2021年高考一轮复习题组训练 物理（湖南省专用）专题九　恒定电流

专题九　恒定电流

【高考题组】

A组　基础题组

1.(2018江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路(　　)

A.充电时,通过R的电流不变

B.若R增大,则充电时间变长

C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大

D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变

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

A.1 Ω B.2 Ω C.3 Ω D.4 Ω

3.(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.

4.(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

B组　综合题组

1.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,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10 V

B.电源的总功率为10 W

C.a、b间电压的大小为5 V

D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A

2.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是　(　　)

A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器

B.一个伏特表和多个定值电阻

C.一个安培表和一个电阻箱

D.两个安培表和一个滑动变阻器

3.(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。

4.(2019北京理综,23,18分)电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。

(1)请在图1中画出上述u-q图像。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep。

(2)在如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图3中①②所示。

a.①②两条曲线不同是　　　　(选填E或R)的改变造成的; 

b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。

图1

图2

图3

(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

C组　提高题组

1.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为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,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的场强大小为(　　)

A. B. C.ρnev D.

2.(2015北京理综,19,6分)如图所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是(　　)

A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 A

B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A

C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A

D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A

3.(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

4.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线柱。

已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。

(1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。

(2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E和内阻r。

(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。请推导证明:P=ΔEk。

(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)

【限时模拟训练】

时间:40分钟　分值:90分

一、选择题(每题6分,共78分)

1.(2019张家界一中适应考试)2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数,即σ=。下列说法正确的是(　　)

A.电导率的单位是

B.材料的电导率与材料的形状有关

C.材料的电导率越小,其导电性能越强

D.电导率大小与温度无关

2.(2019湖南郴州市级联考,6)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,两电压表可看成理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时,下列说法中正确的是(　　)

A.小灯泡L1、L2均变暗

B.小灯泡L1变亮,V1表的读数变大

C.小灯泡L1变暗,V1表的读数变小

D.小灯泡L2变亮,V2表的读数不变

3.(2019张家界一中模拟)冬季我国有些内陆地区雾霾频发,为了监测PM2.5指数,某科技小组设计了一种报警装置,电路原理如图所示。RL是对PM2.5敏感的电阻元件,当环境中PM2.5指数增大时报警器S两端电压增大并发出警报声。E为内阻不计的电源,R为一可变电阻,下列说法正确的是(　　)

A.当PM2.5指数增大时RL的阻值增大

B.当PM2.5指数增大时电流表A的示数减小

C.当PM2.5指数增大时可变电阻R两端电压增大

D.适当增大可变电阻R的阻值可以提高报警器的灵敏度

4.(2019长沙一中月考,6)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,不考虑灯丝电阻随温度的变化,电流表、电压表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是(　　)

A.电流表读数减小,小灯泡L1变暗

B.电压表读数变大

C.电压表读数的变化量与电流表读数变化量的比值变大

D.电容器所带电荷量增大

5.(2020届长郡中学检测,2)某欧姆表的电阻刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,满偏时的电流为10 mA,当电动势下降到1.2 V时,测得某电阻的阻值是350 Ω,则这个电阻的实际值是(　　)

A.350 Ω B.380 Ω C.250 Ω D.280 Ω

6.(2019长郡中学月考,3)如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r,R1和R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关,一带电液滴恰好悬浮在电容器之间,保持其他条件不变(　　)

A.若将滑动变阻器滑片向b端滑动,带电液滴向上运动

B.若将滑动变阻器滑片向b端滑动,电流将从c流向d

C.若将金属块抽出,抽出过程中,带电液滴向上运动

D.若将金属块抽出,抽出过程中,电流将从d流向c

7.(2020届长郡中学检测,3)(多选)如图,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表时电路的影响,选地面的电势为零,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,下列说法正确的是(　　)

A.电压表读数减小

B.质点将向上运动

C.电源的效率变高

D.若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI,则<r+R1

8.(2019长沙一中月考,11)(多选)如图所示是三量程直流电表的原理图,三个量程分别是10 mA、1 A、10 V。已知表头G的满偏电流Ig=5 mA,内阻Rg=10 Ω,则定值电阻R1、R3的阻值是(　　)

A.R1=0.1 Ω B.R1=9.9 Ω

C.R3=995 Ω D.R3=1 990 Ω

9.(2019湖南师大附中模拟,20) (多选)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计。L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.5 Ω。当开关S闭合后(　　)

甲

乙

A.L1的电阻为12 Ω

B.L1消耗的电功率为7.5 W

C.L2的电阻为12 Ω

D.L2消耗的电功率为0.3 W

10.(2019长沙一中月考,9)(多选)如图所示,电源电动势E=3 V,小灯泡L的规格为“2 V　0.4 W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光,现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则(　　)

A.电源内阻为1 Ω

B.电动机的内阻为4 Ω

C.电动机正常工作电压为1 V

D.电源效率约为93.3%

11.(2019长郡中学月考,11)(多选)如图,电源电动势E=6 V,内阻r=0.8 Ω,定值电阻R1=R2=R3=2 Ω,R4=3 Ω,图中电压表和电流表均为理想电表,当在P、Q之间连接另外一只理想电流表G时,下列说法正确的是(　　)

A.通过G的电流为无穷大,从而会将G烧坏

B.通过G的电流为0.2 A

C.V的示数将变大

D.V的示数变化量的绝对值与A示数变化量的绝对值的比值为0.8 Ω

12.(2019雅礼中学月考,12)(多选)如图甲所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,以下说法正确的是(　　)

甲

乙

A.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况

B.图线b表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况

C.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值绝对值不变

D.此过程中电压表V示数的变化量ΔU和电流表示数变化量ΔI的比值绝对值变大

13.(2019岳阳一中月考,10)(多选)如图甲所示,M为一电动机,在滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示,已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(　　)

甲

乙

A.电源电动势为3.6 V

B.变阻器的触头向右滑动时,V2读数逐渐减小

C.此电路中,电动机的最大输出功率为0.9 W

D.变阻器的最大阻值为30 Ω

二、非选择题(12分)

14.(2020届长郡中学检测,8)如图所示,电源内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,小灯泡L上标有“3 V　1.5 W”,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知),当触头P移动到最上端a时,理想电流表的读数为1 A,小灯泡L恰好正常发光,求:

(1)滑动变阻器的最大阻值R0;

(2)当P移动到a时电源的总功率;

(3)当P移动到最下端b时电源的输出功率。