【高考押题卷】2025年高考物理热点难点考前冲刺 电路与电能（含解析）

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高考物理考前冲刺押题预测 电路与电能
一．选择题（共10小题）
1．（2024 临湘市期末）铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（　　）
A．光速c B． C． D．
2．（2024 桐乡市校级模拟）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电源的输出功率和效率都较高
3．（2024 邳州市校级期中）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列比值错误的是（　　）
A．不变，不变
B．变大，变大
C．变大，不变
D．变大，不变
4．（2024 内蒙古自主招生）如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6V12W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.50Ω．若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时（　　）
A．整个电路消耗的电功率为24W
B．电动机的热功率为12W
C．电动机的输出功率为12W
D．电动机的输入功率为12W
5．（2024 天宁区校级学业考试）如图所示为一块长方体铜块，使电流沿如图I1、I2两个方向通过该铜块，铜块的电阻之比为（　　）
A．1 B． C． D．
6．（2024 全国）在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触点向图中a端移动时（　　）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
7．（2024 资中县校级期中）如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　）
A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮
B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗
C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗
D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗
8．（2024 小店区校级期末）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2024 海南）一车载加热器（额定电压为24V）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则（　　）
A．Pab＞Pbc B．Pab＝Pac C．Pac＝Pbc D．Pab＜Pac
10．（2024 广东）如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是（　　）
A．通过R1上的电流增大 B．L1上消耗的功率增大
C．电源输出功率减小 D．通过R3上的电流增大
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2024 江苏）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大
（多选）12．（2024 惠农区校级期末）关于电流，下列说法中正确的是（　　）
A．由I可知，通过导线截面的电量越多，电流越大
B．由I＝nqsv可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大
C．由I可知，同一导体中的电流与导体两端的电压成正比
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
（多选）13．（2024 北京、内蒙古、安徽）在图所示电路中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板带正电且电量增大，下列办法中可行的是（　　）
A．增大R1，其它电阻不变
B．增大R2，其它电阻不变
C．增大R3，其它电阻不变
D．增大R4，其它电阻不变
（多选）14．（2024 江苏一模）图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　）
A．电流表的读数一直减小
B．R0的功率先减小后增大
C．电源输出功率先增大后减小
D．电压表的读数先增大后减小
（多选）15．（2024 广西学业考试）对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．欧姆定律适用于一切导电物质
B．由可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
C．由可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
D．对电阻一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变
三．解答题（共5小题）
16．（2024 广东）某同学设计的可调电源电路如图（a）所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。
①用电压表测量A、B两端的电压；将电压表调零，选择0～3V挡，示数如图（b），电压值为　 　V。
②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于　 　端。
③要使输出电压U变大，滑片P应向　 　端。
④若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在　 　的风险（填“断路”或“短路”）
17．（2024 江苏）如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：
（1）电源的电动势E和内阻r。
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
18．（2024 上海）如图（a），磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端，B的质量m＝0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲线I．若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度（如图（b）所示），则B的总势能曲线如图（c）中Ⅱ所示，将B在x＝20.0cm处由静止释放，求：（解答时必须写出必要的推断说明。取g＝9.8m/s2）
（1）B在运动过程中动能最大的位置；
（2）运动过程中B的最大速度和最大位移。
（3）图（c）中直线Ⅲ为曲线Ⅱ的渐近线，求导轨的倾角。
（4）若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图（c）上画出B的总势能随x的变化曲线。
19．（2024 北京）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg．当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50A，电压U＝300V．在此行驶状态下：
（1）求驱动电机的输入功率P电；
（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。
已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
20．（2024 海南）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。
（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2．由此可求出Rx＝　 　。
（2）若电源电动势E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω．此电路可测量的Rx的最大值为　 　Ω。
高考物理考前冲刺押题预测 电路与电能
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2024 临湘市期末）铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（　　）
A．光速c B． C． D．
【考点】电流的微观表达式；电流的概念、性质及电流强度的定义式．
【专题】恒定电流专题．
【答案】D
【分析】设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率。
【解答】解：长度为L的铜导线的质量为：M＝ρSL
其物质的量为：Amol
每摩尔铜原子可以提供n个自由电子，故长度为L的铜导线中的自由电子个数为：
N＝nAmol
电流I
解得：v，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】本题关键是建立物理模型，根据电流的定义式推导电流的微观表达式，它是联系微观与宏观的桥梁。
2．（2024 桐乡市校级模拟）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电源的输出功率和效率都较高
【考点】电源的U﹣I图像与导体的U﹣I图像相结合的问题；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】恒定电流专题；理解能力；推理论证能力．
【答案】C
【分析】直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，其斜率大小等于电源的内阻，可读出电源内阻的大小。由电源的效率，电源内阻越小，效率越高。电源的输出功率P＝UI，数值上等于图线交点和原点对应的“面积”。
【解答】解：A、直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，可读出电源a的内电阻大，由知，电源a效率较低，故A错误。
B、C、D电源的输出功率P＝UI，数值上等于图线交点和原点对应的“面积”，由图可知R接到a电源上，电源的输出功率较大。故B错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查理解电源的外特性曲线与电阻伏安特性曲线的能力，对于两图线的交点，实际上就是该电阻接在电源上时的工作状态。
3．（2024 邳州市校级期中）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列比值错误的是（　　）
A．不变，不变
B．变大，变大
C．变大，不变
D．变大，不变
【考点】电路动态分析．
【专题】恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】B
【分析】由题意知：R1是定值电阻，根据欧姆定律得知R1．变阻器是可变电阻，根据闭合电路欧姆定律研究、与电源内阻的关系，再分析选择。
【解答】解：A、根据欧姆定律得知：R1．故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变。故A正确。
B、C，R2，变大。根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E﹣I（R1+r），则有R1+r，不变。故B错误，C正确。
D、R1+R2，变大。根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E﹣Ir，则有r，不变。故D正确。
故选：B。
【点评】本题对于定值电阻，是线性元件有R，对于非线性元件，R。
4．（2024 内蒙古自主招生）如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机．小灯泡L上标有“6V12W”字样，电动机的线圈电阻RM＝0.50Ω．若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时（　　）
A．整个电路消耗的电功率为24W
B．电动机的热功率为12W
C．电动机的输出功率为12W
D．电动机的输入功率为12W
【考点】电功和电功率的计算；欧姆定律的简单应用．
【专题】恒定电流专题．
【答案】D
【分析】电动机与灯泡串联，通过它们的电流相等；已知小灯泡额定电压与额定功率，由电功率公式的变形公式求出灯泡正常工作时的电流；由电功率公式分析答题．
【解答】解：灯泡正常发光，则电路电流I＝IL2A；
A、已知电路电流，由于不知电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故A错误；
B、电动机的热功率PQ＝I2RM＝22×0.5W＝2W，故B错误；
CD、灯泡正常发光时，电动机电压UM＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，电动机的输入功率P＝UMI＝6×2W＝12W，
电动机的输出功率P出＝P﹣PQ＝12W﹣2W＝10W，故C错误，D正确；
故选：D。
【点评】电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于输入功率与热功率之差．
5．（2024 天宁区校级学业考试）如图所示为一块长方体铜块，使电流沿如图I1、I2两个方向通过该铜块，铜块的电阻之比为（　　）
A．1 B． C． D．
【考点】电阻定律的内容及表达式．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．
【答案】B
【分析】明确两电流流向中对应的电阻长度和截面积，再根据电阻定律分别求出电阻表达式，再求出比值即可．
【解答】解：I1流向时，长度为a，截面积为bc，则由电阻定律可知：R1；
I2流向时，长度为c，截面积为ab，则电阻R2；
故电阻之比为：；
故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查电阻定律的正确应用，要注意明确同一电阻，电流的流向不同时，对应的阻值是不同的，要明确电阻的长度和截面积才能准确求解电阻大小．
6．（2024 全国）在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触点向图中a端移动时（　　）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
【考点】电路动态分析．
【专题】恒定电流专题．
【答案】D
【分析】当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电流表A和电压表的读数变化。
【解答】解：当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律知，总电流I变大，路端电压变小，U变小。电路中并联部分电压变小，则I变小。
故选：D。
【点评】本题电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”的顺序进行分析。
7．（2024 资中县校级期中）如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　）
A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮
B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗
C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗
D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗
【考点】电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．
【答案】D
【分析】当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压的变化，再由欧姆定律分析并联部分电压的变化，即可得到结论。
【解答】解：当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流增大，通过灯L2的电流变大，则灯L2变亮。
电源的内电压和L2的电压增大，路端电压减小，则并联部分电压减小，电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L1变暗。故D正确。ABC错误；
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律和滑动变阻器的使用，关键明白滑片移动的过程中电路的变化情况，这是本题的难点也是重点。
8．（2024 小店区校级期末）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是（　　）
A． B．
C． D．
【考点】电流的微观表达式；动能定理的简单应用；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题；电流的概念、性质及电流强度的定义式．
【专题】定性思想；方程法；恒定电流专题．
【答案】D
【分析】根据动能定理求出电子刚出加速电场时的速度v。在一小段长为Δl内电子可以看成做匀速运动，由Δt求出电子运动的时间，根据电流求出长为Δl电子束的电量，再求解电子数。
【解答】解：根据动能定理得：
eUmv2
得到：
v①
在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电子电量为：
q＝IΔt＝I②
电子数n③
联立①②③得：
n．故ABC错误，D正确
故选：D。
【点评】该题考查对电流的微观表达式的理解，解答本题关键是建立物理模型，对电子束运动情况进行简化。中等难度。
9．（2024 海南）一车载加热器（额定电压为24V）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则（　　）
A．Pab＞Pbc B．Pab＝Pac C．Pac＝Pbc D．Pab＜Pac
【考点】电功和电功率的计算．
【专题】定性思想；方程法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】加热器接入的电压都是24V，根据：P，可知，要比较电功率，只需要比较三种情况下的电阻值即可。
【解答】解：接ab，则电路的总电阻为：
接ac，则电路的总电阻为：
接bc，则电路的总电阻为：
由题知，不管接那两个点，电压不变，为U＝24V，根据P可知Pab＝Pbc＜Pac，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】根据考查电功率的公式的应用，由于不知道具体的电阻值，所以不能求出三种情况下具体的功率，但可以通过比较电阻值的大小关系，由公式P比较电功率的大小关系。
10．（2024 广东）如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是（　　）
A．通过R1上的电流增大 B．L1上消耗的功率增大
C．电源输出功率减小 D．通过R3上的电流增大
【考点】电路动态分析．
【专题】恒定电流专题．
【答案】A
【分析】由题，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化．由于电源的内阻不计，电源的输出功率P＝EI，与电流成正比．L1的电压等于并联部分总电压，并联部分的电压随着其电阻的减小而减小，分析L1上消耗的功率变化，判断通过R3上的电流变化．
【解答】解：
A、R1在干路中，通过R1上的电流增大。故A正确。
B、由于并联部分的电阻减小，根据并联电路的特点，并联部分分担的电压减小，L1两端的电压减小，其消耗的功率减小。故B错误。
C、题中，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大。由于电源的内阻不计，电源的输出功率P＝EI，与电流成正比，则电源输出功率增大。故C错误。
D、由上知道，并联部分的电压减小，通过R3上的电流将减小。故D错误。
故选：A。
【点评】本题要抓住并联的支路增加时，并联的总电阻将减小．同时要注意电源的内阻不计，电源的输出功率P＝EI．
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2024 江苏）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大
【考点】电源的总功率、输出功率和效率；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】定性思想；等效替代法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】ABD
【分析】S闭合，考虑电动机电阻，外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，路端电压减小，总电流增大，据此分析各选项。
【解答】解：S闭合，灯与电动机并联，电路总电阻减小，干路电流I增大，电源内电压增大、则路端电压减小，车灯电流I灯减小，电源的总功率EI变大，故ABD正确，C错误。
故选：ABD。
【点评】并联电阻总阻值小于并联前任何一个分电阻阻值；串并联电路关系和闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律是分析动态电路的基本规律，必须熟练掌握。
（多选）12．（2024 惠农区校级期末）关于电流，下列说法中正确的是（　　）
A．由I可知，通过导线截面的电量越多，电流越大
B．由I＝nqsv可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大
C．由I可知，同一导体中的电流与导体两端的电压成正比
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
【考点】电流的微观表达式；电流的概念、性质及电流强度的定义式．
【专题】恒定电流专题．
【答案】BC
【分析】对比值定义法的物理量不能说与分子成正比，与分母成反比，导体中的电流与导体两端的电压成正比，电流有方向，但是标量．
【解答】解：A、通过导线截面的电量多，若时间长，电流不一定大，A错误
B、由I＝nqsv可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大，B正确
C、由I可知，导体中的电流与导体两端的电压成正比，C正确
D、电流有方向，但是标量，D错误
故选：BC。
【点评】掌握电流的两种表达式，特别是电流的微观表达式的公式，要理解各物理量的含义．
（多选）13．（2024 北京、内蒙古、安徽）在图所示电路中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板带正电且电量增大，下列办法中可行的是（　　）
A．增大R1，其它电阻不变
B．增大R2，其它电阻不变
C．增大R3，其它电阻不变
D．增大R4，其它电阻不变
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电容的概念、单位与物理意义．
【专题】压轴题；恒定电流专题．
【答案】AD
【分析】由图可知R1与R2串联后与R3、R4并联，开始时C的上极板带正电，说明上极板电势要高于下极板，要使电量增大应增大上极板的电势或减小下极板的电势．
【解答】解：设负极处电势为零，由图可知上极板的电势等于R1两端的电势差，下极板上的电势等于R3两端的电势差；稳定时两支路互不影响；
A、增大R1时，R1上的分压增大，而下极析上电势不变，故上极板电势增加，则电容器两端的电势差增加，极板上电荷量增大，故A正确；
B、若增大R2时，R2上的分压增大，则R1两端的电势差减小，上极板上电势降低，而下极板电势不变，故可能使下极板带正电，或电量减小，故B错误；
C、增大R3，则R3分压增大，故下极板的电势增大，会出现与B相同的结果，故C错误；
D、增大R4，则R4分压增大，R3两端的电势差减小，故下极板上电势降低，上下极板间电势差增大，故电量增大，故D正确；
故选：AD。
【点评】本题应注意无法直接确定电容器与哪个电阻并联，故应根据与两极板相连处电路的电势确定电势差，本题较为新颖，应注意把握．
（多选）14．（2024 江苏一模）图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　）
A．电流表的读数一直减小
B．R0的功率先减小后增大
C．电源输出功率先增大后减小
D．电压表的读数先增大后减小
【考点】电路动态分析．
【专题】压轴题；恒定电流专题．
【答案】BD
【分析】在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，变阻器并联电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中总电流的变化，确定电流表示数的变化、R0的功率变化和路端电压的变化．根据电源内外电阻的关系分析电源输出功率的变化．
【解答】解：在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，变阻器并联总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知，电路中总电流I先减小后增大，则电流表的读数先减小后增大，R0的功率先减小后增大。路端电压先增大后减小，则电压表的读数先增大后减小。由于电源的内阻与外电阻的关系未知，无法判断电源输出功率如何变化。
故选：BD。
【点评】本题中变阻器两侧电阻并联，滑片滑到中点时，并联电阻最大．考查分析电路动态变化问题的能力．
（多选）15．（2024 广西学业考试）对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．欧姆定律适用于一切导电物质
B．由可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
C．由可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
D．对电阻一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变
【考点】欧姆定律的简单应用．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．
【答案】CD
【分析】根据欧姆定律的内容和影响电阻大小的因素进行解答。欧姆定律的内容是：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与电压、电流无关。
【解答】解：A、欧姆定律适用于纯电阻电路或电解质导电，不是适用于一切导电物质；故A错误；
B、导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与电压、电流无关，故B错误；
C、欧姆定律的内容为：通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故C正确；
D、对电阻一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值不变，等于电阻，故D正确；
故选：CD。
【点评】知道影响电阻大小的因素，并且知道导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关是解决本题的关键，欧姆定律只是计算电阻的一种方法。
三．解答题（共5小题）
16．（2024 广东）某同学设计的可调电源电路如图（a）所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。
①用电压表测量A、B两端的电压；将电压表调零，选择0～3V挡，示数如图（b），电压值为　1.30　V。
②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于　A　端。
③要使输出电压U变大，滑片P应向　B　端。
④若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在　短路　的风险（填“断路”或“短路”）
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．
【专题】恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】①根据量程，确定电压表的最小分度，再进行读数。
②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，应使变阻器输出电压最小。
③根据串联电路分压规律确定滑片移动的方向。
④若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在短路的可能。
【解答】解：①由题，电压表的量程为0～3V，其最小分度为0.1V，则图b中电压值为1.30V。
②在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于A端，使输出电压为零。
③要使输出电压U变大，PA间的电阻应增大，所以滑片P应向B端移动。
④若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，滑片移到B端时存在短路的可能。
故答案为：
①1.30；②A；③B；④短路。
【点评】本题要掌握基本仪器的读数，注意估读一位。要理解并掌握分压器电路的原理和调压方法，明确开关闭合前应使输出电压最小，从而确定安全。
17．（2024 江苏）如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V．求：
（1）电源的电动势E和内阻r。
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电功和电功率的计算．
【专题】计算题；恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由两次电压表及电阻箱的读数，列出闭合电路欧姆定律联立可求得电动势和内阻；
（2）由功率表达式可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大；由数学知识可求得最大值．
【解答】解：（1）由闭合电路欧姆定律：
联立上式并代入数据解得：
E＝6V
r＝1Ω
电源电动势为6V，内阻为1Ω；
（2）由电功率表达式：
将上式变形为：
由上式可知R＝r＝1Ω时P有最大值为；
故P的最大输出功率为9W．
【点评】本题考查闭合电路的欧姆定律及功率输出的最大值问题，最大输出功率要以作为结论直接应用，但是还要注意明确推导过程．
18．（2024 上海）如图（a），磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端，B的质量m＝0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲线I．若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度（如图（b）所示），则B的总势能曲线如图（c）中Ⅱ所示，将B在x＝20.0cm处由静止释放，求：（解答时必须写出必要的推断说明。取g＝9.8m/s2）
（1）B在运动过程中动能最大的位置；
（2）运动过程中B的最大速度和最大位移。
（3）图（c）中直线Ⅲ为曲线Ⅱ的渐近线，求导轨的倾角。
（4）若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图（c）上画出B的总势能随x的变化曲线。
【考点】用能量守恒定律解决实际问题；重力势能的定义和性质．
【专题】压轴题；力学知识在生产和生活中的应用．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据功能关系可知，当势能最小时，动能最大。
（2）由图得出释放时的势能便是整个运动过程中的总能量，根据能量转化与守恒可知势能最小时动能最大，据此可求得最大速度和最大位移。
（3）所谓渐近线，就是曲线Ⅱ的趋势线，即当x→∞时曲线Ⅱ趋向于渐近线Ⅲ，所谓x→∞物理意义是磁场很小到可以忽略不计的位置，此时总势能可以认为只有重力势能而没有磁场能。所以渐近线Ⅲ表示B的重力势能随位置变化关系。然后根据数学知识可以求得结果。
（4）因为异名磁极相互吸引，所以释放B后，B向A运动，引力做正功，势能减小，无穷远处势能为0，减小后自然为负，所以，A、B异名磁极相对放置相当于原来的电势不变，电荷变为负值，电势能变为负值。
【解答】解：（1）势能最小处动能最大
由图线Ⅱ得x＝6.1cm（在5.9～6.3cm间均视为正确）
故B在运动过程中动能最大的位置为x＝6.1cm。
（2）由图读得释放处（x＝20.0cm处）势能Ep＝0.90J，此即B的总能量。由于运动中总能量守恒，因此在势能最小处动能最大，由图象得最小势能为0.47J，则最大动能为Ekm＝0.9﹣0.47＝0.43J
（Ekm在0.42～0.44J间均视为正确）
最大速度为（vm在1.29～1.33 m/s间均视为正确）
x＝20.0 cm处的总能量为0.90J，最大位移由E＝0.90J的水平直线与曲线Ⅱ的左侧交点确定，由图中读出（左侧）交点位置为x＝2.0cm，因此，最大位移Δx＝20.0﹣2.0＝18.0cm（Δx在17.9～18.1cm间均视为正确）
故运动过程中B的最大速度为1.31m/s，最大位移为18.0cm。
（3）渐近线Ⅲ表示B的重力势能随位置变化关系，即EPg＝mgxsinθ＝kx
∴
由图读出直线斜率
（θ在59°～61°间均视为正确）
故导轨的倾角为59.7°。
（4）若异名磁极相对放置，A，B间相互作用势能为负值，总势能如图中红线所示，
【点评】本题考查包括重力势能、磁场能和动能在内的能量守恒，其中，总势能包括重力势能和磁极间相互作用势能即磁场能，还要读图和作图，有一定难度，难点在（1）关于渐近线，有的同学没有学过，不懂渐近线是什么，即使知道渐近线是曲线的趋势线，也难知道对本题来说，渐近线是重力势能线。（2）把曲线Ⅱ转化为答案中的红线，把重力势能与磁场能之和转化为二者之差也不容易。此题高考中从来没有出现过，是创新。
19．（2024 北京）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg．当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50A，电压U＝300V．在此行驶状态下：
（1）求驱动电机的输入功率P电；
（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。
已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
【考点】用能量守恒定律解决实际问题；功率的定义、物理意义和计算式的推导；电功和电功率的计算．
【专题】压轴题；力学知识在生产和生活中的应用；恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据输入电压与电流即可求出输入功率。
（2）当汽车匀速行驶时牵引力等于阻力即F＝f，此时P机＝fv。
（3）根据太阳的辐射总功率，求出地面上单位面积上的辐射功率，然后利用太阳能电池的能量转化效率进一步求解。
【解答】解：（1）驱动电机的输入功率 P电＝IU＝1.5×104W
故驱动电机的输入功率P电＝1.5×104W。
（2）在匀速行驶时：P机＝0.9P电＝Fv＝fv，故有：，v＝36km/h＝10m/s，
代入数据得汽车所受阻力与车重之比为：。
故汽车所受阻力与车重的比值为0.045。
（3）当阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积：S0＝4πr2。
若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P′，则 ①
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，P＝（1﹣30%）P/②
所以由①②可得：
由于P电＝15%P，所以电池板的最小面积S101m2
故所需最小面积为101m2。
分析可行性并提出合理的改进建议：现在还不能达到设计要求，要进一步提高太阳能电池转化率，减小车的质量，提高电动机效率。
【点评】本题依据能量转化与守恒考查了太阳能的利用，有一定的现实意义，易错点在于不能正确求出地面上单位面积太阳能功率。
20．（2024 海南）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。
（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2．由此可求出Rx＝　　。
（2）若电源电动势E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω．此电路可测量的Rx的最大值为　200　Ω。
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．
【专题】压轴题；恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】通过不同的接点，用一个电压表分别测量出两个电阻的分担电压，根据二者电流相等，推导出带测电阻的表达式。
【解答】解：（1）当S2向左闭合，S1向左时，测量的U1是RX的分压，将S2向右闭合，S1向右时，测量的U2是R的分压，RX与R串联，则有，所以：RX
（2）RX与R串联，所以当电压表测量RX时达到最大量程时，RX阻值最大，此时RX200Ω
故答案为：；200。
【点评】本题考查了用一个电压表通过巧妙的实验设计测量电阻的实验，是个创新性很强的题目。
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