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第九章 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40 分)
一、单项选择题(本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符
合题意；选对的得4 分，错选或不选的得0 分)
1．一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动
的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的
，再给它两端加上电压2U0，则（
）
A．通过导线的电流为
B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动的平均速率为
D．导线中自由电子定向移动的平均速率为v
【答案】A
【详解】AB．导线拉长前
导线拉长后
拉长前后体积不变
1
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根据欧姆定律有
解得
A 正确，B 错误；
CD．根据电流的微观定义式有
解得
CD 错误。
故选A。
2．
“中国天眼”用到光电倍增管这种光敏仪器对遥远星体进行光度测量。现在把一个锑铯光阴
极倍增管的信号输出端与一个30Ω 的标准电阻串联，测得电阻两端的电压与时间的关系如图所示，则锑铯
光阴极倍增管输出信号的脉冲电量大小约为（ ）
A．
B．
C．
D．
2
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【答案】B
【详解】根据欧姆定律可得
根据
可得
结合
图像面积可得锑铯光阴极倍增管输出信号的脉冲电量大小约为
故选B。
3．小灯泡通电后其电流I 随电压U 变化的曲线如图所示，P 为图线上的一点，PN 为图线上P 点的切线，
PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线。则下列说法错误的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P 点小灯泡的电阻为
C．对应P 点小灯泡的电阻为
D．对应P 点小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积
【答案】C
【详解】A．由图像可知灯泡的电阻
，等于图线上的点与原点O 连线斜率的倒数，可知电压增大，
此斜率减小，则灯泡的电阻增大，故A 正确；
3
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BC．由图像可知，P 点对应的电压为U1，电流为
，则灯泡的电阻
故B 正确，C 错误；
D．对应P 点小灯泡的功率为
所以对应P 点小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积，故D 正确。
故选C。
4.如图所示的电路用来测量电池电动势和内电阻，由测得的数据作出了如图所示的U−I 图线，由图可知（
）
A．电池内阻的测量值为3.50Ω
B．当滑动滑动变阻器的电阻为1Ω 时，该电源的输出功率最大
C．外电路发生短路时的电流为0.40A
D．电压表的示数为1.20V 时，电源的热功率为0.14W
【答案】B
【详解】A．由闭合电路欧姆定律可得
，可得
电池内阻的测量值为
故A 错误；
B．电源的输出功率
4
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当
时，电源的输出功率最大，即
故B 正确；
C．电路中电流为0.40A 时，外电路电压为
而不是外电路发生短路，故C 错误；
D．由图可知电压表的示数为1.20V 时，电路中电流为
电源的热功率为
故D 错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共4 小题，每小题6 分，共24 分。在每个小题给出的四个选项中，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)
5．
如图1 所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2 所示。在充电开始后的一段时
间t 内，充电宝的输出电压U、输出电流I 可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t 内（
）
A．充电宝输出的电功为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
【答案】AD
5
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【详解】A．充电宝的输出电压U，输出电流I，时间t 内充电宝输出的电功为
故A 正确；
B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，故无法判断充电宝产生的热功率，故B 错误；
C．手机电池是非纯电阻电路，故不能用
计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为
，故C 错误；
D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根
据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
故D 正确。
故选AD。
6．如图所示电路中，电压表和电流表均为理想电表，
、
、
为定值电阻，
为滑动变阻器，开关S
闭合后，将滑动变阻器的滑片P 向左移动，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大
B．电压表示数变大
C．电容器带电量变小
D．电源的输出功率一定变小
【答案】BC
【详解】A．开关S 闭合后，将滑动变阻器的滑片P 向左移动，
接入电路中的阻值变大，则电路中总电
6
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阻变大，由闭合电路欧姆定律
可知电路中的总电流减小，所以电流表示数变小，故A 错误；
B．由闭合电路欧姆定律可知
可知
两端电压变大，所以电压表示数变大，故B 正确；
C．由
两端电压变大，可知通过
的电流
变大，由电路中总电流
可知通过
的电流变小，则
两端的电压变小，电容器带电量为
所以电容器带电量变小，故C 正确；
D．设外电路的总电阻为
，电源的输出功率
当
时电源的输出功率最大，当将滑动变阻器的滑片P 向左移动时，
变大，但无法比较与R 的大小，
故电源的输出功率不一定变小，故D 错误。
故选BC。
7.如图所示，图甲为某种车载加速度计的原理图：支架AB 固定在汽车上，滑块穿在AB 之间的水平光滑杆
上，并用轻弹簧连接在A 端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动。随着汽车沿水平方向做变速
运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出。当汽车静止时，弹簧处于原
长，此时电压表读数为4V，加速度计A→B 方向为汽车前进方向。下列说法正确的是（ ）
7
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A．当汽车向右加速时，电压表读数减小
B．当电压表读数减少时，汽车可能处于减速前进状态
C．若电压表读数如乙图所示，汽车可能处于前进状态
D．若电压表读数如乙图所示，汽车可能处于后退状态
【答案】ACD
【详解】A．当汽车向右加速时，滑块与汽车具有向右的加速度，则弹簧处于压缩状态，滑块向左移动，
电压表所测的滑动变阻器部分电阻变小，电压表示数变小，故A 正确；
B．汽车处于减速前进状态，加速度方向向左，弹簧处于拉伸状态，滑块向右移动，则电压表示数变大，
故B 错误；
CD．若电压表读数如乙图所示，说明活动臂处于滑动变阻器的最左端，弹簧处于压缩状态，汽车可能向右
做加速运动，也可能向左减速，故CD 正确。
故选ACD。
8．
如图所示，某品牌电动自行车其电池铭牌标有“
”字样，正常工作时，电池输出
电压恰好等于电动机额定电压
，电动机额定功率为
，由于电动机发热造成损耗，电动机的效率
为
，不考虑其它部件的摩擦损耗。某次平路上行驶的人和车的总质量为
，阻力为总重力的0.03
倍，当地重力加速度
，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，额定电流为
B．电池内阻大约
C．匀速行驶时速度为
D．充满电后电池存储的能量为
【答案】AD
8
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【详解】A．正常工作时，额定电流
故A 正确；
B．由题意知
电池内阻
故B 错误；
C．电动机的效率
电动机的输出功率
车匀速行驶时，牵引力等于阻力
解得匀速行驶时速度
，故C 错误；
D．充满电后电池存储的能量
故D 正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题，共60 分)
三、填空题(本题共3 小题，共9 分)
9．(3 分)如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人 的锂电池容量为
20 A·h，则机器人额定工作电流为 A ；电源充满电后最长工作时间约为 h。
9
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【答案】 2 10
【详解】[1]机器人额定工作电流为
[2]电源充满电后最长工作时间约为
10．(3 分)如图所示是一多用电表的内部结构电路图，其中表头G 满偏电流为
，内阻为
，使用
不同接线柱时可用作量程分别为“1mA”和“1V”的电流表和电压表。
（1）若想要用作量程为“1V”的电压表，则应将接线柱 （填“a、b”，“b、c”或“a、c”）接入
电路。
（2）其中
；
。
【答案】 a、c 100 910
【详解】（1）[1]接a、c 时，相当于电流计串联一个电阻，则为电压表；
（2）[2][3]接a、b 时
得
10
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接a、c 时，可以将ab 间等效为量程1mA 的电流表，等效内阻
11.(3 分)继共享单车进入人们的日常生活之后，共享电动汽车也在各个城市出现。如表所示为某款电动汽
车的参数，若某次充满电后在平直路面驾驶时，该车载重为100kg，所受阻力为车与载重总重力的0.02 倍，
重力加速度g 取
。该电动汽车的最大行驶速度为 km/h，该车以额定功率行驶时最长行
驶时间为 h，电池充满电后储存的能量为 J。
车身质量
500 kg
输出电压
60 V
电动机额定功率
3000W
电池容量
250 A·h
充电电压
220V
充电时间
8~10h
【答案】 90 5 5.4×107
【详解】[1]根据题意可知该车所受阻力为
而当车速最大时有
代入数据解得
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[2]由表中数据可知，该车在额定功率下的输出电流为
则可知在额定功率下最长行驶时间为
[3]电池充满电后储存的能量为
四、实验题(本题共2 小题，共16 分)
12.(8 分)（1）图（a）螺旋测微器的读数 mm；图（b）游标卡尺的读数 mm。
（2）某兴趣小组想要描绘一只“5V，4W”的小灯泡L 的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线
完整，实验室可供选用的器材除开关、导线外，还有：
蓄电池组（电动势6V，内阻不计）
电压表V（量程为0~6V，内阻约为4kΩ）
电流表A1（量程为0~1A，内阻约为0.2Ω）
电流表A2（量程为0~3A，内阻约为0.05Ω）
滑动变阻器R（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
实验中所用的电流表应选 ；（填“A1”或“A2”）
（3）请在虚线框内画出实验电路原理图；
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（4）若该小组描绘出小灯泡的U–I 图像如图所示，将其接在电动势E=3V，r =3Ω 的电源两端，则稳定后
小灯泡的电功率为 W（结果保留两位有效数字）。
【答案】 1.845（1.842~1.848 均可） 42.40 A1
0.77
（0.70~0.80 均可）
【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数固定刻度读书为1.5mm，可动刻度读数为
螺旋测微器的读数为
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[2]游标卡尺的读数
（2）[3]小灯泡的最大电流为
故实验中所用的电流表应选A1；
（3）[4]实验要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整，滑动变阻器应选择分压接法；小灯泡电阻较小，电
流表应选择外接法，实验电路原理图如下图所示
（4）[5]
将其接在电动势E=3V，r =3Ω 的电源两端，由U–I 图像可知稳定后小灯泡的电功率为
13.(8 分)一实验小组测量一蓄电池的电动势和内阻，实验室提供了如下仪器。
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A．待测蓄电池（电动势约为2 V，内阻约为0.4Ω）
B．微安表μA（量程为200μA，内阻为1kΩ）
C．毫安表mA（量程为300 mA，内阻约为3Ω）
D．定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器R（阻值范围：0~30Ω）
G.开关一个，导线若干
(1)用所给仪器设计合理测量电路，在如图甲所示的方框内画出电路图。
(2)按（1）中设计的电路，将如图乙所示的实验仪器连接成测量电路。
(3)按设计电路进行实验，多次改变滑动变阻器滑片位置，记录下微安表μA、毫安表mA 的示数I1，I2，描
出如图丙所示I1-I2图像，根据图像信息，可得蓄电池电动势E= V；内阻r= Ω（小数点后
保留两位）。
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【答案】(1)见解析图甲
(2)见解析图乙
(3) 2.00 0.44
【详解】（1）将微安表
与定值电阻
串联，改装成电压表其量程
由于蓄电池内阻较小，将定值电阻R2串联在电路中起到增大内阻的作用，设计合理实验电路图如图所示。
（2）实物连线如图
（3）[1][2]由于
，所以根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir
得
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变化得
结合
图像有
解得
解得
五、计算题(本题共3 小题，共35 分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
14．(10 分)在如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝2
，定值电阻R1＝R2＝10
，R3＝30
，
R4＝35
，电容器的电容C＝100μF，电容器原来不带电．求：
(1)闭合开关S 后，电路稳定时，流过R3的电流大小I3；
(2)闭合开关S 后，直至电路稳定过程中流过R4的总电荷量Q．
【答案】(1)0.12A (2)3.6×10-4 C
【详解】(1)开关闭合后，外电路总电阻
干路电流
流过R3的电流
(2)电容器两端电压
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通过R4和电容器的电量
Q＝CU3＝3.6×10-4 C
15．(12 分)如图所示，R 为电阻箱，电压表为理想电压表．当电阻箱读数为
时，电压表读数为
；当电阻箱读数为
时，电压表读数为
．求：
（1）电源的电动势E 和内阻r。
（2）当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值
为多少？此时电源的效率为多少？
【答案】（1）电源电动势为6V，内阻为1Ω．
（2）当电阻箱R 读数为1Ω 时，电源的输出功率最大，最大值
为9W，此时电源的效率为50%．
【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得
代入得
代入得
联立上式并代入数据解得
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即电源电动势为6V，内阻为1Ω；
（2）电源的输出功率表达式为
将上式变形为
由上式可知R=r=1Ω 时P 有最大值为
此时电源的效率为
16．(13 分)随着国家碳中和目标的提出，太空电站成为发展太空新质生产力的一个前沿研究方向。所谓太
空电站，就是地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能硅电池，
把光能转化为电能；再经过微波转换器把直流电转换为微波，并通过天线将电能以微波形式向地面固定接
收站发送；地面的接收站再把微波转换成电能。
（1）已知太阳能硅电池每片面积
，可提供电功率
；巨大的太阳能收集板电池阵列面
积为
，微波输电采用的频率为
，微波传输效率可达80%，真空中光速为
。求微波波长
和到达地面时接收站接收到的功率P；
（2）若已知太空电站的质量为m，地球半径为
，地球表面的重力加速度为g，地球自转的角速度为
，
则地球对太空电站的引力F 有多大。
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【答案】（1）
，
；（2）
【详解】（1）微波波长
代入数据解得
由能量转化与守恒定律得
代入数据解得
（2）设地球质量为M，太阳能电站轨道半径为r，由万有引力定律得
地球表面上质量为
的物体
太阳能电站所受引力
联立解得
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