北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
专题九 恒定电流
基础篇 固本夯基
考点一 电路的基本概念和规律
1.(2020山东,2,3分)氚核 H发生β衰变成为氦核 He。假设含氚材料中 H发生β衰变产
3 3 3
1 2 1
生的电子可以全部定向移动,在3.2×104s 时间内形成的平均电流为5.0×10-8A。已知电子
电荷量为1.6×10-19C,在这段时间内发生β衰变的氚核 H的个数为( )
3
1
A.5.0×1014 B.1.0×1016
C.2.0×1016 D.1.0×1018
答案 B
2.(2020海南,4,3分)一车载加热器(额定电压为24V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是
三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为P 、P 、P ,则( )
ab ac bc
A.P >P B.P =P C.P =P D.P <P
ab bc ab ac ac bc ab ac
答案 D
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
4.(2017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、
电压值如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.a和b B.b和d
C.a和c D.c和d
答案 A
5.(20205·3原创)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进
行吸尘清扫,如图为某款扫地机器人,已知其电池是容量为3000mA·h的锂电池,额定工作
电压为15V,额定功率为30W,则下列说法正确的是( )
A.题中“mA·h”是能量的单位
B.扫地机器人正常工作时的电流是2A
C.扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2h
D.扫地机器人储存的电能大约是2000J
答案 B
6.(2022届广东一轮复习联考,1)一节高质量5号干电池的容量约为1500mA·h。若利用
一节该型号的新电池为一标称值为“1.5V,0.9W”的小灯泡供电,则该灯泡正常工作的最
长时间约为( )
A.9.0×103s B.9.3×103s
C.9.6×103s D.9.9×103s
答案 A
7.(2022届广东一轮复习联考,3)带有两接线柱的A、B、C三个立方体金属块,其棱长相
等,两接线柱分别位于相对的两侧面中心,各自接入电路后进行测量,在同一U-I坐标系中
分别描出各金属块两端的电压U和对应通过的电流I,发现三点恰在同一直线上,但未过
坐标原点,如图甲所示。现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒压电源上,下列说法正
确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.C的电阻率最大
B.A、B、C的电阻率一样大
C.图乙中,A两端的电压大于B两端的电压
D.图乙中,A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率
答案 C
考点二 闭合电路欧姆定律
1.(2020河北邢台期中,7)在图示U-I图像中,直线a表示某电源的路端电压与电流的关系,
直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。现用该电源直接与该电阻R连接成闭合电路。
则下列判断正确的是( )
A.R的阻值为1Ω B.电源的内阻为0.5Ω
C.电源的输出功率为9W D.电源的工作效率为75%
答案 C
2.(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属
丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应
的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是( )
A.t 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
A
B.t 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
A北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
C.t 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B
D.t 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
B
答案 B
3.(2022届河北五校联考,10)(多选)如图所示,“V”形光滑导电支架下端用铰链固定于绝缘
水平面上,支架两臂与水平面间的夹角θ均为53°,两臂粗细均匀,支架的AB臂上套有一
根原长为l的轻弹簧,轻弹簧的下端固定于“V”形支架下端,上端与一可视为质点的金属
小球相接,小球与支架接触良好,小球可以随支架一起绕中轴线OO'转动,该臂上端有一挡
板,支架上端A、C之间通过导线接入理想电源和理想电流表。已知小球质量为m,支架
3 1
两臂长均为 l,支架静止时弹簧被压缩了 l,电流表的读数为I,忽略导线、弹簧、铰链和
2 3
4 3
小球的电阻,支架两臂上电阻分布均匀。已知sin53°= ,cos53°= ,重力加速度为g。则(
5 5
)
3mg
A.轻弹簧的劲度系数为
l
B.当支架绕轴OO'匀速转动时,小球沿AB方向的合力不为零
7 2√5g
C.当弹簧处于原长时,电流表的读数为 I,支架匀速转动的角速度为
6 3 l
14 10√3g
D.当电流表的读数为 I时,弹簧形变量最大,支架匀速转动的角速度一定为
9 9 l
答案 BC
综合篇 知能转换
拓展一 电表的改装与校对北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
1.(2021北京朝阳联考,14)做完伏安法测电阻实验后,为了更好地观察电流表内外接对实
验结果的影响,爱思考爱动手的马同学,拆开了电流表和电压表并进行了改造。如图甲,他
在电流表干路位置焊接了一个10Ω定值电阻,如图乙,他给电压表并联了一个10Ω定值
电阻。假设待测电阻约为10Ω,以下说法正确的是( )
A.改后的电流表和正常电压表按丙图实验可以较为准确地测出待测电阻
B.改后的电流表和正常电压表按丁图实验可以较为准确地测出待测电阻
C.改后的电压表和正常电流表按丙图实验可以较为准确地测出待测电阻
D.改后的电压表和改后的电流表按丁图实验可以较为准确地测出待测电阻
答案 A
2.(2018课标Ⅱ,22,6分)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程
100μA,内阻 900Ω);电阻箱R (阻值范围0~999.9Ω);电阻箱R (阻值范围0~99999.9Ω);导
1 2
线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程
为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。
回答下列问题:
(1)在虚线框内画出电路图并标出R 和R ,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电
1 2
压挡的接线柱。
(2)电阻箱的阻值应取R = Ω,R = Ω。(保留到个位)
1 2
答案 (1)如图所示 (2)100 2910北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
拓展二 电路的动态分析
1.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;
闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为( )
A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω
答案 A
2.(2020江苏单科,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所
示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( )
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
答案 ABD
3.(2018海南单科,10,5分)(多选)如图,三个电阻R 、R 、R 的阻值均为R,电源的内阻
1 2 3
r<R,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说
法正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.R 消耗的功率变小
2
B.R 消耗的功率变大
3
C.电源输出的功率变大
D.电源内阻消耗的功率变大
答案 CD
4.(2020湖南长郡中学第五次月考,2)(多选)如图电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R
1
和R 均为定值电阻,R 为滑动变阻器。当R 的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电
3 2 2
表V、A 、A 的示数分别为U、I 、I 。现将R 的滑动触点向b端移动,则三个电表示数
1 2 1 2 2
的变化情况是( )
A.U增大,I 增大,I 减小
1 2
B.U减小,I 增大,I 增大
1 2
C.I 变化量的绝对值小于I 变化量的绝对值
1 2
D.U变化量的绝对值小于电源内电压变化量的绝对值
答案 BC
5.(2022届河北五校联考,9)(多选)在如图所示的直流电路中,电源内阻r=2Ω,定值电阻
R =1Ω,R =2Ω,滑动变阻器R 的最大阻值为2Ω,V 、V 为理想电压表。开关闭合后,在滑
1 3 2 1 2
动变阻器的滑片从最左端滑向最右端的过程中,下列说法正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.电压表V 、V 的示数均逐渐增大
1 2
B.定值电阻R 的功率逐渐增大
1
C.流过滑动变阻器的电流逐渐增大
D.电源的输出功率逐渐增大
答案 BC
6.(2022届广东一轮复习联考,8)(多选)如图所示,定值电阻R 、R 、R 的阻值分别为
1 2 3
6Ω、6Ω、3Ω,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω,电压表V和电流表A均为理想电表,电源
E的内电阻忽略不计。在滑动变阻器的滑片P自最右端a缓慢滑动至最左端b的过程中,
两电表均未超出量程,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数缓慢减小
B.电流表的示数缓慢减小
C.滑动变阻器消耗的电功率一定减小
D.滑动变阻器消耗的电功率可能先增大后减小
答案 BC
拓展三 对电源U-I图像的理解与应用
1.(2020北京西城一模,8)在如图所示的U-I图中,直线a为某电源的路端电压与电流的关
系,直线b为某电阻R两端的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合
电路,由图可知( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.该电阻的阻值为2.0Ω
B.该电源的电动势为6.0V,内阻为0.5Ω
C.该电源的路端电压为4.0V,输出功率为4.0W
D.用比R电阻大的电阻与该电源组成闭合回路,电源的输出功率可能增大
答案 C
2.(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。
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。北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
E2
b.电源输出的电功率P=I2R=( E ) 2R= ,当外电路电阻R=r时,电源输出的电
r2
R+r R+2r+
R
E2
功率最大,为P = 。
max
4r
W
(3)电动势定义式E= ,根据能量守恒定律,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和
q
内电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq,得E=Ir+IR=U +U 。
内 外
应用篇 知行合一
应用一 家庭电路安全防护——电路故障的分析方法
1.(2021上海二中期中 科学探索)(多选)在电学实验中,遇到断路时,常用电压表来检测。
某同学连接了如图所示的电路,闭合开关S后,发现灯不亮,为检查电路故障,他用电压表
进行测量,结果是U =3V,U =0,U =0,U =3V,则此电路的故障不可能是( )
ae ab bd de
A.开关S接触不良
B.小灯泡灯丝断了
C.d、e间出现断路
D.e、f间出现断路
答案 ABD
2.(2022届东北三校联考,5 典型模型)如图所示的电路中,闭合开关S,灯L 、L 正常发
1 2
光。由于电路突然出现故障,发现灯L 变亮,灯L 变暗,电流表的示数变小,根据分析,发生
1 2
的故障可能是(电源内阻不计)( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.R 断路 B.R 断路
1 2
C.R 短路 D.R 短路
3 4
答案 A
应用二 汽车电容制动——含电容器电路的分析与计算
1.(2020课标Ⅰ,17,6分 典型模型)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制
电容器C两端的电压U 。如果U 随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端
C C
电压U 随时间t变化的图像中,正确的是( )
R
答案 A
2.(2018江苏单科,8,4分 典型模型)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电
压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对
C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路( )北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.充电时,通过R的电流不变
B.若R增大,则充电时间变长
C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
答案 BCD
3.(2021北京朝阳联考,10 典型模型)如图所示,平行板电容器与电动势为E'的直流电源
(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略,一带电油滴静止在P点。
现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离,则下面说法错误的是( )
A.带电油滴将向上运动
B.静电计指针张角变大
C.P点电势降低
D.若先将电容器与电源断开,再将下极板向上移动一小段距离,则带电油滴依然静止
答案 B
4.(20215·3原创 典型模型)如图所示电路中两个定值电阻R =R =8Ω,平行板电容器的电
1 2
容C=3×10-6F。开关断开时两极板间的电压为1.6V,开关接通时电容器所带电荷量为
4×10-6C。则下列分析结果中正确的是( )
A.电源的电动势E=2V,内阻r=1Ω
B.开关断开时电源的发热功率为0.8W
C.开关接通时电源的输出功率增大
D.开关接通时电源的效率增大北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 C
5.(2022届广东一轮复习联考,6 典型模型)直流电源E、定值电阻R 、R 及可变电容器
1 2
C与开关S组成如图甲所示的电路。电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,R =4Ω,R =3Ω。初始
1 2
时,可变电容器的动片保持在如图乙所示的位置不变,闭合开关S一段时间后再断开,电容
器的电荷量变化了ΔQ=4.5×10-10C。下列说法正确的是( )
A.动片在图乙位置时,电容器的电容约为176pF
B.动片在图乙位置,闭合开关S一段时间后再断开时,R 中有短暂向左的电流
1
C.保持开关S闭合,在转轴沿顺时针缓慢转动过程中,电容器所带电荷量缓慢增加
D.开关S断开后,在转轴沿顺时针缓慢转动过程中,电容器所带电荷量保持不变
答案 B
6.(2022届新高考联考,7 典型模型)(多选)如图所示,电源的电动势为E,内阻为r。电路
中的R 、R 为滑动变阻器,R 为定值电阻,R 为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减
2 3 0 1
小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态,则下列说法正确的是(
)
A.只逐渐增大对R 的光照强度,电阻R 消耗的电功率增大,滑动变阻器R 中有向上的电
1 0 3
流
B.只调节滑动变阻器R 的滑片P 向上端移动时,电源消耗的功率增大,滑动变阻器R 中
3 2 3
有向上的电流
C.只调节滑动变阻器R 的滑片P 向下端移动时,电压表的示数增大,带电微粒向下运动
2 1
D.若断开开关S,带电微粒向下运动
答案 AD北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
7.[2022届T8联考(1),5 典型模型]如图所示为某装置的简化电路图,电源E、r恒定,R
为定值电阻,光敏电阻R 的阻值随光照强度升高而减小,C为平行板电容器。闭合开关S,
L
带电液滴刚好静止在C内。在光照强度降低的过程中,分别用ΔI、ΔU 、ΔU 和ΔU 表
1 2 3
示理想电流表、理想电压表V 、理想电压表V 和理想电压表V 示数变化量的绝对值。
1 2 3
关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A.液滴可能不发生移动 B.电源的效率一定减小
ΔU ΔU ΔU
C. 1、 2、 3一定不变 D.R的功率可能先增大后减小
ΔI ΔI ΔI
答案 C
8.[2022届T8联考(2),10 典型模型](多选)如图所示,R 为热敏电阻(温度降低电阻增
0
大),R为滑动变阻器,D为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大),真空中水平放置
的平行板电容器,上下极板Y和Y'相距d,A为两极板左侧中点,AB线段与两极板等长,到
两板距离相等。在开关S闭合后,质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),以初速度
v 沿水平方向射入电场且能穿出电场,偏转位移为y。则( )
0
A.粒子飞出电场时,速度方向的反向延长线一定交于AB线段中点
B.只将变阻器R的滑动触头P向上移动,则偏转位移y将减小
C.只将上极板Y向上稍微移动,粒子穿过电场过程中,电场力做功不变
D.只将热敏电阻R 升温,粒子穿过电场过程中,粒子的动量变化量不变
0
答案 AC
创新篇 守正出奇北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
创新点 闭合电路中含非纯电阻用电器的整体分析
1.(2022届山东烟台检测 情境创新)(多选)如图所示是某款吹风机的内部电路图,它主要
由电动机M和电热丝R构成。闭合开关S 、S 后,电动机驱动风叶使其旋转,将空气从
1 2
进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知吹风机的额定电压为220V,
吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。关于该吹风机,下列说法正确的是(
)
A.电热丝的电阻为55Ω
B.电动机的电阻约为403Ω
C.当吹风机吹热风时,电热丝每秒消耗的电能为120J
D.当吹风机吹热风时,电动机每秒消耗的电能为120J
答案 AD
2.(2021山东日照模拟 题型创新)如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,闭合开关S
后,标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻R =4Ω,求:
0
(1)电源的输出功率P ;
出
(2)10s内电动机产生的热量Q;
(3)电动机的机械功率。
U
解析 (1)由题意知,并联部分电压为U=8V,故内电压为U =E-U=2V,总电流I= 内=2A,
内 r
电源的输出功率P =UI=16W。
出
P
(2)流过灯泡的电流I = 1=1.5A,则流过电动机的电流I =I-I =0.5A,电动机的热功率P =I2
1 U 2 1 0 2
R =1W,10s内电动机产生的热量Q=P t=10J。
0 0北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
(3)电动机的总功率P=UI =4W,电动机的机械功率P =P-P =3W。
2 机 0
