第24讲 电路的基本概念及电路分析 课时作业-2027届高考物理一轮专题复习

**基本信息** 以命题视角为框架，通过公式应用与物理模型建构，系统训练电路概念理解与定量计算，注重科学推理与问题解决能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电流理解与计算|2题|电流定义式I=q/t、微观表达式I=nqSv|从电荷定向移动本质到宏观计算，建立微观-宏观联系| |欧姆定律及伏安特性|3题|电阻定律R=ρL/S、伏安特性曲线分析|电阻决定因素→伏安特性曲线斜率物理意义，强化图像分析能力| |串并联电路规律|2题|分压分流原理、电表改装计算|串并联电阻关系→实际应用（电表改装），体现规律应用价值| |电功电功率|3题|纯电阻与非纯电阻电路辨析、效率计算|电功与电热区别→能量转化效率分析，深化能量观念|

第24讲电路的基本概念及电路分析 课时作业 命题视角1　电流的理解与计算,掌握电流的计算公式 1.已知氢原子核外电子在基态运行可视为圆周运动,周期约为2×10-16s,电子电荷量的值为1.6×10-19 C,电子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为(　　) A.0.1 mA B.0.3 mA C.0.8 mA D.8 mA 2.如图,一横截面积为1 mm2的铜导线,通过的电流为1 A时,自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s,试估算1 m3体积内的自由电子数为(　　) A.1.2×1030个 B.1.2×1028个 C.8.3×1026个 D.8.3×1028个 命题视角2　掌握欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线,求解电路中电阻、电流等问题 3.如图所示,长、宽、高分别为a、b、c的长方体导体,若电流沿AB方向时测得导体的电阻为R1,电流沿CD方向时测得导体的电阻为R2。在AB和CD两端分别加大小相同的电压时,电流分别为I1、I2,自由电子定向移动的速率分别为v1、v2,导体内部电场强度大小分别为E1、E2,下列选项中正确的是(　　) A.R1∶R2=a2∶b2 B.I1∶I2=a2∶b2 C.v1∶v2=a∶b D.E1∶E2=a∶b 4.如图为电阻A、B的伏安特性曲线,下列说法正确的是(　　) A.电阻A为线性元件,其阻值为0.2 Ω B.随着所加电压的增大,电阻B的阻值增大 C.电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值 D.在两图线的交点P处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值 命题视角3　掌握串并联电路规律,明确“分压”与“分流”的本质差异 5.如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比SA∶SB=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面,元电荷e=1.6×10-19 C,则下列说法错误的是(　　) A.流经导线A的电流为0.16 A B.导线A、B的电阻之比为2∶1 C.5 s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面 D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比vA∶vB=2∶1 6.(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是(　　) A.由图甲可知,该表头满偏电流Ig=2 mA B.图甲是改装成的双量程电压表,接b时量程为9 V C.图乙中R1= Ω,R2=10 Ω D.图乙中R1=5 Ω,R2=45 Ω 命题视角4　电功、电功率及电热、热功率的比较,区分纯电阻电路与非纯电阻电路 7.电动机M的内阻和电阻R的阻值相等,将它们串联接入电路,闭合开关,电动机正常工作。则电路中的电压U、消耗的电功率P关系表达正确的是(　　) A.UM>UR B.UM=UR C.PM=PR D.PM<PR 8.(多选)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,这时电动机正常工作,下列说法正确的是(　　) A.电动机内阻为1 Ω B.电动机内阻为2.5 Ω C.电动机正常工作时的效率为60% D.电动机正常工作时的效率为50% 9.如图甲所示,将横截面积相同、材料不同的两根金属丝a、b焊接成长直导体AB,A为金属丝a的左端点,B为金属丝b的右端点,P是金属丝上可移动的接触点。保持金属丝中电流不变,接触点P从A点向B点滑动全过程中,电压表示数U随AP间距离x的变化关系如图乙所示。金属丝a、b的电阻分别是Ra、Rb;电阻率分别是ρa、ρb;内部电场强度分别是Ea、Eb;内部电子定向移动速度分别是va、vb,则它们之间的大小关系正确的是(　　) A.Ra∶Rb=2∶3 B.ρa∶ρb=1∶2 C.Ea∶Eb=3∶2 D.va∶vb=1∶1 10.(多选)某电饭锅内部的电路图如图所示,a、b端接有效值为220 V的交流电压,R1、R2分别为发热盘和保温板,R3、R4用于保护指示灯L1、L2,四个电阻和指示灯的阻值均恒定,其中L1的额定电压远大于L2的额定电压。下列说法正确的是(　　) A.S断开时,电饭锅处于煮饭状态 B.S闭合时,电饭锅处于煮饭状态 C.L1为煮饭指示灯 D.S断开时,电饭锅消耗的功率比S闭合时大 学科网（北京）股份有限公司 $ 第24讲电路的基本概念及电路分析 课时作业 命题视角1　电流的理解与计算,掌握电流的计算公式 1.已知氢原子核外电子在基态运行可视为圆周运动,周期约为2×10-16s,电子电荷量的值为1.6×10-19 C,电子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为(　　) A.0.1 mA B.0.3 mA C.0.8 mA D.8 mA 【答案】 A 【解析】 根据k=mr可知=k,得第一激发态与基态的周期之比=8,根据I==,解得I=0.1 mA,A正确。 2.如图,一横截面积为1 mm2的铜导线,通过的电流为1 A时,自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s,试估算1 m3体积内的自由电子数为(　　) A.1.2×1030个 B.1.2×1028个 C.8.3×1026个 D.8.3×1028个 【答案】 D 【解析】 铜导线横截面积S=1 mm2=1×10-6 m2,电流I=1 A,自由电子定向移动的平均速率v=7.5×10-5 m/s,自由电子电荷量q=e=1.6×10-19 C。电流的微观表达式为I=nqSv(其中I是电流,n是单位体积即1 m3内的自由电荷数,q是每个自由电荷的电荷量,S是导体的横截面积,v是自由电荷定向移动的速率),联立解得n=8.3×1028个,D正确。 命题视角2　掌握欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线,求解电路中电阻、电流等问题 3.如图所示,长、宽、高分别为a、b、c的长方体导体,若电流沿AB方向时测得导体的电阻为R1,电流沿CD方向时测得导体的电阻为R2。在AB和CD两端分别加大小相同的电压时,电流分别为I1、I2,自由电子定向移动的速率分别为v1、v2,导体内部电场强度大小分别为E1、E2,下列选项中正确的是(　　) A.R1∶R2=a2∶b2 B.I1∶I2=a2∶b2 C.v1∶v2=a∶b D.E1∶E2=a∶b 【答案】 A 【解析】 设导体的电阻率为ρ,单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷所带电荷量为q,则有R1=ρ,R2=ρ,可得R1∶R2=a2∶b2,A正确;根据欧姆定律I=,可得I1∶I2=R2∶R1=b2∶a2,B错误;根据电流的微观表达式I=nqvS,可得v1=,v2=,则有v1∶v2=b∶a,C错误;根据E=可得E1=,E2=,则有E1∶E2=b∶a,D错误。 4.如图为电阻A、B的伏安特性曲线,下列说法正确的是(　　) A.电阻A为线性元件,其阻值为0.2 Ω B.随着所加电压的增大,电阻B的阻值增大 C.电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值 D.在两图线的交点P处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值 【答案】 D 【解析】 根据图像可知,电阻A的伏安特性曲线为直线,所以电阻A是线性元件,其阻值RA== Ω=5 Ω,A错误;电阻B的伏安特性曲线为曲线,因此电阻B为非线性元件,曲线上各点与原点连线的斜率的倒数表示其电阻,根据图像可知,曲线上各点与原点连线的斜率逐渐增大,所以电阻B的阻值随着所加电压的增大而减小,B、C错误;两条图线的交点,所对应的I和U相等,根据电阻的定义式R=可知,此时电阻A的阻值等于电阻B的阻值,D正确。 命题视角3　掌握串并联电路规律,明确“分压”与“分流”的本质差异 5.如图所示,两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比SA∶SB=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面,元电荷e=1.6×10-19 C,则下列说法错误的是(　　) A.流经导线A的电流为0.16 A B.导线A、B的电阻之比为2∶1 C.5 s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面 D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比vA∶vB=2∶1 【答案】 C 【解析】 流过A的电流为I== A=0.16 A,A正确;根据电阻定律RA=,RB=,可得==,B正确;因两段串联,通过两导线的电流相等,所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的,C错误;因两段串联,通过两导线的电流相等,又I=neSv,则有==,D正确。 6.(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是(　　) A.由图甲可知,该表头满偏电流Ig=2 mA B.图甲是改装成的双量程电压表,接b时量程为9 V C.图乙中R1= Ω,R2=10 Ω D.图乙中R1=5 Ω,R2=45 Ω 【答案】 BC 【解析】 由题图甲可知Ig== A=0.001 A=1 mA,接b时量程为U′=Ig(Rg+R+R′)= 0.001×(100+2.9×103+6×103) V=9 V, A错误,B正确;在题图乙中,改装为I1=10 mA=0.01 A电流表时,并联电阻的分流电流为I′=I1-Ig=10 mA-1 mA=9 mA=0.009 A,分流电阻的阻值为R1+R2= = Ω= Ω,改装为I2=100 mA=0.1 A电流表时,可得分流电阻的阻值R1=,联立解得R1= Ω,R2=10 Ω,C正确,D错误。 命题视角4　电功、电功率及电热、热功率的比较,区分纯电阻电路与非纯电阻电路 7.电动机M的内阻和电阻R的阻值相等,将它们串联接入电路,闭合开关,电动机正常工作。则电路中的电压U、消耗的电功率P关系表达正确的是(　　) A.UM>UR B.UM=UR C.PM=PR D.PM<PR 【答案】 A 【解析】 根据串联电路特点IM=IR=I,因为电动机为非纯电阻电路,所以UM>IR,对于电阻R,有UR=IR,则UM>UR,A正确,B错误;电动机电功率PM=UMI,对于电阻R的功率PR=URI,因为UM>UR,所以PM>PR,C、D错误。 8.(多选)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,这时电动机正常工作,下列说法正确的是(　　) A.电动机内阻为1 Ω B.电动机内阻为2.5 Ω C.电动机正常工作时的效率为60% D.电动机正常工作时的效率为50% 【答案】 AC 【解析】 当给电动机加0.3 V电压时,电动机不转,此时电动机相当于纯电阻元件,其内阻r===1 Ω,A正确,B错误;当给电动机加2.0 V电压时,电动机正常工作,电动机消耗的功率P=U2I2=2.0×0.8 W=1.6 W,发热功率Pr=r=0.64 W,电动机输出的机械功率P′=P-Pr=0.96 W,故电动机正常工作时的效率η==60%,C正确,D错误。 9.如图甲所示,将横截面积相同、材料不同的两根金属丝a、b焊接成长直导体AB,A为金属丝a的左端点,B为金属丝b的右端点,P是金属丝上可移动的接触点。保持金属丝中电流不变,接触点P从A点向B点滑动全过程中,电压表示数U随AP间距离x的变化关系如图乙所示。金属丝a、b的电阻分别是Ra、Rb;电阻率分别是ρa、ρb;内部电场强度分别是Ea、Eb;内部电子定向移动速度分别是va、vb,则它们之间的大小关系正确的是(　　) A.Ra∶Rb=2∶3 B.ρa∶ρb=1∶2 C.Ea∶Eb=3∶2 D.va∶vb=1∶1 【答案】 B 【解析】 金属丝中电流不变,由I=,R=ρ可得第一段直线表达式为U1=x(x<la),第二段直线表达式为U2=(x-la)+la,其中la为金属丝a的总长,根据图像中两直线的斜率比,可求得ρa∶ρb=1∶2,由图乙可知,两电阻的长度之比为3∶1,由R=ρ得Ra∶Rb=3∶2,A错误,B正确;金属丝中的场强可看成匀强电场,由E=可得Ea∶Eb=1∶2,C错误;金属丝中电流不变,两根金属丝材料不同,自由电子数密度n不同且未知,横截面积相同,故由I=neSv不能求出内部电子定向移动速度之比,D错误。 10.(多选)某电饭锅内部的电路图如图所示,a、b端接有效值为220 V的交流电压,R1、R2分别为发热盘和保温板,R3、R4用于保护指示灯L1、L2,四个电阻和指示灯的阻值均恒定,其中L1的额定电压远大于L2的额定电压。下列说法正确的是(　　) A.S断开时,电饭锅处于煮饭状态 B.S闭合时,电饭锅处于煮饭状态 C.L1为煮饭指示灯 D.S断开时,电饭锅消耗的功率比S闭合时大 【答案】 BC 【解析】 S闭合时保温板被短路,发热盘两端的电压为220 V,S断开时发热盘两端的电压小于220 V,可知S闭合时发热盘的功率更高,为煮饭状态,A错误,B正确;S闭合时L2不发光,L1发光,可知L1为煮饭指示灯,C正确;S断开时,电路的总电阻大于S闭合时的总电阻,可知S断开时电饭锅消耗的功率更小,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $