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专题09 稳恒电流
1、（2022·浙江6 月卷·T12）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力
发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为
时，输出电功率为
，风速
在
范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为
，空气密度为
，风场
风速为
，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（ ）
A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B. 单位时间流过面积
的流动空气动能为
C. 若每天平均有
的风能资源，则每天发电量为
D. 若风场每年有
风速在
的风能资源，则该发电机年发电量至少为
【答案】D
【解析】
AB．单位时间流过面积
的流动空气体积为
单位时间流过面积
的流动空气质量为
单位时间流过面积
的流动空气动能为
风速在
范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机
输出电功率与风速的三次方成正比，
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AB 错误；
C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有
的风能资源，则每天发电量应满足
C 错误；
D．若风场每年有
风速在
的风能资源，当风速取最小值
时，该发电机年发电量具
有最小值，根据题意，风速为
时，输出电功率为
，风速在
范围内，转化效率可
视为不变，可知风速为
时，输出电功率为
则该发电机年发电量至少为
D 正确；
故选D。
2、（2022·浙江1 月卷·T12）某节水喷灌系统如图所示，水以
的速度水平喷出，每秒喷出水
的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m 不变。水泵由电动机带动，
电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等
于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管
道中运动的机械能损失，则（ ）
A. 每秒水泵对水做功为75J
B. 每秒水泵对水做功为225J
C. 水泵输入功率为440W
D. 电动机线圈的电阻为10
【答案】D
【解析】
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AB．每秒喷出水的质量为
,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为
故AB 错误；
C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则
而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则
故C 错误；
D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为
而电动机的电功率为
由能量守恒可知
联立解得
故D 正确；
故选D。
1．（2021·河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间
距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O 点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x 轴夹角均为
，一电容为C 的电
容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x 轴垂直，在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动，
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忽略所有电阻，下列说法正确的是（ ）
A．通过金属棒的电流为
B．金属棒到达
时，电容器极板上的电荷量为
C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电
D．金属棒运动过程中，外力F 做功的功率恒定
【答案】A
【解析】
C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C 错误；
A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为
L = 2xtanθ，x = vt
则产生的感应电动势为
E = 2Bv2ttanθ
由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为
Q = CE = 2BCv2ttanθ
则流过导体棒的电流
I =
= 2BCv2tanθ
A 正确；
B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为
E′ = 2Bvx0tanθ
则电容器的电荷量为
Q = CE′ = 2BCvx0tanθ
B 错误；
D．由于导体棒做匀速运动则
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F = F 安 = BIL
由选项A 可知流过导体棒的电流I 恒定，但L 与t 成正比，则F 为变力，再根据力做功的功率公式
P = Fv
可看出F 为变力，v 不变则功率P 随力F 变化而变化；
D 错误；
故选A。
2．（2021·湖南卷）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、
一个定值电阻（阻值为
）、一个电流表（内阻为
）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于
，并配
有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个
圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验
步骤如下：
（1）将器材如图（a）连接：
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角
和电流表示数
，得到多
组数据；
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为
，与纵轴截距为
，设单
位角度对应电阻丝的阻值为
，该电池电动势和内阻可表示为
___________，
___________（用
、
、
、
、
表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值
。利用现有器材设计实验，在图（c）
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方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（6）利用测出的
，可得该电池的电动势和内阻。
【答案】
【解析】
（2）[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律
可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的
端。
（4）[2]设圆心角为
时，电阻丝接入电路中的电阻为
，根据闭合电路欧姆定律
可知
整理得
结合图象的斜率和截距满足
，
解得电源电动势和内阻为
（5）[3]实验器材中有定值电阻
和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图
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原理的简单说明：
① 将开关置于
位置，读出电流表示数
；
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为
，读出此时角度θ ；
③ 此时
，即可求得
的数值。
1．（2020·海南卷）一车载加热器（额定电压为
）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
、
、
，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】
接ab，则电路的总电阻为
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接ac，则电路的总电阻为
接bc，则电路的总电阻为
由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据
可知
故选D。
2．（2020·北京卷）图甲表示某金属丝的电阻
随摄氏温度变化的情况。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．
应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
B．
应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
C．
应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
D．
应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
【答案】B
【解析】
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由甲图可知，
点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故
应标在电流
较大的刻度上；而
点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故
应标在
电流较小的刻度上；由图甲得
其中
为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得
联立解得
可知t 与I 是非线性关系，故B 正确，ACD 错误。
故选B。
3．（2020·浙江卷）如图所示，固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度
大小为B 的匀强磁场。长为l 的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴
上，随轴
以角速度
匀速转动。在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C、板间距为d 的平行板电容
器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法
正确的是（ ）
A．棒产生的电动势为
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B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为
D．电容器所带的电荷量为
【答案】B
【解析】
A．如图所示，金属棒绕
轴切割磁感线转动，棒产生的电动势
A 错误；
B．电容器两极板间电压等于电源电动势
，带电微粒在两极板间处于静止状态，则
即
B 正确；
C．电阻消耗的功率
C 错误；
D．电容器所带的电荷量
D 错误。
故选B。
4．（2020·浙江卷）国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正
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确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】
根据电荷量公式q=It 可知，电流I 的单位是A，时间t 的单位是s，故用国际单位制的基本单位表示电量的
单位为A∙s，故B 正确，ACD 错误。
故选B。
5．（2020·全国卷）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UC。
如果UC随时间t 的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R 两端电压UR随时间t 变化的图像中，正确的是
（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】
根据电容器的定义式
可知
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结合图像可知，图像的斜率为
，则
内的电流
与
内的电流
关系为
且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律
可知
两端电压大小关系满足
由于电流方向不同，所以电压方向不同。
故选A。
6．（2020·浙江卷）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。
他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2 倍，
若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱（ ）
A．通过的电流增大
B．两端的电压增大
C．阻值增大为原来的1.2 倍
D．电功率增大为原来的1.44 倍
【答案】B
【解析】
ABC．根据电阻定律：
可知，长度变为原来的
倍，横截面积变为原来的
倍，所以电阻变为原来的
倍；根据闭合电路
欧姆定律：
可知总电阻增大，干路电流
减小，路端电压即盐水柱两端电压
增大，故AC 错误，B 正确；
D．电功率的表达式：
电流变化倍数无法计算，所以电功率变化倍数无法计算，故D 错误。
故选B．
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7．（2020·江苏卷）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
【解析】
A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流
变小，A 正确；
B．电路的路端电压为
变小，路端电压变小，B 正确；
C．总电流即干路电流为
减小，干路电流增大，C 错误；
D．电源总功率为
增大，总功率变大，D 正确。
故选ABD。
8．（2020·浙江卷）如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带
动。现有质量为
、额定功率为
的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过
到达
高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为
，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机
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的拉力，则（ ）
A．空气对无人机的作用力始终大于或等于
B．直流电源对无人机供电的额定电流为
C．无人机上升过程中消耗的平均功率为
D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
【答案】BD
【解析】
A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N 后小于200N，最后等于
200N，选项A 错误；
B．直流电源对无人机供电的额定电流
选项B 正确；
C．若空气对无人机的作用力为
F=mg=200N
则无人机上升过程中消耗的平均功率
但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N，则选项C 错误；
D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D 正确。
故选BD。
9．（2020·全国卷）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用
伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、
电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。
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(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电
阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V 和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ
（保留2 位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R 随温度t 变化的曲线如图（a）所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此
时室温为_____℃（保留3 位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E 为直流电源
（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V 时，便触发报警器（图中未画出）
报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中_________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固
定电阻的阻值应为_________kΩ（保留2 位有效数字）。
【答案】
1.8 25.5 R1 1.2
【解析】
(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图
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(2)[2]由部分电路欧姆定律得
(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ 对应的温度为25.5℃。
(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所
以R1为热敏电阻。
[5]由图线可知，温度为50℃时，R1=0.8kΩ，由欧姆定律可得
，
代入数据解得
10．（2020·浙江卷）（1）小明同学用多用电表测量一未知电阻器的阻值。经过规范操作后，所选欧姆挡
倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则此电阻器的阻值为_____Ω
（2）在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中：
①如图丙所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整_____。
②合上开关后，测出9 组Ⅰ、U 值，在
坐标系中描出各对应点，如图丁所示。请在答题纸对应位置
的图中画出此小灯泡的伏安特性曲线_____。
③与图丁中P 点对应的状态，小灯泡灯丝阻值最接近______。
A．16.7Ω B．12.4Ω C．6.2Ω
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【答案】1750（1700～1800）
C
【解析】
（1）[1]阻值为欧姆表盘读数乘以倍率：
（2）①[2]根据图丁可知电压表选择0 到3V 量程即可，数据从0 开始测量，滑动变阻器采用分压接法：
[3]
②
用平滑曲线画出伏安特性曲线：
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[4]
③
根据图像结合欧姆定律：
所以C 选项的电阻较为接近。
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