山东专用高考物理一轮复习专题十恒定电流_模拟集训含解析

专题十　恒定电流

【5年高考】

考点一　电路的基本概念和规律

1.(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是              (　　)

A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系

B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系

C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系

D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系

答案　B　

2.(2016课标Ⅱ,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为              (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.　　B.　　C.　　D.

答案　C　

考点二　闭合电路欧姆定律

1.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为              (　　)

A.1Ω　　B.2Ω　　C.3Ω　　D.4Ω

答案　A　

2.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则              (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.I1<I2　　B.>

C.=　　D.<

答案　D　

3.(2020浙江1月选考,6,3分)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱              (　　)

A.通过的电流增大

B.两端的电压增大

C.阻值增大为原来的1.2倍

D.电功率增大为原来的1.44倍

答案　B　

4.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有              (　　)

A.路端电压为10V

B.电源的总功率为10W

C.a、b间电压的大小为5V

D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A

答案　AC　

5.(2020江苏单科,6,4分)(多选)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

答案　ABD　

6.(2018海南单科,10,5分)(多选)如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r<R,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正确的是              (　　)

A.R2消耗的功率变小

B.R3消耗的功率变大

C.电源输出的功率变大

D.电源内阻消耗的功率变大

答案　CD　

7.(2020课标Ⅰ,17,6分)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是              (　　)

答案　A　

[教师专用题组]

【5年高考】

考点一　电路的基本概念和规律

1.(2018浙江4月选考,5,3分)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率为400W,LED灯功率为180W,若更换4000盏,则一个月可节约的电能约为              (　　)

A.9×102kW·h　　B.3×105kW·h　　

C.6×105kW·h　　D.1×1012kW·h

答案　B　更换后每盏灯的电功率减小0.22kW,每天亮灯时间大约12h,因此4000盏灯一个月节约的电能W=0.22×4000×12×30kW·h≈3×105kW·h,选B。

2.(2012四川理综,23,16分)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×103kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:

(1)电动机内阻消耗的热功率;

(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。

答案　(1)1×103W　(2)2×104s

解析　(1)设电动机的电功率为P,则

P=UI ①

设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则

Pr=I2r ②

代入数据解得Pr=1×103W③

说明:①③式各2分,②式3分。

(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为ρ,则

M=ρV ④

设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp,则

ΔEp=Mgh ⑤

设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr ⑥

根据能量守恒定律得

P0t×60%×80%=ΔEp⑦

代入数据解得

t=2×104s⑧

说明:④⑤式各1分,⑥⑧式各2分,⑦式3分。

考点二　闭合电路欧姆定律

1.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中              (　　)

A.U先变大后变小

B.I先变小后变大

C.U与I比值先变大后变小

D.U变化量与I变化量比值等于R3

答案　BC　据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变阻器R1的等效阻值R1'先增大后减小,又R1'、R2两端总电压不变,且R2+R1'=,所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。

2.(2014上海单科,18,4分)(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则              (　　)

A.A的示数增大

B.V2的示数增大

C.ΔU3与ΔI的比值大于r

D.ΔU1大于ΔU2

答案　ACD　滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器连入电路的阻值变小,总电阻变小,又电源电动势不变,则电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V1测量定值电阻R两端的电压,因电流变大,所以V1示数增大;电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压即路端电压,示数变小,选项B错。ΔU1=ΔI×R,ΔU2=ΔI×r,所以ΔU1>ΔU2,选项D对。电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,电压表V3示数的变化量ΔU3=ΔI×(r+R),所以=r+R>r,选项C对。

3.(2013江苏单科,4,3分)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时              (　　)

A.RM变大,且R越大,U增大越明显

B.RM变大,且R越小,U增大越明显

C.RM变小,且R越大,U增大越明显

D.RM变小,且R越小,U增大越明显

答案　C　当传感器接触药液时,其阻值发生变化,导致S两端电压U增大,则M两端电压减小,可知RM应变小;R与RM构成并联电路,其并联总电阻为R并==,可知当R越大,RM减小相同值时,R并减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。

4.(2012上海单科,17,3分)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的              (　　)

A.总功率一定减小

B.效率一定增大

C.内部损耗功率一定减小

D.输出功率一定先增大后减小

答案　ABC　滑片P向右移动时外电路电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律知总电流减小,由P总=EI可得P总减小,故选项A正确。根据η== 可知选项B正确。由P损=I2r可知,选项C正确。由P输-R外图像,因不知道R外的初始值与r的关系,所以无法判断P输的变化情况,选项D错误。

5.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。

(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。

(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;

b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

答案　见解析

解析　(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。

(2)a.如图所示。

　　b.电源输出的电功率

P=I2R=R=

当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为

Pmax=

(3)电动势定义式E=

根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq

得E=Ir+IR=U内+U外

【3年模拟】

时间:30分钟　分值:41分

一、单项选择题(每小题3分,共21分)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.(2020山东济南历城二中调研,7)太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,用于代替传统公用电力照明的路灯,白天太阳能电池对蓄电池充电,晚上蓄电池的电能供给路灯照明。太阳光垂直照射到地面上时,单位面积的辐射功率为P0=1.0×103W/m2。某一太阳能路灯供电系统对一盏LED路灯供电,太阳能电池的光电转换效率为15%左右,电池板面积1m2,采用两组12V蓄电池(总容量300Ah),LED路灯规格为“40W,24V”,蓄电池放电预留20%容量。下列说法正确的是(　　)

A.蓄电池的放电电流约为0.6A

B.一盏LED路灯每天消耗的电能约为0.96kW·h

C.该太阳能电池板把光能转换为电能的功率约为40W

D.把蓄电池完全充满电,太阳照射电池板的时间不少于38.4h

答案　D　

2.(2021届山东聊城高二期中,8)如图所示的电路,是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装的量程更大的电表,下列判断正确的是              (　　)

A.改装成了电流表,R减小时量程增大

B.改装成了电流表,R增大时量程增大

C.改装成了电压表,R减小时量程增大

D.改装成了电压表,R增大时量程增大

答案　A　

3.(2021届山东邹城龙山高二期中,3)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯a和b都正常发光,后来由于某种故障使灯b突然变亮,电压表读数增加,由此推断故障可能是              (　　)

A.a灯灯丝烧断　　

B.电阻R2短路

C.电阻R2断路　　

D.电容被击穿短路

答案　C　

4.(2019山东临沂2月质检,5)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,阻值是100Ω,是灵敏度很高的电流表,MN是一段长20cm的均匀电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP=8cm,则Rx的阻值为              (　　)

A.80Ω　　B.100Ω　　

C.150Ω　　D.180Ω

答案　C　

5.(2021届山东邹城兖矿第二中学高二期中,6)如图所示电路中,开关S闭合,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.电压表示数变大,通过灯L1的电流变大,灯L2变亮

B.电压表示数变小,通过灯L1的电流变小,灯L2变暗

C.电压表示数变大,通过灯L2的电流变小,灯L1变亮

D.电压表示数变小,通过灯L2的电流变大,灯L1变暗

答案　D　

6.(2019山东临沂联考,5)如图所示,电源电动势E=12V、内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R0'=1Ω。当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大;调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2W),则R1和R2连入电路中的阻值分别为              (　　)

A.2Ω、2Ω　　B.2Ω、1.5Ω

C.1.5Ω、1.5Ω　　D.1.5Ω、2Ω

答案　B　

7.(2021届山东新高考质量测评,12)如图所示,电源电动势E=20V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=9Ω,R2=100Ω,R3=100Ω。电容器电容C=3×10-6F,下极板接地,A点到上下极板的距离相等。开关S1、S2闭合,下列说法正确的是              (　　)

A.电容器所带电荷量Q=2×10-5C

B.将电容器下极板下移,则A点电势降低

C.开关S2断开时,通过R4的电流方向水平向左

D.从开关S2断开到电路稳定,通过R4的电荷量为1×10-5C

答案　C　

二、多项选择题(每小题4分,共20分)

8.(2021届山东新高考质量测评,9)2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情,人们居家隔离。由于运动量减少,体重逐渐增加,体内的脂肪也逐步增多,我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪积累程度。其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比,脂肪含量高者              (　　)

A.电流表示数小　　

B.电压表示数大

C.电源内阻的电压大　　

D.路端电压大

答案　ABD　

9.(2020山东邹城第一中学高二期中,7)如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)。当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是              (　　)

A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I不变,U增大

B.若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量减少

C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U增大,电容器所带电荷量增加

D.若仅用更强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

答案　BD　

10.(2020山东青岛即墨期中,9)如图所示电路中,三个电阻的阻值均为R,开始时开关S闭合,开关S1、S2均断开。先闭合开关S1,理想电压表与理想电流表示数变化量大小之比k1=,再闭合开关S2,电压表与电流表示数变化量大小之比k2=。已知闭合开关S1前后电源的输出功率相同,则              (　　)

A.k1>k2

B.k1=k2

C.闭合开关S1前后电源的效率相同

D.电源内阻r=R

答案　BD　

11.(2020山东聊城冠县月考,6)在如图1所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的灯泡,其伏安特性曲线如图2所示。当开关闭合后,下列关于电路中的灯泡的判断中,正确的是              (　　)

A.灯泡L1的电阻为12Ω

B.通过灯泡L1的电流为L2的电流的2倍

C.灯泡L1消耗的电功率为0.75W

D.灯泡L2消耗的电功率为0.30W

答案　ACD　

12.(2020山东济南历城二中调研,8)全球首创超级电容储存式现代电车在中国宁波基地下线,没有传统无轨电车的“辫子”,没有尾气排放,乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上,刹车和下坡时可把80%的刹车能量转化成电能回收储存再使用,如图为使用“3V、12000F”石墨烯纳米混合型超级电容器的电车,下列说法正确的是              (　　)

A.该电容器的容量为36000C

B.电容器放电,带电荷量逐渐减少到0,电容不变

C.电容器放电,带电荷量逐渐减少到0,电压不变

D.若30s能充满,则充电平均电流为3600A

答案　AB