2020届高考物理二轮复习疯狂专练14恒定电流含解析

2020届高考物理二轮复习疯狂专练14恒定电流含解析

高考总复习 恒定电流 专练十四 恒定电流 一、考点内容 ‎(1)闭合电路欧姆定律、电动势与内阻；(2)伏安特性曲线；(3)电路的动态变化分析；(4)电路的故障分析等；(3)电功、电功率、电热等。‎ 二、考点突破 ‎1．如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(　　)‎ A．，负 B．，正 C．，负 D．，正 ‎2．(多选)“等效”是简化电路的一种常用方法。下面四个方框中的电路都可视为一个新的等效电源：甲中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻串联；乙中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻并联；丙中是一个电压为E的恒压源与阻值为R0的定值电阻串联；丁中是一个电流为I的恒流源与阻值为R0的定值电阻并联，且E＝IR0。下列关于这四个等效电源的电动势和内阻的说法正确的是(　　)‎ A．E甲＝E丙＝E丁＞E乙 B．E甲＝E丙＞E丁＝E乙 9‎ 高考总复习 C．r甲＞r丙＝r丁＞r乙 D．r甲＞r丙＞r丁＞r乙 ‎3．如图甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔。在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D。先后分别将A、B或C、D接在电压恒为U的电路上，如图乙和图丙所示。比较两种接法中电阻片的热功率大小，应有(　　)‎ A．接在AB两端电阻片热功率大 B．接在CD两端电阻片热功率大 C．两种接法电阻片电阻图丙的大 D．两种接法电阻片电阻一样大 ‎4．如图所示的电路中，由于电路出现故障，灯L1变暗，灯L2变亮，故障原因是(　　)‎ A．R4短路 B．R1断路 C．R3断路 D．R2短路 ‎5．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下面说法不正确的是(　　)‎ A．阴影部分的面积表示电源的输出功率 B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C．当满足α＝β时，电源的输出功率最大 D．当满足α＞β时，电源的效率小于50％‎ ‎6．如图所示电路中，电源电动势为E（内阻不计），线圈L的自感系数较大，电阻不计。电容器C的电容足够大，以下判断正确的是(　　)‎ A．闭合S，电路稳定后，电容器两端电压为E B．闭合S，电路稳定后，电容器的a极板带正电 C．断开S的瞬间，灯泡A不会闪亮 D．断开S的瞬间，灯泡B立即熄灭 9‎ 高考总复习 ‎7．如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，M点接地，在开关S闭合后，C中央有一带电液滴刚好静止。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（　　）‎ A．将热敏电阻R0加热 B．滑动变阻器R的滑动头P向上移动 C．开关S断开 D．电容器C的上极板向上移动 ‎8．(多选)如图甲所示，电源E＝12 V，内阻不计，灯泡L的额定电压为9 V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。则(　　)‎ A．灯泡L的阻值随电流的增大而减小 B．灯泡L的额定功率为13.5 W C．灯泡L消耗电功率的最小值是2 W D．滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6 Ω ‎9．某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U－t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是(　　)‎ A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流 C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻 ‎10．(多选)工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，如图所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图甲所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1＝20‎ 9‎ 高考总复习 ‎ kΩ，R2＝10 kΩ，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重1×103 N，没装料时Uba＝0，g取10 m/s2。下列说法中正确的是(　　)‎ A．R3阻值为40 kΩ B．装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小 C．拉力越大应变片电阻阻值变大，Uba传感器的示数也变大 D．应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量 ‎11．如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝6 V，内电阻r＝2 Ω，电阻R1可调。现将R1调到4 Ω后固定。已知R2＝6 Ω，R3＝12 Ω。‎ ‎(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？‎ ‎(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？‎ ‎12．如图所示，电源电压恒定，R2＝6 Ω，R3＝12 Ω，滑动变阻器R1的滑片P滑到中点，当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为3 A；当开关S1闭合S2、S3都断开时，电流表A的示数为0.6 A。求：‎ ‎(1)电源电压；‎ ‎(2)滑动变阻器R1的最大阻值；‎ ‎(3)当S1、S3闭合，S2断开时，电路消耗的总功率。‎ 9‎ 高考总复习 答案 二、考点突破 ‎1．【答案】A 9‎ 高考总复习 ‎【解析】上表面的电势比下表面的低，根据左手定则可判断自由电荷带负电，稳定时，，解得U＝Bav，又I＝nesv，S＝ab，联立解得，所以A正确。‎ ‎2．【答案】AC ‎【解析】甲图中的等效电动势E甲＝E，等效内阻r甲＝r＋R0，乙图的等效电动势，等效内阻，丙图的等效电动势E丙＝E，等效内阻r丙＝R0，丁图的等效电动势E丁＝E，等效内阻r丁＝R0，则E甲＝E丙＝E丁＞E乙，r甲＞r丙＝r丁＞r乙，故A、C正确。‎ ‎3．【答案】B ‎【解析】在总电阻一定的情况下，若分成两部分的电阻越接近，则并联情况下总电阻就越大，所以接在AB两端的并联总电阻较大，根据可知接在CD两端电阻片热功率大，故B正确。‎ ‎4．【答案】B ‎【解析】若R4短路，灯L1被短路，灯L1不亮，故A错误；R1断路时，外电路电阻增大，路端电压增大，干路电流减小，则L1与R4并联的总电流减小，L1电流减小，则灯L1变暗；路端电压增大，而L1与R4并联的电压减小，则灯L2的电压增大，灯L2变亮，故B正确；若R3断路，外电阻增大，路端电压增大，两灯都变亮，故C错误；若R2短路，外电阻减小，路端电压减小，R3中电流减小，总电流增大，则通过两灯的电流增大，两灯都变亮，故D错误。‎ ‎5．【答案】B ‎【解析】阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率，故A错误，B正确；由，当满足α＝β时，内外阻相等，输出功率最大，但电源的效率为50%，外阻越大，效率越高，α＞β时，即r＞R，效率应小于50%，故C、D错误。‎ ‎6．【答案】A ‎【解析】闭合S，电路稳定后，L相当于一段导线，A被短路，所以C两端的电压等于B两端的电压，等于电源的电动势E，故A正确；由图知电容器的b极板带正电，故B错误；断开S的瞬间，L相当于电源，与A组成回路，电流方向自左向右，会闪亮，故C错误；断开S的瞬间，因电容器放电，则灯泡B不会立即熄灭，故D错误。‎ ‎7．【答案】AC 9‎ 高考总复习 ‎【解析】要使液滴向上运动，则应增大液滴受到的电场力，即应增大两板间的电势差。热敏电阻加热时，热敏电阻阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压增大，故电容器两端的电压增大，液滴向上运动，故A正确；当变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电流增大，内压及R0两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，故不会充电，电容器两端的电势差不变，故B错误；开关S断开时，电容器直接接在电源两端，电压增大，则液滴向上运动，故C正确；电容器C的上极板向上移动，d增大，则电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，由于U＝‎QC，C＝εS‎4πkd，E＝U/d，所以：E＝‎4πkQεS，由于极板上的电量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以电场强度E不变，液滴仍然静止，故D错误。‎ ‎8．【答案】BC ‎【解析】由I－U图象可知，图象的斜率为灯泡的电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大，故A错误；由图象可知，灯泡的电压U＝9 V时，电流I＝1.5 A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝13.5 W，故B正确；当R＝10 Ω时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示，可得此时灯泡的电流I′＝1.0 A，电压U′＝2 V，所以灯泡的功率P′＝U′I′＝2 W，故C正确；因灯泡的额定电流为I＝1.5 A，正常工作时的电阻，根据闭合电路欧姆定律有，可得，即滑动变阻器接入电路的电阻至少为2 Ω，故D错误。‎ ‎9．【答案】D ‎【解析】由Q＝CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I＝Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E＝U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出。‎ ‎10．【答案】AC ‎【解析】没装料时，根据串、并联电路规律可得R1两端的电压为：UR1＝×12 V＝8 V；从RF图中可得，没装料时，料斗重1×103 N，此时R0＝20 kΩ，所以R3两端的电压为UR3＝×12 V＝ V，因为此时Uba 9‎ 高考总复习 ‎＝0，说明R1两端的电压和R3两端的电压相等，即＝8 V，解得R3＝40 kΩ，A正确；装料时，由于R1所在支路电流恒定，所以a点的电势恒定，而R3所在支路中R0逐渐增大，该支路电流减小，R3两端的电压减小，即b的电势增大，所以Uba逐渐增大，B错误，C正确；应变片作用是把拉力这个力学量转换为电压这个电学量，D错误。‎ ‎11．【解析】(1)开关S断开时，I1＝＝0.5 A 开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝4 Ω ‎ I1′＝＝0.6A。‎ ‎(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝4 Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。此时I＝＝1 A PAB＝I2R23＝4 W。‎ ‎12．【解析】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2、R3并联 电源电压U＝I并R并＝3A×4Ω＝12V ‎(2)当开关S1闭合S2、S3都断开时，R1、R2串联，可得：‎ 所以R1＝(R串－R2)×2＝28 Ω。‎ ‎(3)当S1、S3闭合S2断开时，只有R2工作，所以 ‎。‎ 9‎ 高考总复习 9‎