高考物理一轮复习第8章恒定电流限时检测含答案

第八章　恒定电流

综合过关规范限时检测

满分：100分　考试时间：45分钟

一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

1．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某款扫地机器人，已知其电池是容量为3 000 mA·h的锂电池，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W，则下列说法正确的是    (　B　)

A．题中“mA·h”是能量的单位

B．扫地机器人正常工作时的电流是2 A

C．扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2 h

D．扫地机器人储存的电能大约是2 000 J

[解析]　题中“mA·h”是电荷量的单位，故A错误；扫地机器人正常工作时的电流I＝＝2 A，故B正确；扫地机器人充满电后可以工作的时间t＝＝＝1.5 h，故C错误；扫地机器人额定功率30 W，根据E＝W＝Pt＝30×5 400 J＝162 000 J，故D项错误。

2．(2020·青岛高三联考)如图所示，B是一根粗细均匀电阻丝的中点，现将BC段均匀拉伸到D点，BD＝2BC。将电阻丝接入电路中，下列说法正确的是(　C　)

A．BD段的电阻是AB段的2倍

B．BD段两端的电压是AB段的2倍

C．BD段的热功率是AB段的4倍

D．BD段自由电荷的定向移动速率是AB段的4倍

[解析]　由R＝ρ可知BD段的电阻是AB段的4倍，故A项错误；由U＝IR可知BD段两端的电压是AB段的4倍，故B项错误；由P＝I2R可知BD段的热功率是AB段的4倍，故C项正确；由I＝nqSv可知BD段自由电荷的定向移动速率是AB段的2倍，故D项错误。

3．如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是(　C　)

A．将多用表的电压挡并联在ac两端，示数为零，说明ac间断路

B．将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间完好

C．将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数为零，说明c、d间断路

D．断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1完好

[解析]　本题考查电路故障分析问题。若a、c间断路，则将多用表的电压挡并联在ac两端时多用电表有示数，且示数应该等于电源的电动势E，选项A错误；将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间断路，选项B错误；将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数，则ac间或cd间断路；并联在ac两端，示数为零，说明cd间断路，选项C正确；断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，如果指针不偏转，说明L1电阻无穷大，即L1断路，选项D错误。

4．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V　220 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V　2W)，将其连接在220 V的交流电源上，电路图如图所示，若工作一段时间后L2灯丝烧断，则下列说法正确的是    (　C　)

A．X1的功率减小，L1的功率增大

B．X1的功率增大，L1的功率增大

C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小

D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大

[解析]　由串、并联电路的知识可知，若L2灯丝烧断，电路的总阻值变大，电流变小，除X2两端的电压变大外，其他部分电压均变小，C项正确，A、B、D项错误。

5．如图所示，电源内阻为r，直流电动机M的线圈电阻为R。当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，下列说法正确的是(　A　)

A．电动机的机械功率为IU－I2R

B．电动机内部的发热功率为IU

C．电源电动势为I(R＋r)

D．电源的输出功率为IU＋I2R

[解析]　电动机的机械功率等于输入功率减去热功率，即电动机的机械功率为IU－I2R，A项正确；根据焦耳定律可得电动机内部的发热功率为I2R，B项错误；电源电动势E＝U＋Ir，C项错误；电源的输出功率为IU，D项错误。

6．如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是(　AC　)

A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V

B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C

C．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为1.5×10－4 C

D．电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C

[解析]　闭合开关S，电路稳定后的电流I＝＝0.5 A，电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5 V，A项正确；电路稳定后电容器所带电荷量Q＝CU＝100×10－6×1.5 C＝1.5×10－4 C，B项错误，C项正确；电路稳定后断开开关S，电容器通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×10－4 C，D项错误。

7．(2020·东平高三模拟)如图所示，把滑动变阻器的滑片P从右端向左端移动以改变理想电压表和电流表的示数。当滑片P在距左端位置时，电压表和电流表的示数分别为3.6 V和1.0 A；当滑片P继续向左移动到某位置时，电压表和电流表的示数改变了0.6 V和0.5 A。在滑片P从右端移到左端的过程中(　BC　)

A．电源的最大输出功率为3.84 W

B．电源的最大输出功率为4.8 W

C．电源的最大效率为80%

D．电源的最大效率为50%

[解析]　电源内阻为：r＝||＝1.2 Ω，根据闭合电路欧姆定律可得：E＝U＋Ir＝4.8 V，根据欧姆定律可知：R＝＝3.6 Ω，所以滑动变阻器的总阻值为：R＝4.8 Ω。在滑片P从右端移到左端的过程中，当滑动变阻器接入电路中的阻值与电源内阻相等时，电源的输出功率最大：Pm＝＝4.8  W，故A项错误、B项正确；当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电源的效率最大：η＝×100%＝×100%＝80%，故C项正确、D项错误。

8．(2020·河北承德一中期中)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时，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，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是    (　CD　)

A．U1变小，U2变大，U3变小，I变大

B．U1变大，U2变小，U3变大，I变大

C．不变，变小，变小

D．不变，不变，不变

[解析]　本题综合考查闭合电路的动态分析。当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时，其接入电路的阻值变小，则电路总电阻变小，电流表示数I变大，内电压变大，U3变小，R1两端的电压U1变大，故R2两端的电压U2变小，故A、B错误；因R1是定值电阻，则有＝＝R1不变；因为＝R2，R2变小，则变小，＝R1＋R2变小，故C正确；根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－I(r＋R3)，则＝r＋R3不变；U2＝E－I(R1＋r＋R3)，则＝R1＋r＋R3不变，故D正确。

二、非选择题(本题共3小题，共52分。)

9．(20分)(2021·山东博兴一中月考)某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻，改变滑动变阻器的阻值，测得多组电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图像如图乙所示。

(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理，则电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω。

(2)若电流表内阻RA不能忽略，则(1)中测得的电源内阻大于真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值，这位同学采用了如图丙所示的电路测量出了RA，实验操作步骤如下：

丙

①按图丙连接好电路，断开S1、S2，将R调到最大；

②闭合S2，调节R使电流表满偏；

③保持R不变，闭合S1，调节电阻箱使电流表指针偏转；

④断开S2，读出R′的阻值为0.3 Ω。

实验中R远大于R′，则可认为电流表内阻RA＝0.6 Ω，则电源内阻直实值为0.4 Ω。

[解析]　(1)由题图乙知，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝＝ Ω＝1.0 Ω。

(2)若电流表内阻不能忽略，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋I(RA＋r)，解得U＝E－I(RA＋r)，则图线的斜率大小表示RA＋r，故测得的电源内阻大于真实值；由于R远大于R′，则可认为闭合开关S1时通过电源的电流不变，故电流表指针偏转时，通过R′的电流为Ig，由并联电路中电流与电阻成反比知RA＝2R′＝0.6 Ω，电源内阻真实值r′＝r－RA＝0.4 Ω。

10．(12分)欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路：

a．无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程。

b．有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

现备有如下器材：

A．待测电流表(量程3 mA，内阻约为50 Ω)

B．电压表 (量程3 V，内阻未知)

C．电流表(量程15 mA，内阻为10 Ω)

D．保护电阻R＝120 Ω

E．直流电源E(电动势2 V，内阻忽略不计)

F．滑动变阻器(总阻值10 Ω，额定电流0.5 A)

G．开关一个，导线若干

(1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，还应选择C、D(填字母代号)。

(2)请在虚线框中画出符合要求的实验电路图。

[答案]

[解析]　根据题中给出的备用器材，选择伏安法测量电流表的内阻。选择内阻已知的电流表作为电压表，选择保护电R及与并联的两个电流表串联。由于电流表两端电压最大只有0.15 V，滑动变阻器最大电阻只有10 Ω，所以选择分压电路，电路图如图所示。

11．(20分)如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R2＝10 Ω，滑动变阻器R1可在0～19 Ω范围内调节，平行板电容器板长L＝10 cm，板间距离d＝4 cm，一质量为m＝1×10－26 kg(不计重力)，电荷量q＝8×10－16 C的带正电的粒子以速度v0＝2×106 m/s从两板正中间射入，未接通电源时，粒子击中距电容器右侧b＝20 cm的荧光屏的正中心O，则当开关闭合后，求：

(1)R1在什么范围内调节可使该粒子打到荧光屏上？

(2)粒子打到荧光屏上距O点的最大距离为多少？(荧光屏足够长)

[答案]　(1)4 Ω≤R1≤19 Ω　(2)ymax＝10 cm

[解析]　(1)若粒子刚好从下极板边缘飞出，此时R1的最小值为R1 m，则竖直方向有

d＝at2，a＝

水平方向有L＝v0t

U＝IR2

E＝I(R1 m＋R2＋r)

解得R1 m＝4 Ω

R1的取值范围为4 Ω≤R1≤19 Ω。

(2)设最大距离为ymax，由类平抛运动规律可知

＝

解得ymax＝0.1 m＝10 cm。