高考物理考前十天回归教材七(恒定电流)

高考物理考前十天回归教材七(恒定电流)

新课标 高考物理考前十天回归教材七 (恒定电流) 第Ⅰ卷(选择题，共 40 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分．有的小题只有一个选项正确，有的小 题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 图 1 1．如图 1 所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波 炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得 A、B 间的电阻为 R；供电后，设各家用电器全都 同时使用时，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I；经过一段时间 t，从总电能表中测得这段 时间内消耗的电能为 W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是 ( ) A．P＝I2R B．P＝U2 R C．P＝IU D．P＝W t 解析：电路消耗的电功率的计算公式 P＝UI，P＝W t 是普遍适用的，而 A、B 两选项只适用 于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项 A、B 错误， 正确选项为 CD. 答案：CD 2．截面直径为 d、长为 L 的导线，两端电压为 U，当这三个量中的一个改变时，对自由 电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( ) A．电压 U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变 B．导线长度 L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半 C．导线截面直径 d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变 D．导线截面直径 d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍 解析：根据电流 I 的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：I＝neSv＝U R ＝ U ρL S， 所以 nev＝ U ρL .由此可知电压 U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率 v 加倍，A 错误；导线 长度 L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减半，B 正确；导线截面直径 d 加倍时，自由电 子定向移动的平均速率 v 不变，C 正确． 答案：BC 3．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若 该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( ) 自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 W A.电动机的输入功率为 576 W B．电动机的内电阻为 4 Ω C．该车获得的牵引力为 104 N D．该车受到的阻力为 63 N 解析：电动机的输入功率 P 入＝UI＝48×12 W＝576 W，A 正确；电动机正常工作时为非纯 电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，故选项 B 错误；电动车速度最大时，牵引力 F 与阻力 Ff 大小相等，由 P 出＝Ffvm 得 Ff＝P 出 vm ＝ 350 20 3.6 N＝63 N，故 C 错误 D 正确． 答案：AD 图 2 4．小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图 2 所示，P 为图线上一点，PN 为 图线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，下列说法中正确的是( ) A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝U1 I2 C．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝ U1 I2－I1 D．对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积 解析：由电阻的定义知某一状态下导体的电阻等于电压与电流的比值，在 I—U 图象中等 于该点与坐标原点连线斜率的倒数，则 A、B 正确；C 错误；由电功率 P＝IU 知，D 正确． 答案：ABD 5．下列关于电源电动势的说法中正确的是( ) A．在某电池的电路中，每通过 2 C 的电荷量，电池提供的电能是 4 J，那么这个电池的 电动势是 0.5 V B．电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大 C．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变 D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多 解析：由 E＝W q 得 E＝2 V，则 A 错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质 决定，则 B 错 C 对；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源的电动势取决于通过电 源的电量与电动势的乘积，D 错误． 答案：C 6．(2012·海口模拟)小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自 动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障(如图 3 所示)，则下列对故障判断正确的是( ) 图 3 A．只可能是热敏电阻出现故障 B．只可能是温度设定装置出现故障 C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D．可能是加热器出现故障 解析：恒温箱内温度持续升高，说明加热器没损坏，D 错；而控制器也没问题，故热敏电 阻或温度设定装置出现故障，在没有确定的条件下选 C 而不选 A、B. 答案：C 7．如图 4 甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中 R2 为半导体热敏材料制成的传 感器，电阻 R2 随温度 t 变化的图线如图乙所示．电流表为值班室的显示器．a、b 之间接报警 器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( ) 图 4 A．I 变大，U 变大 B．I 变大，U 变小 C．I 变小，U 变大 D．I 变小，U 变小 解析：当火情出现时，R2 的阻值随温度 t 的升高而减小，所以引起外电路电阻减小，干路 中的总电流 I 总增大，内电压增大，所以路端电压减小，故报警器两端的电压 U 减小；由于 I 总增大，R1 两端的电压增大，所以并联部分电压减小，电流表示数减小，D 项正确． 答案：D 图 5 8．(2011·上海单科)如图 5 所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 从最 高端向下滑动时，( ) A．电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大 B．电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小 C．电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数先变小后变大 D．电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小 解析：设 P 以上电阻为 Rx，则变阻器在电路中的阻值 R′＝ R0－Rx Rx R0 .当 Rx＝R0 2 时，R′ 最大．P 从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小．当 P 滑向中点时： 图 6 P 滑过中点后，R′↓→I↑→U↓，由并联分流 IA＝ Rx R′ I，新的 IA 增大，故 A 正确． 答案：A 9．如图 7 所示，是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明：充电 时电压恰为限制电压，历时 4 h 充满．(假设充电前电池内已无电)该过程电池发热，则充电 过程中转化成的电热功率为( ) 图 7 A．0.0875 W B．0.00729 W C．0.735 W D．0.6475 W 解析：由电池容量及充电时间可求得充电电流 I＝700 mA·h 4 h ＝175 mA 输入功率 P 入＝U 充 I＝4.2×0.175 W＝0.735 W 转化成有效功率 P 有效＝U 标 I＝3.7×0.175 W＝0.6475 W. 电热功率ΔP＝P 入－P 有效＝0.0875 W．即 A 正确． 答案：A 10．把六个相同的小灯泡接成如图 8 甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光， 甲、乙两电路所消耗的功率分别用 P 甲和 P 乙表示，则下列结论中正确的是( ) 图 8 A．P 甲＝P 乙 B．P 甲＝3P 乙 C．P 乙＝3P 甲 D．P 乙>3P 甲 解析：设各灯泡正常工作时的电流为 I，则甲电路的总电流为 I 甲＝3I，乙电路的总电流 为 I 乙＝I，所以由 P＝UI 得 P 甲＝3P 乙，应选 B. 答案：B 第Ⅱ卷(非选择题，共 60 分) 二、填空题(本题共 4 小题，每题 10 分，共 40 分) 11．(2011·课标)为了测量一微安表头 A 的内阻，某同学设计了如图 9 所示的电路．图 中，A0 是标准电流表，R0 和 RN 分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和 S1 分别是单刀双掷开关和单刀 开关，E 是电池．完成下列实验步骤中的填空： 图 9 (1)将 S 拨向接点 1，接通 S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此 时________的读数 I； (2)然后将 S 拨向接点 2，调节________，使________，记下此时 RN 的读数； (3)多次重复上述过程，计算 RN 读数的______，此即为待测微安表头内阻的测量值． 解析：本题方法为替代法． 当 S 接 1 与接 2 时通过电路的电流 I 相同，可知待测 的内阻与 RN 的电阻相同． 答案：(1)R0 标准电流表(或 A0) (2)RN 标准电流表(或 A0)的读数仍为 I (3)平均值 12．(2011·广东理综)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠 (2.5 V,0.6 W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干． ①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10” 或“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 10，结果为________Ω. 图 10 图 11 图 12 ②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图 11 完成实物图 12 中的连线． ③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于________端．为使小电珠亮度增加，P 应由 中点向________端滑动． ④下表为电压等间隔变化测得的数据．为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点 ________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”). 数据点 a b c d e f U/V 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A 0.000 0.122 0.156 0.185 0.216 0.244 解析：①由小电珠的额定电压为 2.5 V、额定功率为 0.6 W，可得小电珠正常工作时 电阻 R＝U2 P ＝ 2.5 2 0.6 Ω＝10.4 Ω，选多用电表的“×1”倍率时的中值电阻为 15 Ω.因为在 中值电阻附近测量的量最精确，又知 10.4 在 15 附近，所以选择“×1”倍率． ②在画实物连线时，应先连干路，再连分压电路． ③闭合开关前 P 应先置于 a 端，此举为保护小电珠．为使小电珠亮度增加，滑片应向 b 滑端动，使其分压增加． ④在 ab 间电流的变化从 0～0.122 A，变化较大，为了更准确，应在 ab 间多测几组数据． 答案：①×1 7.3～7.7 ②如图 13 所示 ③a(或左) b(或右) ④ab 图 13 13．现测量一铜芯导线的电阻率，用米尺测出其长度为 L，用螺旋测微器测得其直径为 D， 用多用电表测得其电阻值约为 1 Ω，为提高测量的精度，需从下列器材中挑选一些元件，设 计电路，重新测量这段导线(图中用 Rx 表示)的电阻． A．电源 E(电动势为 6.0 V，内阻不计) B．电压表 V1(量程为 0～0.6 V，内阻约为 2 kΩ) C．电压表 V2(量程为 0～6.0 V，内阻约为 6 kΩ) D．电流表 A1(量程为 0～0.6 A，内阻约为 1 Ω) E．电流表 A2(量程为 0～3.0 A，内阻约为 0.1 Ω) F．滑动变阻器 R1(最大阻值 5 Ω，额定电流 1.0 A) G．滑动变阻器 R2(最大阻值 10 Ω，额定电流 0.2 A) H．定值电阻 R0(阻值为 9 Ω) I．开关 S 一个，导线若干 (1)如图 14 甲所示是该实验小组用螺旋测微器对铜线直径的测量，其读数是________． 图 14 (2)为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程的1 3 ，某同学设计了部分电路如图乙 所示，请你在此基础上将电路补充完整，使实验可以完成． (3)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)． (4)若在测量时，电压表示数为 U，电流表示数为 I，则该铜芯导线所用材料的电阻率的 表达式为ρ＝________. 解析：(1)螺旋测微器读数为 0．5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm. 图 15 (2)电路图如图 15 所示，测量电阻必须用电流表外接电路，且必须有保护电阻． (3)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，待测电压的最大值约为 0.6 V，所以电压表应 选 B；待测电流的最大值约为 0.6 A，所以电流表应选 D；若滑动变阻器选 G，将超过其额定 电流，所以只能选 F. (4)由 R＝U I 、R＝ρL S 和 S＝πD2 4 联立可求得电阻率的表达式为ρ＝πUD2 4IL . 答案：(1)0.700 mm (2)见解析图 (3)B D F (4)πUD2 4IL 14．(2010·广东高考)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的 器材还包括定值电阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图 16(a)． 图 16 (1)在图 16(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤： A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图 16(c)所示，读得电阻值是 ________； B．将开关 S1 闭合、开关 S2 断开，电压表的示数是 1.49 V； C．将开关 S2________，电压表的示数是 1.16 V；断开开关 S1. (3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字) (4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大” 或“小”)． 解析：(1)如图所示 图 17 (3)串联电路中，部分电路的电压与电阻成正比，由1.49－1.16 5＋r ＝1.16 20 ，可得出 r. 答案：(1)如图见解析所示 (2)A.20 Ω C．闭合 (3)0.69 Ω (4)小 三、计算题(本题共 2 小题，每题 10 分，共 20 分，计算时必须有必要的文字说明和解题 步骤，有数值计算的要注明单位) 图 18 15．如图 18 所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压 U＝12 V，电解槽内 阻 rA＝2 Ω，当 S1 闭合，S2、S3 断开时，电流表 A 示数为 6 A；当 S2 闭合，S1、S3 断开时，A 示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 S3 闭合，S1、S2 断开时，A 示数为 4 A．求： (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？ 解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律 I＝U R 得 R＝U I1 ＝2 Ω， 其发热功率为：PR＝UI1＝12×6 W＝72 W. (2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得 UI2＝I2 2rM＋P 输出， 所以 rM＝UI2－P 输出 I2 2 ＝12×5－35 52 Ω＝1 Ω. (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得： P 化＝UI3－I3 2rA＝16 W. 答案：(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W 图 19 16．如图 19 所示电路中，已知电阻 R1＝2 Ω，R2＝5 Ω，灯泡 L 标有“3 V 1.5 W”字 样，电源内阻 r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为 Rx.当滑片 P 滑至 a 端时，电流表的示数为 1 A，此时灯泡 L 恰好正常发光．求： (1)当滑片 P 滑至 b 端时，电流表的示数； (2)当滑动变阻器 Pb 段的电阻为 0.5Rx 时，变阻器上消耗的功率． 某同学的部分解答如下： 灯 L 的电阻 RL＝U 灯 2 P ＝ 32 1.5 Ω＝6 Ω， 滑片 P 滑至 b 端时，灯 L 和(Rx＋R2)并联，并联电阻为：R 并＝RL Rx＋R2 RL＋Rx＋R2 ， 由 RL·IA＝(Rx＋R2)·I2(IA、I2 分别为通过电流表和 R2 的电流)得 I2＝ RLIA Rx＋R2 ，流过电源的电流为 I＝IA＋I2. 上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求 出最后结果． 解析：灯 L 的电阻 RL＝6 Ω正确，错在没有看出 RPa 和 R2 串联部分已被短路 E＝I(R1＋r)＋U0＝1×(2＋1) V＋3 V＝6 V I0＝P/U0＝0.5 A Ix＝I－I0＝0.5 A Rx＝U0/Ix＝6 Ω (1)当 P 滑至 b 端时，电流表示数为 I′＝E/(R1＋r)＝2 A. (2)当 RPb＝3 Ω时，R 并＝2 Ω 电流表示数为 I″＝E/(R1＋R 并＋r)＝1.2 A U 并＝E－I″(R1＋r)＝2.4 V PRPb＝U 并 2/RPb＝1.92 W. 答案：(1)2 A (2)1.92 W