2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流第25讲电路的基本概念和部分电路提能训练

这是一份2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流第25讲电路的基本概念和部分电路提能训练，共7页。试卷主要包含了安培提出了著名的分子电流假说等内容，欢迎下载使用。

题组一 电流 电阻定律 欧姆定律
1．安培提出了著名的分子电流假说。根据这一假说。电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，下列关于该环形电流的说法正确的是( D )
A．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为顺时针
B．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为逆时针
C．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为顺时针
D．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为逆时针
[解析] 电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为T＝eq \f(2πr,v)，根据电流的定义式可得电流为：I＝eq \f(q,t)＝eq \f(e,T)＝eq \f(ve,2πr)，因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故D正确，A、B、C错误。
2．a、b两电阻的伏安特性曲线如图所示，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是( C )
A．电阻a的阻值随电流的增大而增大
B．因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝eq \f(1,tan α)＝1.0 Ω
C．在两图线的交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D．在两图线的交点处，电阻a的阻值小于电阻b的阻值
[解析] I－U图像中，图线上某点与原点连线的斜率的倒数等于电阻，由图可知，电阻a的连线的斜率越来越大，故a的电阻随电流的增大而减小，A错误；I－U图线连线的斜率表示电阻的倒数，但是由于横纵坐标轴的长度单位不同，则不能由R＝eq \f(1,tan α)＝1.0 Ω，求解电阻b的阻值，只能通过R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,5) Ω＝2 Ω求解，B错误；根据R＝eq \f(U,I)可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，C正确，D错误。
3．(多选)2023年9月24日到26日，先进电子材料创新大会在深圳某酒店胜利召开，大会聚焦于“新材料与产业发展新机遇”，瞄准全球技术和产业制高点。某材料研究所把两根不同新材料做成的电阻丝分别接入电路中，A电阻丝电阻率恒为ρ，长为L，直径为D；B电阻丝电阻率恒为2ρ，长为4L，直径为4D。下列说法正确的是( AC )
A．当IA＝eq \f(1,2)IB时，两电阻丝两端的电压相等
B．当UA＝eq \f(1,2)UB时，两电阻丝中通过的电流相等
C．当UA＝eq \r(2)UB时，两电阻丝消耗的功率相等
D．当IA＝eq \r(2)IB时，两电阻丝消耗的功率相等
[解析] 两电阻丝的阻值分别为RA＝ρeq \f(L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(D,2)))2)＝eq \f(4ρL,πD2)，RB＝2ρeq \f(4L,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4D,2)))2)＝eq \f(2ρL,πD2)，即RA∶RB＝2∶1，当IA＝eq \f(1,2)IB时，根据U＝IR，得两电阻丝两端的电压相等，A正确；当UA＝eq \f(1,2)UB时，根据I＝eq \f(U,R)，得IA∶IB＝1∶4，B错误；当UA＝eq \r(2)UB时，根据P＝eq \f(U2,R)，得PA∶PB＝1∶1，两电阻丝消耗的功率相等，C正确；当IA＝eq \r(2)IB时，根据P＝I2R，得PA∶PB＝4∶1，D错误。故选AC。
4．如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′不可能输出的电压是( D )
A．12 V B．8 V
C．6 V D．3 V
[解析] 若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联部分两端电压，UBB′＝eq \f(\f(R1R2,R1＋R2),\f(R1R2,R1＋R2)＋R)UAA′＝6 V；若S1闭合，S2断开，则R1和R串联，UBB′＝eq \f(R1,R1＋R)UAA′＝12 V；若S2闭合，S1断开，则R2和R串联，UBB′＝eq \f(R2,R2＋R)UAA′＝8 V。若两者都断开，则电路断路，UBB′＝24 V，故D项不可能，故选D。
题组二 串、并联电路及电表的改装
5．如图所示，是将滑动变阻器作为分压器的电路，A、B为分压器的输出端。若把滑动变阻器的滑片放在它的中央，下列判断不正确的是( D )
A．空载时输出电压为UAB＝eq \f(UCD,2)
B．当A、B端接上负载R时，输出电压UABC．A、B端的负载R越大，UAB越接近eq \f(UCD,2)
D．负载R越小，UAB越接近eq \f(UCD,2)
[解析] 空载时，因为P在中点，则输出电压为UAB＝eq \f(UCD,2)，选项A正确，不符合题意；当A、B端接上负载R时，则R与滑动变阻器的下部分并联后阻值变小，则分压减小，即输出电压UAB6．(多选)常用的大量程电流表和电压表是由小量程的电流表G改装而成的。电流表G也是一个电阻，同样遵从欧姆定律。如图所示，甲、乙两个电路都是由一个小量程的电流表G和一个变阻器R组成的，改装而成的两个电表一个是电压表，另一个是大量程的电流表，则( BD )
A．甲表是电压表，R增大时量程减小
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程增大
D．乙表是电流表，R增大时量程减小
[解析] 把小量程的电流表改装成大量程的电流表，需要并联一个分流电阻，且分流电阻越小，改装后的电流表量程越大；把小量程的电流表改装成大量程的电压表，需要串联一个分压电阻，且分压电阻越大，改装成的电压表量程越大，故题图甲是电压表、题图乙是电流表，R增大时电压表量程增大，电流表量程减小，故B、D正确。
题组三 电功 电功率 电热及热功率
7．(2024·湖南临澧县高三开学考试)在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( D )
A．电动机的内电阻为0.5 Ω
B．电动机的内电阻为7.5 Ω
C．电动机的输出功率为30 W
D．电动机的输出功率为22 W
[解析] 当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V，根据欧姆定律r＝eq \f(U,I)，可得电动机的内阻为r＝eq \f(1.0,0.5) Ω＝2 Ω，故A、B错误；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，电动机的输出功率为P＝UI－I2r＝22 W，故C错误，D正确。
8．一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则( D )
A．Pab>Pbc B．Pab＝Pac
C．Pac＝Pbc D．Pab[解析] 当接a、b接线端点时，电路的总电阻为Rab＝eq \f(9RR＋9R,R＋9R＋9R)＝eq \f(90R,19)；当接a、c接线端点时，电路的总电阻为Rac＝eq \f(R9R＋9R,R＋9R＋9R)＝eq \f(18R,19)；当接b、c接线端点时，电路的总电阻为Rbc＝eq \f(9RR＋9R,R＋9R＋9R)＝eq \f(90R,19)；由题知，不管接哪两个接线端点，电压恒为U＝24 V，根据P＝eq \f(U2,R)，可知Pab＝Pbc9．如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。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( D )
A．充电宝输出的电功率为UI＋I2R
B．充电宝产生的热功率为I2R
C．手机电池产生的焦耳热为eq \f(U2,R)t
D．手机电池储存的化学能为UIt－I2Rt
[解析] 因充电宝的输出电压为U、输出电流为I，所以充电宝输出的电功率为P＝UI，A错误；手机电池充电电流为I，所以手机电池产生的热功率为PR＝I2R，而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，B错误；由于手机电池是非纯电阻电路，所以不能用eq \f(U2,R)t计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热为I2Rt，C错误；充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能，一部分转化为手机电池的内能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能W＝UIt－I2Rt，故D正确。
能力综合练
10．(多选)锡纸取火是直接用适当宽度的锡纸条两端接入电池正负极，锡纸条形状如图所示。已知锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，下列说法正确的是( AD )
A．三段中ab段功率最大，易熔断
B．三段中cd段锡纸体积大，电阻大
C．三段中自由电荷定向移动速度相同
D．锡的电阻较小，直接与电池正负极相连，容易造成烧伤危险
[解析] 根据电阻的决定式有R＝ρeq \f(L,S)，由于锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，根据图形可知，ab、bc、cd段锡纸条横截面积的平均值SabRbc>Rcd，即三段中cd段锡纸体积大，横截面积大，电阻小，故B错误；三段锡纸条可以看为串联，通过三段锡纸条的电流相等，根据P＝I2R，由于Rab>Rbc>Rcd，则有Pab>Pbc>Pcd，即三段中ab段功率最大，易熔断，故A正确；根据电流的微观定义式有I＝nqvS，三段锡纸条是串联关系，电流相等，由于Sabvbc>vcd，故C错误；锡的电阻较小，直接与电池正负极相连，通过电路的电流较大，容易造成烧伤危险，故D正确。故选AD。
11．(2023·湖南衡阳阶段练习)如图所示是某电动汽车的铭牌，该车充满电后在额定功率下能以90 km/h的速度行驶4小时，普通充电桩的功率为8.8 kW，则下列说法正确的是( B )
A．“A·h”是电能的单位
B．该车电机的额定功率约为15 kW
C．该车充满一次电耗电约为35.2度
D．家用普通充电桩1.7小时可以给该车充满电
[解析] 由q＝It可知，“A·h”是电荷量的单位，A错误；根据铭牌信息，该车充满一次电耗电量为W＝Uq＝347.8 V×172.5 A·h≈60 kW·h＝60度，C错误；已知该车充满电后能在额定功率下行驶4小时，则可得该车电机的额定功率约为P＝eq \f(60 kW·h,4 h)＝15 kW，B正确；用家用普通充电柱给该车充满电所需时间约为t＝eq \f(60 kW·h,8.8 kW)≈6.8 h，D错误。故选B。
12．(多选)额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U－I曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220 V电路中。则下列说法正确的是( ABD )
A．L2的额定功率约为97 W
B．L2的实际功率约为17.5 W
C．L2的实际功率比L3的实际功率约小17 W
D．L2的实际功率比L3的实际功率约小80 W
[解析] 由题图甲中L2的U－I曲线可得，在额定电压220 V时的电流为0.44 A，则L2的额定功率P额＝U额I额＝97 W，A正确；题图乙所示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220 V，那么流过L1和L2的电流及两灯两端的电压满足I1＝I2，U1＋U2＝220 V，由题图甲中L1和L2的U－I图线可知，I1＝I2＝0.25 A，U1＝150 V，U2＝70 V，故L2的实际功率P2＝I2U2＝17.5 W，B正确；由于L3两端的电压为220 V，故P3＝P额＝97 W，则P3－P2＝80 W，C错误，D正确。
13．某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100 μA，表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V。则根据题给条件，定值电阻的阻值应选R1＝ 100 Ω，R2＝ 910 Ω，R3＝ 2 000 Ω。
(2)用量程为3 V，内阻为2 500 Ω的标准电压表V对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ，为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为 50 Ω的滑动变阻器。
(3)校准时，在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近 M (选填“M”或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值 大于 (选填“大于”或“小于”)900 Ω。
[解析] (1)根据题意，R1与表头G构成量程为1 mA的电流表，则IgRg＝(I－Ig)R1，整理得R1＝100 Ω；若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为1 V，则R2＝eq \f(Uab－IgRg,I)＝eq \f(1－0.09,1×10－3) Ω＝910 Ω；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为3 V，则R3＝eq \f(Uac－IgRg－IR2,I)＝eq \f(3－0.09－1×10－3×910,1×10－3) Ω＝2 000 Ω。
(2)电压表与之并联之后，并联总电阻小于2 500 Ω，对于分压式电路，要求滑动变阻器的最大阻值远小于并联部分，同时还要便于调节，故滑动变阻器选择小电阻，即选择50 Ω的电阻。
(3)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近M端，这样把并联部分电路短路，起到一种保护作用。
(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，说明通过表头G的电流偏小，则实际其电阻偏大，故其实际阻值大于900 Ω。最大允许总质量：2 335 kg
驱动电机型号：306
驱动电机峰值功率：220 kW
驱动电池系统额定电压/容量：347.8 V/172.5 A·h
制造年月：2023年3月