真题演练 专题10 第1讲 电路的基本概念及规律-【名师带你过关】2026-2027学年高考物理一轮复习

第一讲　电路的基本概念及规律 四　电功与电热、电功率与电热功率 1.(2022年1月浙江卷高考真题)某节水喷灌系统如图所示,水以V0=15 m/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=3.75 m不变。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,输入电压为220 V,输入电流为2.0 A。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75 J B.每秒水泵对水做功为225 J C.水泵输入功率为440 W D.电动机线圈的电阻为10 Ω 2.(2022·福建·高考真题)霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行,其简化的工作原理如图所示,放电通道两端电极间存在加速电场,该区域内有与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电离的比例,工作时,工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推力,某次测试中,氙气被电离的比例为μ,氙离子喷射速度为v0,推进器产生的推力为F,推进器质量m,已知氙离子的比荷为k;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,则 (　　) A.将该推进器用于宇宙航行时,飞船获得的加速度a= B.氙离子的加速电压约为U= C.氙离子向外喷射形成的电流约为I= D.每秒进入放电通道的氙气质量约为 3.(2024年江西卷考题)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=1.00×10-3A时,测得U-B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 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A.1.7×10-19　 B.1.7×10-15 C.2.3×1020　 D.2.3×1016 1.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测)心室纤颤是一种可危及生命的疾病。如图甲为一种叫做心脏除颤器的设备,某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是25μF,充电至8 kV电压,如果电容器在2 ms时间内完成放电,则 (　　) A.电容器放电过程中平均功率为800 kw B.电容器的击穿电压为8 kV C.电容器放电过程中电容越来越小 D.电容器放电过程中电流最大值一定大于100 A 2.(2023·湖南长沙·高三模拟预测)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积内自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压U,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A.　 B.　 C.neρL　 D. 3.(2023·江西宜春·高三校考模拟预测)一根粗细均匀的金属导线阻值为R,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,已知电流微观式为I=neSV,其中n为单位体积电子个数,e为元电荷,S为导线横截面积,则下列说法中正确的是 (　　) A.此时金属导线的阻值为2R B.此时通过金属导线的电流为 C.此时自由电子定向移动的平均速率为 D.此时自由电子定向移动的平均速率为 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题十　恒定电流 四　电功与电热、电功率与电热功率 【真题演练】 1.D 【详解】AB.每秒喷出水的质量为m0=2.0 kg,抽水增加了水的重力势能和动能,则每秒水泵对水做功为 W=m0gH+m0=300 J故AB错误; C.水泵的输出能量转化为水的机械能,则P出==300W而水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%,则P入==400 W故C错误; D.电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,则电动机的机械功率为P机=P入=400 W而电动机的电功率为P电=UI=440 W由能量守恒可知P电=I2R+P机联立解得R=10 Ω故D正确;故选D。 2.B 【详解】A.将该推进器用于宇宙航行时,飞船获得的加速度a=,故A错误; B.氙离子经电场加速,根据动能定理有qU=m-0可得加速电压为U==故B正确; D.在Δt时间内,有质量为Δm的氙离子以速度v0喷射而出,形成电流为I,由动量定理可得FΔt=Δmv-0 进入放电通道的氙气质量为Δm0,被电离的比例为η,则有=η联立解得=故D错误; C.在Δt时间内,有电荷量为ΔQ的氙离子喷射出,则有ΔQ=q;I=联立解得I== 故C错误。 故选B。 3.D 【详解】设样品每平方米载流子(电子)数为n,电子定向移动的速率为v,则时间t内通过样品的电荷量q=nevtb 根据电流的定义式得I==nevb 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evB=e 联立解得U=B 结合图像可得k==V/T 解得n=2.3×1016故选D。 模拟精练 1.D 【详解】A.电容器所带的电荷量为Q=CU=25×10-6×8×103C=0.2C由电流强度的定义式I=,可得电容器放电过程中平均电流为== A=100 A电容器放电过程中若电压不变,则有平均功率为 ==8×103×100 W=800000 W=800 kW因电容器放电过程中电压在逐渐减小,因此在电容器放电过程中平均功率小于800 kW,A错误; B.该电容器的充电电压至8 kV,此电压应不高于电容器的额定电压,而电容器的击穿电压要大于额定电压,即电容器的击穿电压大于8 kV,B错误; C.电容器的电容与电容器所带的电荷量无关,因此电容器放电过程中电容不变,C错误; D.电容器放电过程中平均电流为100 A,因此电容器放电过程中电流最大值一定大于100 A,D正确。 故选D。 2.A 【详解】根据电流的微观表达式可知I=nevS,由欧姆定律I=,电阻定律R=ρ,联立可得 v=故选A。 3.C 【详解】A.将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,横截面积变为原来的倍,根据电阻定律 R=ρ分析得到,电阻变为原来的4倍,故A错误; B.根据欧姆定律I=可知,电流I变为原来的,即为,故B错误; CD.电流的微观表达式I=nevS其中n、e不变,电流I为原来的,横截面积S变为原来的倍,则自由电子定向移动的平均速率为,故C正确,D错误。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $