专题09恒定电流（测）-2017年高考物理二轮复习讲练测（解析版）

专题09恒定电流（测）-2017年高考物理二轮复习讲练测（解析版）

www.ks5u.com ‎【满分：110分 时间：90分钟】‎ 一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）‎ ‎1．现有甲、乙两个电源，电动势E相同，内阻不同，分别为和。用这两个电源分别给定值电阻供电，已知，则将R先后接在这两个电源上的情况相比较，下列说法正确的是（ ）‎ A、接在甲电源上时，定值电阻R上的电流较大 B、接在甲电源上时，电源输出功率较大 C、接在甲电源上时，电源消耗的功率较大 D、接在乙电源上时，定值电阻R上的电压较小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】根据闭合电路欧姆定律分析同一电阻接到不同电源上时电流的大小，分析电源内阻消耗功率的大小．对于电源的输出功率，根据推论：外电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大进行分析，本题关键掌握闭合电路欧姆定律和电源输出功率最大的条件，能熟练运用函数法列式处理电路中功率最大的问题 ‎2．如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头，闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点过程中，电容器C所带的电荷量将 A．由少变多 B. 由多变少 C. 先增多后减少 D. 先减少后增多 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】本题是一道闭合电路的动态分析题，分析清楚电路结构、熟练应用并联电路特点及欧姆定律、电容器电量公式Q=CU即可正确解题；同时要知道，圆环的两部分电阻是并联关系，则当两部分电阻相等时总电阻阻值最大.‎ ‎3．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S， 将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 A．灯泡L变亮 B．电流表读数变小，电压表读数变小 C．电源的输出功率变小 D．电容器C上所带的电荷量减少 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当滑动变阻器滑片P向左移动，其接入电路的电阻增大，电路总电阻R总增大，电流I减小，灯泡的功率P=I2RL，RL不变，则灯泡变暗．故A错误；电流表读数变小，电压表读数U=E-Ir变大．故B错误；当内、外电阻相等时，电源的输出功率功率最大．灯炮L的电阻大于电源的内阻，当R增大时，电源的输出功率变小．故C正确；变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故D错误。‎ ‎【名师点睛】本题的难点在于确定电源的输出功率如何变化，可以用数学证明，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，这是很重要的结论．对于电容器，关键确定电压，记住这个结论很有必要：电容器与与它并联的电路电压相等．滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，电流减小，灯泡变暗；根据结论：当内、外电阻相等时，电源的输出功率功率最大．灯炮L的电阻大于电源的内阻，当R增大时，电源的输出功率应减小．变阻器两端电压增大，电容器上电荷量增大，电流表读数变小，电压表读数U=E-Ir变大．‎ ‎4．如图所示，一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻、一个零刻度在中央的电流计、一个定值电阻和电源连成电路，的电阻大于电源内阻，现有一个质量为的带电油滴悬浮在两极板间不动，则下列判断正确的是（ ）‎ A．增大电容器板间距离，电流计指针不动 B．增大，电源的输出功率一定变大 C．增大，中电流的变化值大于中电流的变化值 D．增大，两端电压的变化量与通过电流的变化量的比值变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】增大电容器板间距离，电容减小，电容器放电，电流计指针转动。增大，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析总电流的变化和的电流变化，判断1中电流的变化值与中电流的变化值的大小及电压变化量的大小。‎ ‎5． 如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑动片P向左移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡的亮度变化情况是 A、灯变亮，灯变暗 B、灯变亮，灯变暗 C、灯变亮，灯变暗 C、灯变亮，、灯变暗 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】在分析电路动态变化时，首先要搞清电路的结构，然后按照“局部→整体→局部”顺序进行分析 ‎6．如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M的线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是（ ）‎ A、电炉放出的热量大于电动机放出的热量 B、电炉两端的电压小于电动机两端的电压 C、电炉两端的电压等于电动机两端的电压 D、电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 因为两者是串联在一起的，所以电流相等，又因为两者的电阻相等，根据焦耳定律可得两者发热相等，A错误；电炉两端的电压为，但是电动机是非纯电阻电器，所以电能一部分转化为热能，一部分转化为机械能，即，同除以I，可得，故B正确C错误；电动机消耗的电功率为，电炉消耗的电功率为，故电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率 ‎【名师点睛】‎ 本题中电炉是纯电阻电路，电动机是非纯电阻电路，两个电路焦耳定律都适用，但欧姆定律只适用于电炉，不适用于电动机 ‎7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r（），电表均视为理想电表。闭合开关S后，调节R的阻值，使电流表的示数增大，在这一过程中电压表示数的变化量的大小为，则 A.通过R的电流增大，但增大量小于 B.的大小随R的变化而变化 C.电源的输出功率一定增大了 D.电源的效率降低了 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】动态分析电路可采用串反并同法和程序法；而的表达式根据全电路的欧姆定律和串联分压、并联分流找关系.‎ ‎8．用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为l、电动机两端的电压为U，则 A.电路中电流 B.在时间t内，电池组消耗的化学能为 C.在时间t内，电动机输出的机械能是 D.以上说法都不对 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 因电动机是非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故电路中电流不等于，选项A错误；在时间t内，电池组消耗的化学能为，选项B正确；[在时间t内，电动机输出的机械能是，选项D错误；故选B.‎ ‎【名师点睛】此题是对电功率以及全电路的欧姆定律的考查；要知道电动机是非纯电阻电路，不满足欧姆定律；同时要搞清电路中的能量分配关系：电源的总功率一部分消耗在内阻上，另一部分输出给电动机，电动机的内阻消耗一部分热功率，剩下的功率变为机械功率输出.‎ ‎9．如图所示电路，电源内阻不能忽略，R1阻值小于变阻器的总电阻， 当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。那么，滑片P由中点向上移动的全过程中 A．电压表的示数始终小于U  B. 电流表的示数始终大于I C. 电压表的示数先增大后减小 D. 电流表的示数先减小后增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 其中是定值，当滑片P由中点向上移动的全过程中，不断减小，不断增大，不断增大，即电流表的示数不断增大，且始终大于I，B正确;D错误；故选BC。‎ ‎【名师点睛】电路的动态分析： 分析的顺序：外电路部分电路变化→变化→由判断的变化→由判断U的变化→由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化→用串、并联规律分析变化电阻的电流、电压、电功、电功率。‎ ‎②几个有用的结论 Ⅰ、外电路中任何一个电阻增大（或减少）时外电路的总电阻一定增大（或减少）。‎ Ⅱ、若开关的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若开关的通断使并联的支路增多时，总电阻减少 Ⅲ、动态电路的变化一般遵循“串反并同”的规律；当某一电阻阻值增大时，与该电阻串联的用电器的电压（或电流）减小，与该电阻并联的用电器的电压（或电流）增大。‎ ‎10．在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则 ‎ A．图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B．电源内电阻的阻值为10Ω C．电源的最大输出功率为3.6W D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 图线②的斜率等于R1，则；故B错误；当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流，故电源的最大输出功率P=UI=1.8W；故C错误；由C的分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流，则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'2R′=0.9W；故D正确；故选AD.‎ ‎【名师点睛】此题是关于电路的动态分析以及电功和电功率的问题；‎ 在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理.‎ ‎11．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是 A．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 B．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 C．ΔU1<ΔU2‎ D．ΔU1>ΔU2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】对于电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”思路进行分析．运用总量法分析两电压表读数变化量的大小 ‎12．如图，a、b分别表示一个电池组和一只电阻R的伏安特性曲线．用该电池组直接与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是 U/V I/A ‎4‎ ‎2‎ O ‎1 2 3 4‎ a b A．电池组的内阻是 1Ω B．电阻的阻值为0.33Ω C．电池组的输出功率将是4WD．改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 电池组的内阻．故A正确；电阻的阻值约 ‎．故B错误．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为U=3V，电流为I=1A，电池组的输出功率是P=UI=3W．故C错误．当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻R=r=1Ω时，电池组的最大输出功率．故D正确．故选AD.‎ ‎【名师点睛】本题考查读图的能力．对于图象，往往从数学上斜率、截距、交点等知识来理解其物理意义；电池组的伏安特性曲线的斜率绝对值等于电池的内阻．电阻的伏安特性曲线斜率的倒数大小等于电阻．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态．当外电阻等于电池的内阻时电池组有最大的输出功率.‎ 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．（10分）某额定电压为8V的灯泡的伏安特性曲线如图所示．若将它与一个R=7Ω的定值电阻串联后接在电动势E=8V、内阻r=1Ω的电源上，则通过该灯泡的实际电流为　 　 A，该灯泡的实际功率为　 　 W．‎ ‎【答案】0.48；1.92‎ ‎【解析】‎ ‎【名师点睛】在图中作出电源的伏安特性曲线，图象与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，则可得出灯泡的电压及电流，由功率公式可求得实际功率。‎ ‎14．（10分）如图所示，R为电阻箱，为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4 V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5 V．求：‎ ‎(1)电源的电动势E和内阻r ‎(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?‎ ‎【答案】（1）， （2），‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由闭合电路欧姆定律：， …  2分 ‎ … … … … … … …  2分 联立以上两式并代入数据解得：， … … … … … … …  2分 ‎【名师点睛】闭合电路欧姆定律，根据两次对于的外电阻和电流，可得二元一次方程组，计算可得电动势和内电阻。当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大。推导过程按照数学公式求极值的方法即可。‎ ‎15．（15分）如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝5 μF。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？‎ ‎【答案】2.4×10－5 C。‎ ‎【解析】‎ S断开时的等效电路如图甲所示，电容器C两端电压U为电阻R2两端电压U2，则 电容器C的电荷量Q＝CU＝CU2＝1.5×10－5 C。且a板带正电，b板带负电。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，要求同学们能理清电路的结构，搞清电容器两端的电压是哪部分电阻上的电压，另外还要搞清电键闭合前后电容器极板的极性的变化；此题难度中等。‎ ‎16．（15分）某同学设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示．该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等．压敏电阻R1‎ 的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示．当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品．已知控制电路的电源电动势E=6V，r=2Ω，电磁继电器线圈的阻值忽略不计．请你解答下列问题：‎ ‎（1）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整．‎ ‎（2）当电磁继电器线圈中的电流大小为15mA时，衔铁被吸下．若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω ‎（3）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件．现将控制电路中的电源，换成硅光电源，用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线（如图丙）．不改变滑片的位置，当货架能承受的压力逐渐增加时，该硅光电池的内阻将 ，内电路上消耗的功率将 ．（以上两格填写“增加” “减小”“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”）．‎ ‎（4）若控制电路中的电源，换成硅光电源，不改变滑片的位置，即如（2）中数值，现测得硅光电源两端电压为5.4V，则货架上承受的压力为 N．‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）318‎ ‎（3）增大，增大 ‎（4）90 N ‎【解析】‎ ‎（2）∵与串联，∴，所以根据闭合电路的欧姆定律 由图乙可知：时，，所以,即：滑动变阻器的最大阻值至少为.‎ ‎（3）由丙图可知，随着外电路电阻变大，硅光电源的图线的斜率绝对值逐渐变大，即硅光电源的内阻随外电路电阻变大而变大,当不改变滑片的位置，当货架能承受的压力逐渐增加时，的电阻变大，所以该硅光电池的内阻将增大.由丙图可知，随着外电路电阻变大，硅光电源的路端电压逐渐减小，根据闭合电路欧姆定律，内电压变大．电路的总电流又增大，所以逐渐变大.‎ ‎（4）硅光电源两端电压为，由丙图可知此时电流为，所以根据欧姆定律外电路的总电阻为，所以，根据乙图可知，此时对应的压力为.‎ ‎【名师点睛】读懂题意，明确机械的工作要求与控制程序是进行电路连接的前提，本题在连接时，注意与衔铁处触点开关连接的位置有上下两个触点，这是本题易错的地方，连接任意一处都可以工作，但工作的条件恰好相反，必须根据题意的要求来最终确定。‎ ‎ ‎