高考物理总复习 专题八 恒定电流课件

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1、专题八恒定电流高考物理(江苏省专用)一、单项选择题一、单项选择题1.(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RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时()A.RM变大,且R越大,U增大越明显B.RM变大,且R越小,U增大越明显C.RM变小,且R越大,U增大越明显A组 自主命题江苏卷题组五年高考D.RM变小,且R越小,U增大越明显答案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两端电压减小,可知RM应变小;R与RM构成并联电路,其并联总电阻为R并=,

2、可知当R越大,RM减小相同值时,R并减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。考查点本题考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联与并联以及传感器等知识,要求考生有较强的分析推理能力,属于中等难度题。解题方法本题用“极限法”求解非常便捷。假设R很小,甚至为零,则传感器被短路,那么RM的变化对电压U就不再产生影响,因此,R越大,U随RM的变化越明显。2.(2016江苏单科,8,4分)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2,四个电阻的阻值已在图 中 标 出 。 闭 合 开 关 S , 下 列 说 法 正 确 的 有()A.路端电压为10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD

3、.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A二、多项选择题二、多项选择题答案AC外电路的总电阻R=10,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I=1A,因此路端电压U=E-Ir=12V-12V=10V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12W,B选项错误;由图(a)可知Uab=UaO-UbO=-150.5V+50.5V=-5V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效电路如图(b)所示,电路中的外电阻R=7.5,电路中总电流I=A1A,D选项错误。图(a)图(b)考查点本题考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联与并联、电功率、电势与电势差等知识,要求考生有扎实的基本功和较强的分析推理能力,属于中等难

4、度题。方法技巧两部分电路间的电势差Uab=a-b,可知Uab=a-b+O-O=(a-O)-(b-O)=UaO-UbO。一、单项选择题一、单项选择题1.(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()A.a和bB.b和dC.a和cD.c和dB组 统一命题、省（区、市）卷题组答案A本题考查U-I图像的意义。根据R=知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。方法技巧图像题的解决方法图像题是物理中

5、最常见的题型之一。解题步骤是:一看轴,即看清横轴及纵轴的意义;二看点,即看清图像中坐标点的位置;三看斜率,即看清斜率的意义及大小;四看面,即看清图像与坐标轴所包围面积的意义。2.(2016课标,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A. B. C.D.答案C当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q1=CU=CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q2=CE。所以=

6、,C项正确。图1图2方法技巧简化电路时会熟练应用电势排列法,才能又准又快地画出等效电路。3.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()A.B. C.nevD.答案C金属棒的电阻R=,自由电子定向移动形成的电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E=nev,选项C正确。4.(2015北京理综,19,6分,)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小

7、格表示0.02A;R1的 阻 值 等 于 电 流 表 内 阻 的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A答案C设电流表的内阻为RA,则R1=RA,R2=2RA,将接线柱1、2接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A;将接线柱1、3接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3

8、I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A。选项A、B、D错误,C正确。5.(2014天津理综,2,6分)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S答案B设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d, 当 其 静 止 时 , 有q=q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E场=知,增大d,U不变时,

9、E场减小,油滴将向下加速;断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速,故只有B项正确。6.(2016上海单科,18,4分)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R1的滑片P由a端滑到b端 的 过 程 中()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R3二、多项选择题二、多项选择题答案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;滑片滑动过程中,变阻器R1的等效阻值R1先增大后减小,又R1、R2两端总电压不变,且R1+R1=,所以电流表示数先减小后增

10、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。7.(2014上海单科,18,4分)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V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3,理想电流表A示数变化量的绝对值为I,则()A.A的示数增大B.V2的示数增大C.U3与I的比值大于rD.U1大于U2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V1测量定值电阻R两端的电压,因电流变大,所以V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总

11、电压即路端电压,示数变小,选项B错。U1=IR,U2=Ir,所以U1U2,选项D对。电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,电压表V3示数的变化量U3=I(r+R),所以=r+Rr,选项C对。1.(2013安徽理综,19,6分)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻 ,是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为()A.R0 B.R0C.R0D.R0一、单项选择题一、单项选择题C组 教师专用题组答案C对均匀的电阻丝有R=,得=,对于桥式电路,当IG=0时满足=,得Rx=R

12、0,所以C项正确。2.(2013浙江理综,25,22分,)为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器,每电阻率=0.2m的海水,通道中abc=0.3m0.4m0.3m的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B=6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有ab=0.3m0.4m的金属板M、N,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从N到M,大小恒为I=1.0103A的电流,设该电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻,海水密度m1.0103kg/m3。(1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判

13、断其方向;(2)在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何“倒车”?(3)当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时,海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s,思考专用直流电源所提供的电功率如何分配,求出相应功率的大小。二、非选择题二、非选择题解析(1)将通电海水看成导线,所受磁场力F=IBL代入数据得:F=IBc=1.01036.40.3N=1.92103N用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)(2)考虑到潜艇下方有左、右2组推进器,可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器,实施转弯。改变电流方向,或者磁场方向,可以改变海水所受磁场力的方向,根据牛顿第

14、三定律,使潜艇“倒车”。(3)电源提供的电功率中的第一部分:牵引功率P1=F牵v0根据牛顿第三定律:F牵=12IBL当v0=30m/s时,代入数据得:P1=F牵v0=121.9210330W=6.9105W第二部分:海水的焦耳热功率对单个直线推进器,根据电阻定律:答案(1)1.92103N,方向向右(或与海水出口方向相同) (2)(3)见解析R=代入数据得:R=0.2=0.5由热功率公式,P=I2R代入数据得:P单=I2R=5.0105WP2=125.0105W=6.0106W第三部分:单位时间内海水动能的增加值设t时间内喷出海水的质量为mP3=12考虑到海水的初动能为零,Ek=Ek=mm=m

15、bcv水对地tP3=12=12mbc=4.6104W一、单项选择题(每题2分,共6分)1.2017江苏金陵中学调研(一),2一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500,要把它改装成一个 量 程 为 1 0 V 的 电 压 表 , 则 应 在 电 流 表 上()A.串联一个10k的电阻B.并联一个10k的电阻C.串联一个9.5k的电阻D.并联一个9.5k的电阻三年模拟A组 20152017年高考模拟基础题组(时间：15分钟 分值：20分)答案C由欧姆定律U=Ig(rg+R)得R=-rg=9.5k。故C正确。2.2017江苏如皋中学调研(二),5如图所示的电路中,电流表A和电压表V均可视为理想

16、电表。现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向 左 移 动 , 下 列 说 法 中 正 确 的 是()A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大B.电阻R2消耗的功率变大C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大答案A滑片P向左移动,R2阻值变大,根据“串反并同”可知:A的示数变小,V的示数变大,电容器C上电荷量增大,所以A对,C错;R2消耗的功率为P2=U2I2,不能确定P2的变化情况,B错;电源总功率P=EI,而I减小,所以P变小,D错。3.(2016江苏南通一模,3)如图所示的电路中,E为电池,R1、R2为可变电阻,R为定值电阻,C为平行板 电 容 器 , 闭 合 开 关 S 后 , 能

17、使 电 容 器 带 电 荷 量 增 加 的 方 法 是()A.增大R1的阻值B.增大电容器两极板间的距离C.减小R2的阻值D.将电容器的两极板错开些答案C改变R1的阻值对电容器的带电荷量无任何影响,A错。由C可知,d增大时C减小,而Q=CU,U不变,故Q减小,故B错。减小R2时电路中的电流增大,则电容器两极板间的电压增大,带电荷量随之增大,故C正确。将电容器的两极板错开些,即S减小,则C减小,Q也随之减小,故D错。4.(2017江苏如东中学模拟,7)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,正极板与静电计相连,两板间有一个正试探电荷固定在P点。以C表示电容器的电容、E表示两板间的场

18、强、表示P点的电势、W表示正试探电荷在P点的电势能。若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的 过 程 中 , 下 列 各 物 理 量 与 负 极 板 移 动 距 离x的关系图像中,不正确的是()二、多项选择题(每题7分,共14分)答案ABD电容C=,C与x不是线性关系,A错。场强E=不变,B错。P点到负极板的距离为l,=E(l-x),E不变,C正确。W=q,W-x与-x规律相同,D错。5.(2016苏北三市联考,6)如图所示,A为巨磁电阻,当它周围的磁场增强时,其阻值增大;C为电容器。当有磁铁靠近A时 , 下 列 说 法 正 确 的 有()A.电流表的示数减小B.电容器C的电荷量

19、增大C.电压表的示数变小D.电源内部消耗的功率变大答案AB磁铁靠近A时其阻值增大,则通过电流表的电流减小,故A正确。内电压U内=Ir减小,外电压U外=E-U内增大,故C错。电容器带电荷量Q=CU外,故B正确。电源内部消耗的功率P=I2r随I的减小而减小,故D错。一、单项选择题(每题3分,共6分)1.2017江苏金陵中学调研(一),5如图所示的电路中,闭合开关S后,灯a和灯b都正常发光,后来由于某种故障使灯b突 然 变 亮 , 电 压 表 读 数 增 加 , 由 此 推 断 , 这 故 障 可 能 是()A.a灯丝烧断B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路B组 20152017年高

20、考模拟综合题组(时间：30分钟 分值：30分)答案B若a灯丝烧断,则总电阻R变大,由闭合电路欧姆定律可知,V读数变大,总电流I减小,R2与b灯并联的电阻不变,所以b灯两端电压减小,b灯变暗,A错;若R2断路,同理可知,V读数变大,I减小,则a(或R1)分压变小,则b灯两端电压变大,b灯变亮,B对;若R2短路,则b灯熄灭,C错;若电容器被击穿短路,由闭合电路欧姆定律可知,V读数变小,b灯变亮,D错。考查点本题考查电路故障分析。为中等难度题。方法指导可以把电路故障问题与动态变化电路的分析联系起来。利用“串反并同”也能很快判断出答案。2.(2016江苏南京、盐城一模,4)可变电容器C1、C2和可变电

21、阻器R1、R2以及电源E连接成如图所示的电路。闭合S,当R1的滑片在图示位置时,C1、C2所带的电荷量相等。现要使C1所带的电荷量大于C2所带的电荷量,可采用的方法是()A.只增大R2的电阻B.只增大C2的电容C.只增大C1的电容D.只将R1的滑片向A端移动答案C两电容器的带电荷量分别为Q1=C1U1=C1IR1左,Q2=C2U2=C2IR1右,则=,可见A、B均错,C正确。只将R1的滑片向A端移动,则R1左减小,R1右增大,结果恰与题中要求相反,故D错。考查点本题考查电容器、动态电路分析、电阻分压、电容器的带电荷量等知识,题目情景简单,重在考查考生的基本功,属于容易题。解题关键弄清等效电路是

22、解决本题的关键。电容器隔直流,所以C1和C2对电路中的电流以及电阻的分压没有任何影响。3.(2017江苏六市二模,6)如图所示的闭合电路中,R是半导体光敏电阻,R1为滑动变阻器。现用一束 光 照 射 光 敏 电 阻 , 则()A.电流表读数变大B.电压表读数变大C.电源的总功率变大D.电源内阻的功率变大二、多项选择题(每题4分,共8分)答案ACD当光照射光敏电阻时,其阻值R减小,由“串反并同”可知A对,B错;又由P=EI和P内=I2r知,C、D均正确。考查点本题为动态电路分析问题,电路简单。为容易题。其他解法R减小,回路中的电流则增大,UR=IR,故UR增大;P总=EI也变大,P内=I2r显然

23、也变大,故A、C、D均正确。4.(2015苏北四市联考,8)如图所示,I为电流表示数,U为电压表示数,P为定值电阻R2消耗的功率,Q为电容器C所带的电荷量,W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中,下列图像能正确反映各物理量关系的是()答案AB触头右移时R1连入电路的阻值减小,电流表示数I则增大。P=I2R2,R2为定值,故A正确。Q=CE-C(R2+r)I,可见B正确。U=E-Ir,可见C错。W=Eq,E为定值,故D错。5.2017江苏金陵中学调研(一),17如图所示,电源的电动势E=7.5V,内电阻r=1.0,定值电阻R2=12,电动机M的线圈电阻R=0.50。

24、开关S闭合,电动机转动稳定后,电压表的示数U1=4.0V,电阻R2消耗的电功率P2=3.0W。不计电动机的摩擦损耗,求:(1)电源的路端电压;(2)电动机的输出机械功率。三、非选择题(每题8分,共16分)解析(1)电阻R2两端的电压即为电源的路端电压,因P2=U2/R2,所以U=6.0V(2)由E=U+Ir得,干路上的电流I=(E-U)/r=1.5A。通过电阻R2的电流I2=U/R2=0.5A,则通过电动机的电流I1=I-I2=1.0A,所以电动机的输出机械功率P机=I1U1-R=3.5W。答案(1)6V(2)3.5W友情提醒电动机为非纯电阻电路,部分电路欧姆定律对其不成立;P=对其也不成立。

25、6.(2015江苏南京月考,14)如图甲所示,R为电阻箱(099.9),置于阻值最大位置,Rx为未知电阻。断开K2,闭合K1,逐渐减小电阻箱的阻值,得到多组R、I值,并依据R、I值作出了如图乙所示的R-图线。断开K2,闭合K1,当电阻箱调至某一阻值时,电流表的示数I1=1.0A;保持电阻箱的阻值不变,断开K1,闭合K2,此时电流表的示数为I2=0.8A。根据以上数据可知(1)电源的电动势和内阻分别为多少?(2)Rx的阻值为多少?(3)K1断开、K2闭合时,R为多大时电源的输出功率最大,最大值为多少?解析(1)由I=得R=-r,则R-图线的斜率k=E=2.0V。R轴截距的绝对值等于内阻r,即r=

26、0.5。(2)K2断开、K1闭合时,R+r=;K1断开、K2闭合时,Rx+R+r=,所以Rx=-=0.5。(3)因Rx=r,所以电路中的外电阻不会小于电源内阻,随着R的减小,电源输出功率增大,当R=0时,电源的输出功率最大,最大值为Pm=2W。答案(1)2.0V0.5(2)0.5(3)02W1.2017江苏金陵中学调研(一),11如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种 小 灯 泡 的 伏 安 特 性 曲 线 如 图 乙 所 示 。 当 开 关 S 闭 合 后 , 干 路 电 流 为 0 . 2 5 A , 则 此 时()A.L1两端的电压为L2两端电压的2倍B.L1消

27、耗的电功率为0.75W一、多项选择题C组 20152017年高考模拟创新题组C.L2的电阻为12D.L1、L2消耗的电功率的比值大于41答案BD由甲图知,当干路电流为0.25A,而I1=0.25A时,I2=I3=0.125A,又由乙图知:与I1对应的电压U1=3.0V,与I2、I3对应的电压U2=U30.5V,因此A错;由P=UI知P1=U1I1=0.75W,B对;又因为R2=121,D对。考查点本题考查非线性电路中电压、电阻、电功率的计算。为中等难度题。友情提醒三个灯泡规格相同,但由伏安特性曲线可知,虽然I1=2I2,但U12U2。对非线性元件,欧姆定律不成立,要根据伏安特性曲线寻找元件的电

28、压与电流的对应值。2.2017江苏金陵中学调研(一),18如图甲所示,电源由n个电动势E=1.5V、内阻均为r(具体值未知)的电池串联组成,合上开关,在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图乙中、所示,电表对电路的影响不计。(图为输出功率与路端电压关系曲线;图为路端电压与总电流关系图线;图为电源的输出效率与外电阻的关系图线)(1)求组成电源的电池的个数以及一个电池的内阻;(2)求滑动变阻器的总阻值;(3)写出图、中a、b、c三点的坐标(不要求计算过程)。二、非选择题答案(1)40.5(2)8(3)a(0.6A,4.8V)b(3V,4.5W)c(4.8V,2.88W)

29、解析(1)串联的电池个数为n,则电源的电动势为n1.5V,内阻为nr;由图可知,当变阻器接入电路的电阻与电池的内阻相等时,变阻器的电功率P=4.5W,即=4.5W;由图可知,当变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流为3A,故3A=,故r=0.5;联立得n=4,一个电池的内阻为r=0.5。(2)由图可知,当变阻器接入电路的阻值最大时,电源的效率为80%,故=80%解得:R=8。(3)由图可知,a点的坐标是变阻器接入电路的阻值最大时对应的电流与电压值。Ia=0.6A,路端电压Ua=0.6A8=4.8V故a点的坐标为(0.6A,4.8V)图中b点的坐标是输出功率最大时的路端电压与功率,当外电阻等于电源内阻为2时输出功率最大,故路端电压Ub=3V,Pb=W=4.5W,所以b点的坐标为(3V,4.5W),c点的外电阻为8,故路端电压为Uc=E=6V=4.8V,故此时的功率为Pc=W=2.88W,故c点的坐标为(4.8V,2.88W)。考查点本题考查电源的串联、闭合电路欧姆定律、电功率、效率等知识,对理解图像的能力、分析推理能力要求较高。为中等难度题。解题关键理解图像的物理意义,能够通过图像获取有用的信息。