专题16 恒定电流-2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编

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2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编专题16 恒定电流1、（2021·河北省实验中学高三下学期调研）在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A1量程为1A，电流表A2量程为0.6A，闭合开关S，滑动变阻器的滑片位于点时，电压表的读数分别为两电流表示数和为，滑动变阻器的滑片位于点时，电压表的读数为两电流表示数和为，下列判断正确的是（　　）A. B. 两电流表A1与A2示数相同C. 滑片由滑到，不会变化D. 两电流表A1与A2指针偏角不同【答案】C【解析】A．设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆有，由于Ra＜Rb，I1＞I2 ，由于I1＞I2，所以U1<U2，故A错误；BD．两电流表是由相同的表头与不同的分流电阻并联改装而成，则相同的两表头电压相等，则偏转角相等，表示的电流的示数不同，故BD错误；C．据闭合电路欧姆定律得：滑动变阻器两端的电压那么U-I直线的斜率就是不会改变，故C正确。
故选C。2、（2021·北京市西城区高三下学期5月测试）为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理图。图中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如下表（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。若控制开关两端电压升至2V时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是（　　）照度/lx0.20.40.60.81.01.2电阻RG/k754028232018A. 若将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时启动照明系统B. 若要使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46 kC. R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大D. 若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大【答案】D【解析】A．将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时RG为20 k，此时控制开关两端电压升为总电压一半1.5V，还未启动照明系统，故A错误；B．使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，根据串联电路特点，将R接入电路的阻值调整为解得故B错误；C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，光敏电阻阻值变小，分压变小，故C错误；D．若要在光照更暗，光敏电阻更大时启动照明系统，根据串联电路特点可知，应将R接入电路的阻值调大，故D正确。故选D。3、（2021·北京市海淀区高三下学期5月期末）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　）测试点A、CD、EE、F F、B多用表示数00∞0A A、C间导线断路B. D、E间导线断路C. 灯泡断路D. F、B间导线断路【答案】C【解析】E、F间电阻为无穷大，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零，说明导线均没有断路，则灯泡断路。故选C。4、（2021·北京市海淀区高三下学期5月期末反馈）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　）测试点A、BD、EE、FF、B多用表示数1.5V01.5V0A. A、C间导线断路B. D、E间导线断路C. 灯泡断路D. F、B间导线断路【答案】C【解析】E、F间电压值为1.5V，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间导线均没有断路。故选C。5、（2021·北京市房山区高三下学期5月二模）如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器Rp、开关S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rp的关系如图乙所示。下述说法中正确的是（　　）A. 图乙中Rx=15ΩB. 电源的电动势E=10V，内阻r=4ΩC. 滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D. 调整滑动变阻器Rp的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25A【答案】B【解析】B．由图乙知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，时，则最大功率解得B正确；A．滑动变阻器的阻值为5Ω与阻值为Rx时消耗的功率相等，有 解得A错误；C．当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；D．当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为则调整滑动变阻器Rp的阻值，不可能使电源的输出电流达到1.25A，选项D错误。故选B。6、（2021·北京市朝阳区高三下学期5月二模）在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是（　　）A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大C. 电源的效率变大 D. 滑动变阻器消耗功率变大【答案】B【解析】AB．开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，故电压表的示数变小，电流表的示数变大，故A错误，B正确；C．根据电源效率公式可知，当路端电压U减小时，则电源的效率变小，故C错误；D．将定值电阻r看成电源的内阻，则等效电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值也是2r，因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率变小，故D错误。故选B。7、（2021·北京市昌平区高三下学期5月二模）当交变电流通过导体时，由于交变电流激发的交变磁场会在导体内部引起涡流，电流在导体横截面上的分布不再是均匀的，这时电流将主要地集中到导体表面，这种效应称为趋肤效应。电流的频率越高，趋肤效应越明显。下列说法不正确的是（　　）A. 趋肤效应等效于导线的横截面减小，电阻增大B. 利用趋肤效应，在高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材C. 在高频高压交流输电线中心部分改用抗拉强度大、电阻率大的钢丝会增加热损耗D. 在高频电路中使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线可减小趋肤效应【答案】C【解析】A．电流将主要地集中到导体表面，等效于导线的横截面减小， ，电阻增大，故A正确；B．利用趋肤效应，高频电路中可用空心铜导线代替实心铜导线以节约铜材，故B正确；C．由于电流将主要地集中到导体表面，在高频高压交流输电线中心部分改用抗拉强度大、电阻率大的钢丝不会增加热损耗，故C错误；D．在高频电路中使用多股相互绝缘细导线编织成束来代替同样截面积的粗导线，可以减小涡流影响，可减小趋肤效应，故D正确。本题选择错误的，故选C。8、（2021·北京市昌平区高三下学期5月二模）图为给电容器充电实验电路图。电源电动势为E、内阻不计；电容器的电容为C，灯泡的电阻为R。将开关闭合，给电容器充电，用q表示电容器左侧极板上的电荷量、用i表示电路中的电流、用uC表示电容器极板间的电压、用uR表示灯泡两端的电压。图中描述充电过程中上述物理量随时间的变化规律，正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】AB．闭合开关的瞬间，电容器开始充电，且电容器的充电电流在充电过程中逐渐减小，电容器的带电量逐渐增加，两板间电势差逐渐增大，故AC错误，B正确；D．因为充电过程中，电流逐渐减少，所以uR逐渐减小，故D错误。故选B。9、（2021·北京市房山区高三下学期5月二模）有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流I。铜的密度ρ，铜的摩尔质量M，阿伏加德罗常数NA，电子的电量e。（1）求导线单位长度中铜原子的个数；（2）若导线中每个铜原子贡献一个自由电子，求导线中自由电子定向移动的速率；（3）通常情况下，导体两端加上电压，自由电子定向移动的平均速率约为10-4m/s。一个电子通过一条1m长的导体需要几个小时！这与闭合开关电灯马上发光明显不符。请你用自由电子定向移动解释闭合开关电灯马上发光的原因。【答案】（1）；（2）；（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时形成了电流【解析】（1）单位长度中铜原子的个数为（2）设自由电子定向移动速率为v，移动时间为t，则联立解得（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时形成了电流。10、（2021·天津市红桥区高三下学第二次质检）在某校开展的科技活动中，为了要比较准确的测出一个未知电阻的阻值Rx现有如下器材：读数不准的电流表A、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀双开关S2电源和导线若干。（1）画出实验电路图，并在图上标出你所器材代码。（2）写出主要实验操作步骤：【答案】（1） ；（2）见解析【解析】（1）电流表A读数不准确，故读出的电流大小没有实际意义，不能根据欧姆定律求电压和电阻，由等效替代法求待测电阻的大小，分别将待测电阻和电阻箱与电流表和变阻器串联，如下所示；
 （2）将S1闭合，S2置于上端，记下电流表指针所指位置；S2置于下端，调节R1的阻值，使电流表指针指针指在原位置，则待测电阻Rx=R111、（2021·山东省烟台市高三下学期适应性练习）为了提高潜艇的隐蔽性，就需要降低潜艇的噪音，而采用电磁推进器代替螺旋桨推进器是降低潜艇噪音的一个发展方向。图甲是某种电磁推进器式潜艇的示意图，其下方有两组推进器，每组由6个完全相同的、相互独立的直线通道推进器构成，每个直线通道推进器的内部结构如图乙所示，在直线通道内充满了电阻率为的海水，通道中abcd-efgh的长方体空间内存在由电阻不计的励磁线圈产生的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于adhe平面向外，abcd和efgh是两块与周围其他材料绝缘的金属板，当两金属板与专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了沿e到a方向的恒定电流，设电流只存在于磁场区域。设海水原来是静止的，当两组推进器都开启，潜艇以的恒定速度前进时，海水在出口处的速度为，牵引力的功率为。不计专用直流电源的内阻及导线电阻，已知海水密度，，，。求：（1）每个直线通道推进器两金属板间的电流大小；（2）专用直流电源对12个推进器提供的总功率。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）1.0×103A；（2）6.4×106W【解析】（1）牵引力的功率P=Fv0F=12BIlae解得I=1.0×103A（2）一个长方体内部海水的电阻海水的发热功率P1=12I2R=6.0×106W单位时间内通过一个推进器的海水的质量m=ρmlablaev单位时间内海水动能的增加量专用直流电源提供的总功率P总=P+P1+P2=6.4×106W