高中物理高考 专题19 恒定电流（练习）（教师版）

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专题19 恒定电流（教师版）
基础部分：
1．（2021·全国高三专题练习）两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后纹合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为（　　）
A． B． C． D．
2．（2018·浙江杭州市·高三一模）如图为2017年5月戴森公司发售的360 Eye扫地机器人．360 Eye内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充满一次电可供其运行的时间为45min．已知360 Eye扫地机器人额定功率54W，则下列说法正确的是（ ）

A．扫地机器人正常工作时的电流是2.25A
B．扫地机器人正常工作时额定电压为18V
C．扫地机器人工作时的内阻为6Ω
D．扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105J
3．（2020·浙江高三期中）如图所示，有两个同种材料制成的金属柱体，横截面为正方形，柱体高均为h，大柱体横截面边长为a，小柱体横截面边长为b，当通有图示方向相同大小的电流时，以下说法正确的是（　　）

A．从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为
B．从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为
C．若加上竖直向下的磁场，大柱体与小柱体的前后表面产生的电势差之比为
D．若加上竖直向下的磁场，大柱体与小柱体的前后表面产生的电势差之比为1
4．（2019·全国高三单元测试）关于电压与电动势的说法中正确的是(　　)
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势就是两板间的电压
C．电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
5．（2020·浙江高三开学考试）现今生活，人们出行时会随身携带多种电子设备，为满足充电的需求，双通道输出移动电源越来越普及。如图所示，为某一品牌移动电源的铭牌，通道1输出电流为1A，通道2输出电流为2.1A，额定容量是指移动电源在额定电压电流下的最少输出容量，下列说法正确的是（　　）

A．该移动电源的最大储存电荷量为22500C
B．若该移动电源用通道2给平板电脑充电，一次性能提供的最大电能至少为112500J
C．若该移动电源分别用通道1和通道2给手机和平板电脑同时充电，移动电源的输出电压为10V
D．若该移动电源分别用通道1和通道2给手机和平板电脑同时充电，移动电源的输出功率为10.5W
6．（2020·江苏南京市·金陵中学高三期中）恒压源是一种特殊的电源，其输出的电压始终保持不变。如图所示的电路中，R2=2R1，若电压表并联在电阻R1上示数为U，下列说法中正确的是（　　）

A．恒压源的输出电压等于3U
B．恒压源的输出电压小于3U
C．若将电压表并联在电阻R2上示数等于2U
D．若将电压表并联在电阻R2上示数小于2U
7．（2020·浙江高三月考）某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4 m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，假设每个人的质量均为60kg，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为（　　）

A．12人 B．25人 C．30人 D．40人
8．（2020·义乌市第三中学）太阳能发电是我国近几年重点开发的新型发电方式，人们利用太阳能发电系统进行发电，太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成，已知太阳与地球之间的平均距离约为，太阳每秒辐射能量约为，有一户太阳能发电用户在自家楼顶装了面积为120 m2的太阳能发电板，太阳能转化电能的效率为5%，如果每天的平均日照时间为6h，以下说法正确的是
A．这家用户一天的太阳能发电约为5 kW∙h
B．太阳每秒照到每平方米的太阳能发电板上的能量约为136.6 J
C．发电一小时可供20 W的灯泡正常工作约410 h
D．以上说法都不正确
9．（2021·全国高三专题练习）（多选）两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（　　）

A．R1的电阻
B．R1为线性元件，R2为非线性元件
C．R2的电阻随电压的增大而减小
D．当U=1V时，R2的电阻等于R1的电阻
10．（2020·全国高三专题练习）一个T形电路如图所示，电路中的电阻，，另有一测试电源，所提供电压恒为10V，以下说法正确的是（　　）

A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50Ω
B．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40Ω
C．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为4V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为6V
11．（2020·河北张家口市·高三月考）金属铂的电阻对温度的高低非常敏感，可用于制作电阻温度计。现有甲、乙两个图像，其中一个为描述金属铂的图像，下列判断正确的是（　　）

A．图甲应为铂的图像，且电压为时，电阻为
B．图甲应为铂的图像，且电压为时，电阻为
C．图乙应为铂的图像，且电压为时，电阻为
D．图乙应为铂的图像，且电压为时，电阻为
12．（2020·全国高三专题练习）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（　　）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路
C．在非纯电阻电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
13．（2020·榆树市第一高级中学校高三月考）（多选）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是（　　）

A．电源a比电源b内阻小
B．电源a比电源b电动势大
C．R接到b电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率大于50％
D．R接到a电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率为50％
14．（2020·全国高三专题练习）如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光．若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是（ ）

A．电阻丝的电阻率随温度发生了变化 B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C．小灯泡的电阻发生了变化 D．电源的电压随温度发生了变化
15．（2021·全国高三专题练习）（多选）额定电压均为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图甲所示，现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图乙所示电路接入220V电路中，则下列说法正确的是（　　）

A．L2的额定功率约为99W
B．L2的实际功率约为17W
C．L2的实际功率比L3的实际功率小17W
D．L2的实际功率比L3的实际功率小82W
提高部分：
16．（2020·广东高三专题练习）近年来，机器人逐渐走入我们的生活。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在输出电压为U的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）

A．电动机消耗的热功率为UI
B．电动机的输出功率为UI-I2R
C．电动机的电流为
D．电动机的输入功率为I2R
17．（2020·河北高三月考）在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然熄灭，则出现这种现象的原因可能是（　　）

A．电阻R1短路
B．电阻R2断路
C．电容器C被击穿（相当于被短路）
D．电容器C的一个极板与导线脱落导致断路
18．（2021·全国高三专题练习）图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是（　　）

A．电源的内阻为0.5W
B．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C．当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻约为
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为2.59W
19．（2020·通榆县第一中学校高三月考）如图所示，电阻、、的阻值均为，电压表为理想电表，电路中O点接地，断开电键S时，电压表的示数为，电键S闭合时，电压表示数为，则下列判断错误的是（　　）

A．电源的电动势
B．电源的内阻
C．电键由闭合变为断开，P点的电势升高
D．电键由闭合变为断开，电源的输出功率增大
20．（2020·全国高三专题练习）（多选）如图1所示为边长为 L 的正方形导体框放在绝缘水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，图中的数据为已知量。已知导体的电阻率为 ρ、导体的横截面积为 S，则下列说法正确的是（　　）

A．导体框的面积有减小的趋势
B．导体框中的电流大小为
C．0 ~ t0 时间内，通过导体框某一横截面的电荷量为
D．0 ~ t0时间内，导体框产生的热量为
21．（2020·重庆高三月考）（多选）如图所示，电源的电动势E=12 V，内阻r=2Ω，R1=1Ω，R2=3Ω，R3=10Ω，R4=4Ω，R5为电阻箱，调节范围为0∼10 Ω，电容器C=10 μF，电容器的下极板接地，两极板正中间有一点P (未标出)，初始时刻开关S断开，R5=0，则下列说法正确的是（　　）

A．若将电容器的下极板稍向下移动，则P点的电势增大
B．闭合开关S后，流过R3的电荷量Q=1.5×10-5 C
C．将电阻箱调到9 Ω后再闭合开关S，稳定后电容器上的电量为0
D．闭合开关S后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率先增大后减小
22．（2020·江苏泰州市·姜堰中学高三月考）如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻。R5为半导体材料制成的热敏电阻，温度降低，电阻变大。电源的电动势为E，内阻为r，电流表的读数为I，电压表的读数为U，当环境温度升高时。则：（　　）

A．I变小U变小 B．I变小U变大 C．I变大U变大 D．I变大U变小
23．（2019·浙江丽水市·）如图所示电路，电压保持不变，当电键S断开时，电流表A的示数为0.5A，当电键S闭合时，电流表的示数为0.7A，则两电阻阻值之比R1：R2为（ ）

A．5：7 B．2：5 C．7：5 D．5：2
24．（2020·全国高三专题练习）（多选）如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 900W”的电饭锅及“220V　200W”的抽油烟机。现接入u＝311sin100πt(V)的交流电，下列说法正确的是(　　)

A．交流电压表的示数为311 V
B．1 s内流过保险丝的电流方向改变100次
C．电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍
D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5 A
25．（2020·赤峰二中高三月考）（多选）如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡、电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则（　　）

A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动
C． D．
【参考答案】
1．C
【解析】
设原来的电阻为，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的，根据
，知电阻
另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据
，知电阻
则两电阻之比为。根据欧姆定律知，电压相等时电流之比为，根据
知相同时间内通过的电荷量之比为。故选C。
2．B
【解析】A．根据电流的定义式可得工作电流为，
故A错误；
B．机器人额定功率54W，则工作电压，故B正确；
C．机械人消耗的电功率大部分转化为机械能，所以其电阻值一定小于
故C错误；
D．机器人电池充满电之后的电能等于放电过程中消耗的电能E=Pt=54×2700J=1.458×105J
故D错误。故选B。
3．D
【解析】AB．根据电阻决定式有R =
结合该题数据有R1 =，R2 =，
则从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1，AB错误；
CD．加入磁场后，正负电荷受洛伦兹力后分别分布再上下两平面，形成电场有
qvB =，qvB =，
则若加上竖直向下的磁场，大柱体与小柱体的前后表面产生的电势差之比为1，C错误、D正确。故选D。
4．D
【解析】
A．电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，故A错误；
B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关，大小不一定等于电源两极间的电压，更不能说电动势就是电源两极间的电压，故B错误；
C．电动势定义式公式E=中的W是非静电力做功，电压U=中的W是静电力做功，故C错误；
D．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，故D正确。故选D。
5．B
【解析】A．最大储存电荷量Q=10000mAh=36000C，故A错误；
B．一次性提供的最大电能为W=6250mAh×5V=112500J，故B正确；
C．分别用通道1和通道2给手机和电脑充电，电源的输出电压为5V，故C错误；
D．电源的输出功率W=15.5W，D错误。故选B。
6．C
【解析】
AB．设恒压源的电压为U0，电压表的电阻值为RV，则电压表并联在电阻R1上时

并联部分的电压

所以恒压源的输出电压大于3U，故AB错误；
CD．同理电压表并联在电阻R2上时

联立可得U并′=2U，故C正确，D错误。故选C。
7．B
【解析】维持电梯运转的功率为
可用于输送顾客的功率为
电动机通过扶梯的支持力对顾客做功，对每一位顾客做功的功率为

则，同时承载的最多人数，故B正确。故选B。
8．C
【解析】
B．太阳照到地球上每秒每平方米的能量为
选项B错误;
A．设这家用户太阳能发电时间为6 h，则一天发电为
，A错误;
CD．太阳能发电1小时，可供20 W的灯泡正常工作时间为
410 h，C正确，D错误.
9．BD
【解析】
A．R1的电阻，选项A错误；
B．R1为线性元件，R2为非线性元件，选项B正确；
C．R2的图像上各点的横坐标U与纵坐标I的比值随电压的增大而增大，则R2的电阻随电压的增大而增大，选项C错误；
D．当U=1V时，R2的电阻等于R1的电阻，均等于2Ω，选项D正确。故选BD。
10．C
【解析】A．当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为，故A错误；
B．当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为
，故B错误；
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压

故C正确；
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻两端的电压，为

故D错误。故选C。
11．C
【解析】金属铂的电阻率随温度升高而增大，电阻增大，图像的斜率增大，图乙正确，由欧姆定律可知，C正确，ABD错误。
故选C。
12．A
【解析】
A．电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，A错误；
B．公式是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路。当为纯电阻电路时，根据欧姆定律，可以推导出，所以只能适用于纯电阻电路，B正确；
C．在不是纯电阻的电路中，UI表示的是总的功率的大小，而只是电路中发热的功率，电流中还对外做功的功率，所以，所以C正确；
D．焦耳热适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D正确。
本题选错误的，故选A。
13．BD
【解析】
AB．根据图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势，则有电源a比电源b内阻大，电源a比电源b电动势大，故A错误，B正确；
CD．电源的效率
由图看出，电阻R接在电源a上时电路中电流为，短路电流为I，根据闭合电路欧姆定律得
a电源的效率为50%，由图看出，电阻R接在电源b上时
则电源b的效率大于50%，电源的图线与电阻R的U－I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由图读出电阻R接在电源a的电压和电流较大，电源a的输出功率较大，故C错误，D正确。故选BD。
14．A
【解析】电阻与导体的温度有关，对于大多数金属导体而言，电阻随温度的升高而增大．所以当用酒精灯对金属电阻丝进行加热时，金属电阻丝的温度就会升高，电阻率就会增大，此时电路中的电流就会减小，灯泡的亮度就会变暗．故选A．
15．ABD
【解析】A．由L2的伏安特性曲线可得，在额定电压220V时的电流为0.45A，则L2的额定功率为P额＝U额I额＝99W，故A正确；
B．图示电路为L1和L2串联再与L3并联，所以L1和L2串联后两端的总电压为220V，那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1＝I2
U1＋U2＝220V
由L1和L2的U－I图线可知I1＝I2＝0.25A
U1＝152V
U2＝68V
故灯L2的实际功率P2＝I2U2＝17W，故B正确；
CD．由于L3两端的电压为220V，故P3＝P额＝99W
则P3－P2＝82W，故C错误，D正确。故选ABD。
16．B
【解析】A．电动机消耗的热功率是，A错误；
B．电动机的输出功率，B正确；
C．电动机不是纯电阻电路，则电动机的电流，选项C错误；
D．电动机的输入功率为IU，大于I2R，选项D错误。故选B。
17．C
【解析】
A．若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮，A错误；
B．若电阻R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻中电压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡变亮，B错误；
C．电容器C被击穿（相当于被短路），则灯泡被短路，没有电流流过灯泡，熄灭，C正确；
D．电容器C的一个极板与导线脱落导致断路，对灯泡亮度没有影响，D错误。故选C。
18．D
【解析】A．由图甲，根据可得，电动势
内阻，故A错误；
B．由图乙可得：电压越大，斜率越大，故电阻越大，故B错误；
C．由图乙可得，当小灯泡两端的电压U=0.5V时，电流I=6A，故电阻
，故C错误；
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，如图所示

两U-I曲线的交点即小灯泡的电压、电流，故U≈0.47V，I=5.5A，所以，小灯泡的功率
P=UI=，故D正确。故选D。
19．D
【解析】
AB．电键S断开时，电路中电流
根据闭合电路欧姆定律
电键S闭合时，电路中电流
根据闭合电路欧姆定律
解得，
AB项正确，不符合题意；
C．电键由闭合变为断开，电路中的电流减小，两端的电压减小，P点的电势升高，C项正确，不符合题意；
D．电键由闭合变为断开，外电阻增大，由于外电阻总是大于电源内阻，因此随着外电阻增大，电源的输出功率减小，D项错误，符合题意。故选D。
20．CD
【解析】A．由图2可知穿过导体框的磁通量向下逐渐减少，则由楞次定律的阻碍的含义“增缩减扩”可知，导体框的面积有增大的趋势，A错误；
B．由法拉第电磁感应定律可知，导体框中的感应电动势大小为
由图乙可知图象斜率的大小为
又由欧姆定律得
其中
联立可得电流，B错误；
C．时间内，通过导体框某一横截面的电荷量为
选项C正确；
D．由焦耳定律可知，时间内，导体框产生的热量为，由以上整理可得

D正确。故选CD。
21．AB
【解析】当开关S断开时，、和断路，电容器的电压等于所分的电压；当开关S闭合时，断路，、串联，R4、R5串联后再并联，电容器的电压等于和所分的电压差。
A．开关S断开时，电容器的电压U不变，接地其电势为零。设电容器间距离为d，P点与上极板的距离为x，则P点的电势为
可知将电容器的下极板稍向下移动，d增大，x、U不变，故P点电势增大，故A正确；
B．开关S断开时，电容器电压
此时电容器的电荷量为
上极板为正，下极板为负，开关S闭合时，由于，此时电容器电压依然为电压，根据电路知识求得，此时电容器电荷量为
上极板为正，下极板为负，故流过的电荷量，故B正确；
C．将电阻箱调到后再闭合开关S时，由于，故电容器两端的电压不为零，故所带的电荷量不为零，故C错误；
D．闭合开关S时，外阻
此时电源的输出功率最大，在电阻箱从0开始逐渐调到最大值过程，外阻R一直增大，故电源的输出功率一直减小，故D错误。故选AB。
22．A
【解析】当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律得干路电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数变小；R1、R3的电压增大，则并联电路的电压减小，所以R2、R4支路上的电流减小，即电流表示数减小。故选A。
23．B
【解析】因S通断中电压保持不变，故R1中的电流保持不变，则流过R2的电流
I2=0.7A-0.5A=0.2A
而在并联电路中电流与电阻成反比，故R1：R2=0.2：0.5=2：5，故选B。
24．BD
【解析】A.由u＝311sin100πt(V)知，电压最大值Um＝311 V，电压有效值为
U＝＝220 V，而交流电压表示数为有效电压，故A错误；
B. 由u＝311sin100πt(V)知，f＝Hz＝50 Hz，
1 s内电流方向改变100次，故B正确；
C.电饭锅的功率为抽油烟机功率的4.5倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200 W，故C错误；
D.电路正常工作时的总功率P＝900 W＋200 W＝1100 W，有
I＝＝A＝5 A，故D正确。故选：BD
25．ACD
【解析】
A．滑片向上滑动，其阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯变亮，故A正确；
B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q不变，则由
，
得，可知E不变，油滴静止不动，故B错误；
C．把电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则，故C正确；
D．由闭合电路欧姆定律可得，所以，故D正确。
故选ACD。