文档文本内容
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恒定电流
(考试时间:100 分钟 试卷满分:90 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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46 分)
一、选择题(本题共10 小题,共46 分。在每个小题给出的四个选项中,第1~7 小题,只有一个选项符合
题意,每小题4 分;第8~10 小题,有多个选项符合题意,全部选对的得6 分,选对而不全的得3 分,错
选或不选的得0 分)
1.
(25-26 高三上·内蒙古·开学考试)如图所示,来自电子源的电子(初速度为零),经电压为
的加速器加速,形成细柱形的电子流。若电子流横截面积为S,电子的质量为
,电荷量为,电子流
内单位长度的电子数为
。则电子流形成的电流大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】电子在电场中被加速,则
电子流形成的电流大小为
故选C。
1
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2.(2025·辽宁沈阳·阶段测试)一位同学想测量如图一段金属管件材料的电阻率,他先用刻度尺测得管长
为L,再用游标卡尺测得其内径为d、外径为D。又利用电源、电压表、电流表等器材,根据伏安法测得管
件沿轴线方向的电阻为R。则该金属管件材料的电阻率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】管件金属部分的横截面积为
根据电阻定律
解得
故选A。
3.(2025·辽宁朝阳·阶段测试)将四个相同的灵敏电流计(电阻为
)分别改装成两个电流表
、
和
两个电压表
、
,已知电流表
的量程小于
的量程,电压表
的量程大于
的量程,之后将它们
接入如图所示的电路中,合上电键,下列说法正确的是( )
A.两个电压表
、
是由灵敏电流计与小于
的电阻串联改装而成的
B.
的电阻小于
的电阻,
的电阻大于
的电阻
2
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C.
、
的指针偏转角不相同,读数相等
D.
、
的指针偏转角相同,读数不相等
【答案】D
【详解】A.将灵敏电流计与电阻
串联可改装成电压表,为扩大原量程,需满足
,改装后电压表
的量程越大,串联的电阻越大,总内阻也越大。所串联的电阻不一定大于
,故A 错误;
B.灵敏电流计允许通过的最大电流较小,根据并联分流原理,改装电流表时,通过并联电阻的电流较大,
即并联电阻较小,可知,灵敏电流计与小于
的电阻并联改装成电流表,量程越大,与灵敏电流计并联的
电阻越小,电流表的电阻越,
的量程小于
的量程,则
的电阻大于
的电阻;结合上述可知,灵
敏电流计与大于
的电阻串联改装成电压表,量程越大,与灵敏电流计串联的电阻越大,电压表的电阻越
大,电压表
的量程大于
的量程,则
的电阻大于
的电阻,故B 错误;
C.根据图像,
、
串联,电流相同,流过灵敏电流计的电流相同,
、
指针的偏转角相同,
的
量程大于
的量程,
的读数大于
的读数,故C 错误;
D.
、
并联,电压相同,流过灵敏电流计的电流相同,指针的偏转角相同,
的电阻大于
的电阻,
由欧姆定律可知,
的电流小于
的电流,读数不相等,故D 正确。
故选D。
4.(2024·辽宁朝阳·三模)在如图所示的电路中,电源电压不变,内阻为,R 为定值电阻,闭合开关S,
电路正常工作,在滑片P 向右移动的过程中,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
3
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A.R 两端的电压变大
B.电压表
的示数变大
C.灯泡的亮度变亮
D.电压表
的示数和电流表示数的比值变小
【答案】B
【详解】C.定值电阻R、滑动变阻器、灯泡、电源、电流表、开关串联,当滑片P 向右移动的过程中,整
个回路总电阻增大,电流减小,故等泡亮度变暗,C 错误;
A.由
可知电流减小,定值电阻R 两端电压减小,A 错误;
B.电压表
测量定值电阻、滑动变阻器两端总电压,由闭合电路欧姆定律
可知电流减小,电压表
示数变大,B 正确;
D.电压表
测量灯泡、滑动变阻器两端总电压,由闭合电路欧姆定律
可知
故电压表
的示数和电流表示数的比值不变,D 错误。
故选B。
5.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)如图(a)所示,在滑动变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端的过
程中,两块理想电压表的示数随电流表示数的变化情况如图(b)所示,已知电流表为理想电流表,不计
电表流内阻。则电源的电动势
和电源内阻分别为( )
4
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A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
【答案】A
【详解】
为定值电阻,结合图(b)根据欧姆定律有
为可变电阻,根据闭合电路欧姆定律有
即
即
图像斜率的绝对值为
,结合图(b)得
故
由图(b)可知,
时
,则
故选A。
6.(2025·北京房山·一模)如图所示为小灯泡通电后其电流Ⅰ随电压U 变化的图像,Q、P 为图像上两点,
坐标分别为(U1,I1)、(U2,I2),PN 为图像上Р 点的切线。下列说法正确的是( )
5
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A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
B.当小灯泡两端的电压为U1时,小灯泡的电阻
C.当小灯泡两端的电压为U2时,小灯泡的电阻
D.当小灯泡两端的电压为U2时,小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小
【答案】B
【详解】A.根据欧姆定律有
可知,
图像中,图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的倒数,
根据图像可知,随着所加电压的增大,图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小,即小灯泡的电阻
增大,A 错误;
BC.根据欧姆定律有
可知,图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数,则对应
点,小灯泡的电阻为
则对应
点,小灯泡的电阻为
B 正确,C 错误;
D.小灯泡消耗的功率为
,可知小灯泡的功率为图中过
点的矩形所围面积大小,D 错误。
故选B。
7.(2024·辽宁辽阳·一模)如图所示,电源的电动势为3V、内阻为2Ω,
的电阻为8Ω,电容器的电容为
600μF,所有电压表和电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器
(最大阻值为8Ω)的滑片由上端缓慢地
滑到下端的过程中,下列说法正确的是( )
6
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A.V1示数增大,V2示数减小
B.
消耗的电功率先增大后减小
C.
两端的最大电压为2V
D.电容器极板上增加的电荷量为
【答案】D
【详解】A.将滑动变阻器的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中,滑动变阻器接入电路阻值变大,则总
电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大,则V1示数增大,
两端电压减
小,则滑动变阻器
两端电压增大,即V2示数增大,故A 错误;
B.
消耗的电功率为
根据数学知识可知,当
消耗的电功率最大,由于
的最大值为
,则
消耗的电功率一直增大,故B 错误;
C.当
接入电路阻值为0 时,电路电流最大,则有
则
两端的最大电压为
故C 错误;
D.滑动变阻器的滑片在上端时,接入电路阻值为0,则电容器两端电压为0;当滑动变阻器的滑片在下端
时,根据闭合电路欧姆定律可得
7
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则电容器两端电压为
则电容器极板上增加的电荷量为
故D 正确。
故选D。
8.(24-25 高二上·辽宁大连·期中)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表
、
和两
个电压表
、
,已知电流表
量程大于
的量程,电压表
的量程大于
的量程,改装好后把它们
分别按如图甲、乙所示接入电路,R 为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.甲图中电压表
的读数大于电压表
的读数
B.甲图中电流表
的指针偏转角小于电流表
的偏转角
C.乙图中电压表
的指针偏转角小于电压表
的指针偏转角
D.乙图中电流表
的指针偏转角等于电流表
的指针偏转角
【答案】AC
【详解】电流表
量程大于
的量程,则电流表
内阻小于
的内阻,电压表
的量程大于
的量程,
则电压表
的内阻大于
的内阻。
A.甲图中电压表
与
在同一条支路上,电流大小相等,则电压之比等于电压表内阻之比,电压表
的
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内阻大于
的内阻,则
的读数大于电压表
的读数,故A 正确;
B.甲图中
和
两表由同一电流表改装而成,而将电流表扩大量程时为并联一小电阻,故相当于四个电
阻并联,故两表头中电流相同,故两表的偏角相同,故B 错误;
C.乙图中电压表
和
并联,则电压相等,即两电压表读数相同,但电压表
的量程大于
的量程,
则电压表
的指针偏转角小于电压表
的指针偏转角,故C 正确;
D.乙图中电流表
和
串联,则电流大小相等,即两电流表读数相同,但由于电流表
量程大于
的
量程,所以电流表
的指针偏转角小于电流表
的指针偏转角。故D 错误。
故选AC。
9.
(2025·辽宁·阶段测试)在如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,
为
定值电阻,电源电动势为
、内阻为,闭合开关
,平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态。当
电路中某电学元件发生故障时,发现电容器中的液滴向上运动,且电流表和电压表示数均增大,其余电学
元件均未损坏,下列说法正确的是( )
A.
断路
B.灯泡L 断路
C.电源内阻消耗的功率变小
D.电容器带的电荷量变小
【答案】BC
【详解】A.据电路可知,平行金属板上极板带正电,电场方向向下,液滴受到重力与电场力,液滴向上
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运动,平行金属板间电场强度增大,极板之间电压增大,根
,可知,干路电流减小,则
电路总电阻增大,有可能是电路中并联部分电路中的某器件断路,若
断路,则电流表示数为0,可知,
不可能是
断路,故A 错误;
B.若灯泡L 断路,根据
,
,结合上述,可知,电压表与电流表的示数均增大,
故B 正确;
C.由题可知,干路电流减小,电源内阻消耗的功率
,故电源内阻消耗的功率变小,故C 正确;
D.由于电容器两极板间电压增大,电容器带的电荷量增大,故D 错误。
故选BC。
10.(24-25 高三上·黑龙江·阶段练习)如图甲是酒精测试仪的原理图,气敏电阻的阻值
随气体中酒精含
量的变化关系如图乙所示。机动车驾驶员呼出的气体中酒精含量大于等于
小于
为酒驾,
大于等于
为醉驾。使用前先对酒精测试仪进行调零(改变
的阻值),此时电压表的示数为
,
调零后
的阻值保持不变。已知电源电动势
、内阻
,电路中的电表均为理想电表。当一位饮
酒者对着测试仪吹气时(可视为气体中酒精含量逐渐增大),下列说法中正确的是( )
A.电压表示数减小,电流表的示数增大
B.电源的输出功率减小
C.电压表、电流表示数变化量绝对值的比值
减小
D.当电流表的示数为
时,气体中酒精含量大于
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【答案】AD
【详解】A.当一位饮酒者对着测试仪吹气时,气敏电阻
的阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路
欧姆定律可知,电路电流增大,路端电压减小;则电流表的示数增大,
两端电压增大,气敏电阻
两端
电压减小,则电压表示数减小,故A 正确;
B.使用前先对酒精测试仪进行调零(改变
的阻值),此时电压表的示数为
,调零后
的阻值保持
不变,由图乙可知此时气敏电阻阻值为
,则有
代入数据解得
电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,由于
,所以在饮酒者对着测试仪吹气时,外电阻
减小时,电源的输出功率增大,故B 错误;
C.根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可知电压表、电流表示数变化量绝对值的比值
不变,故C 错误;
D.当电流表的示数为
时,根据闭合电路欧姆定律可得
解得此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知气体中酒精含量大于
,故D 正确。
故选AD。
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第Ⅱ卷(非选择题,共54 分)
11.(10 分)(2025·辽宁·二模)寒假期间,某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组。现在要测量该电池
组的电动势和内阻(电动势约为2V,内阻在1kΩ~2kΩ 之间),实验室现有如下器材各一个
多用电表:欧姆挡(×1,×10,×100,×1k)
直流电流挡(0~0.5mA,0~1mA,0~10mA,0~100mA)
直流电压挡(0~0.5V,0~2.5V,0~10V,0~50V,0~250V,0~500V)
电压表:(0~3V,0~15V)
电流表:(0~0.6A,0~3A)
滑动变阻器:R1(0~10Ω),R2 (0~2000Ω)
开关及导线若干。
(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5 V”挡,粗测了电池组的电动势,指针稳定时如图甲所示,其
示数为 V(结果保留两位有效数字);
(2)为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻,采用伏安法测量,应选 测电压,选 测电
流(填电表名称和所选量程);滑动变阻器应选 (填电阻符号);
(3)请设计实验电路,并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图。
【答案】(1)1.8 (2) 电压表0~3V 多用电表直流电流0~1mA 挡 R2
(3)
【详解】(1)多用电表直流电压“0~2.5V”挡,由图甲所示可知,其分度值为0.05V,则读数为1.80V;
(2)[1]用伏安法测量电源的电动势及内阻,因为水果电池组电动势约为2V,应选用0~3V 的电压表测量电
压;
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[2]因为水果电池组的电动势和内阻(电动势约为2V,内阻在1kΩ~2kΩ 之间),根据闭合电路欧姆定律可
得,电路中的最大电流为1.8mA~0.9mA,故选择多用电表直流电流0~1mA 挡最合适;
[3]滑动变阻器应采用限流接法,又因为电池内阻在1kΩ~2 kΩ 之间,所以滑动变阻器选择R2;
(3)因为伏安法测电源电动势和内阻时,由于电源内阻很大,相对于电源应使电流表采用内接法,把两
者分开减小误差,则实物连线如图所示。
12.(12 分)(2024·浙江金华·二模)某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率,设计了如
下的实验。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,测得其直径
mm。
(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100”挡,进行欧姆调零后测量,指针静止时位置如图
乙所示,此测量值为 Ω。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻
,实验室提供了下列器材:
A.电流表
(量程500μA,内阻
)
B.电流表
(量程10mA,内阻
约为0.1Ω)
C.滑动变阻器
(
,额定电流0.5A)
D.滑动变阻器
(
,额定电流1A)
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E.电阻箱R(阻值范围为
)
F.电源(电动势3.0V,内阻约0.2Ω)
G.开关S、导线若干
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于 端(选填“最左”、
“最右”或“居中”)。由于没有电压表,需要把电流表
串联电阻箱R 改为量程为3V 的电压表,则电
阻箱的阻值
Ω。滑动变阻器应选择 (选填“
”或“
”)。
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电流表
的示数为
,电流表
的示数为
,测得
电阻丝接入电路的长度为L,则电阻丝的电阻率
(用题中所给或所测得的物理量的符号表示)。
【答案】(1)2.150/2.149/2.151 (2)600
(3) 最左 5000
【详解】(1)如图所示,其螺旋测微器的主尺读数为2mm,所以其读数为
(2)由题意可知,其倍率为
,所以其读数为
(3)①[1]由题图可知,滑动变阻器采取分压式接法,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于最左端。
[2]电流表
串联电阻箱R 改为量程为3V 的电压表,由
解得
[3]由于滑动变阻器采用分压式接法,所以为了减少实验误差,滑动变阻器应该选择
②[4]电阻丝两端的电压为
流过电阻丝的电流为
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由于欧姆定律有
由电阻定律有
整理有
13.(8 分)(2025·内蒙古赤峰·三模)某探究性学习小组欲将满偏电流
的电流表G 改装成量程
为
和
的电压表,并用标准电压表对其进行校准。该小组测得电流表G 的内阻
,
选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表V 等实验器材,按图甲所示连接电路,其中虚
线框内为改装电路。
(1)根据要求和已知信息,电阻箱
的阻值已调至
,
的阻值应调至
;
(2)用标准电压表V 对改装表0~15V 量程进行校准,开关
应与 (选填“a”或“b”)连接。先将变阻
器的滑动头
调至
端,闭合
,调节滑动头
时(不包括
点),发现电流表G 的示数始终为零。而
标准电压表V 的示数不为零,则出现的故障可能为 ;
A.
短路
B.电流表G 断路
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C.变阻器滑动头P 断开
(3)排除故障后,在校准电表时,发现标准电压表V 的读数为
,电流表G 的指针位置如图乙所示,可
推算出改装表的量程不是预期值,原因是由电流表G 的内阻测量不准造成的。为使两个量程都达到改装的
预期值只需将 (选填“
或“
)的阻值调整为
即可修正。
【答案】(1)24
(2) a B
(3)
4.55
【详解】(1)题意可知开关
接a 是量程为15V 的电压表,则有
代入题中数据,解得
(2)[1]以上分析可知用标准电压表V 对改装表0~15V 量程进行校准,开关
应与a 连接;
[2]校准过程发现电流表G 的示数始终为零。而标准电压表V 的示数不为零,可知是电流表G 断路造成的。
故选B。
(3)[1][2]图乙可知
,量程题意可有
代入数据,解得G 表的真实内阻
故为使两个量程都达到改装的预期值,只需调整
的阻值,对
量程表,有
联立解得
14.(9 分)(24-25 高二上·辽宁锦州·阶段练习)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=200Ω,
R2阻值未知,R3为滑动变阻器。当其滑片P 从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流
变化图线如图乙所示,其中A、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的。求:
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(1)定值电阻R2的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)电源的电动势和内阻。
【答案】(1)
(2)
(3)
,
【详解】(1)当P 滑到R3的右端时,此时外电路中只有电阻R2,电路参数对应图乙中的B 点,则
(2)当P 滑到R3的左端时,滑动变阻器全部接入电路,电路参数对应乙图中的A 点,由图乙所示图像可
知
解得
(3)题中图乙中AB 延长线,交U 轴于20 V 处,交I 轴于1.0 A 处,所以电源的电动势为
内阻
15.(12 分)
(24-25 高三上·河北·阶段练习)在如图所示的电路中,电源电动势
、内阻
,定值电阻
,滑动变阻器的最大阻值
,两平行金属板水平正对放置,间
距
。闭合开关S,板间电场视为匀强电场,一可视为质点、带正电的小球以
的速度沿
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两板间中线水平射入板间。当滑动变阻器的滑片在最左端时,小球恰好从上板边缘射出;当滑片在最右端
时,小球恰好从下板边缘射出。忽略空气阻力,取重力加速度大小
。
(1)求带电小球的比荷
;
(2)求平行金属板的长度L;
(3)当滑动变阻器消耗的电功率最大时,求小球射出两板时的速度大小v。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)
并联的总电阻
当滑动变阻器的滑片在最左端时,两板间电压
当滑动变阻器的滑片在最右端时,两板间电压
小球在两板间运动时的加速度大小相等,有
解得
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(2)设小球恰好从下板边缘射出时对应的加速度大小为
,则有
解得
(3)设滑动变阻器的电阻为
时,消耗的电功率为
,令
则有
当
此时
取最大值,此时两板间电压
设小球的加速度大小为
,则有
解得
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