2024年高考物理二轮专题复习：电路基本问题

这是一份2024年高考物理二轮专题复习：电路基本问题，共9页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共9题)
1. 如图所示是一个电路的一部分，其中 ， ， ， ， ， 那么电流表测得电流为（ ）
A . ， 向右 B . ， 向左 C . ， 向左 D . ， 向右。
2. R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸比R1的尺寸小。将两导体分别串联（如图1）和并联（如图2）接入电路，通过两导体的电流方向如图中箭头所示，则（ ）
A . 图1中R1两端的电压大于R2两端的电压 B . 图2中通过R1的电流小于通过R2的电流 C . 图1中R1内自由电荷定向移动的速率小于R2内自由电荷定向移动的速率 D . 图2中R1内自由电荷定向移动的速率大于R2内自由电荷定向移动的速率
3. 如图所示，额定电压均为110V的两盏电灯，额定功率分别为W，W．把它们接到220V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是
A . B . C . D .
4. 如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ）
A . 太阳能电池的电动势为6V B . 光敏电阻的功率为1W C . 光敏电阻的阻值为 D . 太阳能电池的内阻为
5. 以下是来源于物理课本的一些插图，相关说法正确的是（ ）
A . 图甲中端带负电 B . 图乙采用了假设法 C . 图丙显示灯泡电阻随温度升高而减小 D . 图丁中，并联的电阻越小，改装后的电流表量程越大
6. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路，下列说法错误的是（ ）
A . A、B的电阻之比为 B . 流过A、B的电流之比为 C . 通过A、B的电子定向移动速率之比为 D . 单位时间通过A、B的电量之比为
7. 一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压时，通过导线的电流为 ， 导线中自由电子定向移动的平均速度为 ， 若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 ， 再给它两端加上电压 ， 则（ ）
A . 通过导线的电流为 B . 通过导线的电流为 C . 导线中自由电子定向移动的平均速率为 D . 导线中自由电子定向移动的平均速率为
8. 如图所示，导体框是由同种材料且导体横截面相同的两段导线构成，分别为直导线和弯曲导线两部分，直导线为ac，弯曲导线为半圆形abc，ac为半圆形的直径，把导体框接入如图电路中，导体框处在垂直纸面向里匀强磁场中，闭合开关，直导线ac受到的安培力大小为F，则整个导体框受力为（ ）
A . 0 B . 2F C . D .
9. 某同学在测量电源的电动势和内期时，由实验数据画出图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A . 电源的电动势为3V B . 电源的内阻为 C . 短路电流为0.6A D . 电源电动势为2.4V
二、多项选择题(共6题)
10. 浮桶式灯塔模型如图甲，其由带空腔的磁体和一个连着灯泡的N匝圆形线圈组成，线圈半径为R，灯泡电阻r，其他电阻不计，磁体在空腔产生的磁场如图乙所示，在线圈处磁感应强度大小均为B，磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，速度最大为v，且始终处于磁场中，则浮桶线圈（ ）
A . 海水上下振荡时线圈具有收缩趋势 B . 海水上下振荡速度越快，灯泡发光越亮 C . 浮桶线圈中会场生大小为NBπR2v的电动势 D . 灯泡中电流最大为
11. 关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A . 电流流向总是从高电势流向低电势 B . 导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 C . 单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大 D . 因为电流有方向，所以电流是矢量
12. 和是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，把它们分别连接在如图所示电路的、两端，接时电压表的读数为 ， 接时电压表的读数为 ， 则下列判断正确的是（ ）
A . B . C . D .
13. 如图所示，a、b直线分别表示由同种材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝甲、乙的伏安曲线，若、表示甲、乙电阻丝的电阻，则以下判断正确的是（ ）
A . a代表的电阻丝较粗 B . b代表的电阻线较粗 C . D .
14. 电解槽内有能电离出一价离子的电解液，溶液中插有两根碳棒、作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过.假设时间内通过溶液内横截面的正离子数是、负离子数是 ， 设元电荷的电量为 ， 下列解释正确的是
A . 溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B . 负离子定向移动的方向是从到 C . 溶液内电流方向从到 ， 电流 D . 溶液内电流方向从到 ， 电流
15. 一段粗细均匀的导体的横截面积为S，流过其中的电流强度恒为I，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子沿着导体定向移动的平均速率为v。在时间内，通过导体横截面的自由电子数为（ ）
A . B . C . D .
第Ⅱ卷 主观题
第Ⅱ卷的注释
三、非选择题(共7题)
16. 如图所示，电源电动势 ， 小灯泡标有“ ， ”字样，开关接 ， 当变阻器调到时，小灯泡正常发光现将开关接 ， 小灯泡和电动机均正常工作，电动机的内阻为 ， 求：
（1） 小灯泡的额定电流；
（2） 电源的内阻；
（3） 正常工作时电动机的输出功率。
17. 如图所示，有一垂直于纸面向里、磁感应强度B＝0.1T的水平匀强磁场，垂直于匀强磁场放置一足够长的U型金属框架，框架上有一导体ab保持与框架垂直接触，且由静止开始下滑。已知ab长1m，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，框架光滑且电阻不计，取g=10m/s2 ， 求：
（1） 导体ab下落的最大加速度大小；
（2） 导体ab下落的最大速度大小；
（3） 导体ab达到最大速度时产生的电功率。
18. “祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的电路简化如图，其中定值电阻 ， 太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻 ， 当火星车正常行驶时，电动机两端的电压 ， 定值电阻消耗的功率为125W。求：
（1） 流过电动机的电流；
（2） 太阳能电池的内电阻；
（3） 电动机的输出效率。（保留两位有效数字）
19. 金属导体中自由电子在电磁场的作用下发生定向移动，在定向移动过程中所受金属离子即金属原子失去自由电子后的剩余部分的阻力，其方向与自由电子定向移动的速度方向相反，大小正比于自由电子定向移动的速率，比例系数为。已知某种金属材料单位体积内的自由电子数为 ， 元电荷为 ， 忽略电子所受重力及其之间的相互作用，不计电子热运动的影响，自由电子的定向移动可视为匀速直线运动。如图所示，一段长为、横截面积为的该金属导体，当其两端电压为时，求：
（1） 该金属导体内，电子定向移动的速率；
（2） 该金属导体的电阻率提示：电流与电子定向移动速率的关系为。
20. 如图，在水平面内固定一电阻不计、间距为L的U形光滑平行金属导轨，其处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上，金属杆单位长度的电阻为r0。金属杆在水平外力作用下以速度v向右做匀速直线运动，金属杆始终与导轨垂直且接触良好。
（1） 求金属杆中的电流I和水平外力F的大小；
（2） 金属杆以速度v匀速运动时，其内自由电子沿杆定向移动的平均速率为u0。设金属杆单位体积内做定向移动的自由电子总量保持不变。某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为 ， 求这段时间内电阻R上产生的焦耳热Q。
21. 电阻为的导线，每分钟有的电子通过横截面。求：
（1） 电流I；
（2） 内产生的热量Q。
22. 金属导体的两端加上恒定电压，导体内部会形成由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，它的基本性质与静电场相同。金属中的自由电子除了做无规则热运动外，还要在电场力的作用下定向移动，从而形成电流，所以金属导体的电流跟自由电子定向移动的速率有关。这些获得附加定向运动速度的电子不可避免的会与晶格上的正离子频繁地发生碰撞，这些碰撞的宏观表现可以用“电阻”衡量。为了从微观的角度研究电流和电阻，我们设某一金属导体的横截面积为S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子的质量为m，所带电荷量为e。（各小题的结果用题目叙述中出现的物理量符号表示）
（1） 在该金属导体中，若自由电子定向移动的平均速率为v，试推导电流I和自由电子定向移动平均速率v的关系。
（2） 经典统计理论认为：没有电场时，金属导体中的自由电子都以很大的速度做无规则热运动，自由电子沿导线方向的速度平均值为零。在导体两端加电压之后，该段导体内的电场可视为匀强电场，金属中的自由电子受到电场力的驱动，在原热运动基础上叠加定向加速运动。在定向加速运动过程中自由电子与导体内的金属离子不断碰撞，碰撞后电子的速度发生改变，沿各方向速度均可出现，因此可以认为这些自由电子沿导线方向的平均速度又变为零。能量的转移引起晶格振动加剧，金属温度升高。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化，这就是电阻形成的原因。
如图所示，截取长度为L的金属导体，两端所加电压为U，平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t0。试求：
a.单个电子在电场力的作用下加速一次能够获得的最大速度；
b.请利用电阻的比值定义式和金属导体的电阻定律推导该金属材料的电阻率。