2021届高考物理（全国通用版）大一轮复习检测：《恒定电流》综合检测 Word版含解析

这是一份2021届高考物理（全国通用版）大一轮复习检测：《恒定电流》综合检测 Word版含解析，共18页。

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一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一个选项正确,第9～12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)
1.(2016·福建三明检测)下列说法正确的是( C )
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好
B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而
减小
C.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功
D.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大
解析:电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越差,故选项A错误;各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,故选项B错误;电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力所做的功,故选项C正确;电源电动势由电源自身结构决定,与外电路无关,故选项D错误.
2.如图所示,均匀的长方体薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1,ad边长为L2.当端点Ⅰ,Ⅱ或Ⅲ,Ⅳ接入电路时,导体的电阻分别为R1,R2,则R1∶R2为( C )
A.L1∶L2B.L2∶L1C.∶D.∶
解析:设导体的厚度为h,当把端点Ⅰ,Ⅱ接入电路时,ad边长为L2,此时导体的横截面积为S1=L2h,而此时导体的长度为L1,则R1=ρ QUOTE =ρ;当把端点Ⅲ,Ⅳ接入电路时,而ab边长为L1,此时导体的横截面积为S2=L1h,而此时导体的长度为L2,则R2=ρ QUOTE =ρ.故R1∶R2=(ρ)∶
(ρ)=,C项正确.
3.(2016·陕西西工大附中三模)如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1,I1),过点A的切线与纵轴交点的坐标为(0,I2).当小灯泡两端电压为U1时,其电阻等于( B )
A. QUOTE B. QUOTE
C. QUOTE D.
解析:从图中可知小灯泡的电阻随着电压变化而变化,当其两端电压为U1时,电流为I1,所以其电阻为R= QUOTE ,B项正确.
4.(2016·河南洛阳统考)如图所示,电源的电动势为30 V,内电阻为1 Ω,一个标有“6 V,12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联.开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为( A )
A.36 WB.44 WC.48 WD.60 W
解析:电路中电灯正常发光,所以UL=6 V,则电路中电流为I= QUOTE = QUOTE A=2 A,电动机两端的电压UM=30-Ir-6=(30-2×1-6) V=22 V,则电动机输出的机械功率P出=P电-P热=UMI-I2RM=(22×2-4×2) W=36 W.
5.(2016·山东平度统考)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图所示的电路的A,B两端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,则下列判断正确的是( A )
A.R1=R2B.R1>R2
C.U1U2
解析:设正方形的边长为a,则导体的电阻R=ρ QUOTE =ρ QUOTE = QUOTE ,又两导体的ρ与d相同,则两导体电阻相等,即R1=R2;导体接入电路中,根据闭合回路欧姆定律可得电压表示数U=IR=R,解得U1=U2,即电压表示数相同,选项A正确.
6.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J.为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( D )
A.3 V,1.8 J B.3 V,3.6 J
C.6 V,1.8 J D.6 V,3.6 J
解析:设它的通电时间为t,电阻为R,因为W=I2Rt,故Wt=Q2R,当通过该电阻的电荷量为0.3 C时,消耗的电能为0.9 J,所以0.9 J·t=(0.3 C)2·R;则当通过该电阻的电荷量为0.6 C时,W·t=(0.6 C)2·R;联立以上两式,解得W=3.6 J,又根据W=UQ可得,两端的电压为U==6 V,故选项D正确.
7.(2016·湖北武汉六中月考)如图所示的电路中,R1,R2是定值电阻,R3是滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,电流表A和电压表V均为理想电表.闭合开关S,当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程,下列说法中正确的是( D )
A.电压表V的示数增大
B.电流表A的示数减小
C.电容器C所带的电荷量减小
D.电阻R1的电功率增大
解析:当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,电阻R2与R3并联的总电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I增大,则路端电压减小,则电压表V的示数减小,故选项A错误;并联部分电压U并=E-I(R1+r)减小,流过电阻R2的电流I2减小,电流表A的示数IA=I-I2增大,故选项B错误;电容器的电压UC=IR1,I增大,UC增大,电容器C所带的电荷量增大,故C错误;电阻R1的电功率P1=I2R1,I增大,P1增大,故D正确.
8.(2016·云南玉溪一中月考)如图为甲、乙两灯泡IU图像,根据图像计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中,实际发光的功率约为( C )
A.15 W,30 W B.30 W,40 W
C.40 W,60 W D.60 W,100 W
解析:甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中,两灯的电压都是220 V,由图知两灯的电流分别为I甲=0.18 A,I乙=0.28 A,由公式P=UI得,两灯实际发光的功率分别为P甲=39.6 W≈40 W,P乙=61.6 W≈60 W,故选C.
9.手电筒中的干电池的电动势为1.5 V,用它给某小灯泡供电时,电流为0.3 A,在某次接通开关的10 s时间内,下列说法正确的是( BC )
A.干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池强
B.干电池在10 s内将4.5 J的化学能转化为电能
C.电路中每通过1 C的电荷量,电源把1.5 J的化学能转化为电能
D.该干电池外接电阻越大,输出功率越大
解析:由于电动势是将其他形式的能转化为电能的本领的物理量,而干电池的电动势是1.5 V,故它把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池弱,选项A错误;干电池在10 s内化学能转化为电能的大小是W=UIt=1.5 V×0.3 A×10 s=4.5 J,选项B正确;电路中每通过1 C的电荷量,电源的化学能转化为电能的大小是W=UQ=1.5 V×1 C=1.5 J,故选项C正确;当该电池外接的电阻与电池的内阻大小相等时,电池的输出功率才最大,所以并不是说干电池外接电阻越大,输出功率越大,选项D错误.
10.(2016·河南洛阳第一中学周练)如图为两个不同电源的UI图像,则下列说法正确的是( BC )
A.电动势E1=E2,内阻r1>r2
B.电动势E1=E2,内阻r1C.接入相同电阻时,电源1的输出功率大
D.接入相同电阻时,电源2的输出功率大
解析:根据闭合电路欧姆定律得,U=E-Ir,当I=0时,U=E,即图线与纵轴交点表示断路状态,交点的纵坐标等于电源的电动势大小,图线的斜率大小等于电源的内阻,由图看出E1=E2,r111.(2016·淮海中学二模)在如图所示电路中,电源的电动势E=3 V,内电阻r=0.5 Ω,电阻R1=2 Ω,闭合开关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,则下列叙述中正确的是( ACD )
A.I变小,U1变小B.U2变小,U3变大
C.电阻R1的电功率减小D.电源的输出功率减小
解析:当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,R2变大,外电路总电阻变大,由欧姆定律,I变小,U1=IR1变小,故选项A正确;I变小,而U3=E-Ir,U3变大,而U3=U1+U2,U1变小,则U2变大,故选项B错误;根据P= QUOTE 可知,U1变小,R1的功率变小,故选项C正确;内电阻r=0.5 Ω,电阻R1=2 Ω,则外电路总电阻大于电源的内阻,则当变阻器的滑动触
头P向下移动时,外电路总电阻增大,电源的输出功率减小,故选项D正确.
12.(2016·黑龙江牡丹江第一中学月考)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速度为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( BC )
A.nvS B.nvSΔtC. D.
解析:根据电流的微观表达式I=nqvS,在Δt时间内通过导线横截面的自由电子的电荷量Q=IΔt,则在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子的数目为n= QUOTE =,将I=nqvS代入得n==nvSΔt,故选项B,C正确,A,D错误.
二、非选择题(共52分)
13.(6分)(2016·北京市海淀区期末)指针式多用电表是电路测量
的常用工具.现用多用电表测量一个定值电阻的阻值(阻值约为一百欧姆).
(1)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,接下来必要的操作步骤和正确的顺序是 .(请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出)
①将选择开关旋转到“×10”的位置;
②将选择开关旋转到“×100”的位置;
③用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线;
④根据指针所指刻度和选择开关的位置,读出电阻的阻值;
⑤将两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0 Ω”.
(2)若正确测量时指针所指刻度如图所示,则这个电阻阻值的测量值是 Ω.
(3)在使用多用电表测量电阻时,若双手捏住红、黑表笔金属部分,则测量结果将 (选填“偏大”或“偏小”).
解析:(1)欧姆表测量前选择倍率,因待测电阻约100 Ω,故选择“×10”倍率,然后进行欧姆调零⑤,接着测量电阻③,最后读出阻值④,所以顺序为①⑤③④.
(2)图中刻度值为13,测量值为13×10 Ω=130 Ω.
(3)若双手捏住红、黑表笔金属部分,则把人体与电阻并联,测量的是并联电阻阻值,所以偏小.
答案:(1)①⑤③④ (2)130 (3)偏小
评分标准:每空2分.
14.(6分)灵敏电流计G,量程为100 μA,内阻1 kΩ左右,现要求测出该电流计的内阻值,实验室中可提供下列器材:
A.电阻箱Ra,最大阻值9 999.9 Ω,最大电流0.2 A;
B.滑动变阻器Rb,最大阻值1 000 Ω,最大电流0.6 A;
C.滑动变阻器Rc,最大阻值100 kΩ,最大电流0.2 A;
D.普通干电池Ea,电动势1.5 V,内阻未知;
E.普通干电池组Eb,电动势6 V,内阻未知;
F.开关、导线足够.
(1)选用这些器材设计一个测量电路,画出电路图并标出所选用的器材代号.
(2)列出主要操作步骤并写出测量结果.
解析:(1)如图所示,因为Rc总=100 kΩ≫Rg=1 kΩ,所以可用恒流半偏法(因电源内阻未知,故不能用恒压半偏),为达到Rc≫Rg目的,电源电动势要适当大些.
(2)①先调Rc最大.
②合上S1,调Rc使G满偏.
③合上S2,调Ra(Rc不动)使G半偏,则此时Ra读数即为Rg.
答案:见解析
评分标准:每问3分.
15.(12分)在“测定金属的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图(甲)所示,则该金属丝直径的测量值d= mm.
(2)按如图(乙)所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω).实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电压表V(量程0～3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A1(量程0～200 mA,内阻约3 Ω);
电流表A2(量程0～0.6 A,内阻约0.1 Ω);
滑动变阻器R1(0～50 Ω);
滑动变阻器R2(0～200 Ω);
电源E(电动势为3 V,内阻不计).
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选 ,滑动变阻器应选 .(选填器材的名称符号)
(3)请根据图(乙)所示电路图,用笔画线代替导线将图(丙)中的实验器材连接起来,并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小.
(4)若通过测量可知,金属丝的长度为l,直径为d,通过金属丝的电
流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= .(用题目所给字母和通用数学符号表示)
(5)在按图(乙)电路测量金属丝电阻的实验中,将滑动变阻器R1,R2分别接入实验电路,调节滑动变阻器的滑片P的位置,以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值,以RP表示滑动变阻器接入电路的电阻值,以U表示金属丝Rx两端的电压值.图(丁)中U随 QUOTE 变化的图像可能正确的是 .(图线中实线表示接入R1时的情况,虚线表示接入R2时的情况)
解析:(1)金属丝直径的测量值d=38.3×0.01 mm=0.383 mm(0.382～0.384 mm均可);
(2)电源电动势为3 V,则电路中可能出现的最大电流I= QUOTE = QUOTE A=0.2 A,故电流表选A1;因采用限流电路,故滑动变阻器选R1.
(3)电路如图所示.
(4)因为R= QUOTE ,而R=ρ,联立解得ρ=.
(5)根据欧姆定律,待测电阻两端的电压U==,式子中的E,R,r,Rx均为定值,故U QUOTE 关系为非线性关系,由上述表达式可知,对相同的 QUOTE 值,当R越大时,U越小,故A正确.
答案:(1)0.383(0.382～0.384均可) (2)A1 R1
(3)见解析图 (4) (5)A
评分标准:每空2分.
16.(12分)(2016·北京市东城区期末)某同学用如图(甲)所示的电路描绘一个标有“3 V 0.25 A”小灯泡的伏安特性曲线.他已选用的器材有:电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);电流表(量程为0～250 mA,内阻约5 Ω);电压表(量程为0～3 V,内阻约3 kΩ);开关一个、导线若干.
(1)实验中所用的滑动变阻器应选择下面两种中的 (填数字代号).
①滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)
②滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)
(2)在图(乙)中他已经连接了一部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整.
(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于 (选填“a”或“b”)端.
(4)为了得到伏安特性曲线,他以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,将实验中得到的多组数据进行了描点,如图(丙)所示,请你帮他完成IU图像.
(5)由实验得到的伏安特性曲线可以看出小灯泡的电阻随电压的增大而 .
(6)如果将此小灯泡连入如图(丁)所示电路,其中电源电动势为
3 V,电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5 Ω,定值电阻R的阻值为
10 Ω.开关S闭合后,通过小灯泡的电流是 A.(保留两位有效数字)
解析:(1)由电路图可知本实验采用分压式接法(小控大用分压),故滑动变阻器应选用小电阻,故选①.
(2)根据原理图,采用变阻器分压式和电流表外接法,将实物图连接.
(3)为了安全,闭合开关前,应保证测量电路中的电压为零,即滑动变阻器左侧分压为零,故滑片应在a处.
(4)用平滑曲线将各点连接.
(5)由图可知,IU图像的斜率越来越小,而在IU图像中,图像的斜率表示电阻的倒数,故说明电阻在增大.
(6)设灯泡两端电压为U,电流为I,则由闭合电路欧姆定律可知E=U+( QUOTE +I)(r+R0);代入数据化简可知3= QUOTE U+5I,即U=2- QUOTE I,看成等效电源(E′=2 V,r′= QUOTE Ω)与小灯泡连接,作出过(2 V,0)和(1 V,0.3 A)的图像如图所示.
两图的交点即为灯泡的工作点;则由图可知,电流为0.18 A.
答案:(1)① (2)见解析 (3)a
(4)如图所示
(5)增大 (6)0.18
评分标准:第(3)(5)问各1分,第(2)(4)问各3分,第(1)(6)问各2分.
17.(8分)(2016·北京师范大学附属实验中学期中)如图所示,E=
10 V,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30μF.(电源内阻不计)
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流;
(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量.
解析:(1)闭合开关S,稳定后通过R1的电流为
I==1 A.(3分)
(2)闭合开关时,电容器上的电荷量
Q1=CU=C×IR2=30×10-6×1×6 C=1.8×10-4C(2分)
断开开关后,电容器两端的电压为电源电压,故其上的电荷量应该是Q2=CE=30×10-6×10 C=3.0×10-4 C;(2分)
所以流过R1的总电荷量为
ΔQ=Q2-Q1=1.2×10-4C.(1分)
答案:(1)1 A (2)1.2×10-4C
18.(8分)(2016·四川成都七中月考)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示,一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上,电动机内阻r1=0.5 Ω,电灯灯丝电阻R=9 Ω(阻值认为保持不变),电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,开关S闭合,电动机正常工作时,电压表读数为9 V.求:
(1)流过电源的电流;
(2)流过电动机的电流;
(3)电动机对外输出的机械功率.
解析:(1)流过电源的电流
I== A=3 A.(2分)
(2)流过电灯的电流IL= QUOTE = QUOTE A=1 A(2分)
流过电动机的电流IM=I-IL=2 A.(2分)
(3)电动机对外输出的机械功率
P出=IMU-r1=16 W.(2分)
答案:(1)3 A (2)2 A (3)16 W
【备用题组】
1.(2016·东北师范大学附中二模)如图所示的电路中,两平行金属板A,B水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=
1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B
板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板.(取g=10 m/s2)求:
(1)两极板间的电场强度大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)此时电源的输出功率.
解析:(1)对小球从B到A,有vA=0;则由动能定理可得
-qUAB-mgd=0- QUOTE m,得UAB=8 V;
则E==20 V/m.
(2)由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)+UAB
解得I=1 A.
则有RP==8 Ω.
(3)电源的输出功率等于外电路上消耗的功率,故电源的输出功率P出=I2(R+RP)=23 W.
答案:(1)20 V/m (2)8 Ω (3)23 W
2.(2016·北京市西城区期末)在如图所示的电路中,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表的电阻Rg=7.5 Ω,A,B为接线柱.
(1)用一条导线把A,B直接连起来,此时,应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?
(2)调至满偏后保持R1的值不变,在A,B间接入一个150 Ω的定值电阻R2,电流表的读数是多少?
(3)调至满偏后保持R1的值不变,在A,B间接入一个未知的定值电阻Rx,电流表的读数为Ix,请写出Ix随Rx变化的数学表达式.
解析:(1)根据闭合电路欧姆定律Ig=
可得R1=142 Ω.
(2)根据闭合电路欧姆定律I=
可得I=5 mA.
(3)根据闭合电路欧姆定律Ix=
可得Ix=(A).
答案:(1)142 Ω (2)5 mA (3)Ix=(A)
考点
题号
1.电流、电阻、电动势
1,12
2.电阻定律
2,5
3.伏安特性曲线
3
4.电功、电功率
4,6,8,9
5.闭合电路的欧姆定律
7,10,11,17,18
6.实验
13,14,15,16