卷9 电路及其应用-【三新金卷·先享题】2026年安徽省高考物理真题分类优化卷(分项3C)

最新5年高考真题分类优化卷·物理（九〉 卷9电路及其应用 姓名 班级 考号 得分 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共46分。在每小题给出的四个 选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多 项符合题目要求，每小题6分，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分。 1.(2025·北京卷)如图所示，线圈自感系 数为L,电容器电容为C,电源电动势为 P E,A1、A2和A是三个相同的小灯泡。 L L 开始时，开关S处于断开状态。忽略线 R 圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列 图甲 说法正确的是 A ☒A A LE A.闭合瞬间，A1与A3同时亮起 B.闭合后，A2亮起后亮度不变 C.稳定后，A1与A亮度一样 D.稳定后，电容器的电荷量是CE 2.(2024·江西)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构 新材料，具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的 载流子（电子）浓度。如图(a)所示，在长为a,宽为b的石墨烯表面加一 垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B,电极1、3间通以恒定电流I,电 极2、4间将产生电压U。当I=1.00×103A时，测得UB关系图线如 图(b)所示，元电荷e=1.60×10-19C,则此样品每平方米载流子数最接近 个UlmV 2 石墨烯 80 mV 60 40 。4 20 mA 50100150200250300B/m1 图(a) 图(b) 【最新5年高考真题分类优化卷·物理（九）9-1】3C A.1.7×1019 B.1.7×1015 C.2.3×1020 D.2.3×1016 3.(2023·北京)如图所示，在磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真 空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与 磁场垂直。管道横截面半径为α，长度为l(l>> α)。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用 下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从 另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为，粒子电荷量为+q,不计 粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是 () A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a B.粒子质量为Bg C.管道内的等效电流为nqπa2v D.粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql 4.(2023·海南)如图所示电路，已知电源电动势为E,内阻不计，电容器电 容为C,闭合开关K,待电路稳定后，电容器上电荷量为 () 2R 4R 1 3 A.CE B.CE D.5CE 5.(2022·北京)某同学利用压力传感器设计水库水位预 预警系统 警系统。如图所示，电路中的R1和R2,其中一个是定 控制开关 值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。 a b 水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电 阻值越小。当a、b两端的电压大于U,时，控制开关自 R2 动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U,(U1U,为定值)时，控制 开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是 A.U<U, B.R,为压力传感器 C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 6.(2022·江苏)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1一2Ω， R2=32,R3=22,R,=42,电源电动势E=12V,内阻不计，四个灯泡 中消耗功率最大的是 () ⑧ R E=12V DR 【9-2】3C A.R, B.R2 C.R D.R 7.(2022·浙江)某节水喷灌系统如图所示，水以 =15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0% kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保 持H=-3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正 常工作时，输人电压为220V,输入电流为2.0A。不 计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所 需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之 比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则 () A.每秒水泵对水做功为75J B.每秒水泵对水做功为225J C.水泵输入功率为440W D.电动机线圈的电阻为102 8.(2023·全国)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个 接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有 一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R 和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0V,Us=2.5 V,U34=一1.5V。符合上述测量结果的可能接法是 () A.电源接在1、4之间，R接在1、3之间 B.电源接在1、4之间，R接在2、4之间 C.电源接在1、3之间，R接在1、4之间 D.电源接在1、3之间，R接在2、4之间 9.(2020·江苏)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所 示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时() 灯 ☒ 启动电动机 M E,r A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 10.(2023·河北)如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩 形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4 同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不 变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此 过程中 () 【9-3】3C 1 ××区 2××× 3 A.金属杆所围回路中电流方向保持不变 B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加 C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反 D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同 题号 2 9 10 答案 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(12分)(2024·安徽)某实验小组要将电流表G(铭牌标示：I。=500 μA,R。=8002)改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表 对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电 压表等实验器材，按图(1)所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 R G 200300 400 标准电压表P HA 500 M Ro N ● 图(1) 图(2) (1)开关S,闭合前，滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。 (2)根据要求和已知信息，电阻箱R,的阻值已调至12002，则R,的 阻值应调至 2。 (3)当单刀双掷开关S,与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数 分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、 R、R,表示) (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏 大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要 即可。（填正确答案标号） A.增大电阻箱R,的阻值 B.减小电阻箱R2的阻值 C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图(2)所示，此示 数对应的改装电压表读数为 V。(保留2位有效数字) 12.(10分)(2024·浙江)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得 【9-4】3C 热敏电阻R,在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/(1022) 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻R,、电动势E=3V(内阻不计)的电源、定值 电阻R(阻值有3k2、5k2、12k2三种可供选择)、控制开关和加热系 统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20℃，现要求将室内 温度控制在20℃~28℃范围，且1、2两端电压大于2V,控制开关开 启加热系统加热，则应选择的电路是 ,定值电阻R的阻值应 选 k2,1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统 (不考虑控制开关对电路的影响)。 加热系统 加热系统 加热系统 控制开关 控制开关 控制开关 111111 R 1R2 E S A C 13.(10分)(2024·海南)虚接是常见的电路故障，如图 所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处 由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0 B ~2402之间不稳定变化，可等效为电阻Rc,已知 MN两端电压U=220V,A与B的电阻RA=R.= 242,求： (1)MN间电阻R的变化范围； (2)当R。=2402,电热器B消耗的功率（保留3位有效数字）。 14.(10分)(2024·江苏)如图所示，粗糙斜 电动机 面的动摩擦因数为4，倾角为0，斜面长 为L。一个质量为m的物块，在电动机 作用下，从A点由静止加速至B点时 11111 达到最大速度v,之后做匀速运动至C 【9-5】3C 点，关闭电动机，从C点又恰好到达最高点D。求： (1)CD段长x; (2)BC段电动机的输出功率P; (3)全过程物块增加的机械能E1和电动机消耗的总电能E2的比值。 15.(12分)(2023·浙江)某兴趣小组设计了一种火箭落 停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载 导电杆 火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MV)和装置 M A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输 出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长 名 度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电 导 流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零，在导电 依第 平台 杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小B,=kI (其中k为常量)，方向垂直导轨平面向里；在导电杆 装置A 以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小B,一2k1,方向与 B,相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度。进 入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭 与导电轩的总质量为M.导轨间距d一，导电杆电用为R。导电杆 与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装 置A的内阻。在火箭落停过程中， (1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L; (2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系； (3)求装置A输出电压UU与运动时间t的关系和输出的能量W; (4)若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量 的来源和大小。 【9-6】3Ca'vo 2 Eq √2mo2元m 答秦：(1)Bg 'Bq (2)E=√2Bu (3)2-2)n, Bq 卷9电路及其应用 1.CA.闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L 相当于断路，所以A!、A2瞬间亮起，A逐渐变亮，A 错误；B.闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当 于断路，所以A2亮一下后熄灭，B错误；C.稳定后， 电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以A、A 串联，所以一样亮，C正确；D,稳定后，电容器与A 并联，两端电压等于A两端电压，由于线圈电阻和 电源内阻忽略不计，且A1、A串联，A两端电压为 2E,根据Q=CU,可得电容器的电荷量等于 2CE,D错误。 2.D设样品每平方米戟流子（电子）数为n,电子定向 移动的速率为，则时间t内通过样品的电荷量 q=nevtb 根据电流的定义式得 1=4=ned 当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力 平衡，则有 U evB=e 联立解得U=LB ne 结合图像可得 88×10-3 ne 320X10 V/T 解得n=2.3×106 故选D。 3.C带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁 上，可知粒子运动的圆孤半径为r=a 故A正确，不符合题意： 报据qB=m了 Bqa 可得粒子的质量m= 故B正确，不符合题意： 管道内的等效电流为I=VgSu 单位体积内电荷数为” πa2u 则1=” xva7qxav-ng 故C错误，符合题意； 由动量定理可得F△t=2nm△tv 【21】 粒子束对管道的平均作用力大小 联立解得F'=nBgl 故D正确，不符合题意。 故选C。 4.C电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可 看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联， 若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电 势为 91=5R 2R=号 E 电容器下极板的电势为 ,最·银号 E 则电容两端的电压 E U1=5 则电容器上的电荷量为 2 Q=CU上r=5CE 故选C。 5.C题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大 压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水 位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大， 由于a、b两端此时的电压大于U1,根据串联电路电 压分部特点可知，R,为压力传感器，故高水位时压 力传感器的电阻值越小，R,压力传感器两端电压变 小，U1U2,A、B错误； 根据闭合电路欧姆定律可知，α、b两端的电压为 Ri+R:R E E U= R2 1+R 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时Q、b 两端的电压大于U1时，R,压力传感器阻值需要越 大，则水位越低；当a、b两端的电压小于U2时开启 高水位预警时，R,压力传感器阻值需要越大，则水 位越低。C正确，D错误。 故选C。 6.A由电路图可知R与R,串联后与R,并联，再与 R!串联。并联电路部分的等效电阻为 R2(R,+R,) R米=R,十R,十R)=20 由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R,的电流 E 为I1=I=R十R# =3A 并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则 R光二2A I2 IR I,=1-R+R=1A 四个灯泡的实际功率分别为 P=IR=18 W,P,=I;R,=12 W,P=IR =2W,P,=I1R,=4W 故四个灯泡中功率最大的是R,。 故选A。 7.D每秒喷出水的质量为m。=2.0kg,抽水增加了 水的重力势能和动能，则每秒水系对水做功为 1 W=m,gH+2m,6=300J 3C 故A、B错误： 水系的输出能量转化为水的机械能，则 P =300W 而水系的抽水效率（水系的输出功率与输入功率之 比)为75%，则 P出 P、=75% =400W 故C错误： 电动机的输出功率等于水系所需要的输入功率，则 电动机的机械功率为 P=P=400W 而电动机的电功率为P。=UI=440W 由能量守恒可知 P。=IR+P机 联立解得R=10Ω 故D正确； 故选D。 8.CD根据题意画出电路图，如下 1口2口34 可见U>0,A错误： 根据题意画出电路图，如下 1▣2□34 可见U,>0,B错误： 根据题意画出电路图，如下 1▣23▣4 可见上述接法可符合上述测量结果，C正确； 根据题意画出电路图，如下 12-3已4 可见上述接法可符合上述测量结果，D正确。 故选CD。 9.ABD开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流 I变小，A正确； 电路的路端电压为U路=U灯=I:R如 I,变小，路端电压变小，B正确； 总电流即干路电流为 1:-UA-E-UR U路减小，干路电流增大，C错误； 电源总功率为P。=EI干 I增大，总功率变大，D正确。 故选ABD。 10.CD由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增 大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减 小，根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向， 后沿顺时针方向，故A错误；由于金属杆所围回路 的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，故 通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的， 【22】 故B错误：由上述分析，再根据左手定则，可知金属 杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金 属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同， 故C、D正确。故选CD。 11.解析：(1)由图可知，该滑动变阻器采用分压式接 法，为了电路，在开关S闭合前，滑片P应移到 M端； (2)当开关S接b时，电压表量程为1V,根据欧姆 定律 U=I(Rx+R) 当开关S,接a时，电压表量程为3V,根据欧姆 定律 U2=I.(Rg+R1+R2) 其中R1=1200 联立解得R,=4000 (3)当开关S,接a时，根据欧姆定律 U=I(R,+R+R2) 可得电流表G的内阻可表示为 U R。=了-R1-R: (4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比 标准电压表的读数偏大，可知电流表G内阻的真实 值小于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律可以 增大两电阻箱的阻值。 故选A。 (5)根据闭合电路欧姆定律 Uv=I(R.+R1)=430×106×(800+1200)V=0. 86V 答案：(1)M(2)4000 (3)R,=7-R1-R2 (4)A (5)0.86 12.解析：电路A,定值电阻和热敏电阻并联，电压不 变，故不能实现电路的控制，故A错误；定值电阻和 热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定 值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于 2V,控制开关开启加热系统加热。故B错误；定值 电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值 越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端 电压大于2V,控制开关开启加热系统加热。故C 正确。故选C。 由热敏电阻R,在不同温度时的阻值表可知，20.0 C的阻值为 60×1002=6k2 由题意可知 R 6k2 U-R,+RE-6KQFRX3 V-2V 解得R=3kΩ 答案：C31.8 13.解析：(1)根据电路可知当Rc=0时MN间电阻R 的阻值最小，为 RARB R-R+R =122 当Rc=240Q时MN间电阻R的阻值最大，为 RA(R.+240) R=RA+(RB+240=220 故MV间电阻R的变化范围为 122R22Ω (2)当R=240Ω，通过电热器B的电流为 3C U I-Rc+Ry 此时电热器B消耗的功率为 P。=IR 解得P=16.7W 答案：(1)12≤R22(2)16.7W 14.解析：(1)物块在CD段运动过程中，由牛顿第二定 律得 mg sin 0+umg cos 0=ma 由运动学公式0一v2=一2a.x v 联立解得r=2g(sin0+以cos0 (2)物块在BC段匀速运动，得电动机的牵引力为 F=mgsin 0+umg cos 0 由P=Fv得 P=mgu(sin0+μcos0) (3)全过程物块增加的机械能为 E=mgLsin 0 整个过程由能量守恒得电动机消耗的总电能转化 为物块增加的机械能和摩擦产生的内能，故可知 E2=E1+umg cos0·L 故可得 mgLsin 0 sin 0 E2 mgL sin 0+umgL cos 0 sin 0+ucos 0 答案：1)2g(sin0+c0s0） (2)mg(sin0+μcos0) sin a (3) sin 0+ucos 0 15.解析：(1)导体杆受安培力 F=B Id=3Mg 方向向上，则导体杆向下运动的加速度 Mg-F=Ma 解得a=一2g 导体杆运动的距离 L-0明 2a-4g (2)回路的电动势E=B2du 其中v=v,十at 6Mg 解得E=1 (vo-2gt) (3)右手定则和欧姆定律可得： U+E=IR 可得U=IR-E=IR- 6Mg (vo-2gt) 电源输出能量的功率 P-UI-(IR-E)I-IR-SME (-28)I =I'R-6Mg (vo-2gt)=I'R-6Mgv.+12Mg't 在0~？时间内输出的能量对应P-1图像的面积 可得： W-IRvs_3Mvi 2g 2 (4)装置A可回收火箭的动能和重力势能及磁场 能；从开始火箭从速度。到平台速度减为零，则 w=IRu3M房 2 若R的阻值视为0 【23】 W=_ 3M8 2 装置A可回收能量为 3Mo IWl=- 2 答案：1)3Mg4g 2E-6'(o-2g)3U 6Mg IRv。3Mu号 =IR- (u。-2gt);2g 2 (4)装置 3 A可回收火箭的动能和重力势能及磁场能；？Mu6 卷10磁场 1.B根据安培定则，两导线在O,点处产生的磁感应强 度方向相同大小相等，则单个导线在O点处产生的 B2 磁感应强度大小为B。=之，根据对称性，两导线 在N处的磁感应强度大小应该与M点一样为B!, 根据对称性，L?在N点处产生的磁感应强度为B。 B2 =之，由于L:在N点处产生的磁感应强度大于 L1在N点处产生的磁感应强度，且方向相反，将L2 撒去，N点的磁感应强度为 B2 -B1。 2.A导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d, 故感应电动势为E=Bd E 回路中感应电流为I=R 根据右手定则，判断电流方向为b流向a。故导体棒 ab所受的安培力为F=BI日=Bdy R 方向向左。 故选A。 3.C当开关接1时，对导体棒受T 力分析如图所示 根据几何关系可得Mg=BIL →BIL Mg 解得I=B o 根据欧姆定律I=尺 Mg MgR 解得E。=BL 故A错误： 根据右手定则可知导体棒从右向左运动时，产生的 感应电动势与二极管正方向相同，部分机械能转化 为焦耳热；导体棒从左向右运动时，产生的感应电动 势与二极管相反，没有机械能损失。 若导体棒运动到最低，点时速度为零，导体棒损失的 机械能转化为焦耳热为 Q-(-9）M1 根据楞次定律可知导体棒完成一次振动速度为零 时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦耳热 Q<Q-(-)s 故B错误； 根据B选项分析可知，导体棒运动过程中，机械能转 化为焦耳热，所以从左向右运动时，最大摆角小于 -3C