2025年高考物理押题预测考前冲刺--电路与电能（有解析）
文档属性
| 名称 | 2025年高考物理押题预测考前冲刺--电路与电能（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-18 19:12:10 | ||
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文档简介
2025年高考物理押题预测考前冲刺--电路与电能
一．选择题（共10小题）
1．（2025 东城区二模）人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R1与人体等效电阻R2的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ）
A．脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B．脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C．脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D．脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
2．（2025 朝阳区二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大R1
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2
3．（2025 北碚区校级模拟）某次实验电路如图所示。现闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电池正负极间电压不变
B．A1示数变大
C．V示数变大
D．A2示数变小
4．（2025 汕头二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，电容器储存电量为6C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C
5．（2025 西城区二模）超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为Hc＝Hc0[1﹣（）2]，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
6．（2025 南通模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后（ ）
A．通过电阻R1的电流为零
B．电容器所带电荷量为CE
C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为
D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为
7．（2025 浙江三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA h，正常通话电流400mA，则（ ）
A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W
B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h
C．图示状态是电池放电状态
D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少
8．（2025 海淀区校级模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（ ）
A．电动机的内电阻为7.5Ω
B．电动机的输出功率为30W
C．电动机将电能转化为机械能的效率是26.7%
D．电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升
9．（2025 山东模拟）如图所示的电路中，闭合开关S，电路中电流稳定后，平行板电容器C1中的带电液滴恰好处于静止状态。已知平行板电容器的电容与两极板间的距离成反比。保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中（ ）
A．电流计G中有由b到a的电流
B．电容器C1两极板间电场强度不变
C．电容器C1所带电荷量增大
D．带电液滴向上运动
10．（2025 台州模拟）电容器是一种可以储存电荷和电能的装置，用平行板电容器还可以产生匀强电场，常使用于电子仪器中。如图为一个含有电容器、电阻器、理想二极管、理想电流表、电键K和电源的电路，初始时电键K闭合，下列对于此电路的说法正确的是（ ）
A．电键K保持闭合时，两个二极管均发光
B．电键K保持闭合时，增大电容器两极板的距离，电流表中有向上的电流
C．在断开K的瞬间，两个二极管均发光
D．若只增大R2的阻值，则电键K断开后，放电的时间会变长
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 达州二模）空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（ ）
A．一定带正电
B．0～3s内电场力做的功为9J
C．运动过程中动能增加
D．0～3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为﹣12J
（多选）12．（2025 全国一模）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴P处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）
A．带电液滴M 一定带正电
B．R4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴P将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴P将向下极板运动
（多选）13．（2025 五华区模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U﹣I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（ ）
A．此时硅光电池的内阻为20Ω
B．此时硅光电池的内阻为24.3Ω
C．此时硅光电池的输出效率约为59%
D．此时硅光电池的总功率为1.36W
（多选）14．（2025 郴州三模）如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1＝R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上的最大带电量为
B．电阻R1的功率先增大后减小
C．电阻R2的功率先增大后减小
D．电流表的示数一直在增大
（多选）15．（2025 五华区模拟）如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R1、R2是定值电阻，已知R1＜r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3示数变化量的绝对值。在温度升高的过程中，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（电表均为理想电表）（ ）
A．带电液滴一定向下加速运动，液滴电势能减小
B．都不变，且
C．电源的输出功率一定增大
D．电阻RT消耗的功率可能增大，也可能减小
三．解答题（共5小题）
16．（2025 合肥模拟）如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．电阻R1＝R2＝500Ω，电阻R3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）简述电饭煲的工作原理．
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
17．（2025 玄武区模拟）在如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝0.6m，板长L＝1.2m，电源电动势E＝20V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。在A板的中点O固定一条长为l＝0.3m的轻质绝缘细线，细线另一端连接一个可视为质点且重力不计的正电小球。闭合开关S，待电路稳定后，小球在水平恒力F作用下恰好保持静止，细线与竖直方向的夹角θ＝60°。当撤去恒力F后，小球运动到最低点C时，细线恰好断裂，小球继续运动。已知该粒子电荷量q＝1×10﹣3C，质量m＝9×10﹣5kg，C点在B板上投影点为D，空气阻力忽略不计。求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）；
（3）试判断小球最终是落在B板上还是从AB板间飞出、若落在B板上，求落点到D点间的水平距离x，若从AB板间飞出，求偏转距离y。
18．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？滑动变阻器消耗的最大功率是多少？
（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？
19．（2023 昌平区二模）类比是研究问题的一种常用方法。
（1）物体受到地球的万有引力作用，可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为M，引力常量为G。类比电场强度，推导地球在距地心为r处（r大于地球半径）产生的引力场强度的表达式。
（2）经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似，在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。设电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，电子处于基态时的轨道半径为R。求电子处于基态时做圆周运动的线速度大小v。
（3）a．物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f＝kv（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G1为其重力。求物体下落的最大速率vm；并在图1所示的坐标系中定性画出速度v随时间t变化的图像。
b．图2为“演示电容器充、放电”的实验电路图。电源电动势为E、内阻不计。电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。将开关接1，给电容器充电，写出充电过程中极板电荷量q随时间t变化的方程。类比v﹣t图像，在图3所示的坐标系中定性画出电荷量q随时间t变化的图像。
20．（2023 安徽三模）如图所示的电路中，R1＝R3＝2R，R2＝R4＝R5＝R，电源内阻r＝R。平行板电容器板长为L，板间距为。电键S闭合时，有一质量为m，带电量为e（ e＞0）的电子从左侧以速度v沿中线水平射入极板间，恰好从上板右边缘射出。
（1 ）求电源的电动势；
（2）若电键S断开，电子入射位置和速度不变，求电场对电子做的功（用m，v表示）。
2025年高考物理押题预测考前冲刺--电路与电能
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 东城区二模）人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R1与人体等效电阻R2的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ）
A．脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B．脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C．脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D．脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
【分析】根据闭合电路的欧姆定律结合电源的动态分析方法以及功率的表达式进行分析解答。
【解答】解：AC.脂肪所占比例低者电阻较小，图乙是串联电路，总电阻减小，电流增大，电流表示数较大，根据U2＝E﹣I（R1+r），可知R2两端电压较小，即电压表示数较小，对应的电源内阻消耗的功率Pr＝I2r会较大，故AC错误；
BD.脂肪所占比例高者，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电流表示数较小，电源消耗总功率P总＝IE较小，故B正确，D错误；
故选：B。
【点评】考查闭合电路的欧姆定律结合电源的动态分析方法以及功率的表达式，会根据题意进行准确分析解答。
2．（2025 朝阳区二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大R1
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2
【分析】根据并联分流和串联分压的原理进行分析解答。
【解答】解：A．根据并联电路分流的原理可知，若将S调到1位置，则为改装后的安培表，故A正确；
B．根据串联电路分压的原理可知，若将S调到2位置，则为改装后的伏特表，故B正确；
C．若想扩大安培表的量程，可适当减小R1，故C错误；
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
【点评】考查电表的改装问题，会根据题意进行准确分析解答。
3．（2025 北碚区校级模拟）某次实验电路如图所示。现闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电池正负极间电压不变
B．A1示数变大
C．V示数变大
D．A2示数变小
【分析】闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，其接入电路的电阻的变化，分析干路电流的变化，即可判断A1示数的变化，进而判断电池正负极间电压的变化以及V示数的变化。分析滑动变阻器与右边电阻元件并联电压的变化，判断通过电阻元件的电流变化，进而判断A2示数的变化。
【解答】解：AB、闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，干路电流变小，则A1示数变小，电源的内电压变小，则电池正负极间电压变大，故AB错误；
C、干路电流变小，左侧电阻元件的电压变小，则V示数变小，故C错误；
D、电源的内电压和左侧电阻元件的电压均变小，则滑动变阻器与右边电阻元件并联电压变大，通过右侧电阻元件的电流变大，而干路电流变小，所以A2示数变小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是电路动态分析问题，按局部到整体再到局部的顺序分析，也可以根据“同反并同”的结论分析各部分电流的变化。
4．（2025 汕头二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，电容器储存电量为6C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C
【分析】根据Q＝CU计算电荷量，断电前后，流经智能锁的电流方向相同，R2阻值越大，回路中的电流越小，放电时间长，电阻R2两端也有电压，电容器变化的电压小于1.5V，结合据ΔQ＝CΔU分析。
【解答】解：A．由图可知，正常工作时，电容器与智能锁并联，电阻R2相当于导线作用，没有电压；故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6V，
根据Q＝CU，解得Q＝6C，故A正确；
B．断电前，主电源对电容器供电，电容器上端为正极，下端为负极，主电源也对智能锁供电，电流方向由上到下；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后，流经智能锁的电流方向相同，故B错误；
C．当主电源断电后，电容器放电，R2阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电量是一个定值，根据Q＝It
可知电容器放电时间越长，故C错误；
D．当电容器放电时，电阻R2与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报，此时电阻R2两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5V而小于6V，所以电容器变化的电压小于1.5V，根据ΔQ＝CΔU，可知流经智能锁的电量小于1.5C，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查电容器相关知识，电容器放电时看成电源，其他部分看成外电路，结合欧姆定律即可顺利解题。
5．（2025 西城区二模）超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为Hc＝Hc0[1﹣（）2]，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
【分析】需考虑磁场强度是否超过该温度下的临界磁场强度Hc；依据临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系分析求解；外加磁场强度大于Hc0时，超导体处于正常态；只要温度高于Tc，超导体就处于正常态，与外加磁场强度无关。
【解答】解：A、虽然温度低于Tc，但如果此时外加磁场强度超过了该温度下的临界磁场强度Hc，超导体就会从超导态转变为正常态，并非一定处于超导态，故A错误；
B、温度逐渐升高但不超过Tc时，根据
Hc＝Hc0[1]
温度升高则临界磁场强度Hc会减小，那么可以通过减小磁场强度的方式来使磁场强度不超过Hc，从而维持超导态，故B正确；
C、外加磁场强度大于Hc0时，由于Hc0是理论上绝对零度时的临界磁场强度，实际温度低于Tc时的临界磁场强度Hc一定小于Hc0，所以此时外加磁场强度大于该温度下的临界磁场强度，超导体应处于正常态，故C错误；
D、温度高于Tc时，超导体已经处于正常态，无论外加磁场强度是多少，都不会处于超导态，故D错误。
故选：B。
【点评】这道题主要考查对超导体临界参数概念的理解，以及对给定公式的运用。
6．（2025 南通模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后（ ）
A．通过电阻R1的电流为零
B．电容器所带电荷量为CE
C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为
D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为
【分析】闭合开关S，电路稳定后，电容器相当于开关断开，R1、R2串联，根据闭合电路欧姆定律求出通过R1的电流，由欧姆定律求出R2的电压，即可得到电容器的电压，从而求得电容器所带电荷量；断开S的瞬间，电容器相当于电源，根据欧姆定律求通过电阻R2的电流；断开S后，通过电阻R2的电荷量等于开关S闭合时电容器所带电荷量。
【解答】解：A、闭合开关S，电路稳定后，R1、R2串联，通过电阻R1的电流为I，故A错误；
B、电容器与R2并联，电压相等，为U＝IR2，电容器所带电荷量为Q＝CU，故B错误；
C、断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为I′，故C正确；
D、断开S后，通过电阻R2的电荷量为Q′＝Q，故D错误。
故选：C。
【点评】解答本题时，要明确电路稳定时，电容器相当于开关断开，对电路的结构没有影响。
7．（2025 浙江三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA h，正常通话电流400mA，则（ ）
A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W
B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h
C．图示状态是电池放电状态
D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少
【分析】根据路端电压和电动势的关系分析；根据q＝It，求解手机能正常通话的时间；在放电过程中，在电源的内部电流方向是从负极流向正极的；电池中充入的电荷量也就越多，电池存储的电能越多。
【解答】解：A、根据功率公式，可得电池的总功率为：P＝UI＝3.7×400×10﹣3W＝1.48W，电池的输出功率小于1.48W，故A错误；
B、根据q＝It，可得电池充满电后，手机能正常通话的时间为：t10h，故B错误；
C、图示状态带正电的锂离子（Li+）从负极向正极移动，即为电池内部的电流方向，可知电池处于放电状态，故C正确；
D、负极积累的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，电池存储的电能越多，故D错误。
故选：C。
【点评】本题以手机锂电池为背景，考查了有关电池的相关内容，要熟练掌握电动势和路端电压、内电压之间的关系。
8．（2025 海淀区校级模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（ ）
A．电动机的内电阻为7.5Ω
B．电动机的输出功率为30W
C．电动机将电能转化为机械能的效率是26.7%
D．电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升
【分析】根据电动机停止转动时，电路为纯电阻电路，根据欧姆定律求出电动机内阻大小；根据题意，结合输出功率与输入功率和内耗功率的关系，求出输出功率。结合功率公式以及机械能的效率表达式分析。
【解答】解：A.当电流表和电压表示数为0.5A和1.0V时电动机停止工作，电路只有电动机的内阻消耗电能，其阻值，故A错误；
BCD.当电动机正常工作时电流表和电压表示数分别为2.0A和15.0V，此时电动机消耗的总功率P总＝U2×I2＝15.0×2.0W＝30.0W，其中内阻消耗功率，则输出功率为22W，P出＝mgv，电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升，效率73%，D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】在处理含电动机的非纯电阻电路时，要注意当电动机转子不动时，电动机可以看作是纯电阻；当电动机正常工作时，该电路为非纯电阻电路。
9．（2025 山东模拟）如图所示的电路中，闭合开关S，电路中电流稳定后，平行板电容器C1中的带电液滴恰好处于静止状态。已知平行板电容器的电容与两极板间的距离成反比。保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中（ ）
A．电流计G中有由b到a的电流
B．电容器C1两极板间电场强度不变
C．电容器C1所带电荷量增大
D．带电液滴向上运动
【分析】仅增大电容器C1两极板间距离的过程中，两电容器的电压不变，根据电容的决定式分析电容的变化，再判断电容器所带电荷量的变化，从而确定电流计G中电流方向；根据公式分析电容器C1两极板间电场强度变化情况，进而判断带电液滴的运动方向。
【解答】解：AC、保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中，两电容器的电压不变。根据电容的决定式C可知，电容C1减小，又根据电容的定义式得电容器C1所带电荷量Q1＝C1U，则Q1减少，电容器C1放电，电流从正极板流出，经电流计G流向负极板，所以电流计G中有由b到a的电流，故A正确，C错误；
B、电容器两极板间的电场强度为，因U不变，d增大，故电场强度E减小，故B错误；
D、开始时带电液滴恰好处于静止状态，说明液滴所受重力和电场力平衡，即mg＝qE；在电容器C1两极板间距离变大的过程中，电场强度E不断减小，液滴受到的电场力不断减小，液滴所受合力向下，则液滴向下运动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查电容器的动态分析以及闭合电路欧姆定律的应用，关键是根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化，从而知道电场强度的变化，再分析带电液滴的受力情况，从而确定其运动方向。
10．（2025 台州模拟）电容器是一种可以储存电荷和电能的装置，用平行板电容器还可以产生匀强电场，常使用于电子仪器中。如图为一个含有电容器、电阻器、理想二极管、理想电流表、电键K和电源的电路，初始时电键K闭合，下列对于此电路的说法正确的是（ ）
A．电键K保持闭合时，两个二极管均发光
B．电键K保持闭合时，增大电容器两极板的距离，电流表中有向上的电流
C．在断开K的瞬间，两个二极管均发光
D．若只增大R2的阻值，则电键K断开后，放电的时间会变长
【分析】电键K保持闭合时，根据二极管单向导电性确定两个二极管发光情况。增大电容器两极板的距离，分析电容器电容的变化，判断电流表中电流方向；在断开K的瞬间，根据电容器放电情况分析两个二极管发光情况。若只增大R2的阻值，电键K断开后，分析放电时间的变化情况。
【解答】解：A、电键K保持闭合时，红色二极管导通，绿色二极管截止，则红色二极管发光，绿色二极管不发光，故A错误；
B、电键K保持闭合时，电容器的电压不变。增大电容器两极板的距离，电容减小，由C知电容器所带电量减少，电容器放电，则电流表中有向下的电流，故B错误；
C、电键K保持闭合时，电容器M板带正电，N板带负电。在断开K的瞬间，电容器放电，红色二极管导通发光，绿色二极管截止不发光，故C错误；
D、若只增大R2的阻值，电键K保持闭合时，电容器的电压增加，所带电量增加，则电键K断开后，放电的时间会变长，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查含容电路的分析，要掌握电容的决定因素以及电容的定义式C，结合串联电路分压规律进行分析。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 达州二模）空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（ ）
A．一定带正电
B．0～3s内电场力做的功为9J
C．运动过程中动能增加
D．0～3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为﹣12J
【分析】根据电场方向和电势能、重力势能的变化情况与电场力和重力做功，能量的转化和守恒定律进行分析解答。
【解答】解：A.电场强度的方向竖直向上，带电粒子重力势能减小，说明高度降低，电势能也减小，说明电场力做正功，则微粒一定带负电，故A错误；
B.由题图可知，0～3s内电势能减少9J，则0～3s电场力做的功为9J，故B正确；
C.由题图可知，电场力和重力均做正功，则电势能和重力势能都减小，根据能量的转化和守恒定律可知，动能增加，故C正确；
D.0～3s内除电场力和重力外没有其它力对微粒做功，故D错误。
故选：BC。
【点评】考查电场方向和电势能、重力势能的变化情况与电场力和重力做功，能量的转化和守恒定律，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）12．（2025 全国一模）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴P处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）
A．带电液滴M 一定带正电
B．R4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴P将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴P将向下极板运动
【分析】根据受力平衡得到电场力方向，再根据电压得到电场方向，即可得到液滴带点符号；根据电路变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到电流表读数变化，从而得到电压表读数变化；根据电容器两端电压变化得到场强变化，从而得到合外力变化，即可得到液滴运动方向。
【解答】解：A、电容器下极板与电源负极相连，故电容器上极板电压比下极板电压高，故电容器内电场方向向下；
又有液滴受重力和电场力作用保持静止状态，所以，电场力方向向上，故液滴带负电，故A错误；
B、R4的滑片向上端移动时，接入电路的电阻增大，故总电阻增大，那么，总电流减小，所以，R3两端电压增大，所以，经过R3的电流增大，所以，电流表读数减小；
那么，R2两端电压减小，所以，电压表读数增大，故B正确；
C、若仅将电容器下极板稍微向上平移，那么，电容器两端电压不变，故电容器中场强增大，所以，电场力增大，那么合外力向上，液滴向上运动，故C正确；
D、若将开关S断开，那么，电容器两极板电压和电源电动势相同，故电压增大，那么，电容器中场强增大，所以，合外力向上，液滴向上运动，故D错误；
故选：BC。
【点评】电路计算问题，一般根据电路变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到路端电压变化，进而得到支路电流变化，最后求得电压变化。
（多选）13．（2025 五华区模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U﹣I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（ ）
A．此时硅光电池的内阻为20Ω
B．此时硅光电池的内阻为24.3Ω
C．此时硅光电池的输出效率约为59%
D．此时硅光电池的总功率为1.36W
【分析】根据闭合电路的欧姆定律结合闭合电路的欧姆定律计算出电源的电动势和内阻；根据P＝EI计算电池的总功率；根据输出功率与总功率的比值得到电源的效率。
【解答】解：由图线a知，此硅光电池的电动势 E＝6.8V，由图线b知，电阻 ，当电阻接在硅光电池上，在该光照强度下 U水＝4V，I＝0.2A，由 E＝U+Ir得 r＝14Ω；电池总功率 P＝EI＝6.8×0.2W＝1.36W，电池的输出功率 P出＝U完I＝4×0.2W＝0.8W，效率，故AB错误，CD正确。
故选：CD。
【点评】本题考查了闭合电路的欧姆定律的应用，掌握功率公式和效率公式是解题的基础。
（多选）14．（2025 郴州三模）如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1＝R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上的最大带电量为
B．电阻R1的功率先增大后减小
C．电阻R2的功率先增大后减小
D．电流表的示数一直在增大
【分析】根据滑动变阻器接入电路的电阻变化分析电路总电阻的变化，判断电容器电压的变化，确定电容器的最大电压，从而求得电容器上的最大带电量；根据干路电流的变化，判断电阻R1的功率变化；把R1看成电源的内阻，根据等效电源的内阻与外电阻的关系判断电阻R2的功率变化情况；根据变阻器上的电压变化，结合并联电路规律分析电流表的示数变化情况。
【解答】解：A、滑动变阻器接入电路的电阻为
根据，当R左＝R右时，即当滑动变阻器的滑动头位于滑动变阻器的正中央时，滑动变阻器接入电路的总电阻最大，此时Rab＝R，路端电压最大，电容器的电压最大，且为，则电容器上的最大带电量为，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，电路的总电阻先增大后减小，干路电流先减小后增大，流过R1的电流先减小后增大，根据，电阻R1的功率先减小后增大，故B错误；
C、把R1看成电源的内阻，当滑动变阻器接入电路的电阻和R1电阻相等时，电阻R2上消耗的功率最大，即当滑动变阻器的滑动头滑动变阻器的正中央时，电阻R2消耗的功率最大，所以当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，电阻R2的功率先增大后减小，故C正确；
D、当滑动头从a移动到滑动变阻器的中央时，滑动变阻器上的电压逐渐增大，变阻器右侧电阻减小，根据可知，电流表的示数逐渐增大；当滑动头从中央滑到b端时，电路总电阻减小，总电流增大，而变阻器左侧的电流减小，则变阻器右侧的电流一定增大，所以电流表的示数一直在增大，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题是电路的动态分析问题，关键要明确滑动变阻器接入电路的电阻变化情况，采用等效法分析滑动变阻器功率的变化情况。要记住结论：当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。
（多选）15．（2025 五华区模拟）如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R1、R2是定值电阻，已知R1＜r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3示数变化量的绝对值。在温度升高的过程中，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（电表均为理想电表）（ ）
A．带电液滴一定向下加速运动，液滴电势能减小
B．都不变，且
C．电源的输出功率一定增大
D．电阻RT消耗的功率可能增大，也可能减小
【分析】先判断电容器两板间电压的变化，然后判断出电场强度的变化，进而分析带电液滴的运动以及液滴电势能的变化；根据闭合电路的欧姆定律分析；不知道电源内阻和外电阻的关系，所以无法分析电源的输出功和电阻RT消耗的功率情况；根据等效电源分析。
【解答】解：A、带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度升高的过程中，热敏电阻 RT 阻值变小，回路中电流变大，路端电压减小，由于流过定值电阻 R1 的电流变大，所以电阻 R1 分得的电压变大，而路端电压减小，故电压表 V2 示数减小，平行板间的电场强度也减小，导致带电液滴向下运动，液滴受到的电场力做负功，电势能增加，故A错误；
B、电压表 V3 测路端电压，电压表 V2 测热敏电阻 RT 两端电压，电压表 V1 测定值电阻R1 两端电压，由 U3＝E﹣Ir，得 ，U2＝E﹣I（r+R1），得 ，由 U1＝IR1得 ，故 、、 都不变，且 ，故B正确；
C、RT 减小，R外一定减小，但 R外 初始值可能大于、等于和小于内阻r，所以电源的输出功率有不同的可能性，故C错误；
D、采用等效思想，新电源内阻 ，，因为 RT 与r‘大小关系不确定，所以电阻 RT 的功率可能增大，也可能减小，故D正确。
故选：BD。
【点评】掌握闭合电路的欧姆定律的应用是解题的基础，知道电源的内阻和外电阻相等时电源的输出功率最大。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 合肥模拟）如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．电阻R1＝R2＝500Ω，电阻R3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）简述电饭煲的工作原理．
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
【分析】（1）分析电路结构，重点明确温控开关的作用，明确电饭煲的工作原理；
（2）根据电路结构利用串联电路规律由功率公式可求得功率的表达式，则可求得比值．
【解答】解：（1）电饭煲煮饭时，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1闭合，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合，继续加热，待水烧开后温度升高到103℃，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于电饭煲散热，待温度下降到70℃时，S2自动闭合，电饭煲又处于加热状态，待温度上升到80℃时，S2又自动断开，电饭煲再次处于保温状态．
（2）设电饭煲处于加热状态时消耗的电功率为P1，保温状态电功率为P2，则有加热时功率为：
P1
保温时功率为：
P2
联立并代入数据得：
答：（1）原理如上分析；
（2）加热和保温两种状态下消耗的电功率之比为12：1．
【点评】本题考查电饭煲原理，要注意明确串并联电路规律，并正确选择功率公式进行分析研究．
17．（2025 玄武区模拟）在如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝0.6m，板长L＝1.2m，电源电动势E＝20V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。在A板的中点O固定一条长为l＝0.3m的轻质绝缘细线，细线另一端连接一个可视为质点且重力不计的正电小球。闭合开关S，待电路稳定后，小球在水平恒力F作用下恰好保持静止，细线与竖直方向的夹角θ＝60°。当撤去恒力F后，小球运动到最低点C时，细线恰好断裂，小球继续运动。已知该粒子电荷量q＝1×10﹣3C，质量m＝9×10﹣5kg，C点在B板上投影点为D，空气阻力忽略不计。求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）；
（3）试判断小球最终是落在B板上还是从AB板间飞出、若落在B板上，求落点到D点间的水平距离x，若从AB板间飞出，求偏转距离y。
【分析】（1）先计算出金属板间的电压，然后根据F＝qE计算电场力，最后根据平衡条件计算水平恒力大小；
（2）根据动能定理计算小球到C点的速度，然后根据牛顿第二定律计算拉力大小；
（3）先假设小球不能从金属板间飞出，根据平抛运动规律分析计算。
【解答】解：（1）金属板间的电压
小球在金属板间所受的电场力的大小
解得
小球在恒力F作用下静止时，设绳子的拉力大小为T1，由平衡条件，有
T1sin60°＝F
T1cos60°＝F1
联解解得
（2）小球由静止开始运动到C的过程中，根据动能定理，有
解得小球在C点的速度大小为
vc＝10m/s
在C点，由牛顿第二定律
解得细线对小球的拉力大小为
T＝6×10﹣2N
方向竖直向上
（3）细线断裂后，小球做平抛运动，假设小球不能从金属板间飞出，落在B板上所用的时间为t，则
x＝vct
根据牛顿第二定律，有
F1＝ma
根据位移—时间公式
联立解得
故假设成立。即小球最终落在B板上，落点到D点间的水平距离为。
答：（1）水平恒力F的大小为N；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）为6×10﹣2N，方向竖直向上；
（3）小球最终落在B板上，落点到D点间的水平距离为。
【点评】本题考查了含电容器的电路问题，以及平抛运动规律等，基础题。
18．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？滑动变阻器消耗的最大功率是多少？
（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？
【分析】（1）根据功率公式P＝I2R，R1为定值电阻，当R2＝0时，电流最大，定值电阻R1消耗的功率最大，根据闭合电路欧姆定律求电路中最大电流，再求电阻R1消耗的最大功率；
（2）根据闭合电路欧姆定律和功率公式得到滑动变阻器消耗的功率与其阻值的关系式，再求解滑动变阻器消耗的最大功率；
（3）采用同样方法确定电源输出功率最大时滑动变阻器的阻值，并求电源输出的最大功率。
【解答】解：（1）R1为定值电阻，当R2＝0时，流经R1的电流最大，则电阻R1消耗的功率最大，此时电路中电流为
I1A＝2A
电阻R1消耗的最大功率为
P1R1＝22×1W＝4W
（2）电源与定值电阻R1、R2串联，滑动变阻器消耗的功率为
当滑动变阻器的阻值为
R2＝R1+r＝1Ω+2Ω＝3Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，为
P滑W＝3W
（3）同理可得，电源的输出功率为
当R1+R2＝r
即R2＝1Ω时，电源输出的功率最大，为
P出W＝4.5W
答：（1）当滑动变阻器的阻值R2为0时，电阻R1消耗的功率最大，电阻R1消耗的最大功率是4W；
（2）当滑动变阻器的阻值为3Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，滑动变阻器消耗的最大功率是3W；
（3）当滑动变阻器的阻值为1Ω时，电源输出功率最大，电源输出的最大功率是4.5W。
【点评】本题的关键要根据闭合电路欧姆定律和功率公式推导出滑动变阻器的功率和电源的输出功率与电阻的关系，再求最大功率，这是常用的函数法，也可以采用结论法解题，关键记住“对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大”这个结论，但要注意对于定值电阻的最大值要注意明确电流越大，功率越大。
19．（2023 昌平区二模）类比是研究问题的一种常用方法。
（1）物体受到地球的万有引力作用，可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为M，引力常量为G。类比电场强度，推导地球在距地心为r处（r大于地球半径）产生的引力场强度的表达式。
（2）经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似，在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。设电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，电子处于基态时的轨道半径为R。求电子处于基态时做圆周运动的线速度大小v。
（3）a．物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f＝kv（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G1为其重力。求物体下落的最大速率vm；并在图1所示的坐标系中定性画出速度v随时间t变化的图像。
b．图2为“演示电容器充、放电”的实验电路图。电源电动势为E、内阻不计。电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。将开关接1，给电容器充电，写出充电过程中极板电荷量q随时间t变化的方程。类比v﹣t图像，在图3所示的坐标系中定性画出电荷量q随时间t变化的图像。
【分析】（1）利用万有引力定律类比电场强度的定义得引力场强大小；
（2）氢原子核外电子做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律求线速度大小；
（3）加速度为零时，速度最大，分析v随时间t变化的图像。
【解答】解：（1）设质量为m的物体在距地心为处，受到地球的万有引力大小为
类比电场强度的定义得引力场强大小为
解得
（2）氢原子核外电子在库仑力的作用下做匀速圆周运动
解得
（3）a、当加速度为零时，速度最大，所以
v随时间t变化的图像
b、给电容器充电时，有UC+UR＝E
UC
UR＝IR
I
联立解得ER
类比v﹣t图像，可得q﹣t图像如下图所示
答：（1）引力场强度的表达式；
（2）电子处于基态时做圆周运动的线速度大小为；
（3）a、物体下落的最大速率为，
v随时间t变化的图像
b、电荷量q随时间t变化的方程为：ER
电荷量q随时间t变化的图像
【点评】本题利用类比思想分析引力场强度的表达式，氢原子核外电子可看成匀速圆周运动，电容器电路中解题关键是全电路电压关系式。
20．（2023 安徽三模）如图所示的电路中，R1＝R3＝2R，R2＝R4＝R5＝R，电源内阻r＝R。平行板电容器板长为L，板间距为。电键S闭合时，有一质量为m，带电量为e（ e＞0）的电子从左侧以速度v沿中线水平射入极板间，恰好从上板右边缘射出。
（1 ）求电源的电动势；
（2）若电键S断开，电子入射位置和速度不变，求电场对电子做的功（用m，v表示）。
【分析】（1）电子恰好从边缘射出，做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求解两极板间的电压，根据串并联规律和闭合电路欧姆定律求解电源电动势；
（2）根据闭合电路欧姆定律和串并联规律求解两极板间的电压，根据牛顿第二定律和运动学公式求解电子偏转距离，根据做功公式求解电场做功。
【解答】解：（1）电子恰好从边缘射出，由牛顿第二定律得：ema
水平方向：L＝vt
竖直方向：at2
联立解得：U
电阻R1和R3并联，R并R
电路中的总电阻为R总＝R并+R5+R4+r＝4R
电阻R4两端的电压等于两极板间的电压，大小为U，由欧姆定律得，电路中电流I
由闭合电路欧姆定律得，电源电动势E＝IR总
（2）若电键断开，由闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I′
两极板间的电压U′＝I′R4
由牛顿第二定律得：ema′
水平方向：L＝vt
竖直方向：ya′t2
联立解得：yL
电场对电子做功为W＝eymv2
答：（1）电源的电动势为；
（2）电场对电子做的功为mv2。
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律和电子在电场中偏转规律，解题关键是分析好电路，结合闭合电路欧姆定律、运动学公式和牛顿第二定律列式求解即可。
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一．选择题（共10小题）
1．（2025 东城区二模）人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R1与人体等效电阻R2的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ）
A．脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B．脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C．脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D．脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
2．（2025 朝阳区二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大R1
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2
3．（2025 北碚区校级模拟）某次实验电路如图所示。现闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电池正负极间电压不变
B．A1示数变大
C．V示数变大
D．A2示数变小
4．（2025 汕头二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，电容器储存电量为6C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C
5．（2025 西城区二模）超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为Hc＝Hc0[1﹣（）2]，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
6．（2025 南通模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后（ ）
A．通过电阻R1的电流为零
B．电容器所带电荷量为CE
C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为
D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为
7．（2025 浙江三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA h，正常通话电流400mA，则（ ）
A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W
B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h
C．图示状态是电池放电状态
D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少
8．（2025 海淀区校级模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（ ）
A．电动机的内电阻为7.5Ω
B．电动机的输出功率为30W
C．电动机将电能转化为机械能的效率是26.7%
D．电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升
9．（2025 山东模拟）如图所示的电路中，闭合开关S，电路中电流稳定后，平行板电容器C1中的带电液滴恰好处于静止状态。已知平行板电容器的电容与两极板间的距离成反比。保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中（ ）
A．电流计G中有由b到a的电流
B．电容器C1两极板间电场强度不变
C．电容器C1所带电荷量增大
D．带电液滴向上运动
10．（2025 台州模拟）电容器是一种可以储存电荷和电能的装置，用平行板电容器还可以产生匀强电场，常使用于电子仪器中。如图为一个含有电容器、电阻器、理想二极管、理想电流表、电键K和电源的电路，初始时电键K闭合，下列对于此电路的说法正确的是（ ）
A．电键K保持闭合时，两个二极管均发光
B．电键K保持闭合时，增大电容器两极板的距离，电流表中有向上的电流
C．在断开K的瞬间，两个二极管均发光
D．若只增大R2的阻值，则电键K断开后，放电的时间会变长
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 达州二模）空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（ ）
A．一定带正电
B．0～3s内电场力做的功为9J
C．运动过程中动能增加
D．0～3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为﹣12J
（多选）12．（2025 全国一模）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴P处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）
A．带电液滴M 一定带正电
B．R4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴P将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴P将向下极板运动
（多选）13．（2025 五华区模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U﹣I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（ ）
A．此时硅光电池的内阻为20Ω
B．此时硅光电池的内阻为24.3Ω
C．此时硅光电池的输出效率约为59%
D．此时硅光电池的总功率为1.36W
（多选）14．（2025 郴州三模）如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1＝R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上的最大带电量为
B．电阻R1的功率先增大后减小
C．电阻R2的功率先增大后减小
D．电流表的示数一直在增大
（多选）15．（2025 五华区模拟）如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R1、R2是定值电阻，已知R1＜r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3示数变化量的绝对值。在温度升高的过程中，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（电表均为理想电表）（ ）
A．带电液滴一定向下加速运动，液滴电势能减小
B．都不变，且
C．电源的输出功率一定增大
D．电阻RT消耗的功率可能增大，也可能减小
三．解答题（共5小题）
16．（2025 合肥模拟）如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．电阻R1＝R2＝500Ω，电阻R3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）简述电饭煲的工作原理．
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
17．（2025 玄武区模拟）在如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝0.6m，板长L＝1.2m，电源电动势E＝20V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。在A板的中点O固定一条长为l＝0.3m的轻质绝缘细线，细线另一端连接一个可视为质点且重力不计的正电小球。闭合开关S，待电路稳定后，小球在水平恒力F作用下恰好保持静止，细线与竖直方向的夹角θ＝60°。当撤去恒力F后，小球运动到最低点C时，细线恰好断裂，小球继续运动。已知该粒子电荷量q＝1×10﹣3C，质量m＝9×10﹣5kg，C点在B板上投影点为D，空气阻力忽略不计。求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）；
（3）试判断小球最终是落在B板上还是从AB板间飞出、若落在B板上，求落点到D点间的水平距离x，若从AB板间飞出，求偏转距离y。
18．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？滑动变阻器消耗的最大功率是多少？
（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？
19．（2023 昌平区二模）类比是研究问题的一种常用方法。
（1）物体受到地球的万有引力作用，可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为M，引力常量为G。类比电场强度，推导地球在距地心为r处（r大于地球半径）产生的引力场强度的表达式。
（2）经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似，在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。设电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，电子处于基态时的轨道半径为R。求电子处于基态时做圆周运动的线速度大小v。
（3）a．物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f＝kv（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G1为其重力。求物体下落的最大速率vm；并在图1所示的坐标系中定性画出速度v随时间t变化的图像。
b．图2为“演示电容器充、放电”的实验电路图。电源电动势为E、内阻不计。电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。将开关接1，给电容器充电，写出充电过程中极板电荷量q随时间t变化的方程。类比v﹣t图像，在图3所示的坐标系中定性画出电荷量q随时间t变化的图像。
20．（2023 安徽三模）如图所示的电路中，R1＝R3＝2R，R2＝R4＝R5＝R，电源内阻r＝R。平行板电容器板长为L，板间距为。电键S闭合时，有一质量为m，带电量为e（ e＞0）的电子从左侧以速度v沿中线水平射入极板间，恰好从上板右边缘射出。
（1 ）求电源的电动势；
（2）若电键S断开，电子入射位置和速度不变，求电场对电子做的功（用m，v表示）。
2025年高考物理押题预测考前冲刺--电路与电能
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 东城区二模）人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R1与人体等效电阻R2的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ）
A．脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B．脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C．脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D．脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
【分析】根据闭合电路的欧姆定律结合电源的动态分析方法以及功率的表达式进行分析解答。
【解答】解：AC.脂肪所占比例低者电阻较小，图乙是串联电路，总电阻减小，电流增大，电流表示数较大，根据U2＝E﹣I（R1+r），可知R2两端电压较小，即电压表示数较小，对应的电源内阻消耗的功率Pr＝I2r会较大，故AC错误；
BD.脂肪所占比例高者，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电流表示数较小，电源消耗总功率P总＝IE较小，故B正确，D错误；
故选：B。
【点评】考查闭合电路的欧姆定律结合电源的动态分析方法以及功率的表达式，会根据题意进行准确分析解答。
2．（2025 朝阳区二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大R1
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2
【分析】根据并联分流和串联分压的原理进行分析解答。
【解答】解：A．根据并联电路分流的原理可知，若将S调到1位置，则为改装后的安培表，故A正确；
B．根据串联电路分压的原理可知，若将S调到2位置，则为改装后的伏特表，故B正确；
C．若想扩大安培表的量程，可适当减小R1，故C错误；
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
【点评】考查电表的改装问题，会根据题意进行准确分析解答。
3．（2025 北碚区校级模拟）某次实验电路如图所示。现闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则（ ）
A．电池正负极间电压不变
B．A1示数变大
C．V示数变大
D．A2示数变小
【分析】闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，其接入电路的电阻的变化，分析干路电流的变化，即可判断A1示数的变化，进而判断电池正负极间电压的变化以及V示数的变化。分析滑动变阻器与右边电阻元件并联电压的变化，判断通过电阻元件的电流变化，进而判断A2示数的变化。
【解答】解：AB、闭合电键，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，干路电流变小，则A1示数变小，电源的内电压变小，则电池正负极间电压变大，故AB错误；
C、干路电流变小，左侧电阻元件的电压变小，则V示数变小，故C错误；
D、电源的内电压和左侧电阻元件的电压均变小，则滑动变阻器与右边电阻元件并联电压变大，通过右侧电阻元件的电流变大，而干路电流变小，所以A2示数变小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是电路动态分析问题，按局部到整体再到局部的顺序分析，也可以根据“同反并同”的结论分析各部分电流的变化。
4．（2025 汕头二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，电容器储存电量为6C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C
【分析】根据Q＝CU计算电荷量，断电前后，流经智能锁的电流方向相同，R2阻值越大，回路中的电流越小，放电时间长，电阻R2两端也有电压，电容器变化的电压小于1.5V，结合据ΔQ＝CΔU分析。
【解答】解：A．由图可知，正常工作时，电容器与智能锁并联，电阻R2相当于导线作用，没有电压；故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6V，
根据Q＝CU，解得Q＝6C，故A正确；
B．断电前，主电源对电容器供电，电容器上端为正极，下端为负极，主电源也对智能锁供电，电流方向由上到下；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后，流经智能锁的电流方向相同，故B错误；
C．当主电源断电后，电容器放电，R2阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电量是一个定值，根据Q＝It
可知电容器放电时间越长，故C错误；
D．当电容器放电时，电阻R2与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报，此时电阻R2两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5V而小于6V，所以电容器变化的电压小于1.5V，根据ΔQ＝CΔU，可知流经智能锁的电量小于1.5C，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查电容器相关知识，电容器放电时看成电源，其他部分看成外电路，结合欧姆定律即可顺利解题。
5．（2025 西城区二模）超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为Hc＝Hc0[1﹣（）2]，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
【分析】需考虑磁场强度是否超过该温度下的临界磁场强度Hc；依据临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系分析求解；外加磁场强度大于Hc0时，超导体处于正常态；只要温度高于Tc，超导体就处于正常态，与外加磁场强度无关。
【解答】解：A、虽然温度低于Tc，但如果此时外加磁场强度超过了该温度下的临界磁场强度Hc，超导体就会从超导态转变为正常态，并非一定处于超导态，故A错误；
B、温度逐渐升高但不超过Tc时，根据
Hc＝Hc0[1]
温度升高则临界磁场强度Hc会减小，那么可以通过减小磁场强度的方式来使磁场强度不超过Hc，从而维持超导态，故B正确；
C、外加磁场强度大于Hc0时，由于Hc0是理论上绝对零度时的临界磁场强度，实际温度低于Tc时的临界磁场强度Hc一定小于Hc0，所以此时外加磁场强度大于该温度下的临界磁场强度，超导体应处于正常态，故C错误；
D、温度高于Tc时，超导体已经处于正常态，无论外加磁场强度是多少，都不会处于超导态，故D错误。
故选：B。
【点评】这道题主要考查对超导体临界参数概念的理解，以及对给定公式的运用。
6．（2025 南通模拟）如图所示，电源电动势为E、内阻不计，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电容器的电容为C。闭合开关S，电路稳定后（ ）
A．通过电阻R1的电流为零
B．电容器所带电荷量为CE
C．断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为
D．断开S后，通过电阻R2的电荷量为
【分析】闭合开关S，电路稳定后，电容器相当于开关断开，R1、R2串联，根据闭合电路欧姆定律求出通过R1的电流，由欧姆定律求出R2的电压，即可得到电容器的电压，从而求得电容器所带电荷量；断开S的瞬间，电容器相当于电源，根据欧姆定律求通过电阻R2的电流；断开S后，通过电阻R2的电荷量等于开关S闭合时电容器所带电荷量。
【解答】解：A、闭合开关S，电路稳定后，R1、R2串联，通过电阻R1的电流为I，故A错误；
B、电容器与R2并联，电压相等，为U＝IR2，电容器所带电荷量为Q＝CU，故B错误；
C、断开S的瞬间，通过电阻R2的电流为I′，故C正确；
D、断开S后，通过电阻R2的电荷量为Q′＝Q，故D错误。
故选：C。
【点评】解答本题时，要明确电路稳定时，电容器相当于开关断开，对电路的结构没有影响。
7．（2025 浙江三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA h，正常通话电流400mA，则（ ）
A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W
B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h
C．图示状态是电池放电状态
D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少
【分析】根据路端电压和电动势的关系分析；根据q＝It，求解手机能正常通话的时间；在放电过程中，在电源的内部电流方向是从负极流向正极的；电池中充入的电荷量也就越多，电池存储的电能越多。
【解答】解：A、根据功率公式，可得电池的总功率为：P＝UI＝3.7×400×10﹣3W＝1.48W，电池的输出功率小于1.48W，故A错误；
B、根据q＝It，可得电池充满电后，手机能正常通话的时间为：t10h，故B错误；
C、图示状态带正电的锂离子（Li+）从负极向正极移动，即为电池内部的电流方向，可知电池处于放电状态，故C正确；
D、负极积累的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，电池存储的电能越多，故D错误。
故选：C。
【点评】本题以手机锂电池为背景，考查了有关电池的相关内容，要熟练掌握电动势和路端电压、内电压之间的关系。
8．（2025 海淀区校级模拟）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（ ）
A．电动机的内电阻为7.5Ω
B．电动机的输出功率为30W
C．电动机将电能转化为机械能的效率是26.7%
D．电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升
【分析】根据电动机停止转动时，电路为纯电阻电路，根据欧姆定律求出电动机内阻大小；根据题意，结合输出功率与输入功率和内耗功率的关系，求出输出功率。结合功率公式以及机械能的效率表达式分析。
【解答】解：A.当电流表和电压表示数为0.5A和1.0V时电动机停止工作，电路只有电动机的内阻消耗电能，其阻值，故A错误；
BCD.当电动机正常工作时电流表和电压表示数分别为2.0A和15.0V，此时电动机消耗的总功率P总＝U2×I2＝15.0×2.0W＝30.0W，其中内阻消耗功率，则输出功率为22W，P出＝mgv，电动机可以将质量为2kg的重物以1.1m/s的速度匀速提升，效率73%，D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】在处理含电动机的非纯电阻电路时，要注意当电动机转子不动时，电动机可以看作是纯电阻；当电动机正常工作时，该电路为非纯电阻电路。
9．（2025 山东模拟）如图所示的电路中，闭合开关S，电路中电流稳定后，平行板电容器C1中的带电液滴恰好处于静止状态。已知平行板电容器的电容与两极板间的距离成反比。保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中（ ）
A．电流计G中有由b到a的电流
B．电容器C1两极板间电场强度不变
C．电容器C1所带电荷量增大
D．带电液滴向上运动
【分析】仅增大电容器C1两极板间距离的过程中，两电容器的电压不变，根据电容的决定式分析电容的变化，再判断电容器所带电荷量的变化，从而确定电流计G中电流方向；根据公式分析电容器C1两极板间电场强度变化情况，进而判断带电液滴的运动方向。
【解答】解：AC、保持开关S处于闭合状态，仅增大电容器C1两极板间距离的过程中，两电容器的电压不变。根据电容的决定式C可知，电容C1减小，又根据电容的定义式得电容器C1所带电荷量Q1＝C1U，则Q1减少，电容器C1放电，电流从正极板流出，经电流计G流向负极板，所以电流计G中有由b到a的电流，故A正确，C错误；
B、电容器两极板间的电场强度为，因U不变，d增大，故电场强度E减小，故B错误；
D、开始时带电液滴恰好处于静止状态，说明液滴所受重力和电场力平衡，即mg＝qE；在电容器C1两极板间距离变大的过程中，电场强度E不断减小，液滴受到的电场力不断减小，液滴所受合力向下，则液滴向下运动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查电容器的动态分析以及闭合电路欧姆定律的应用，关键是根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化，从而知道电场强度的变化，再分析带电液滴的受力情况，从而确定其运动方向。
10．（2025 台州模拟）电容器是一种可以储存电荷和电能的装置，用平行板电容器还可以产生匀强电场，常使用于电子仪器中。如图为一个含有电容器、电阻器、理想二极管、理想电流表、电键K和电源的电路，初始时电键K闭合，下列对于此电路的说法正确的是（ ）
A．电键K保持闭合时，两个二极管均发光
B．电键K保持闭合时，增大电容器两极板的距离，电流表中有向上的电流
C．在断开K的瞬间，两个二极管均发光
D．若只增大R2的阻值，则电键K断开后，放电的时间会变长
【分析】电键K保持闭合时，根据二极管单向导电性确定两个二极管发光情况。增大电容器两极板的距离，分析电容器电容的变化，判断电流表中电流方向；在断开K的瞬间，根据电容器放电情况分析两个二极管发光情况。若只增大R2的阻值，电键K断开后，分析放电时间的变化情况。
【解答】解：A、电键K保持闭合时，红色二极管导通，绿色二极管截止，则红色二极管发光，绿色二极管不发光，故A错误；
B、电键K保持闭合时，电容器的电压不变。增大电容器两极板的距离，电容减小，由C知电容器所带电量减少，电容器放电，则电流表中有向下的电流，故B错误；
C、电键K保持闭合时，电容器M板带正电，N板带负电。在断开K的瞬间，电容器放电，红色二极管导通发光，绿色二极管截止不发光，故C错误；
D、若只增大R2的阻值，电键K保持闭合时，电容器的电压增加，所带电量增加，则电键K断开后，放电的时间会变长，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查含容电路的分析，要掌握电容的决定因素以及电容的定义式C，结合串联电路分压规律进行分析。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 达州二模）空间中有竖直向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒（ ）
A．一定带正电
B．0～3s内电场力做的功为9J
C．运动过程中动能增加
D．0～3s内除电场力和重力外所受其他力对微粒做的功为﹣12J
【分析】根据电场方向和电势能、重力势能的变化情况与电场力和重力做功，能量的转化和守恒定律进行分析解答。
【解答】解：A.电场强度的方向竖直向上，带电粒子重力势能减小，说明高度降低，电势能也减小，说明电场力做正功，则微粒一定带负电，故A错误；
B.由题图可知，0～3s内电势能减少9J，则0～3s电场力做的功为9J，故B正确；
C.由题图可知，电场力和重力均做正功，则电势能和重力势能都减小，根据能量的转化和守恒定律可知，动能增加，故C正确；
D.0～3s内除电场力和重力外没有其它力对微粒做功，故D错误。
故选：BC。
【点评】考查电场方向和电势能、重力势能的变化情况与电场力和重力做功，能量的转化和守恒定律，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）12．（2025 全国一模）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴P处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（ ）
A．带电液滴M 一定带正电
B．R4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴P将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴P将向下极板运动
【分析】根据受力平衡得到电场力方向，再根据电压得到电场方向，即可得到液滴带点符号；根据电路变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到电流表读数变化，从而得到电压表读数变化；根据电容器两端电压变化得到场强变化，从而得到合外力变化，即可得到液滴运动方向。
【解答】解：A、电容器下极板与电源负极相连，故电容器上极板电压比下极板电压高，故电容器内电场方向向下；
又有液滴受重力和电场力作用保持静止状态，所以，电场力方向向上，故液滴带负电，故A错误；
B、R4的滑片向上端移动时，接入电路的电阻增大，故总电阻增大，那么，总电流减小，所以，R3两端电压增大，所以，经过R3的电流增大，所以，电流表读数减小；
那么，R2两端电压减小，所以，电压表读数增大，故B正确；
C、若仅将电容器下极板稍微向上平移，那么，电容器两端电压不变，故电容器中场强增大，所以，电场力增大，那么合外力向上，液滴向上运动，故C正确；
D、若将开关S断开，那么，电容器两极板电压和电源电动势相同，故电压增大，那么，电容器中场强增大，所以，合外力向上，液滴向上运动，故D错误；
故选：BC。
【点评】电路计算问题，一般根据电路变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到路端电压变化，进而得到支路电流变化，最后求得电压变化。
（多选）13．（2025 五华区模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U﹣I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（ ）
A．此时硅光电池的内阻为20Ω
B．此时硅光电池的内阻为24.3Ω
C．此时硅光电池的输出效率约为59%
D．此时硅光电池的总功率为1.36W
【分析】根据闭合电路的欧姆定律结合闭合电路的欧姆定律计算出电源的电动势和内阻；根据P＝EI计算电池的总功率；根据输出功率与总功率的比值得到电源的效率。
【解答】解：由图线a知，此硅光电池的电动势 E＝6.8V，由图线b知，电阻 ，当电阻接在硅光电池上，在该光照强度下 U水＝4V，I＝0.2A，由 E＝U+Ir得 r＝14Ω；电池总功率 P＝EI＝6.8×0.2W＝1.36W，电池的输出功率 P出＝U完I＝4×0.2W＝0.8W，效率，故AB错误，CD正确。
故选：CD。
【点评】本题考查了闭合电路的欧姆定律的应用，掌握功率公式和效率公式是解题的基础。
（多选）14．（2025 郴州三模）如图所示的电路，电源内阻不计，电源电动势为E，定值电阻R1＝R，滑动变阻器R2的总阻值为4R，电容器的电容为C，闭合开关当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上的最大带电量为
B．电阻R1的功率先增大后减小
C．电阻R2的功率先增大后减小
D．电流表的示数一直在增大
【分析】根据滑动变阻器接入电路的电阻变化分析电路总电阻的变化，判断电容器电压的变化，确定电容器的最大电压，从而求得电容器上的最大带电量；根据干路电流的变化，判断电阻R1的功率变化；把R1看成电源的内阻，根据等效电源的内阻与外电阻的关系判断电阻R2的功率变化情况；根据变阻器上的电压变化，结合并联电路规律分析电流表的示数变化情况。
【解答】解：A、滑动变阻器接入电路的电阻为
根据，当R左＝R右时，即当滑动变阻器的滑动头位于滑动变阻器的正中央时，滑动变阻器接入电路的总电阻最大，此时Rab＝R，路端电压最大，电容器的电压最大，且为，则电容器上的最大带电量为，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，电路的总电阻先增大后减小，干路电流先减小后增大，流过R1的电流先减小后增大，根据，电阻R1的功率先减小后增大，故B错误；
C、把R1看成电源的内阻，当滑动变阻器接入电路的电阻和R1电阻相等时，电阻R2上消耗的功率最大，即当滑动变阻器的滑动头滑动变阻器的正中央时，电阻R2消耗的功率最大，所以当滑动变阻器的滑动头从最左端a滑到最右端b时，电阻R2的功率先增大后减小，故C正确；
D、当滑动头从a移动到滑动变阻器的中央时，滑动变阻器上的电压逐渐增大，变阻器右侧电阻减小，根据可知，电流表的示数逐渐增大；当滑动头从中央滑到b端时，电路总电阻减小，总电流增大，而变阻器左侧的电流减小，则变阻器右侧的电流一定增大，所以电流表的示数一直在增大，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题是电路的动态分析问题，关键要明确滑动变阻器接入电路的电阻变化情况，采用等效法分析滑动变阻器功率的变化情况。要记住结论：当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。
（多选）15．（2025 五华区模拟）如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R1、R2是定值电阻，已知R1＜r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3示数变化量的绝对值。在温度升高的过程中，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（电表均为理想电表）（ ）
A．带电液滴一定向下加速运动，液滴电势能减小
B．都不变，且
C．电源的输出功率一定增大
D．电阻RT消耗的功率可能增大，也可能减小
【分析】先判断电容器两板间电压的变化，然后判断出电场强度的变化，进而分析带电液滴的运动以及液滴电势能的变化；根据闭合电路的欧姆定律分析；不知道电源内阻和外电阻的关系，所以无法分析电源的输出功和电阻RT消耗的功率情况；根据等效电源分析。
【解答】解：A、带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度升高的过程中，热敏电阻 RT 阻值变小，回路中电流变大，路端电压减小，由于流过定值电阻 R1 的电流变大，所以电阻 R1 分得的电压变大，而路端电压减小，故电压表 V2 示数减小，平行板间的电场强度也减小，导致带电液滴向下运动，液滴受到的电场力做负功，电势能增加，故A错误；
B、电压表 V3 测路端电压，电压表 V2 测热敏电阻 RT 两端电压，电压表 V1 测定值电阻R1 两端电压，由 U3＝E﹣Ir，得 ，U2＝E﹣I（r+R1），得 ，由 U1＝IR1得 ，故 、、 都不变，且 ，故B正确；
C、RT 减小，R外一定减小，但 R外 初始值可能大于、等于和小于内阻r，所以电源的输出功率有不同的可能性，故C错误；
D、采用等效思想，新电源内阻 ，，因为 RT 与r‘大小关系不确定，所以电阻 RT 的功率可能增大，也可能减小，故D正确。
故选：BD。
【点评】掌握闭合电路的欧姆定律的应用是解题的基础，知道电源的内阻和外电阻相等时电源的输出功率最大。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 合肥模拟）如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．电阻R1＝R2＝500Ω，电阻R3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）简述电饭煲的工作原理．
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
【分析】（1）分析电路结构，重点明确温控开关的作用，明确电饭煲的工作原理；
（2）根据电路结构利用串联电路规律由功率公式可求得功率的表达式，则可求得比值．
【解答】解：（1）电饭煲煮饭时，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1闭合，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合，继续加热，待水烧开后温度升高到103℃，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于电饭煲散热，待温度下降到70℃时，S2自动闭合，电饭煲又处于加热状态，待温度上升到80℃时，S2又自动断开，电饭煲再次处于保温状态．
（2）设电饭煲处于加热状态时消耗的电功率为P1，保温状态电功率为P2，则有加热时功率为：
P1
保温时功率为：
P2
联立并代入数据得：
答：（1）原理如上分析；
（2）加热和保温两种状态下消耗的电功率之比为12：1．
【点评】本题考查电饭煲原理，要注意明确串并联电路规律，并正确选择功率公式进行分析研究．
17．（2025 玄武区模拟）在如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝0.6m，板长L＝1.2m，电源电动势E＝20V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。在A板的中点O固定一条长为l＝0.3m的轻质绝缘细线，细线另一端连接一个可视为质点且重力不计的正电小球。闭合开关S，待电路稳定后，小球在水平恒力F作用下恰好保持静止，细线与竖直方向的夹角θ＝60°。当撤去恒力F后，小球运动到最低点C时，细线恰好断裂，小球继续运动。已知该粒子电荷量q＝1×10﹣3C，质量m＝9×10﹣5kg，C点在B板上投影点为D，空气阻力忽略不计。求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）；
（3）试判断小球最终是落在B板上还是从AB板间飞出、若落在B板上，求落点到D点间的水平距离x，若从AB板间飞出，求偏转距离y。
【分析】（1）先计算出金属板间的电压，然后根据F＝qE计算电场力，最后根据平衡条件计算水平恒力大小；
（2）根据动能定理计算小球到C点的速度，然后根据牛顿第二定律计算拉力大小；
（3）先假设小球不能从金属板间飞出，根据平抛运动规律分析计算。
【解答】解：（1）金属板间的电压
小球在金属板间所受的电场力的大小
解得
小球在恒力F作用下静止时，设绳子的拉力大小为T1，由平衡条件，有
T1sin60°＝F
T1cos60°＝F1
联解解得
（2）小球由静止开始运动到C的过程中，根据动能定理，有
解得小球在C点的速度大小为
vc＝10m/s
在C点，由牛顿第二定律
解得细线对小球的拉力大小为
T＝6×10﹣2N
方向竖直向上
（3）细线断裂后，小球做平抛运动，假设小球不能从金属板间飞出，落在B板上所用的时间为t，则
x＝vct
根据牛顿第二定律，有
F1＝ma
根据位移—时间公式
联立解得
故假设成立。即小球最终落在B板上，落点到D点间的水平距离为。
答：（1）水平恒力F的大小为N；
（2）在C点，细线对小球的拉力T（细线断裂前）为6×10﹣2N，方向竖直向上；
（3）小球最终落在B板上，落点到D点间的水平距离为。
【点评】本题考查了含电容器的电路问题，以及平抛运动规律等，基础题。
18．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？滑动变阻器消耗的最大功率是多少？
（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？
【分析】（1）根据功率公式P＝I2R，R1为定值电阻，当R2＝0时，电流最大，定值电阻R1消耗的功率最大，根据闭合电路欧姆定律求电路中最大电流，再求电阻R1消耗的最大功率；
（2）根据闭合电路欧姆定律和功率公式得到滑动变阻器消耗的功率与其阻值的关系式，再求解滑动变阻器消耗的最大功率；
（3）采用同样方法确定电源输出功率最大时滑动变阻器的阻值，并求电源输出的最大功率。
【解答】解：（1）R1为定值电阻，当R2＝0时，流经R1的电流最大，则电阻R1消耗的功率最大，此时电路中电流为
I1A＝2A
电阻R1消耗的最大功率为
P1R1＝22×1W＝4W
（2）电源与定值电阻R1、R2串联，滑动变阻器消耗的功率为
当滑动变阻器的阻值为
R2＝R1+r＝1Ω+2Ω＝3Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，为
P滑W＝3W
（3）同理可得，电源的输出功率为
当R1+R2＝r
即R2＝1Ω时，电源输出的功率最大，为
P出W＝4.5W
答：（1）当滑动变阻器的阻值R2为0时，电阻R1消耗的功率最大，电阻R1消耗的最大功率是4W；
（2）当滑动变阻器的阻值为3Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，滑动变阻器消耗的最大功率是3W；
（3）当滑动变阻器的阻值为1Ω时，电源输出功率最大，电源输出的最大功率是4.5W。
【点评】本题的关键要根据闭合电路欧姆定律和功率公式推导出滑动变阻器的功率和电源的输出功率与电阻的关系，再求最大功率，这是常用的函数法，也可以采用结论法解题，关键记住“对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大”这个结论，但要注意对于定值电阻的最大值要注意明确电流越大，功率越大。
19．（2023 昌平区二模）类比是研究问题的一种常用方法。
（1）物体受到地球的万有引力作用，可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为M，引力常量为G。类比电场强度，推导地球在距地心为r处（r大于地球半径）产生的引力场强度的表达式。
（2）经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似，在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。设电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，电子处于基态时的轨道半径为R。求电子处于基态时做圆周运动的线速度大小v。
（3）a．物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f＝kv（k为常量）的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程描述，其中m为物体质量，G1为其重力。求物体下落的最大速率vm；并在图1所示的坐标系中定性画出速度v随时间t变化的图像。
b．图2为“演示电容器充、放电”的实验电路图。电源电动势为E、内阻不计。电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。将开关接1，给电容器充电，写出充电过程中极板电荷量q随时间t变化的方程。类比v﹣t图像，在图3所示的坐标系中定性画出电荷量q随时间t变化的图像。
【分析】（1）利用万有引力定律类比电场强度的定义得引力场强大小；
（2）氢原子核外电子做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律求线速度大小；
（3）加速度为零时，速度最大，分析v随时间t变化的图像。
【解答】解：（1）设质量为m的物体在距地心为处，受到地球的万有引力大小为
类比电场强度的定义得引力场强大小为
解得
（2）氢原子核外电子在库仑力的作用下做匀速圆周运动
解得
（3）a、当加速度为零时，速度最大，所以
v随时间t变化的图像
b、给电容器充电时，有UC+UR＝E
UC
UR＝IR
I
联立解得ER
类比v﹣t图像，可得q﹣t图像如下图所示
答：（1）引力场强度的表达式；
（2）电子处于基态时做圆周运动的线速度大小为；
（3）a、物体下落的最大速率为，
v随时间t变化的图像
b、电荷量q随时间t变化的方程为：ER
电荷量q随时间t变化的图像
【点评】本题利用类比思想分析引力场强度的表达式，氢原子核外电子可看成匀速圆周运动，电容器电路中解题关键是全电路电压关系式。
20．（2023 安徽三模）如图所示的电路中，R1＝R3＝2R，R2＝R4＝R5＝R，电源内阻r＝R。平行板电容器板长为L，板间距为。电键S闭合时，有一质量为m，带电量为e（ e＞0）的电子从左侧以速度v沿中线水平射入极板间，恰好从上板右边缘射出。
（1 ）求电源的电动势；
（2）若电键S断开，电子入射位置和速度不变，求电场对电子做的功（用m，v表示）。
【分析】（1）电子恰好从边缘射出，做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求解两极板间的电压，根据串并联规律和闭合电路欧姆定律求解电源电动势；
（2）根据闭合电路欧姆定律和串并联规律求解两极板间的电压，根据牛顿第二定律和运动学公式求解电子偏转距离，根据做功公式求解电场做功。
【解答】解：（1）电子恰好从边缘射出，由牛顿第二定律得：ema
水平方向：L＝vt
竖直方向：at2
联立解得：U
电阻R1和R3并联，R并R
电路中的总电阻为R总＝R并+R5+R4+r＝4R
电阻R4两端的电压等于两极板间的电压，大小为U，由欧姆定律得，电路中电流I
由闭合电路欧姆定律得，电源电动势E＝IR总
（2）若电键断开，由闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I′
两极板间的电压U′＝I′R4
由牛顿第二定律得：ema′
水平方向：L＝vt
竖直方向：ya′t2
联立解得：yL
电场对电子做功为W＝eymv2
答：（1）电源的电动势为；
（2）电场对电子做的功为mv2。
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律和电子在电场中偏转规律，解题关键是分析好电路，结合闭合电路欧姆定律、运动学公式和牛顿第二定律列式求解即可。
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