】A
【详解】A.电源的内阻为
选项A正确;
B.设电源内阻为r,则电源的输出功率为
选项B错误;
C.电动机消耗的总功率为
选项C错误;
D.电动机的输出功率为
选项D错误。
故选A。
28.下表是某型号电风扇的主要技术参数,空气的密度约为1.29kg/m3,根据学过的物理知识,判断以下估算结果合理的是( )
A.该电风扇电动机的内阻约为1.8kΩ
B.风速约为5m/s
C.电机的效率约为60%
D.电机运行10s产生的内能约为50J
【答案】C
【详解】A.由于电动机为非纯电阻,所以其内阻
故A错误;
B.由于风量
联立可得
故B错误;
C.电机的效率约为
故C正确;
D.电机运行10s产生的内能约为
故D错误。
故选C。
29.如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380V,电流为20A,重力加速度取10m/s2,则( )
A.电动机的内阻为19Ω
B.电动机的发热功率为5.7×103W
C.电动机的输出功率为7.6×103W
D.电动机的工作效率为75%
【答案】D
【详解】BC.电动机的输入功率为
电动机的输出功率为
电动机发热功率为
故BC错误;
A.电动机发热功率为
解得
故A错误;
D.电动机的工作效率为
故D正确。
故选D。
30.“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示,其中太阳能电池电动势,内阻未知,电动机线圈电阻,电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时,电动机两端电压,电热丝消耗功率。则( )
A.火星车正常行驶时,通过电热丝电流为
B.太阳能电池的内阻为
C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为
D.火星车正常行驶时,电动机的效率为
【答案】C
【详解】A.对电热丝,有
解得回路电流为
故A错误;
B.根据闭合回路欧姆定律,有
解得电源的内阻为
故B错误;
C.电动机的转子被卡住,回路电流为
电热丝上消耗的功率
故C正确;
D.电动机的效率为
解得
故D错误。
故选C。
目录
01 模拟基础练
【题型一】电流的理解与计算
【题型二】欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用
【题型三】电功、电功率、电热、热功率
02 重难创新练
风扇直径
150mm
净重
1.6kg
风量
12m3/min
额定电压
220V
额定功率
26W
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