第23讲 电路的基本概念及规律 课时作业-2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电路核心概念与规律，通过基础巩固与综合提升两级训练，构建从电流定义、电阻定律到电路功率、电表改装的完整知识链，强化物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固练|10题（8选择+2计算）|概念辨析（分子电流、电导率）、规律应用（电阻定律、欧姆定律）、图像分析（伏安特性曲线）|从电流微观定义→电阻定律→电路功率，形成概念-规律-应用的递进逻辑| |综合提升练|5题（选择）|动态电路分析、跨知识点综合（电阻率与图像结合、非纯电阻电路）|结合实际情境（电测井、扫地机器人），深化科学思维中的模型建构与推理论证|

第23讲 电路的基本概念及规律 课时作业 基础巩固练 一．选择题： 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，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A．电流大小为，电流方向为顺时针 B．电流大小为，电流方向为顺时针 C．电流大小为，电流方向为逆时针 D．电流大小为，电流方向为逆时针 2．据介绍，某砷化铌纳米带材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ＝。下列说法正确的是(　　) A．材料的电导率越小，其导电性能越强 B．材料的电导率与材料的形状有关 C．电导率的单位是Ω－1·m－1 D．电导率大小与温度无关 3．(2025·安徽省安庆市高三模拟检测)有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示，其形状为圆柱状，半径为r＝10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0．314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝200 V，I＝100 mA，则该钻孔的深度h约为(　　) A．50 m B．100 m C．150 m D．200 m 4．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　) A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积 5．如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值为(　　) A．9500 Ω　90000 Ω B．90000 Ω　9500 Ω C．9500 Ω　9000 Ω D．9000 Ω　9500 Ω 6．(2026·上海市控江中学高三上开学考试)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。在充电的过程中，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(　　) A．充电宝输出的电功为UIt B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池增加的化学能为UIt＋I2rt 7．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，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，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　) A． B． C．ρnev D． 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% 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 9．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在0～240 Ω之间不稳定变化，可等效为电阻RC，已知M、N两端电压U＝220 V，A与B的电阻RA＝RB＝24 Ω，求： (1)M、N间电阻R的变化范围； (2)当RC＝240 Ω，电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 10．如图所示，在相距40 km的A、B两处架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？ 综合提升练 一．选择题： 11．(2025·江苏省南京市、盐城市高三下二模)如图所示，某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的多量程电流表，该电表有1、2两个量程。当只增大电阻R1的阻值时，下列说法中正确的是(　　) A．两个量程均变大 B．两个量程均变小 C．1的量程变大，2的量程变小 D．1的量程变小，2的量程变大 12．将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1．00 m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为(　　) A．2∶3 B．2∶1 C．5∶3 D．1∶3 13．如图甲所示，电路中电源电动势为3 V、内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法正确的是(　　) A．L1中的电流为L2中电流的2倍 B．L3的电阻为1．875 Ω C．L3消耗的电功率为0．75 W D．L2和L3消耗的总功率为3 W 14．(多选)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．R1中的电流小于R2中的电流 B．R1中的电流等于R2中的电流 C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率 D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率 15．(2026·上海市控江中学高三上开学考试)(多选)智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电。某款智能扫地机器人的参数如下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率η＝60%。下列说法正确的是(　　) 电池容量 5000 mA·h 充电器输出 24 V/1000 mA 工作电压 24 V 额定功率 40 W A．该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8．3 h B．该扫地机器人最多能储存的能量为4．32×105 J C．该扫地机器人充满电后能工作3 h D．该扫地机器人充满电后能工作1．8 h 参考答案： 1.答案：C解析：电子做圆周运动的周期T＝，由I＝得I＝，电流方向与电子运动方向相反，故为逆时针，C正确。 2.答案：C解析：电导率越小，材料的电阻率越大，其导电性能越差，故A错误；材料的电导率与材料的形状无关，由材料本身的性质决定，受温度的影响，电导率的大小会改变，故B、D错误；由电阻定律R＝ρ知，电阻率的单位是Ω·m，则电导率的单位是Ω－1·m－1，故C正确。 3.答案：D解析：根据欧姆定律可得钻孔中盐水的电阻为 R＝＝ Ω＝2000 Ω，根据电阻定律R＝ρ，可得该钻孔的深度为 h＝l＝＝ m＝200 m，故选D。 4.答案：D解析：由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系，根据R＝可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，A错误；根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为R＝，B、C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝U1I2，也就是图中矩形PQOM所围面积，D正确。 5.答案：A解析：接a、b时，由串联电路特点有R总＝R1＋Rg＝， 得R1＝－Rg＝9500 Ω。接a、c时，同理有R总′＝R1＋R2＋Rg＝， 得R2＝－Rg－R1＝90000 Ω，A正确。 6.答案：A解析：由题可知，t时间内充电宝输出的电功为W＝UIt，故A正确；充电宝的内阻未知，无法求出充电宝的热功率，根据焦耳定律可知，手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt，故B、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，另一部分转化为焦耳热，则有W＝E化学能＋Q，解得手机电池增加的化学能E化学能＝UIt－I2rt，故D错误。 7.答案：C解析：根据E＝，U＝IR，I＝neSv，R＝ρ，得E＝ρnev，C正确。 8.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用电器，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＝Ir＝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.答案：(1)12 Ω≤R≤22 Ω　(2)16．7 W 解析：(1)根据电路可知，M、N间电阻R＝ 当RC＝0时，R最小，代入数据得Rmin＝12 Ω 当RC＝240 Ω时，R最大，代入数据得Rmax＝22 Ω 故M、N间电阻R的变化范围为12 Ω≤R≤22 Ω。 (2)当RC＝240 Ω，通过电热器B的电流为I＝ 此时电热器B消耗的功率为PB＝I2RB 联立并代入数据，解得PB＝16．7 W。 10.答案：12．5 km 解析：设发生短路处距A处为x，根据欧姆定律I＝可得，A端到短路处的两根输电线的总电阻Rx＝＝ Ω＝250 Ω， 根据电阻定律可知Rx＝ρ， A、B两处间输电线的总电阻为R总＝ρ， 由上式得＝， 解得x＝l＝×40 km＝12．5 km。 11.答案：A解析：设表头的满偏电流为Ig，1的量程为I1，2的量程为I2，由并联电路两端电压相等，有(I1－Ig)R2＝Ig(Rg＋R1＋R3)， (I2－Ig)(R2＋R3)＝Ig(Rg＋R1)，解得I1＝＋Ig， I2＝＋Ig，当只增大电阻R1的阻值时，两个量程均变大，故选A。 12.答案：B解析：根据题意及题图乙可得，导体L1的长度l1＝0．25 m，两端电压U1＝0．2 V，导体L2的长度l2＝1．00 m－0．25 m＝0．75 m，两端电压U2＝0．5 V－0．2 V＝0．3 V；设电路中的电流为I，根据欧姆定律得，L1的阻值R1＝＝，L2的阻值R2＝＝；根据电阻定律R＝ρ 可得ρ＝，又两段导体的横截面积相同， 故导体L1、L2的电阻率之比＝·＝×＝，故选B。 13.答案：B解析：由于不计电源内阻，所以L1两端电压为U1＝3 V，L2和L3两端的电压均为U2＝U3＝1．5 V，由题图乙可知此时通过L1的电流为I1＝1．0 A，通过L2和L3的电流为I2＝I3＝0．8 A，所以L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；此时L3的电阻R3＝＝1．875 Ω，B正确；L3消耗的电功率 P3＝U3I3＝1．5×0．8 W＝1．2 W，C错误； L2和L3消耗的总功率P′＝U2I2＋U3I3＝2．4 W，D错误。 14.答案：BD解析：设正方形的边长为L、厚度为d，由I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I＝，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确； 由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确。 15.答案：BD解析：由表中的数据可知，充满电时电池的电荷量 q＝5000×10－3×3600 C＝1．8×104 C，充电器的输出电流I＝1000 mA＝1 A，故充电时间t＝＝1．8×104 s＝5 h，故A错误；充电器的输出电压为U＝24 V，该扫地机器人最多能储存的能量为E＝Uq＝4．32×105 J，故B正确；由于扫地机器人的额定功率P＝40 W，则该扫地机器人充满电后能工作的时间为 t工作＝＝ s＝6480 s＝1．8 h，故C错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $