十年高考之高三物理真题精选分类汇编专题11 恒定电流原卷版.docx
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十年高考之高三物理真题精选分类汇编专题11恒定电流原卷版
专题11恒定电流
(2010-2019)
题型一、闭合电路的欧姆定律的综合考查
1.(2019江苏)如图所示的电路中,电阻R=2Ω.断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为()
A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω
2.(2016江苏卷)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,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10W
C.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
题型二、电路的动态变化
3.(2014上海)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△V1、△V2、△V3,理想电流表
示数变化量的绝对值△I,则()
A.A的示数增大B.V2的示数增大
C.△V3与△I的比值大于rD.△V1大于△V2
4.(2019全国2)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100Ω);S为开关,E为电源。
实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。
图(b)是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-I关系曲线。
回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0μA,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1=______mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_____(填“变大”或“变小”),电压表V1示数_____(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向_____(填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为
=_____×10-3V/℃(保留2位有效数字)。
题型三、含有电容器的电路
5.(2018江苏,8,4分)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电.这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光.该电路()
A.充电时,通过R的电流不变
B.若R增大,则充电时间变长
C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
6.(2014·天津卷)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
7.(全国新课标2)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
;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为
.
与
的比值为()
A.
B.
C.
D.
题型四、电流的微观表达
8.(2015安徽).一根长为L
,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。
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.ρnevD.
题型五、功率、小灯泡的伏安特性曲线
9.(2017·新课标1)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表
V(量程3V,内阻3kΩ);电流表
(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。
闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为____________W,最大功率为___________W。
(结果均保留2位小数)
10.(2014·浙江卷)小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值.
(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出.
图1
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到UI图上,如图2所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的.
图2
(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.
题型五、测量电阻R阻值的综合问题
11.(2019全国1)某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。
该同学测得微安表内阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。
然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。
(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是_______。
(填正确答案标号)
A.18mAA.21mA
C.25mAD.28mA
(3)产生上述问题的原因可能是________。
(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是都正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=_______。
12.(2019江苏)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:
(1)螺旋测微器如题图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.
选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
(3)题11-2甲图中Rx,为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入题11-2乙图实物电路中的正确位置.
(题11-2甲图)(题11-2乙图)
(4)为测量R,利用题11-2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关系图象如题11-3图所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.
由此,可求得电阻丝的Rx=Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.
13.(2017·新课标2)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。
可使用的器材有:
两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为Ω(填“20”或“2000”)。
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1。
将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置。
最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)。
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:
。
14.(2015新课标2).图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω.满偏电流为1mA,R1和R2为阻值固定的电阻。
若
使用a和b两个接线柱.电表量程为3mA:
若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA.由
题给条件和数据,可以求出R1=_______Ω,R2=_______Ω。
(2)现用一量程为3mA,内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5.1.0、I.5、2.0.2.5、3.0mA。
电池的电动势为1.5V.内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格.阻值分别为300Ω和1000Ω:
滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750Ω和3000Ω,则R0应选用阻值为_________Ω的电阻,R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。
图(b)中的R/为保护电阻。
虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。
则图中的d点应和接线柱_______(填“b”或“c”)相连。
判断依据是:
__________
15.(2014·新课标Ⅱ卷)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx的阻值约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=
计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则______(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.
16.(2014·山东卷)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
图甲 图乙
电流表:
量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:
量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值20Ω;
定值电阻:
R0=3Ω;
电源:
电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).
17.【2014·四川卷】
(2)下图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小).
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:
(ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;
(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;
(ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.
根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)
B.电流表(0~3mA,内阻未知)
C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)
D.电流表(0~0.3A,内阻未知)
A1应选用________,A2应选用________.
②测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”).
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图.
④根据以上实验得出Rx=________Ω.
题型六、测量电源动势E和内阻r
18.(2015广东)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3
)、电流表(内阻约为1
)、定值电阻等。
①使用多用电表粗测元件X的电阻。
选择“×1”欧姆档测量,示数如图15(a)所示,读数为
。
据此应选择图15中的(填“b”或“c”)电路进行实验。
②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
③图(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件(填“X”或“Y”)是非线性元件。
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值
的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和电阻r,如图(b)所示。
闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V,利用图(a)可算得E=V,r=
(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表)。
19.(2014·新课标全国卷Ⅰ)利用如图(a)所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表A(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关S.
图(a)
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R;
③以
为纵坐标,R为横坐标,作
R图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.
回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则
与R的关系式为________.
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表.答:
①________,②________.
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0
图(b)
图(c)
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=________A-1Ω-1,截距b=________A-1.
(4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.
20.(2014·北京卷)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
(1)应该选择的实验电路是图1中的________(选填“甲”或“乙”).
甲 乙
图1
(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V)
B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~50Ω)
D.滑动变阻器(0~500Ω)
实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出UI图线.
序号
1
2
3
4
5
6
电压U(V)
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I(A)
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
图2
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.图3的各示意图中正确反映PU关系的是________.
A B C D
图3
21.(2014·全国1卷)现要测量某电源的电动势和内阻.可利用的器材有:
电流表A,内阻为1.00Ω;电压表V;阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5;开关S;一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干.某同学设计的测量电路如图(a)所示.
(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线,并标出导线1和其P端.
图(a)
图(b)
(2)测量时,改变鳄鱼夹P所夹的位置,使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示.根据表中数据,在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出UI图线.
I(mA)
193
153
111
69
30
U(V)
2.51
2.59
2.68
2.76
2.84
图(c)
(3)根据UI图线求出电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留2位有效数字)
22.(2014·福建卷1)
(1)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.
(2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.
①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA,内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只阻值为________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
甲乙
③某次实验的数据如下表所示:
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表V读数
U/V
5.26
5.16
5.04
4.94
4.83
4.71
4.59
4.46
改装表A读数
I/mA
20
40
60
80
100
120
140
160
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________.
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:
电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________.(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小
D.R0的实际阻值比标称值偏大
题型七、多用电表的理解与综合应用
23.(2019全国3)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度。
可选用的器材还有:
定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5V,r=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。
()欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω:
滑动变阻器选____(填“R1”或“R2”)。
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。
表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为____、____。
(3)校准
红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向___kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。
若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_______Ω。
24.(2017·新课标3)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头
的满偏电流为250μA,内阻为480Ω。
虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。
该多用电表有5个挡位,5个挡位为:
直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡。
(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。
若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。
(结果均保留3位有效数字)
25.(2014·重庆)
(1)某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值为12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好.
图1
维修人员使用已调好的多用电表直流50V挡检测故障,他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点.
①断开开关,红表笔接a点时多用电表指示如题6图2所示,读数为________V,说明_______
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