第25讲 电路的基本概念及规律 课后分层作业 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 分层递进式电路概念规律训练，以题型为载体构建从基础概念到综合应用的知识逻辑链，渗透物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |重知识·牢地基|7题基础概念题|聚焦电流、电阻等核心概念辨析|概念生成：从微观电子运动到宏观电流定义| |夯基础·保本科|8题（3题型）|电流计算、欧姆定律应用、功率辨析|原理推导：电阻定律→伏安特性→电功电热关系| |提能力·冲211|3题（含多选）|质子流等效电流、电饭锅电路分析|应用拓展：微观模型与实际电路的综合迁移| |迎挑战·搏985|1题综合题|风光互补路灯能量计算|科学态度：联系科技生活，强化能量观念|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 第25讲 电路的基本概念及规律 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电流的理解与计算 1.(2026·天津市耀华中学高三月考)如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为(　　) A. B. C.ρnev D. 答案　C 解析　由电流的定义式可知I===neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,电场强度大小为E==ρnev,故C正确。 2.阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用于研究原子内部电子高速运动的过程。已知1 as=10-18 s,电子所带电荷量为1.6×10-19 C,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10-3 A。目前阿秒光脉冲的最短时间为43 as,电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的(　　) A.2.8倍 B.3.7倍 C.4.2倍 D.5.5倍 答案　B 解析　根据电流定义式可得I=,可得电子绕氢原子核一周的时间为T=,则有=≈3.7,故B正确。 题型2　欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用 3.(2025·河北秦皇岛模拟)现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高,其中材料相同的金属导体制成截面为正方形,电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关,把与电阻无关的另外两个因素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体R1、R2是并联关系,上、下表面均为正方形,R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积,R1的厚度h1小于R2的厚度h2,闭合开关稳定后,下列说法正确的是(　　) A.R1、R2的电阻相等 B.R1的功率小于R2的功率 C.若R1、R2沿竖直方向接入电路,电阻是不变的 D.R1、R2的厚度变化,制造成微型不会影响其电阻 答案　B 解析　设正方形边长为L,材料电阻率为ρ,电阻R=ρ=ρ=ρ,可知电阻与h成反比,由于R1的厚度h1小于R2的厚度h2,可知R1>R2,故A错误;由于二者并联,电压相同,根据P=,可知R1的功率小于R2的功率,故B正确;若R1、R2沿竖直方向接入电路,则电阻Rx=ρ,可知电阻会发生改变,故C错误;若R1、R2的厚度变化,结合A选项可知,制造成微型会影响其电阻,故D错误。 4.有一用同种材料制作的粗细均匀的金属丝电阻,阻值为R,现将该金属丝切成等长的三段,取其中两段并联再与第三段串联后,下列说法正确的是(　　) A.金属丝的电阻率变小 B.改变金属丝的温度,电阻率不变 C.金属丝的电阻变为 D.金属丝的电阻变为 答案　C 解析　金属丝的电阻率只由温度和材料决定,与金属丝的长度无关;改变金属丝的温度,电阻率发生变化,故A、B错误;将该金属丝切成等长的三段,则每一段的电阻为,取其中两段并联再与第三段串联后,金属丝的电阻变为R'=+=,故C正确,D错误。 5.(2026·安徽马鞍山高三期末)如图所示为A、B两个导体的伏安特性曲线,下列说法正确的是(　　) A.导体B的电阻随着导体两端电压的升高而变大 B.当A、B两个导体两端的电压均为U0时,导体B的电阻比导体A的大 C.将A、B两导体串联后接在小于2U0的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A的大 D.将A、B两导体并联后接在小于U0的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A的小 答案　C 解析　结合题图可知,随着导体两端电压的升高,导体B图像上的点与原点连线的斜率增大,因此导体B的电阻减小,故A错误;当A、B两个导体两端的电压均为U0时,导体B的电阻与导体A电阻相同,均为R=,故B错误;将A、B两导体串联后接在小于2U0的恒定电压两端,两导体中的电流相同,B两端的电压比A两端电压大,则导体B的电阻比导体A的大,故C正确;将A、B两导体并联后接在小于U0的恒定电压两端,由题图可知,A中的电流比B中的电流大,因此导体B的电阻比导体A的大,故D错误。 题型3　电功、电功率、电热、热功率 6.(2025·江苏南通模拟)如图所示,电阻R1、R2串联,R1=2R2,流过恒定的电流,则(　　) A.R1、R2的电压之比为1∶1 B.R1、R2的电功率之比为1∶2 C.通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1 D.相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1∶2 答案　C 解析　串联电路中电流处处相等,根据U=IR知,R1、R2的电压之比====,故A错误;根据电功率P=I2R知,R1、R2的电功率之比P1∶P2=R1∶R2=2∶1,故B错误;根据q=It,由于电流相等、时间相等,则通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1,故C正确;根据焦耳热Q=I2Rt,由于电流相等,则相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比Q1∶Q2=R1∶R2=2∶1,故D错误。 7.(2026·湖北黄冈高三月考)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元件,所以UM>IR,对于电阻R,有UR=IR,则UM>UR,故A正确,B错误;电动机电功率PM=UMI,电阻R的功率PR=URI,因为UM>UR,所以PM>PR,故C、D错误。 8.(2026·安徽滁州模拟)如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度取10 m/s2,则(　　) A.电动机的内阻为19 Ω B.电动机的发热功率为5.7×103 W C.电动机的输出功率为7.6×103 W D.电动机的工作效率为75% 答案　D 解析　电动机的输入功率为P入=UI=380×20 W=7.6×103 W,电动机的输出功率为P出=P机=mgv=5.7×103 W,电动机发热功率为P热=P入-P出=1.9×103 W,故B、C错误;电动机发热功率为P热=I2r,解得r=4.75 Ω,故A错误;电动机的工作效率为η=×100%=75%,故D正确。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)(2026·河北保定高三期末)“质子疗法”治疗肿瘤,就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞,该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示,来自质子源的质子(初速度可视为零),经加速电场加速后获得的动量为p,并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为S,其等效电流为I,质子的质量为m、带电荷量为e,下列说法正确的是(　　) A.单位时间进入肿瘤的质子数为 B.质子加速后获得的动能为 C.加速电场的加速电压为 D.质子流单位体积内的质子数为 答案　AD 解析　由题意可知质子流的等效电流为I,则单位时间进入肿瘤的质子数为n=,故A正确;由题意可知经加速电场加速后质子获得的动量为p=mv,动能Ek=mv2,联立整理得Ek=,故B错误;设加速电压为U,由动能定理得eU=Ek=,解得U=,故C错误;设质子流单位体积内的质子数为N,根据电流微观表达式I=NeSv和p=mv,联立解得N=,故D正确。 10.(人教版必修第三册P82习题T2改编)小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡,工作电路如图所示,其中R2=88 Ω,电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下的,下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合时电饭锅处于保温状态,S断开时处于加热状态 B.加热挡的功率为500 W C.电阻R1的阻值约为117.3 Ω D.电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5 A 答案　C 解析　开关S闭合时,电路中仅接入R2,电饭锅功率P1=,S断开时,R1与R2串联,电饭锅功率P2=,由于P1>P2,则开关S闭合时电饭锅处于加热状态,S断开时电饭锅处于保温状态,A错误;电饭锅处于加热挡时的功率P1==550 W,B错误;保温状态的功率P2=P1,又P2=,则R1=-R2=117.3 Ω,C正确;根据功率公式P=UI,可得保温状态下电路中的电流I温== A,D错误。 11.(多选)(2026·浙江金华模拟)如图所示是某吊扇的相关参数,测得吊扇正常匀速转动时排风量为Q=720 m3/h,扇叶附近的风速为v=14.1 m/s,电机内阻R=496 Ω,空气密度ρ=1.2 kg/m3,g=10 m/s2,不计空气阻力,以下说法正确的是(　　) A.启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量 B.正常工作时吊扇电机的发热功率为24 W C.正常工作时电机的输出功率为24 W D.正常工作时天花板对吊杆的拉力约为46.6 N 答案　CD 解析　吊扇启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量与产生的热量之和,A错误;正常工作时的电流I== A=0.25 A,电机的发热功率P热=I2R=31 W,B错误;正常工作时电机的输出功率为P出=P-P热=55 W-31 W=24 W,C正确;对空气,由动量定理得FΔt=mv,其中m=ρQΔt,代入数据解得F≈3.4 N,由牛顿第三定律可知,空气对吊扇向上的作用力为F'=F=3.4 N,所以正常工作时天花板对吊杆的拉力约为F拉=m'g-F'=5.0×10 N-3.4 N=46.6 N,故D正确。 ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2025·浙江6月选考,7)如图所示,风光互补环保路灯的主要构件有:风力发电机,单晶硅太阳能板,额定电压48 V、容量200 A·h的储能电池,功率60 W的LED灯。已知该路灯平均每天照明10 h;1 kg标准煤完全燃烧可发电2.8度,排放二氧化碳2.6 kg。则(　　) A.风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B.太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C.该路灯正常运行6年,可减少二氧化碳排放量约1.2×106 kg D.储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作 答案　D 解析　设风力发电机的扇叶半径为r,假设风的动能全部变成电能,风力发电机的输出功率为P出===ρπr2v3,即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比,故A错误;太阳能板上接收到的辐射能不能全部转换成电能,存在能量损耗,故B错误;已知路灯的功率为P=60 W=0.06 kW,每天照明10 h,一年按365天计算,6年的总时间t总=6×365×10 h=21 900 h,可得总耗电量为W=Pt总=0.06×21 900 kW·h=1 314 kW·h=1 314度,因1 kg标准煤完全燃烧可发电2.8度,排放二氧化碳2.6 kg,则减少的二氧化碳排放量为M=×2.6 kg=1.2×103 kg,故C错误;已知储能电池的额定电压U=48 V,容量Q=200 A·h,则电池储存的电能为E=UQ=9 600 W·h=9.6 kW·h,而路灯连续一周的耗电量为W=Pt=0.06×7×10 kW·h=4.2 kW·h,所以储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作,故D正确。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 第25讲 电路的基本概念及规律 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　电流的理解与计算 1.(2026·天津市耀华中学高三月考)如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为(　　) A. B. C.ρnev D. 2.阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用于研究原子内部电子高速运动的过程。已知1 as=10-18 s,电子所带电荷量为1.6×10-19 C,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10-3 A。目前阿秒光脉冲的最短时间为43 as,电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的(　　) A.2.8倍 B.3.7倍 C.4.2倍 D.5.5倍 题型2　欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用 3.(2025·河北秦皇岛模拟)现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高,其中材料相同的金属导体制成截面为正方形,电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关,把与电阻无关的另外两个因素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体R1、R2是并联关系,上、下表面均为正方形,R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积,R1的厚度h1小于R2的厚度h2,闭合开关稳定后,下列说法正确的是(　　) A.R1、R2的电阻相等 B.R1的功率小于R2的功率 C.若R1、R2沿竖直方向接入电路,电阻是不变的 D.R1、R2的厚度变化,制造成微型不会影响其电阻 4.有一用同种材料制作的粗细均匀的金属丝电阻,阻值为R,现将该金属丝切成等长的三段,取其中两段并联再与第三段串联后,下列说法正确的是(　　) A.金属丝的电阻率变小 B.改变金属丝的温度,电阻率不变 C.金属丝的电阻变为 D.金属丝的电阻变为 5.(2026·安徽马鞍山高三期末)如图所示为A、B两个导体的伏安特性曲线,下列说法正确的是(　　) A.导体B的电阻随着导体两端电压的升高而变大 B.当A、B两个导体两端的电压均为U0时,导体B的电阻比导体A的大 C.将A、B两导体串联后接在小于2U0的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A的大 D.将A、B两导体并联后接在小于U0的恒定电压两端,导体B的电阻比导体A的小 题型3　电功、电功率、电热、热功率 6.(2025·江苏南通模拟)如图所示,电阻R1、R2串联,R1=2R2,流过恒定的电流,则(　　) A.R1、R2的电压之比为1∶1 B.R1、R2的电功率之比为1∶2 C.通过R1、R2横截面的电荷量之比为1∶1 D.相等时间内R1、R2产生的焦耳热之比为1∶2 7.(2026·湖北黄冈高三月考)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.(2026·安徽滁州模拟)如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度取10 m/s2,则(　　) A.电动机的内阻为19 Ω B.电动机的发热功率为5.7×103 W C.电动机的输出功率为7.6×103 W D.电动机的工作效率为75% ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)(2026·河北保定高三期末)“质子疗法”治疗肿瘤,就是让高速运动的质子进入肿瘤并杀死癌细胞,该过程需要一种被称为“粒子加速器”的装置来实现。如图所示,来自质子源的质子(初速度可视为零),经加速电场加速后获得的动量为p,并形成均匀细柱形的质子流。已知细柱形质子流的横截面积为S,其等效电流为I,质子的质量为m、带电荷量为e,下列说法正确的是(　　) A.单位时间进入肿瘤的质子数为 B.质子加速后获得的动能为 C.加速电场的加速电压为 D.质子流单位体积内的质子数为 10.(人教版必修第三册P82习题T2改编)小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡,工作电路如图所示,其中R2=88 Ω,电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下的,下列说法正确的是(　　) A.开关S闭合时电饭锅处于保温状态,S断开时处于加热状态 B.加热挡的功率为500 W C.电阻R1的阻值约为117.3 Ω D.电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5 A 11.(多选)(2026·浙江金华模拟)如图所示是某吊扇的相关参数,测得吊扇正常匀速转动时排风量为Q=720 m3/h,扇叶附近的风速为v=14.1 m/s,电机内阻R=496 Ω,空气密度ρ=1.2 kg/m3,g=10 m/s2,不计空气阻力,以下说法正确的是(　　) A.启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量 B.正常工作时吊扇电机的发热功率为24 W C.正常工作时电机的输出功率为24 W D.正常工作时天花板对吊杆的拉力约为46.6 N ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2025·浙江6月选考,7)如图所示,风光互补环保路灯的主要构件有:风力发电机,单晶硅太阳能板,额定电压48 V、容量200 A·h的储能电池,功率60 W的LED灯。已知该路灯平均每天照明10 h;1 kg标准煤完全燃烧可发电2.8度,排放二氧化碳2.6 kg。则(　　) A.风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B.太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C.该路灯正常运行6年,可减少二氧化碳排放量约1.2×106 kg D.储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $