2025年高考物理復(fù)習(xí)二十六：電路的基本概念及規(guī)律（含解析）

PAGE二十六電路的基本概念及規(guī)律(40分鐘80分)【基礎(chǔ)鞏固練】1.(6分)(2023·茂名模擬)自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備,它可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫(yī)療設(shè)備。某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16μF,充電至4kV電壓,電容器在4ms時(shí)間內(nèi)完成放電,下列說法正確的是()A.電容器充電后的電荷量為0.64CB.電容器放電的平均電流為16AC.電容器的擊穿電壓為4kVD.電容器放電完成后電容為零2.(6分)(2020·山東等級(jí)考)氚核

13H發(fā)生β衰變成為氦核

23He。假設(shè)含氚材料中

13H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng),在3.2×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10-8A。已知電子電荷量為1.6×10A.5×1014 B.1.0×1016C.2.0×1016 D.1.0×10183.(6分)(2023·銀川模擬)如圖所示是某晶體二極管的伏安特性曲線,下列說法正確的是()A.加正向電壓時(shí),二極管電阻較小,且隨著電壓的增大而增大B.加反向電壓時(shí),二極管電阻較大,無論加多大電壓,電流都很小C.無論是加正向電壓還是加反向電壓,電壓和電流都不成正比,所以二極管是非線性元件D.二極管加正向電壓時(shí),電流隨電壓變化是一條直線4.(6分)(2023·成都模擬)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示,導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ,制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分),半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極,在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極。設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的,你可能不會(huì)求解R,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達(dá)式的合理性作出判斷。根據(jù)你的判斷,R的合理表達(dá)式應(yīng)為()A.R=ρ(b+a)2πC.R=ρa(bǔ)b2π(b-a) 5.(6分)如圖甲所示,電路中電源的電動(dòng)勢為3.0V,內(nèi)阻不計(jì),L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡,小燈泡的I-U特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后,下列說法正確的是()A.L1中的電流為L2中電流的2倍B.L3的電阻約為1.875ΩC.L3的電功率約為0.75WD.L2和L3的總功率約為3W6.(6分)(生產(chǎn)生活情境)某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖甲所示,其主要部件為電動(dòng)機(jī)M和電熱絲,部分技術(shù)參數(shù)如表,電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是()電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時(shí):990W冷風(fēng)時(shí):110WA.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.該電吹風(fēng)中電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD.吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為4A【加固訓(xùn)練】(2022·浙江1月選考)某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,水以v0=15m/s的速度水平噴出,每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的,噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),輸入電壓為220V,輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗,電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失,g取10m/s2,則()A.每秒水泵對水做功為75JB.每秒水泵對水做功為225JC.水泵輸入功率為440WD.電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10Ω7.(6分)(2023·鄭州模擬)四盞白熾燈泡連接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V40W”,b、d燈泡的規(guī)格為“220V100W”,各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒有超過它的額定功率。對這四盞燈泡實(shí)際消耗功率的說法正確的是()A.a燈泡實(shí)際消耗的功率最小B.b燈泡實(shí)際消耗的功率最小C.c燈泡實(shí)際消耗的功率最小D.d燈泡實(shí)際消耗的功率最小【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(生產(chǎn)生活情境)(多選)(2023·濟(jì)南模擬)機(jī)場規(guī)定:嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160W·h的充電寶(移動(dòng)電源)搭乘飛機(jī),而一般的充電寶的規(guī)格,標(biāo)注的是電荷量,單位是mA·h(g取10m/s2)。據(jù)此判斷以下說法正確的是()A.某旅客的充電寶標(biāo)有以下字樣:5V、5000mA·h,該充電寶不超標(biāo)B.充電寶上標(biāo)注的電荷量是指它所儲(chǔ)存的電荷總量C.160W·h的充電寶,相當(dāng)于約57.6噸的重物由靜止下落1m時(shí)所具有的動(dòng)能D.若用國際單位制中的基本單位表示單位W·h,就是kg2·m2/s29.(6分)(多選)如圖所示電路中,A1和A2為理想電流表,示數(shù)分別為I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3。當(dāng)a、b兩點(diǎn)間加以恒定的電壓U后,下列結(jié)論正確的是()A.I1∶I2=3∶4B.I1∶I2=5∶9C.將A1、A2換成理想電壓表,其示數(shù)之比為3∶5D.將A1、A2換成理想電壓表,其示數(shù)之比為1∶110.(6分)如圖所示為8個(gè)不同的電阻組成,已知R1=12Ω,其余電阻阻值未知,測得A、B間的總電阻為4Ω,今將R1換成6Ω的電阻,A、B間總電阻為()A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω【加固訓(xùn)練】(多選)(2023·全國乙卷)黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5V。符合上述測量結(jié)果的可能接法是()A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間【情境創(chuàng)新練】11.(10分)由四個(gè)電阻連接成的混聯(lián)電路如圖,R1=8Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω。(1)求a、d之間的總電阻。(2)如果把21V的電壓加在a、d兩端,通過每個(gè)電阻的電流是多少?12.(10分)如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置示意圖,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r=1Ω,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為5V,電路中的電流為1A,重物A所受的重力為20N,不計(jì)摩擦力。(1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少?(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率和輸出功率各是多少?(3)電動(dòng)機(jī)在10s內(nèi)可以把重物A勻速提升多高?解析版1.(6分)(2023·茂名模擬)自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備,它可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫(yī)療設(shè)備。某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16μF,充電至4kV電壓,電容器在4ms時(shí)間內(nèi)完成放電,下列說法正確的是()A.電容器充電后的電荷量為0.64CB.電容器放電的平均電流為16AC.電容器的擊穿電壓為4kVD.電容器放電完成后電容為零【解題指南】電容器銘牌上標(biāo)稱電壓為額定工作電壓,表示電容器在該電壓以下都能正常工作;電容器的電容決定于電容器本身,與電壓和電荷量無關(guān)?！窘馕觥窟xB。根據(jù)Q=CU=16×10-6×4000C=0.064C,可知充電后,電容器儲(chǔ)存的電荷量為0.064C,故A錯(cuò)誤;根據(jù)I=Qt=016A,故B正確;該電容器電壓為4kV,不高于額定電壓,擊穿電壓大于額定電壓,故C錯(cuò)誤;電容是表征電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量,放電前后,電容器的電容大小是不變的,故D錯(cuò)誤。2.(6分)(2020·山東等級(jí)考)氚核

13H發(fā)生β衰變成為氦核

23He。假設(shè)含氚材料中

13H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng),在3.2×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10-8A。已知電子電荷量為1.6×10A.5×1014 B.1.0×1016C.2.0×1016 D.1.0×1018【解析】選B。根據(jù)I=qt=net可得產(chǎn)生的電子數(shù)為n=Ite=5.0×10-8×3.2×1041.6×13.(6分)(2023·銀川模擬)如圖所示是某晶體二極管的伏安特性曲線,下列說法正確的是()A.加正向電壓時(shí),二極管電阻較小,且隨著電壓的增大而增大B.加反向電壓時(shí),二極管電阻較大,無論加多大電壓,電流都很小C.無論是加正向電壓還是加反向電壓,電壓和電流都不成正比,所以二極管是非線性元件D.二極管加正向電壓時(shí),電流隨電壓變化是一條直線【解析】選C。由題圖可知,二極管加正向電壓時(shí)電流較大,電阻較小,且隨著電壓的增大,圖線與原點(diǎn)連線的斜率在增大,故電阻在減小。加反向電壓時(shí)開始電流很小,但當(dāng)反向電壓很大時(shí),二極管被擊穿,電流劇增,故C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(6分)(2023·成都模擬)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示,導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ,制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分),半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極,在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極。設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的,你可能不會(huì)求解R,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達(dá)式的合理性作出判斷。根據(jù)你的判斷,R的合理表達(dá)式應(yīng)為()A.R=ρ(b+a)2πC.R=ρa(bǔ)b2π(b-a) 【解題指南】本題主要考查電阻的計(jì)算,根據(jù)單位(量綱)檢查方程是否正確是常用的方法,再從數(shù)學(xué)的角度分析等式的合理性。【解析】選B。C、D兩項(xiàng)等式左邊的單位是Ω,右邊的單位是Ω·m2,左右兩邊單位不同,則公式不合理,故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;A項(xiàng)等式左邊的單位是Ω,右邊的單位是Ω,單位是合理的,將b=a代入得到R≠0,因?yàn)閎=a時(shí)電阻是很薄的一層,電阻應(yīng)該很小,這個(gè)等式是不合理的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)等式左邊的單位是Ω,右邊的單位是Ω,單位是合理的,將b=a代入得到R=0,故B項(xiàng)公式是合理的。5.(6分)如圖甲所示,電路中電源的電動(dòng)勢為3.0V,內(nèi)阻不計(jì),L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡,小燈泡的I-U特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后,下列說法正確的是()A.L1中的電流為L2中電流的2倍B.L3的電阻約為1.875ΩC.L3的電功率約為0.75WD.L2和L3的總功率約為3W【解析】選B。由于不計(jì)電源內(nèi)阻,所以L1兩端的電壓為3V,L2和L3兩端的電壓均為U=1.5V,由題圖乙可知此時(shí)通過L1的電流為1.0A,通過L2和L3的電流均為I=0.8A,所以L1中的電流不是L2中電流的2倍,A錯(cuò)誤;L3的電阻R=UI=1.875Ω,B正確;L3的電功率P=UI=1.5×0.8W=1.2W,C錯(cuò)誤;L2和L3的總功率P'=2P=2.4W,D6.(6分)(生產(chǎn)生活情境)某簡易電吹風(fēng)簡化電路如圖甲所示,其主要部件為電動(dòng)機(jī)M和電熱絲,部分技術(shù)參數(shù)如表,電吹風(fēng)在220V電壓下工作。下列說法正確的是()電吹風(fēng)額定電壓220V電吹風(fēng)額定功率熱風(fēng)時(shí):990W冷風(fēng)時(shí):110WA.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)B.該電吹風(fēng)中電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為990WD.吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為4A【解析】選D。由電路圖可知,開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng),故A錯(cuò)誤;只閉合開關(guān)S2時(shí),僅電動(dòng)機(jī)接入電路,若電動(dòng)機(jī)為純電阻,則電阻為r=U2P冷=2202110Ω=440Ω,由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件,則內(nèi)阻不為440Ω,故B錯(cuò)誤;開關(guān)S1、S【加固訓(xùn)練】(2022·浙江1月選考)某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,水以v0=15m/s的速度水平噴出,每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的,噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),輸入電壓為220V,輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗,電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失,g取10m/s2,則()A.每秒水泵對水做功為75JB.每秒水泵對水做功為225JC.水泵輸入功率為440WD.電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10Ω【解析】選D。每秒噴出水的質(zhì)量為m0=2.0kg,抽水增加了水的重力勢能和動(dòng)能,則每秒水泵對水做功為W=m0gH+12m0v02=300J,故A、B錯(cuò)誤;水泵的輸出能量轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能,則P出=Wt=300W,而水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%,則P入=P出75%=400W,故C錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率,則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)=P入=400W,而電動(dòng)機(jī)的電功率為P電=UI=440W,由能量守恒可知P電=I27.(6分)(2023·鄭州模擬)四盞白熾燈泡連接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V40W”,b、d燈泡的規(guī)格為“220V100W”,各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒有超過它的額定功率。對這四盞燈泡實(shí)際消耗功率的說法正確的是()A.a燈泡實(shí)際消耗的功率最小B.b燈泡實(shí)際消耗的功率最小C.c燈泡實(shí)際消耗的功率最小D.d燈泡實(shí)際消耗的功率最小【解析】選C。a、c燈泡的電阻R=U2P=1210Ω,b、d燈泡的電阻R'=U2P'=484Ω,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)知b、c并聯(lián)后的總電阻R并<R',所以b、c兩端的電壓小于d燈泡的電壓,根據(jù)P=U2R,可得Pc<Pb<Pd,a、d燈串聯(lián),電流相等,根據(jù)P=I2R知,P與R【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(生產(chǎn)生活情境)(多選)(2023·濟(jì)南模擬)機(jī)場規(guī)定:嚴(yán)禁攜帶額定能量超過160W·h的充電寶(移動(dòng)電源)搭乘飛機(jī),而一般的充電寶的規(guī)格,標(biāo)注的是電荷量,單位是mA·h(g取10m/s2)。據(jù)此判斷以下說法正確的是()A.某旅客的充電寶標(biāo)有以下字樣:5V、5000mA·h,該充電寶不超標(biāo)B.充電寶上標(biāo)注的電荷量是指它所儲(chǔ)存的電荷總量C.160W·h的充電寶,相當(dāng)于約57.6噸的重物由靜止下落1m時(shí)所具有的動(dòng)能D.若用國際單位制中的基本單位表示單位W·h,就是kg2·m2/s2【解析】選A、C。該旅客的充電寶額定能量為E=UIt=5×5000×10-3W·h=25W·h<160W·h,該充電寶不超標(biāo),故A正確;充電寶上標(biāo)注的電荷量是指它能儲(chǔ)存的電荷總量,而充電寶所儲(chǔ)存的電荷總量會(huì)隨使用過程而發(fā)生變化,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理可知,57.6噸的重物由靜止下落1m時(shí)所具有的動(dòng)能為Ek=mgh=57.6×103×10×1J=5.76×105J,又E=160W·h=160×3600J=5.76×105J=Ek,故C正確;根據(jù)Ek=12mv2,若用國際單位制中的基本單位表示單位W·h,就是kg·m2/s29.(6分)(多選)如圖所示電路中,A1和A2為理想電流表,示數(shù)分別為I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3。當(dāng)a、b兩點(diǎn)間加以恒定的電壓U后,下列結(jié)論正確的是()A.I1∶I2=3∶4B.I1∶I2=5∶9C.將A1、A2換成理想電壓表,其示數(shù)之比為3∶5D.將A1、A2換成理想電壓表,其示數(shù)之比為1∶1【解析】選B、C。電源接在a、b兩點(diǎn)時(shí),電路圖如圖甲所示:并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且干路電流等于各支路電流之和,則I1I2=UR2+UR3UR1+UR2=59,A錯(cuò)誤,B正確;將A1、A210.(6分)如圖所示為8個(gè)不同的電阻組成,已知R1=12Ω,其余電阻阻值未知,測得A、B間的總電阻為4Ω,今將R1換成6Ω的電阻,A、B間總電阻為()A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω【解析】選C。分析電路可知,R1與其余電阻并聯(lián),設(shè)其余電阻的總阻值為R2,則有1R1+1R2=14Ω,解得R2=6Ω,當(dāng)R1換成R3=6Ω時(shí),設(shè)整個(gè)電路的總電阻為R,則有1R=【加固訓(xùn)練】(多選)(2023·全國乙卷)黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線柱,接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻,在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測得接線柱之間的電壓U12=3.0V,U23=2.5V,U34=-1.5V。符合上述測量結(jié)果的可能接法是()A.電源接在1、4之間,R接在1、3之間B.電源接在1、4之間,R接在2、4之間C.電源接在1、3之間,R接在1、4之間D.電源接在1、3之間,R接在2、4之間【解析】選C、D。根據(jù)A選項(xiàng)畫出電路圖,如圖甲可見U34>0,A錯(cuò)誤;根據(jù)B選項(xiàng)畫出電路圖,如圖乙可見U34>0,B錯(cuò)誤;根據(jù)C選項(xiàng)畫出電路圖,如圖丙可見上述接法可符合上述測量結(jié)果,C正確