北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 物理
专题十 恒定电流
23年真题
1.(2023全国乙,20,6分)(多选)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 =3.0 V,U =2.5 V,U =-1.5 V。符合上述测量结果的可能接法
12 23 34
是( )
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 若电源接在1、4之间,则编号为1、2、3、4的四个接线柱中相邻两个接线
柱之间的电压可能都为正,也可能都为负,不可能出现题中有正有负的情况,所以A、B选
项错误;若电源接在1、3之间,则编号为1、2、3、4的四个接线柱中1、2之间的电压与
2、3之间的电压可能均为正,若为正则3、4之间的电压为负,所以C、D正确。
2.(2023海南,7,3分)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,电容器上的电荷量为 ( )
1 2 3
A.CE B. CE C. CE D. CE
2 5 5
答案C 电路稳定后,由于电源内阻不计,则整个回路可看成3R与2R串联部分和R与4R
2E 4E
串联部分并联,若取电源负极为零势能点,则电容器上极板电势为 ,下极板电势为 ,
5 5
2E 2
电容器两极板间电势差为 ,则电容器上的电荷量为Q=CU= CE,故选C。
5 5
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22年及以往真题
1.(2022江苏,2,4分)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R =2 Ω,R =3 Ω,R =2
1 2 3
Ω,R =4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是
4
( )
A.R B.R C.R D.R
1 2 3 4
E
答案 A 电路中总电流I= =3 A,则U =IR =6 V,U =E-U =6 V,由P=
R (R +R ) R1 1 R2 R1
R + 2 3 4
1 R +R +R
2 3 4
U2
可知P >P ,P >P ,由P=I2R可知P >P ,所以P 最大,故A正确。
R2 R4 R1 R2 R4 R3 R1
R
2.(2022北京,13,3分)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中
的R 和R ,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对
1 2
压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U 时,控制
1
开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于U (U 、U 为定值)时,控制开关自动
2 1 2
开启高水位预警。下列说法正确的是 ( )
A.U <U
1 2
B.R 为压力传感器
2
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
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D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
答案 C 由于低水位预警要求a、b两端电压大于U 、高水位预警要求a、b两端电压
1
小于U ,可知水位越高时,即压力传感器的阻值越小时,a、b两端电压越低,而阻值越小,电
2
路中电流越大,定值电阻两端电压越高,故R 是压力传感器,R 是定值电阻,且U >U ,A、B
1 2 1 2
均错误。假设恰好开启水位预警,若此时定值电阻的阻值增大,则电路中电流会随之减小,
从而导致a、b两端电压变小,若想恢复原本电压,则需增大传感器电阻,即降低水位,C正
确,D错误。
3.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的
电阻为R ,两端电压为U ,流过的电流为I ;电动机的内电阻为R ,两端电压为U ,流过的
1 1 1 2 2
电流为I 。则( )
2
A.I <I B.U >R C.U =R D.U <R
1 2 1 1 1 1 1 1
U R U R U R
2 2 2 2 2 2
答案 D 由题意可知I =I ,选项A错误;因U >I R ,U =I R ,则 U <R ,选项B、C错误,D
1 2 2 2 2 1 1 1 1 1
U R
2 2
正确。故选D。
4.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2 Ω。断开S后,电压表的读数为3 V;
闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为( )
A.1 Ω B.2 Ω
C.3 Ω D.4 Ω
答案 A 本题考查了欧姆定律内容,有利于培养学生的推理能力,体现了核心素养中的
科学思维要素。
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若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,则E=3 V。若闭合S,据串联电路电压分配
U R
关系可得 = ,且U=2 V,R=2 Ω,得出r=1 Ω,故选项A正确。
E R+r
5.(2018浙江4月选考,5,3分)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高
压钠灯功率为400 W,LED灯功率为180 W,若更换4 000盏,则一个月可节约的电能约为(
)
A.9×102 kW·h B.3×105 kW·h
C.6×105 kW·h D.1×1012 kW·h
答案 B 更换后每盏灯的电功率减小0.22 kW,每天亮灯时间大约12 h,因此4 000盏灯
一个月节约的电能W=0.22×4 000×12×30 kW·h≈3×105 kW·h,选B。
7.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,电压表
示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R 的滑片P由a端滑到b端的过程中( )
1
A.U先变大后变小
B.I先变小后变大
C.U与I比值先变大后变小
D.U变化量与I变化量比值等于R
3
答案 BC 据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动
U
过程中,变阻器R 的等效阻值R '先增大后减小,又R '、R 两端总电压不变,且R +R '= ,
1 1 1 2 2 1
I
所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错
误。
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6.(2014上海单科,18,4分)(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑
动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V 、V 、V 示数变化量的绝对值分别为ΔU 、
1 2 3 1
ΔU 、ΔU ,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
2 3
A.A的示数增大
B.V 的示数增大
2
C.ΔU 与ΔI的比值大于r
3
D.ΔU 大于ΔU
1 2
答案 ACD 滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器连入电路的阻值变小,总电阻
变小,又电源电动势不变,则电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V 测量定值
1
电阻R两端的电压,因电流变大,所以V 示数增大;电压表V 测量定值电阻和滑动变阻器
1 2
两端的总电压即路端电压,示数变小,选项B错。ΔU =ΔI×R,ΔU =ΔI×r,所以ΔU >ΔU ,选
1 2 1 2
项D对。电压表V 测量滑动变阻器两端的电压,电压表V 示数的变化量ΔU =ΔI×(r+R),
3 3 3
ΔU
所以 3=r+R>r,选项C对。
ΔI
7.(2013江苏单科,4,3分)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一
种报警装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R 发生变
M
化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时( )
A.R 变大,且R越大,U增大越明显
M
B.R 变大,且R越小,U增大越明显
M
C.R 变小,且R越大,U增大越明显
M
D.R 变小,且R越小,U增大越明显
M
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答案 C 当传感器接触药液时,其阻值发生变化,导致S两端电压U增大,则M两端电
R
压减小,可知R 应变小;R与R 构成并联电路,其并联总电阻为R =R ·R = M ,可
M M 并 M R
R +R 1+ M
M R
知当R越大,R 减小相同值时,R 减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。
M 并
8.(2012四川理综,23,16分)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,
我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高
20 m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水
泵工作。工作电压为380 V,此时输入电动机的电功率为19 kW,电动机的内阻为0.4 Ω。
已知水的密度为1×103 kg/m3,重力加速度取10 m/s2。求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
答案 (1)1×103 W (2)2×104 s
解析 (1)设电动机的电功率为P,则
P=UI①
设电动机内阻r上消耗的热功率为P,则
r
P=I2r②
r
代入数据解得P=1×103 W③
r
说明:①③式各2分,②式3分。
(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为ρ,则
M=ρV④
设质量为M的河水增加的重力势能为ΔE ,则
p
ΔE =Mgh⑤
p
设电动机的输出功率为P ,则P =P-P⑥
0 0 r
根据能量守恒定律得
P t×60%×80%=ΔE ⑦
0 p
代入数据解得
t=2×104 s⑧
说明:④⑤式各1分,⑥⑧式各2分,⑦式3分。
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9.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R
供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,
并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电
源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外
电路电势降落之和。
答案 见解析
解析 (1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的
横坐标值为短路电流。
(2)a.如图所示。
b.电源输出的电功率
E2
P=I2R=( E ) 2R=
r2
R+r R+2r+
R
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
E2
P =
max
4r
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W
(3)电动势定义式E=
q
根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内
电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq
得E=Ir+IR=U +U
内 外
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