文档内容
阶段性检测:《恒定电流》
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共8个小题,共48分,下列各题的四个选项中,第1-5题只有一项是符
合题意,第6-8题有多个答案符合要求,全部选对得5分,选不全得3分,有错选得0
分。)1.(2023·海南·统考高考真题)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为
C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A.CE B. C. D.
【答案】C
【详解】电路稳定后,由于电源内阻不计,则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并
联,若取电源负极为零电势点,则电容器上极板的电势为
电容器下极板的电势为
则电容两端的电压
则电容器上的电荷量为
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司故选C。
2.(2023·北京·统考高考真题)如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,
固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道,其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a,长度为l
( )。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道,粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到
管壁上,与管壁发生弹性碰撞,多次碰撞后从另一端射出,单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量
为 ,不计粒子的重力、粒子间的相互作用,下列说法不正确的是( )
A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
B.粒子质量为
C.管道内的等效电流为
D.粒子束对管道的平均作用力大小为
【答案】C
【详解】A.带正电的粒子沿轴线射入,然后垂直打到管壁上,可知粒子运动的圆弧半径为
r=a
故A正确,不符合题意;
B.根据
可得粒子的质量
故B正确,不符合题意;
C.管道内的等效电流为
单位体积内电荷数为
试卷第2页,共3页则
故C错误,符合题意;
D.由动量定理可得
粒子束对管道的平均作用力大小
联立解得
故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2023·广东梅州·统考三模)在图甲所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2:1,
电阻 , 为滑动变阻器,A为理想交流电流表。电源电压u随时间t按正弦规律变化,如图乙
所示,下列说法正确的是( )
A.滑片P向下移动时,电流表示数不变
B.滑片P向下移动时,通过电阻 的电流减小
C.当 时,电流表的示数为4A
D.当 时,电源的输出功率为48W
【答案】C
【详解】A.等效电路如图所示。当滑片P向下移动时,滑动变阻器的阻值减小,则等效电阻阻值减小,
等效电阻分压减小,根据变压器原理可知,副线圈两端电压减小,即电阻 两端电压减小,根据欧姆定
试卷第3页,共3页
学科网(北京)股份有限公司律可知,电流表示数减小,故A错误;
B.将 等效为电源内阻,滑片P向下移动时,电阻 减小,等效电路中电流增大,又因为流过 的电
流减小,所以电阻 的电流增大,故B错误;
C.设原副线圈两端电压分别为 和 ,等效电阻阻值
电源电压有效值U=48V,因此原线圈两端电压
根据变压器原理可知,副线圈两端电压
因此电流表示数为
故C正确;
D.当 时,电源的输出功率
故D错误。
故选C。
4.(2023·北京门头沟·统考一模)用两个完全相同的灵敏电流计改装成两个量程不同的电流表,下列说
法正确的是( )
试卷第4页,共3页A.将两个电流表并联,指针偏角不同,量程大的示数大
B.将两个电流表并联,指针偏角相同,量程大的示数小
C.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角小
D.将两个电流表串联,两表示数相同,量程大的偏角大
【答案】C
【详解】AB.将两个电流表并联,则灵敏电流计两端电压相等,故流过表头的电流相等,指针偏角相同,
量程大的示数大。故AB错误;
CD.将两个电流表串联,则流过两电流表的总电流相等,故两表示数相同,但由分流关系可知,偏角不
同,量程大的偏角小。故C正确;D错误。
故选C。
5.(2023·海南海口·海南中学校考三模)如图所示,一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机,其线圈
电阻为R ,额定电压为U,额定电流为I。将它与电动势为E、内电阻为r的直流电源连接,电动机恰好
M
正常工作,则( )
A.电源的输出功率为EI
B.电动机的总功率为I2R
M
C.电动机消耗的热功率为I2r
D.电动机输出的机械功率为
【答案】D
【详解】A.电源的输出功率为
A错误;
B.电动机的总功率为
B错误;
试卷第5页,共3页
学科网(北京)股份有限公司C.电动机消耗的热功率为
C错误;
D.电动机输出的机械功率为
D正确。
故选D。
6.(2023·全国·统考高考真题)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和
4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U =
12
3.0V,U = 2.5V,U = -1.5V。符合上述测量结果的可能接法是( )
23 34
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
【答案】CD
【详解】A.根据题意画出电路图,如下
可见U > 0,A错误;
34
B.根据题意画出电路图,如下
试卷第6页,共3页可见U > 0,B错误;
34
C.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,C正确;
D.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,D正确。
故选CD。
7.(2023·湖北武汉·湖北省武昌实验中学校考模拟预测)如图所示,理想变压器原线圈两接线柱间的交
流电压的有效值不变,三个灯泡 、 、 规格完全相同,在以下各种操作中各电路元件都没有损坏,
下列说法正确的是( )
A.仅使滑片M上移,灯泡 变亮
B.仅使滑片M上移,变压器原线圈中的电流变大
C.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动,电流表示数一直增大
D.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动,灯泡 中的电流一直增大
【答案】ABD
试卷第7页,共3页
学科网(北京)股份有限公司【详解】AB.设灯泡 的等效电阻为R ,原、副线圈的匝数比 ,则有该变压器的等效电路图,如
L
图所示,仅使滑片M上移,变压器负线圈的匝数n 增大,则 减小,R不变,原线圈两接线柱间的交
2
流电压的有效值不变,可知原线圈中的电流变大,流经灯泡 的电流变大,灯泡 变亮,AB正确;
C.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动,则有并联部分的电阻先增大后减小,副线圈电路的总电阻先增
大后减小,副线圈的电压不变,因此副线圈中的总电流先减小后增大,电流表示数先减小后增大,C错误;
D.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动,灯泡 所在的支路电阻逐渐减小,副线圈的电压不变,则灯泡
中的电流一直增大,D正确。
故选ABD。
8.(2023·河北沧州·河北省吴桥中学校考模拟预测)某电路图如图所示,电源电动势 ,内阻不计,
电阻均为定值电阻,且 ,电容器的电容C=100 F,电流表是理想电流表。则在滑片P从最右端缓
慢滑到最左端的过程中,下列说法正确的是( ) μ
A.电流表的示数先变小后变大
B.电流表的示数先变大后变小再变大
C.电容器上电荷量的变化量为零
试卷第8页,共3页D.电容器上电荷量的变化量为
【答案】AD
【详解】AB.当滑片P在最右端时的等效电路图,如图所示。
当滑片P在最左端时的等效电路图,如图所示。
当滑片P在中间位置时的等效电路图,如图所示,由图可知,滑片P和B点的电势相等,则P、B间的电
压是零,则电流表的示数是零,由此可知,当滑片P从最右端缓慢滑到最左端时,电流表的示数先变小
后变大,A正确,B错误:
CD.当滑片P在最右端时,电容器上极板接电源的负极,上极板带负电,下极板带正电,当滑片P在最
左滑时,电容器上极板接电源的正极,上极板带正电,下极板带负电,可知电容器先放电后反向充电,
由前两个解析图可知,电容器两端电压等于与它并联的电阻R两端电压,可得
试卷第9页,共3页
学科网(北京)股份有限公司则有当滑片P在最右端时,电容器电压是 2V,当滑片P在最左端时,电容器电压是2V,由电容的定义
−
式 可得,电容器上电荷量
则有电容器上电荷量的变化量为
C错误,D正确。
故选AD。
二、非选择题(本题共5个小题,共52分)
9.(2023·海南·统考高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头
的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R(0 ~ 9999.9Ω),R(99999.9Ω)
1 2
(1)R 应选 ,R 应选 ;
M N
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整 ;
试卷第10页,共3页(3)下列操作顺序合理排列是 :
①将变阻器滑动头P移至最左端,将R 调至最大值;
N
②闭合开关S,调节R ,使微安表半偏,并读出R 阻值;
2 M M
③断开S,闭合S,调节滑动头P至某位置再调节R 使表头满偏;
2 1 N
④断开S、S,拆除导线,整理好器材
1 2
(4)如图是R 调节后面板,则待测表头的内阻为 ,该测量值 (填“大于”、“小
M
于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V
(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S 断开,电表满偏时读出R 值,在滑动头P不变,S 闭合后调
2 N 2
节电阻箱R ,使电表半偏时读出R ,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为 (用R 、R 表
M M M N
示)
试卷第11页,共3页
学科网(北京)股份有限公司【答案】 R R ①③②④
1 2
1998.0Ω 小于 1.28
【详解】(1)[1][2]根据半偏法的测量原理可知,R 与R 相当,当闭合S 之后,变阻器上方的电流应基
M 1 2
本不变,就需要R 较大,对下方分压电路影响甚微。故R 应选R ,R 应选R 。
N M 1 N 2
(2)[3]根据电路图连接实物图有
(3)[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端,将R 调至最大值;
N
③断开S,闭合S,调节滑动头P至某位置再调节R 使表头满偏;
2 1 N
②闭合开关S,调节R ,使微安表半偏,并读出R 阻值;
2 M M
④断开S、S,拆除导线,整理好器材。
1 2
(4)[5]根据R 调节后面板读数为1998.0Ω。
M
[6]当闭合S 后,原电路可看成如下电路
2
试卷第12页,共3页闭合S 后,相当于R 由无穷大变成有限值,变小了,则流过R 的电流大于原来的电流,则流过R 的电
2 M N M
流大于 ,故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
(5)[7]将该微安表改装成量程为2V的电压表,则需要串联一个电阻R,则有
0
U = I(R+R)
g g 0
此时的电压读数有
U′ = I′(R+R)
g 0
其中
U = 2V,I= 100μA,I′ = 64μA
g
联立解得
U′ = 1.28V
(6)根据题意OP间电压不变,可得
解得
10.(2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与 (选填
“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与 (选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。
开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
试卷第13页,共3页
学科网(北京)股份有限公司(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻
平均值;乙同学通过 图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或
“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流 的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两
端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得
多组I、L数据,作出 图像如图3所示。
则 图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为 的电流表,需要把长为
m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1/2.2/2.3/2.4/2.5 0.24/0.25/0.26/0.27/0.28
【详解】(1)[1][2][3]实验中用两节干电池供电,滑动变阻器分压式连接,电压从零开始调节,电流表
选较小量程测量电流减小误差 ,则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接,电压表测电阻两端的电压,
试卷第14页,共3页则金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表,开关闭合
前,图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度,减少实验的误差,则乙同学通
过U-I图像求电阻,求电阻的方法更合理;
(3)[5]由图像可知 图像斜率
[6]方法一:由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为 表头G改装成量程为 的电流表,则并联的电阻
解得
方法二:延长图像可知,当I=9.0mA时可得
即
11.(2023·浙江·统考高考真题)某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖
直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自
动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什
么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大
小 (其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强
试卷第15页,共3页
学科网(北京)股份有限公司磁场,大小 ,方向与B 相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v 进入导轨,
1 0
到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距
,导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和
装置A的内阻。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L;
(2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系;
(3)求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W;
(4)若R的阻值视为0,装置A用于回收能量,给出装置A可回收能量的来源和大小。
【答案】(1)3Mg; ;(2) ;(3) ; ;
(4)装置A可回收火箭的动能和重力势能;
【详解】(1)导体杆受安培力
方向向上,则导体杆向下运动的加速度
解得
a=-2g
导体杆运动的距离
试卷第16页,共3页(2)回路的电动势
其中
解得
(3)右手定则和欧姆定律可得:
可得
电源输出能量的功率
在 时间内输出的能量对应 图像的面积,可得:
(4)装置A可回收火箭的动能和重力势能,及磁场能;从开始火箭从速度v 到平台速度减为零,则
0
若R的阻值视为0
装置A可回收能量为
12.(2023·北京东城·统考一模)平行板电容器是一种常用的电学元件。
(1)如图甲所示,电源与平行板电容器,定值电阻,开关组成闭合电路。已知平行板电容器的电容为
C,电源电动势为E,内阻不计,不考虑极板边缘效应,请在图乙中画出充电过程中电容器两板电压u随
试卷第17页,共3页
学科网(北京)股份有限公司其所带电荷量q变化的图像,并类化直线运动中由 图像求位移的方法,求充电完毕时电容器储存的
电能 。
(2)如图丙所示,M、N是平行板电容器的两个极板,板间距离为d。用绝缘细线把一个质量为m,电荷
最为q的带电小球悬挂在两极板问,已知开关S闭合后,且小球静止时,绝缘细线与竖直方向夹角为 ,
电源电动势为E,内阻不计。三个定值电阻的阻值分别为 、 、 ,重力加速度为g,忽略小球的电
荷量对极板间电场的影响。
a.求夹角 与定值电阻阻值的关系式;
b.若某时刻烧断细线,同时断开开关S,通过分析定性说明小球在两极板间可能出现的运动情况(假设小
球的电荷量保持不变,且始终未与极板发生碰撞)。
【答案】(1) , ;(2)a. ;b.某时刻烧断细线,
同时断开开关,细线对小球的拉力为零。在竖直方向上,小球只受重力作用,加速度不变,做匀加速直
线运动;在水平方向上,小球只受电场力作用,由于平行板电容器会通过电阻放电,使得小球所受电场
力减小,加速度减小,做加速度减小的加速运动。若放电时间比较长,小球做加速度减小的曲线运动。
若放电时间比较短,在放电完毕前,小球做加速度减小的曲线运动;放电完毕后,小球只在重力作用下
做匀变速曲线运动。
【详解】(1) 图像如图所示
试卷第18页,共3页充电完毕时电容器两端电压等于电源电动势E,电容器所带电荷量为Q,图线与横轴所围面积即为电容器
储存的电能
,
联立可得
(2)a.小球在电场中静止时受到重力、电场力及细线的拉力,小球所受电场力为
两极板之间电场强度
根据闭合电路欧姆定律,可得两极板间的电势差
根据平衡条件有
联立可得
b.某时刻烧断细线,同时断开开关,细线对小球的拉力为零。在竖直方向上,小球只受重力作用,加速度
不变,做匀加速直线运动;在水平方向上,小球只受电场力作用,由于平行板电容器会通过电阻放电,
使得小球所受电场力减小,加速度减小,做加速度减小的加速运动。若放电时间比较长,小球做加速度
减小的曲线运动。若放电时间比较短,在放电完毕前,小球做加速度减小的曲线运动;放电完毕后,小
球只在重力作用下做匀变速曲线运动。
13.(2023·全国·模拟预测)如图所示的电路中,电源电动势 ,内阻 ,电动机的电阻
,电阻 。电动机正常工作时,电压表的示数 ,求:
(1)电源释放的电功率;
试卷第19页,共3页
学科网(北京)股份有限公司(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率;
(3)电源的输出功率。
【答案】(1) ;(2)12W,8W;(3)18W
【详解】(1)电动机正常工作时,总电流为
电源释放的电功率为
(2)电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机消耗的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率,据能量守恒为
(3)电源的输出功率为
试卷第20页,共3页