北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
版》
专题九 恒定电流
【专题检测】
A组
一、选择题
1.(2019广东湛江一中模拟,14)某兴趣小组调查一条河流的水质情况,通过计算结果表明,被污染的河里一分钟内有相当
于6 C的正离子和-9 C的负离子向下游流去,则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是 ( )
A.0.25 A 顺流而下 B.0.05 A 逆流而上
C.0.25 A 逆流而上 D.0.05 A 顺流而下
答案 B 通过横截面的总电荷量是两种离子电荷量之和,所以在1 min内向下通过横截面的总电荷量应为:q=6 C-9
|q| 3
C=-3 C,可得电流:I= = A=0.05 A,方向与河水流动的方向相反,即电流的方向逆流向上;故B正确,A、C、D错误。
t 60
2.(2020北京西城一模,10)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.充电宝输出的电功率为UI+I2r
B.充电宝产生的热功率为I2r
U2
C.手机电池产生的焦耳热为 t
r
D.手机电池储存的化学能为UIt-I2rt
答案 D 试题以用充电宝为一手机电池充电为情境,考查电功与电功率等必备知识,主要考查理解能力、推理能力,
体现了科学推理的学科素养,突出对基础性考查要求。
充电宝的输出电压U、输出电流I,所以充电宝输出的电功率为UI,故A错误;充电宝内的电流也是I,但其内阻未知,
所以产生的热功率不一定为I2r,故B错误;电池产生的焦耳热为I2rt,故C错误;电能转化为化学能和热能,电池储存的化
学能为UIt-I2rt,故D正确。
解题关键 充电宝给手机电池充电是非纯电阻电路,其充电和放电过程是电能和化学能转化的过程,根据能量守恒求
解。
3.(2019湖南郴州质检一,6)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,两电压表可看成理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的
滑片由右端向左端滑动时,下列说法中正确的是 ( )
A.小灯泡L、L 均变暗
1 2
B.小灯泡L 变亮,V 表的读数变大
1 1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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C.小灯泡L 变暗,V 表的读数变小
1 1
D.小灯泡L 变亮,V 表的读数不变
2 2
答案 C 由题图知,滑动变阻器与小灯泡L 并联后与小灯泡L 串联,电压表V 测量路端电压,电压表V 测量小灯泡
1 2 1 2
L 两端的电压。将滑动变阻器的滑片由右向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,滑动变阻器与小灯泡L 并联
2 1
的电阻变小,外电路总电阻变小,路端电压变小,电压表V 的读数变小。由闭合电路欧姆定律可知,干路电流变大,小灯泡
1
L 变亮,电压表V 的读数变大。小灯泡L 两端的电压U=E-I(r+ )变小,小灯泡L 变暗。故A、B、D错误,C正确。
2 2 1 1 R 1
L
2
4.(2019河北精英中学二调,7)如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=1 Ω。闭合开关S后,标有“8 V 12 W”的灯泡恰
能正常发光。电动机M线圈的电阻R=4 Ω,则下列说法正确的是 ( )
0
A.电源的输出功率为14 W
B.流过电动机的电流为1 A
C.电动机输出功率为3 W
D.通电5秒钟电动机产生80 J的热量
答案 C 由题意知,并联部分电压为U=8 V
内电压为U =E-U=2 V
内
U
总电流I= 内=2 A
r
电源的输出功率P =UI=16 W
出
故A错误;
P
流过灯泡的电流I= 1=1.5 A
1
U
则流过电动机的电流I=I-I=0.5 A
2 1
电动机的热功率P= R=1 W
0 I2 0
2
5 s内电动机产生的热量Q=Pt=5 J
0
故B、D错误;
电动机的总功率P=UI=4 W
2
电动机的输出功率P =P-P=3 W
机 0
故C正确。
审题指导 不管是纯电阻还是非纯电阻电路,求热功率都可以用P =I2R。
热
5.(2019河北百校联盟二联,6)(多选)如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R、R、R 为定值电阻(阻值均大于电源内阻
1 2 3
r),R为滑动变阻器,A为理想电流表,V为理想电压表。开关S闭合,一带电油滴P静止在平行金属板之间,当滑动变阻器
的滑片向a端移动时,下列说法正确的是 ( )
A.电源的输出功率逐渐减小
B.电压表和电流表的读数都变小
C.油滴P将向上运动北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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D.R 和R 的功率都变小
1 3
答案 AC 当滑动变阻器的滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电流变小,电源的内电
压、R 两端的电压都变小,则并联部分电压变大,通过R 的电流变大,则通过R 的电流变小,即电流表的读数变小,R 两
1 3 2 2
端电压变小,则电压表的读数变大,选项B错误;由题意可知,外电路总电阻大于电源的内阻r,当外电阻增大时,电源的输
出功率逐渐减小,选项A正确;电容器两端的电压与R 两端的电压相等,都变大,P向上运动,选项C正确;R 两端电压变
3 1
小,功率变小,通过R 的电流变大,R 的功率变大,选项D错误。
3 3
6.(2020部分区期末)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E,其内阻为r,L、L、L 为小灯泡(其灯丝电阻可视为不
1 2 3
变),P为滑动变阻器的滑动触头,K、K 为开关。K 闭合,则下列说法中正确的是 ( )
1 2 1
A.将K 闭合,小灯泡L 变暗
2 1
B.将K 闭合,小灯泡L 变暗
2 3
C.在K 处于闭合状态下,向右滑动触头P,小灯泡L 变亮
2 1
D.在K 处于闭合状态下,向右滑动触头P,小灯泡L 变亮
2 2
答案 AD 试题以复杂电路的动态变化为情境,考查学生闭合电路欧姆定律等必备知识,主要考查理解能力、推理
论证能力,体现了物理观念、科学思维的学科素养,突出对综合性、应用性的考查要求。
将K 闭合,则外电路电阻减小,总电阻减小,总电流变大,小灯泡L 变亮,灯泡L 以及内阻上电压变大,并联部分的电
2 3 3
压减小,灯泡L 两端电压减小,即小灯泡L 变暗,选项A正确,B错误。在K 处于闭合状态下,向右滑动触头P,则R阻值
1 1 2
变大,总电阻变大,总电流减小,灯泡L 以及内阻上电压变小,并联部分的电压变大,即小灯泡L 变亮;通过小灯泡L 的电
3 2 2
流变大,则L 支路的电流减小,即小灯泡L 变暗,选项C错误,D正确。
1 1
7.(2019杨村三中检测,11)如图所示,R、R 为定值电阻,L为小灯泡,R 为光敏电阻(照射光强度越大,电阻越小),闭合开关,
1 2 3
当照射光的强度增大时 ( )
A.电压表的示数减小
B.小灯泡的功率增大
C.R 中的电流增大
2
D.电路的路端电压增大
答案 B 当照射光强度增大时,光敏电阻的阻值减小,外电路总电阻减小,电路中的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律
可得,电路中干路电流增大,故R 两端的电压增大,即电压表的示数增大;干路电流增大,E=U +U ,U 增大,U 减小,即
1 内 外 内 外
路端电压减小;又U =U +U ,由于R 两端电压增大,所以R 两端电压减小,所以I 减小,即R 中的电流减小;又由于I
外 R1 R2 1 2 R2 2 干
=I +I ,I 增大,所以I 增大,由P=I2R可以知道,小灯泡消耗的功率增大。故A、C、D错误,B正确。
R2 L 干 L
二、非选择题
8.(2020部分区一模)(1)在测量由两节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻实验中,除待测电池组、开关和导线
外,还有下列器材供选用:
A.电压表:量程0~3 V,内阻约30 kΩ北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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B.电压表:量程0~15 V,内阻约150 kΩ
C.电阻箱:阻值范围0~999.9 Ω
D.滑动变阻器:阻值范围0~20 Ω
(1)请你设计一个实验电路,要求测量尽量准确;应该选用的实验器材是 ,把电路图画在虚线框内;
1 1
(2)在此实验中用图像法来处理数据,以 为横轴, 为纵轴,若此图线与纵轴的截距为c,斜率为k,则电池组的电动
R U
势为 ,内电阻为 。
1 k
答案 (1)AC 电路图见解析 (2)
c c
解析 试题以测量电源电动势和内阻为情境,考查学生闭合电路欧姆定律等必备知识,主要考查推理论证能力、实验
探究能力,体现了科学探究、科学思维的学科素养,突出对综合性、应用性的考查要求。
(1)两节干电池串联,电动势约为3 V,则电压表选择A;实验需要计算电流,故需要电阻箱,故选C;实验电路图如图所
示:
U 1 r 1 1 r 1 k 1
(2)根据闭合电路欧姆定律E=U+ r,整理得 = · + ,故k= ,c= ,则电池组的内电阻为 ,电动势为 。
R U E R E E E c c
9.(2020山东一模,14)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率,设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器
材有电流表A、A、电阻箱R、滑动变阻器R、待测铅笔芯R、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下:
1 2 1 2 x
调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大;闭合开关,适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值;记录两个电流表A、
1
A 的示数分别为I、I。
2 1 2
请回答以下问题:
(1)若电流表的内阻可忽略,则电流表示数I= I 时,电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。
2 1
(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径,螺旋测微器的示数如图乙所示,该笔芯的直径为 mm。
(3)已测得该笔芯的长度L=20.00 cm,电阻箱R 的读数为5.00 Ω,根据上面测量的数据可计算出笔芯的电阻率ρ=
1
Ω·m。(结果保留3位有效数字)
(4)若电流表A 的内阻不能忽略,仍利用(1)中方法,则笔芯电阻的测量值 真实值(填“大于”“小于”或
2
“等于”)。
答案 (1)0.5 (2)1.000 (3)1.96×10-5 (4)小于北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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解析 (1)若电流表的内阻可忽略,则电流表示数I=2I,即I=0.5I 时,通过待测铅笔芯的电流与电流表A 的示数相等,
1 2 2 1 2
根据并联电路特点可知,电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。
(2)螺旋测微器的示数为
0.5 mm+0.01 mm×50.0=1.000 mm。
L RS
(3)根据R=ρ 可得:ρ= =1.96×10-5 Ω·m。
S L
(4)若电流表A 的内阻不能忽略,则电流表A 与电阻箱的电阻之和等于待测铅笔芯的电阻,所以仍利用(1)中方法,
2 2
则笔芯电阻的测量值小于真实值。
B组
一、选择题
1.(2020浙江金华十校联考,9)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有
关情况。如图所示为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10 cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314 Ω·m,在钻
孔的上表面和底部加上电压,测得U=100 V,I=100 mA,π取3.14,则该钻孔的深度为 ( )
A.50 m B.100 m C.1 000 m D.2 000 m
U ℎ
答案 B 盐水柱的电阻R= =1 000 Ω,由电阻定律R=ρ ,横截面积S=πr2=3.14×10-2 m2,联立解得h=100 m,故A、
I S
C、D错误,B正确。故选B。
2.(2020浙江台州中学统练,5)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是
( )
丙
A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B.图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而增强
C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D.图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时,反向电流才急剧变大
答案 D 本题以电学元件的伏安特性曲线为情境,以图像为载体,考查电学基本规律。考查考生读取图像信息的能
力,体现了物理观念、科学思维的学科素养。北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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由题图甲可知随着电压增加图线斜率不变,即该元件电阻阻值的倒数不变,阻值不变,导电性能不变,故A错误;由题
图乙可知随着电压增加图线与原点连线的斜率变小,该元件电阻阻值的倒数变小,阻值增加,导电性能随电压的增大而
减弱,但无法判断导电性能随温度的变化情况,故B错误;由题图丙可知,当正向电压很小时,电流较大,而反向电压很大时,
电流也较小,故导电性能不一样,故C错误;根据题图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时,反向电
流才急剧变大,故D正确。故选D。
二、非选择题
3.(2020 5·3原创)如图甲为某热敏电阻阻值随温度变化的图像,其中温度在-30 ℃~100 ℃之间变化。某同学用该热敏电
阻R 制作测温装置。为实现测温,他根据伏安法测量热敏电阻阻值,然后根据图像读出温度。为测量北京冬季室外温
T
度,可供使用的器材有:电压表V(量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ);电压表V(量程为0~5 V,内阻约为10 kΩ);电流表A(量
1 2 1
程为0~10 mA,内阻约为100 Ω);电流表A(量程为0~200 μA,内阻约为1 000 Ω);电源(电动势为3 V,内阻不计);滑动变阻
2
器R(最大阻值为20 Ω);开关S;导线若干。
甲
(1)综合以上信息,请你帮助该实验小组设计出科学合理的测量热敏电阻阻值的电路图,其中电压表应选用
(填“V”或“V”),电流表应选用 (填“A”或“A”),将测量电路图画在方框内。
1 2 1 2
(2)根据热敏电阻的阻值随温度变化的特点,可以制成测温仪表,某同学设计了如图乙所示电路,电路元件有电源(电
动势为3 V,内阻不计)、毫安表(量程0~1.5 mA、内阻不计)、滑动变阻器(R 最大阻值2 kΩ、R 最大阻值500 Ω)、开
1 2
关、导线。实验中选用的滑动变阻器为 (填“R”或“R”),使用时先使A、B直接接在一起,调整滑动变阻器,
1 2
使毫安表达到满偏,在毫安表此位置标注温度约为 ℃,此后滑动变阻器阻值不改变。接入热敏电阻,不同温度
对应表盘温度,则越靠近刻度盘右端表示的温度越 (填“高”或“低”)。毫安表示数为0.15 mA 处温度约为
℃。
乙
答案 (1)V A 电路如图所示 (2)R 100(90~105均正确) 高 -4
1 2 1北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A
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解析 (1)冬季北京室外温度约零下10摄氏度,热敏电阻阻值约24 kΩ,是大电阻,电源电动势确定,则最大电流I=
3V
=125 μA,电压表选择V,电流表选择A,并采用电流表内接法测电阻,电路图如答案图所示。
2.4×104 Ω 1 2
3V
(2)毫安表需要达到满偏,所以回路电阻R= =2 000 Ω,所以滑动变阻器选择R;当A、B接在一起,相
1.5×10-3 A 1
E
当于热敏电阻阻值为零,此时温度约为100 ℃;根据闭合电路欧姆定律I= ,电流小R 大,说明温度低,所以电流
R +R T
滑 T
大说明温度高。根据前面公式,当I=0.15 mA时,R =18 kΩ,根据图像,温度约为-4 ℃。
T
思路点拨 高考试题逐步从解题向解决问题转变,学生也应该调动自己所学知识分析问题。北京冬季温度应该在零下,
根据这个条件和图像判断出该电阻的大致范围,进而选择器材和测量电路。结合闭合电路欧姆定律或套用欧姆表原理
可轻松解决后续问题。
