专题03 电路的基本概念和规律（期中专项训练）高二物理上学期人教版

专题03 电路的基本概念和规律 1.锂离子电池被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域。某款手机充电锂离子电池的标识如图所示，关于电池容量对应的物理量是（    ） A． 电荷量 B．电功率 C．电功 D．电流 【答案】A 【详解】根据，解得，可知电荷量的单位，与电池容量对应。选项A正确。 2.）为实现“双碳”目标，我国大力发展新能源汽车。某品牌新能源电动汽车动力电池额定电压为364V，额定容量是131A∙h，图为该汽车在充电过程的显示表。若在测试路面上汽车每公里消耗0.1kw∙h。下列说法正确的是（   ） A．容量A∙h是电荷量的单位 B．显示表中的充电电量是指电荷量 C．当前充电的电荷量约为 D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约477公里 【答案】ACD 【详解析】容量A·h是电荷量的单位，选项A正确；显示表中的充电电量单位是kW∙h是指能量，选项B错误；当前充电的电荷量约为，选项C正确；汽车充满电后在测试路面上能行驶约，选项D正确。 3.如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（　　） A．两端电压 B．电功率 C．电阻率 D．相同时间内产生的焦耳热 【答案】B 【解析】设电阻的厚度为，其正方形的边长为，根据电阻定律可由于材料相同，电阻率相同，且厚度相同，可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则有给、通以相同的电流，根据，，可得，，根据可知、在相同时间内产生的焦耳热，选项B正确。 4．如图为两元件甲、乙的图像，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法不正确的是（    ） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻等于乙的电阻 C．乙元件电流为时电阻为5Ω D．若将甲元件并两端电压为则通过的电流为， 【答案】D 【解析】根据欧姆定律，则有，选项A正确；在A点甲乙的电流和电压相同，所以二者电阻相等，选项B正确；电流为1A时，对于乙电阻，则有，选项C正确；根据欧姆定律，通过甲的电流为，选项D错误。 5.一根长为L、横截面积为S的金属棒，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，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒两端的电势差为（    ） A．ρnevL B． C． D． 【答案】A 【解析】根据电阻定律，可知金属棒的电阻为 金属棒中电流可表示为，则金属棒两端所加的电压为。联立可得金属棒两端的电势差为，选项A正确。 6.如图所示，a，b为同种材料的电阻，已知a的长度为，截面积，b的长度，横截面积，则在两支路a和b中，电荷移动的速率之比（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据电阻定律，可得，；，两支路并联有，结合电流的微观表达式；对于同种材料n、q相同；，联立可得；即，选项B正确。 7．）如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 【答案】B 【详解】A．通过样品的热功率 可得样品沿C、D方向的电阻为 根据电阻定律有 解得，故A错误； B．样品沿A、B方向的电阻为 若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为，故B正确； C．若在C、D间加上电压U，通过样品的电流为 由电流的微观表达式 可得，故C错误； D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压，故D错误。 故选B。 8.如图所示，两根材料相同的均匀导体柱和，长为，长为，将导体柱串联接入电路中时，测得和两段导体的电压之比为3∶2。关于和两段导体下列说法正确的是（　　） A．横截面积之比为1∶3 B．电阻之比为3∶4 C．热功率之比为3∶4 D．自由电荷的定向移动速率之比为1∶3 【答案】A 【详解】B．串联电路中电流处处相等，由欧姆定律 可得电阻之比等于电压之比，即，故B错误。 A．电阻定律公式为 变形可得 两导体材料相同， 则有，故A正确。 C．串联电路电流相同，热功率 则，故C错误。 D．电流的微观表达式为 变形得 由于两导体材料相同，、相同，相同则，故D错 9.2026·吉林白山·一模）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r=2Ω，阻值固定的小灯泡L的额定电压为4V、额定功率为2W。单刀双掷开关接1，当电阻箱的阻值调为R=2Ω时小灯泡L正常发光；单刀双掷开关接2时，电动机M正常工作，小灯泡L正常发光。此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为3：4，电阻箱的电阻值足够大。则下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势E=8V B．单刀双掷开关接1时，调节电阻箱，电阻箱消耗的最大功率为0.9W C．电动机的额定功率为2.5 W D．电动机的内阻为1Ω 【答案】B 【详解】A．开关S接1时，当电阻箱调到R=2Ω时，小灯泡L正常发光， 则电路中电流为 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得电源的电动势为E=6V ，故A错误; B．灯泡正常发光时 故电阻为 单刀双掷开关接1时，将灯泡电阻等效为电源内阻的一部分，故当电阻箱的电阻 其消耗的最大功率为,故B正确； CD．开关S接2时，电路中电流仍为0.5A，根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得电动机的工作电压 电动机的输入功率 电动机消耗的电功率 此时电动机的输出功率 又 解得电动机的内阻为 故CD错误。 故选B。 10.（25-26高二上·陕西）如图甲所示，横截面都是正方形的A、B两段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A中，现将两段导体按图乙方式接入到电路中，则下列说法正确的是（　　） A．流过导体A、B的电流之比为 B．导体A、B的电阻之比为 C．相同时间，通过导体A、B横截面的电荷量之比为 D．导体A、B在相同时间内产生的热量之比为 【答案】BC 【详解】AB．依题意，可得A的横截面积为 B的横截面积为 故A、B横截面积相等，且它们的材料和长度都相同，由电阻定律，可知导体A、B的电阻之比为；由于A、B两导体并联，则有，根据欧姆定律可知，流过导体A、B的电流之比为，故A错误，B正确； C．根据可知，相同时间，通过导体A、B横截面的电荷量之比为，故C正确； D．根据可知，导体A、B在相同时间内产生的热量之比为，故D错误。 故选BC。 11.（多选）（25-26高二上·辽宁大连）两根材料相同的均匀金属导线A和B，其长度分别为1m和2m，串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．A和B导线中的电流之比为1:2 B．A和B导线两端的电阻之比为3:1 C．A和B导线的横截面积之比为1:6 D．A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为1:6 【答案】BC 【详解】A．A和B导线串联在电路中，则两导线中的电流之比为1:1，A错误； B．A和B导线两端的电压之比为6V:2V=3:1，根据可知电阻之比为3:1，B正确； C．根据，可知，因电阻率相同，则A和B导线的横截面积之比为1:6，C正确； D．根据I=neSv可知，因I、n、e相同，则A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为6:1，D错误。 故选BC。 12.（2026·山东泰安·三模）霍尔推进器工作原理简化如图所示，放电通道两端的电极、间存在一加速电场。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。若某次试验中有的氙气被电离，氙离子从右端喷出电场的速度，其比荷。氙离子进入通道的初速度视为，忽略重力及阻力。当推进器产生的推力达到毫牛时（毫牛牛顿），下列判断正确的是（　　） A．每秒进入放电通道的氙气质量为 B．每秒进入放电通道的氙气质量为 C．氙离子向外喷射形成的电流为3.84 A D．氙离子向外喷射形成的电流为4.00 A 【答案】BC 【详解】AB．设每秒喷出的氙离子质量为，根据动量定理，在时间内，电场力对氙离子产生的冲量转化为氙离子的动量变化 由此可得每秒喷出的氙离子质量为 每秒进入放电通道的氙气质量为，故A错误，B正确； CD．电流的定义为单位时间内流过截面的电荷量，即，每秒喷出的电荷量可以通过比荷和每秒喷出的氙离子质量计算得出，解得电流，故C正确，D错误。 故选BC。 13．（多选）（2026·河北雄安·三模）某智能手机采用Type-C接口快速充电，其充电过程中电池两端电压稳定为。充电线内铜芯直径为，铜的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，铜的密度为，电子电荷量为，每个铜原子提供一个电子。已知充电时电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A．该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为 B．充电时铜芯内自由电子定向移动的速率可表示 C．若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍 D．若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的 【答案】CD 【详解】A．设该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为，则电流为 解得，故A错误； B．铜的摩尔体积为 每个铜原子占据的平均体积为 则铜的数密度为 即电子的数密度为 电流为 其中 联立，解得，故B错误； C．由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为 所以，若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍，故C正确； D．由B选项分析可知，自由电子定向移动的速率为 所以，若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的，故D正确。 故选CD。 14.如某机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，根据表中的参数，判断下列说法正确的是（　　） 电池参数版本    长续航版 产品名称         Go1专用电池 电池类型        聚合物锂离子电池 额定容量         9000mAh  199.8Wh 充电限制电压     DC25.2V 最大充电功率      151.2W A．若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为 B．该电池的电动势为 C．若该电池以的电流工作，最多可使用4.5个小时 D．将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为 【答案】ABC 【解析】已知给机器狗充电的限制电压为。最大充电功率为，则最大充电电流为，故A正确；已知电池的额定电量为，额定电能为，则该电池的电动势为，B正确；若该电池以2A的电流工作，最多可使用的时间为，C正确；电池能够储存的电能为考虑充电时有充电器和电池的发热损耗，则将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能一定大于，故D错误。 15.在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，而驱动流体的装置称为离子泵。如图所示离子泵核心部分为一中空的柱体，其横截面积为，长为，在柱体两端加电压，其在柱体内部激发匀强电场。在柱体左侧正极通过放电使带电量为的离子均匀进入电场区域，离子与绝缘油不断发生碰撞，驱动绝缘油分子定向移动，当离子运动到右侧的负极时被回收。设离子泵工作过程中带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，单位体积内的离子数为。 (1)若测得离子泵中的电流强度为，求离子在柱体内运动的平均速率。 (2)在柱体区域内的离子也会激发电场，且此电场的电场强度在轴线上的大小随距离均匀变化，比例系数为。规定向右为正方向，画出轴线上的分布规律（需写明关键点的数值）。 (3)求某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据电流，解得 （2） 带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，根据对称性，此电场的电场强度在轴线上的中点为0，在轴线上的大小随距离均匀变化，故有 图像如下 （3） 图像面积表示初，末位置间的电压，故。则电势能的变化量 因为，故 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 电路的基本概念和规律 1.锂离子电池被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域。某款手机充电锂离子电池的标识如图所示，关于电池容量对应的物理量是（    ） A． 电荷量 B．电功率 C．电功 D．电流 2.）为实现“双碳”目标，我国大力发展新能源汽车。某品牌新能源电动汽车动力电池额定电压为364V，额定容量是131A∙h，图为该汽车在充电过程的显示表。若在测试路面上汽车每公里消耗0.1kw∙h。下列说法正确的是（   ） A．容量A∙h是电荷量的单位 B．显示表中的充电电量是指电荷量 C．当前充电的电荷量约为 D．汽车充满电后在测试路面上能行驶约477公里 3.如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（　　） A．两端电压 B．电功率 C．电阻率 D．相同时间内产生的焦耳热 4．如图为两元件甲、乙的图像，两图线交于A点，A点坐标为，甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法不正确的是（    ） A．甲元件的电阻为 B．在A点，甲的电阻等于乙的电阻 C．乙元件电流为时电阻为5Ω D．若将甲元件并两端电压为则通过的电流为， 5.一根长为L、横截面积为S的金属棒，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，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒两端的电势差为（    ） A．ρnevL B． C． D．。 6.如图所示，a，b为同种材料的电阻，已知a的长度为，截面积，b的长度，横截面积，则在两支路a和b中，电荷移动的速率之比（　　） A． B． C． D． 7．）如图所示，一块均匀的长方体样品，长、宽、厚分别为a、a、0.4a，当在C、D间加上电压U，通过样品的热功率为P，已知样品单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．样品的电阻率为 B．若在A、B间加上电压U，则通过样品的热功率为 C．若在C、D间加上电压U，则自由电子定向移动的速度为 D．若在A、B间加上电压，从A到B的电流为I，则所加的电压为 8.如图所示，两根材料相同的均匀导体柱和，长为，长为，将导体柱串联接入电路中时，测得和两段导体的电压之比为3∶2。关于和两段导体下列说法正确的是（　　） A．横截面积之比为1∶3 B．电阻之比为3∶4 C．热功率之比为3∶4 D．自由电荷的定向移动速率之比为1∶3 9.2026·吉林白山·一模）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r=2Ω，阻值固定的小灯泡L的额定电压为4V、额定功率为2W。单刀双掷开关接1，当电阻箱的阻值调为R=2Ω时小灯泡L正常发光；单刀双掷开关接2时，电动机M正常工作，小灯泡L正常发光。此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为3：4，电阻箱的电阻值足够大。则下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势E=8V B．单刀双掷开关接1时，调节电阻箱，电阻箱消耗的最大功率为0.9W C．电动机的额定功率为2.5 W D．电动机的内阻为1Ω 10.（25-26高二上·陕西）如图甲所示，横截面都是正方形的A、B两段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A中，现将两段导体按图乙方式接入到电路中，则下列说法正确的是（　　） A．流过导体A、B的电流之比为 B．导体A、B的电阻之比为 C．相同时间，通过导体A、B横截面的电荷量之比为 D．导体A、B在相同时间内产生的热量之比为 11.（多选）（25-26高二上·辽宁大连）两根材料相同的均匀金属导线A和B，其长度分别为1m和2m，串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．A和B导线中的电流之比为1:2 B．A和B导线两端的电阻之比为3:1 C．A和B导线的横截面积之比为1:6 D．A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为1:6 12.（2026·山东泰安·三模）霍尔推进器工作原理简化如图所示，放电通道两端的电极、间存在一加速电场。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。若某次试验中有的氙气被电离，氙离子从右端喷出电场的速度，其比荷。氙离子进入通道的初速度视为，忽略重力及阻力。当推进器产生的推力达到毫牛时（毫牛牛顿），下列判断正确的是（　　） A．每秒进入放电通道的氙气质量为 B．每秒进入放电通道的氙气质量为 C．氙离子向外喷射形成的电流为3.84 A D．氙离子向外喷射形成的电流为4.00 A 13．（多选）（2026·河北雄安·三模）某智能手机采用Type-C接口快速充电，其充电过程中电池两端电压稳定为。充电线内铜芯直径为，铜的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，铜的密度为，电子电荷量为，每个铜原子提供一个电子。已知充电时电路中电流为，下列说法正确的是（　　） A．该电路中单位时间内通过铜芯横截面的电荷个数为 B．充电时铜芯内自由电子定向移动的速率可表示 C．若将充电电流增大为，则自由电子定向移动的速率变为原来的2倍 D．若改用直径为的铜芯线，在相同电流下自由电子定向移动速率变为原来的 14.如某机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，根据表中的参数，判断下列说法正确的是（　　） 电池参数版本    长续航版 产品名称         Go1专用电池 电池类型        聚合物锂离子电池 额定容量         9000mAh  199.8Wh 充电限制电压     DC25.2V 最大充电功率      151.2W A．若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为 B．该电池的电动势为 C．若该电池以的电流工作，最多可使用4.5个小时 D．将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为 15.在高压变压器中，线圈绕阻散发的热量通常用流动的绝缘油通过循环带走，而驱动流体的装置称为离子泵。如图所示离子泵核心部分为一中空的柱体，其横截面积为，长为，在柱体两端加电压，其在柱体内部激发匀强电场。在柱体左侧正极通过放电使带电量为的离子均匀进入电场区域，离子与绝缘油不断发生碰撞，驱动绝缘油分子定向移动，当离子运动到右侧的负极时被回收。设离子泵工作过程中带电粒子均匀分布于柱体内的绝缘油中，单位体积内的离子数为。 (1)若测得离子泵中的电流强度为，求离子在柱体内运动的平均速率。 (2)在柱体区域内的离子也会激发电场，且此电场的电场强度在轴线上的大小随距离均匀变化，比例系数为。规定向右为正方向，画出轴线上的分布规律（需写明关键点的数值）。 (3)求某一个离子在柱体中沿轴线从左端运动到右端的过程中的电势能的变化量。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $