2020年高三物理第二轮专题练习之恒定电流(新人教)

2020年高三物理第二轮专题练习之恒定电流(新人教)

恒定电流 ‎1．如图所示的电路中，闭合开关，灯、正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯变亮，灯变暗，电流表的示数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）‎ A.断路 B.断路 ‎ C.短路 D.短路 ‎ ‎ ‎ E r K A1‎ A2‎ ‎2.如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A1(0—3A)和A2(0—0.6A)的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是（ ）‎ A.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏 B.A1的指针还没半偏时，A2的指针已经半偏 C.A1的读数为1A时，A2的读数为0.6A D.A1的读数为1A时，干路的电流I为1.2A ‎ ‎ ‎ ‎3．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向转动速度为υ，在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）‎ A．nυS△t B．nυ△t C．I△t/e D．I△t/(Se)‎ ‎4.一个T型电路如图所示，电路中的电, .另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计。则 ‎ A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40‎ B. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40‎ ‎ C. 当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 V ‎ D. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 V ‎ - 9 -‎ ‎5．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1．A2和V的示数分别为I1．I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）‎ A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 ‎ C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小 ‎ ‎6.如图所示，有四盏电灯连接在电路中，L1和L2都标有“220V 100W”字样，L3和L4都标有“220V 40W”字样，把电路接通后，最暗的是（ ）‎ A．L1 B．L2 C．L3 D．L4‎ ‎7．在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为 ‎ A.1和0 B.0和1 C.1和l D.0和0 ‎ ‎8．如图所示，某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器电路图，满足下列哪个条件，该报警器将发出报警声（ ）‎ A．S1断开，S2闭合 B．S1闭合，S2断开 C．S1、S2都断开 D．S1、S2都闭合 ‎9.关于电功和电功率以下说法正确的是( )‎ A．含有电动机电路中电功不能用公式W=UIt来计算 B．在一切电路中电功都等于电热 R1‎ R2‎ ‎10Ω ‎5Ω ‎6VF a b c C．对任何用电器，电功率公式P=UI均适用 D．当二极管两端加的电压为U，流过它的电流为I，此时二极管的电阻可以用R=U/I来计算 ‎ ‎10．在图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：‎ ‎ A．直流10V挡 ‎ - 9 -‎ B．直流0.5A挡 ‎ C．直流2.5V挡 ‎ D．欧姆挡 ‎11．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示．‎ ‎（1）利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率，输电电压，求异线上损失的功率与输送功率的比值;‎ ‎（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。 ‎ 设空气密度为p，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm;在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。‎ ‎（3）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v19m/s时能够输出电功率P1=540kW。 ‎ 我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。‎ ‎12.把晶体二极管D和电阻R串联起来，连接成如图(a)的电路，电源的电动势E＝5．0V，内阻不计，二极管两端电压U与其中的电流I的关系曲线(伏安特性曲线)如图(b)，但为简单起见，可近似地看作直线，直线与横轴的交点EO＝1V - 9 -‎ ‎ (见（b）图中的虚线)，即二极管上所加电压U＜EO时电流为零，U＞EO时，I和U为线性关系，此二极管消耗的电功率超过4.0W时将被烧坏．试问：‎ ‎(1)电阻R最小要多大才不致烧坏二极管?‎ ‎(2)在保证不致烧坏二极管的条件下R值为多大时，输入给R的功率为最大?此功率最大值等于多少瓦? ‎ ‎13.环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下 ‎（1）求驱动电机的输入功率；‎ ‎（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；‎ ‎（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。‎ 已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。‎ 稳压电源 A B C m O V ‎14．如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，m是一个金属球，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为l的电阻丝，其阻值为R。金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中点C焊接一根导线。从O点引出一根导线，两线之间 接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计），图中虚 - 9 -‎ 线OC与AB相垂直，且OC=h，电阻丝AB接在电压 为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使A B沿着车前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直方向， ‎ 从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。‎ ‎ （1）当列车向右做匀加速运动时，试写出加速度a与电压表读数U的对应关系，以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速度计。‎ ‎ （2）为什么C点设置在电阻丝AB的中间？对电压表的选择应有什么特殊要求？ ‎ ‎ ‎ ‎15.如图所示，电阻，小灯泡上标有“3V，1．5W"，电源内阻，滑动变阻器的最大阻值为（大小未知），当触头滑动到最上端时；’安培表的读数为l A，小灯泡恰好正常发光，求：‎ ‎（1）滑动变阻器的最大阻值 ‎（2）当触头滑动到最下端时，求电源的总功率及输出功率。‎ - 9 -‎ 参考答案及解析 ‎1.【答案】A ‎【解析】画出原电路的等效电路图如图所示.‎ 若断路，图增大，根据闭合电路欧姆定律，得减小，则分得的电流变小，即变暗，电流表的示数变小，又由可知，可得路端电压增大，而，减小，可推得增大，故变亮.选项正确.‎ ‎2.【答案】AD ‎【解析】因为A1(0—3A)和A2(0—0.6A)是由两个相同电流表改装而来的，只不过是它们并联的电阻不同，电压相等，所以通过它们的电流也相同，所以选项A正确；A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，所以通过干路的电流I为1.2A，故选项D正确。‎ ‎3.【答案】AC ‎【解析】从导体导电的微观角度来说，在△t 时间内能通过某一横截面AA/的自由电子必须处于以AA/为横截面，长度为υ△t的圆柱体内，由于自由电子可以认为是均匀分布，故此圆柱体内的电子数目为nυS△t。而从电流的定义来说，I=q/t，故在△t 时间内通过某一横截面的电量为I△t，通过横截面的自由电子数目为I△t/e，故正确答案为A、C。 ‎ ‎4.【答案】AC ‎【解析】本题考查电路的串并联知识。当cd端短路时，R2与R3并联电阻为30Ω后与R1串联，ab间等效电阻为40Ω，A对；若ab端短路时，R1与R2并联电阻为8Ω后与R3串联，cd间等效电阻为128Ω，B错；但ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电压即为R3的电压，为Ucd = ×100V=80V，C对；但cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，ab两端电压即为R3的电压，为Uab = ×100V=25V，D错。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】由图可知、并联后再与串联，测通过的电流，测通过的电流，V测路端电压U。现将R2的滑动触点向b端移动，阻值减小，电路总电阴减小，则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端是压U=E-Ir，所以电压表示数U减小；‎ - 9 -‎ 两端电压，而，增大，所以减小，则减小，而I=+，所以增大。故选项B正确．‎ ‎6.【答案】C ‎【解析】由题意可判断，R1=R2＜R3=R4，且R4＞R1＞R23.由串联电路的功率分配可知，P4＞P1＞(P2+P3)，而P2与P3的大小 由并联电路的功率分配可知P2＞P3，故四盏电灯消耗的实际功率的大小关系为P4＞P1＞P2＞P3，正确的答案为C。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】正确认识门电路的符号，“＆”为或门，“1”为非门，其真值为： B端0输入，则1输出，或门为“0，1”输入，则1输出。C正确 ‎ ‎8.【答案】B ‎【解析】当 S1闭合，S2断开，该报警器将发出警报声，所以选项B正确 ‎9.【答案】CD ‎【解析】A选项：计算电功的公式就用W=UIt，A错。B选项：在非纯电阻电路中电功大于电热，B错。‎ ‎10.【答案】A ‎【解析】根据题给条件，首先判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开。先考虑电压挡，将黑表笔接在b端，如果指针偏转，说明R1与电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动势6V。基于这一点，C不能选，否则会烧毁万用表；如果指针不偏转，说明R1与电源连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，否则说明R2与电源间导线是断的，A项正确。再考虑电流表，如果黑表笔接在b端，指针偏转有示数则说明R1与电源连接的导线是断的，此时指示数I=E/(R1+R2)=0.4A,没有超过量程；如果指针不偏转，说明R1与电源间连接的导线是好的，而R1与R2之间导线和R2与电源间导线其中之一是坏的，再把黑表笔接c点，如果指针偏转，说明R1与R2之间导线是断的，此时示数I=E/R2=1.2A,超过电流表量程，故B不能选。 ‎ ‎11.【解析】‎ ‎（1）导线上损失的功率为P=I2R=(‎ 损失的功率与输送功率的比值 - 9 -‎ ‎（2）(2)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大.‎ 单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS,S=r2‎ 风能的最大功率可表示为 P风=‎ 采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等。‎ ‎（3）按题意，风力发电机的输出功率为P2=kW=160 kW 最小年发电量约为W=P2t=160×5000 kW·h=8×105kW·h ‎12.【解析】‎ 依题意，由图（b）可得二极管电流和电压的关系为：I＝2U－2 ① ‎ 又二极管的功率：P＝UI≤4W ‎ 将①代入②得：U2－U－2≤0 解得：U≤2V ‎ 代入①得：I≤2A 由闭合电路欧姆定律 E＝U＋IR 得 R≥1.5Ω ‎ 输入给R的功率PR＝（E－U）I＝（E—U）(2U－2)＝－2U2＋12U－10＝－2（U－3）＋8 ‎ 可见PR随U按抛物线规律变化，其开口向下，最大值时 U＝3V，故要使R的功率最大，其电压只能是二极管不被烧坏的最大电压U＝2V。这样R＝1.5Ω PR的最大值PR＝（E－U）I＝6W ‎13.【解析】‎ ‎（1）驱动电机的输入功率 ‎ ‎（2）在匀速行驶时 ‎ 汽车所受阻力与车重之比 。‎ ‎（3）当阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积。‎ 若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为，则 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，‎ - 9 -‎ ‎ 由于，所以电池板的最小面积 ‎ ‎ ‎14．【解析】‎ ‎（1）设列车加速度为时小球偏离竖直方向的夹角为θ，这时小球受到的合外力为F=mgtanθ，由牛顿第二定律可得列车的加速度为a=gtanθ=g.DC/h 上式即触点D的位移跟加速度的关系式。‎ ‎ 从电路部分来看，设此时电压表的读数为U’，根据串联电路的特点，对均匀电阻丝来说有电压与电阻丝长度成正比，即U’／U=RDC／RAB=DC/l DC=l U’／U ‎ 由上两式联列得a=gU’l／Uh ‎ 上式中g、U、l、h都是常数，表明U’与a正比，可将电压表上的电压读数一一对应成加速度的数值，电压表便改制成了加速度计。‎ ‎ （2）这个装置测得最大加速度的情况是触点由D移到A，这时电压表读数U’=U/2，‎ 所以amax=gl/2h C点设置在AB中间的好处是：利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动时的加速度，这时小球偏向OC线的右方。电压表要零点在中间，且量程大于U/2‎ ‎15.【解析】‎ ‎（1）当触头滑动到最上端时，流过小灯泡的电流为：‎ ‎ 流过滑动变阻嚣的电者呐： 故：‎ ‎（2）电源电动势为： ‎ 当触头，滑动到最下端时，滑动交阻嚣和小灯泡均被短路．电路中总电流为：‎ ‎ 故电源的总功率为：‎ - 9 -‎ 输出功率为： ‎ - 9 -‎