高考物理专题十 恒定电流.docx
- 文档编号:27579474
- 上传时间:2023-07-03
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:326.33KB
高考物理专题十 恒定电流.docx
《高考物理专题十 恒定电流.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理专题十 恒定电流.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考物理专题十恒定电流
专题十 恒定电流
挖命题
【考情探究】
考点
考向
5年考情
预测热度
考题示例
关联考点
学业水平
素养要素
电路的基
本概念和
规律
欧姆定律及电阻定律
2014山东理综,22,10分
串并联电路
水平4
科学思维
★★☆
电功、电热和电功率
2017课标Ⅰ,23,10分
小灯泡的伏安特性曲线
水平4
科学思维
闭合电
路的欧
姆定律
闭合电路的U-I图像
★★★
闭合电路的功率和效率
直流电路的动态分析
2015山东理综,22,8分
电功率
水平3
科学思维
含容电路的分析
2016课标Ⅱ,17,6分
串并联电路
水平3
科学思维
分析解读 本专题研究部分电路与闭合电路。
研究各种电路所加电压、电流及消耗的功率所遵循的规律。
复习中应理清各个基本概念,熟记各公式,明确各公式的适用条件。
由于本专题知识与实际生活联系密切,必须要加强培养用物理知识解决实际问题的能力,同时深刻理解并熟练掌握各相关实验的基本原理,加强对基本仪器使用的复习以及对设计实验方法的迁移运用。
本专题知识可能与电磁感应、交流电知识相结合。
运用相关的电路知识、运动学规律、能量守恒来解决一些综合题,是高考中又一重点和难点。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 电路的基本概念和规律
1.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。
已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A.B.
C.D.
答案 B
2.用电器到发电站的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。
为使线路上降低的电压不超过U,那么,输电线的横截面积的最小值为( )
A.B.C.D.
答案 B
3.(多选)三个导体元件A、B、C的伏安特性曲线分别如图线a、b、c所示。
当它们串联后接在6V稳压直流电源两端时,它们的电阻分别为RA、RB、RC,其中图线b在点(2V,1A)处的切线与图线c平行,则下列说法正确的是( )
A.RA∶RB∶RC=1∶2∶3
B.此时导体元件A的功率为1W
C.若将三个导体元件并联后接在3V的稳压直流电源上,则A元件消耗的功率最小
D.若仅将导体元件B、C串联后接在2V的稳压直流电源上,则B元件消耗的功率大于0.5W
答案 AB
4.(2019山东滨州调研)(多选)如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成,已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W,关于该电吹风,下列说法正确的是 ( )
A.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风
B.电热丝的电阻为55Ω
C.电动机工作时输出的机械功率为880W
D.当电吹风吹冷风时,电动机每秒钟消耗的电能为120J
答案 BD
考点二 闭合电路的欧姆定律
5.电源的效率η定义为外电路消耗的功率与电源的总功率之比。
在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。
由图可知ηa、ηb的值分别为( )
A.、B.、C.、D.、
答案 D
6.如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图像,由此图像可以判断( )
A.电源的内阻消耗的功率最大为9W
B.电源的效率最大为50%
C.输出功率最大时,外电路的总电阻为4Ω
D.电源的电动势为12V
答案 D
7.(多选)如图甲所示电路,不计电表内阻的影响,改变滑动变阻器滑片位置,测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的两条实验图线,如图乙所示,关于这两条实验图线,有( )
A.图线b的延长线不一定过坐标原点O
B.图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势
C.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电源的输出功率
D.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的电功率
答案 BCD
8.(2018江苏无锡联考,17,4分)(多选)如图所示电路中,
为一电动机,调节滑动变阻器,当电动机恰好正常工作时,电流表示数I=1A,电压表V1的示数U1=6V,电压表V2的示数U2=8V。
已知所有的电表均为理想电表,电源内阻r=1Ω,电动机线圈的电阻rM=2Ω,则电动机恰好正常工作时,以下说法正确的是( )
A.电路中电源电动势为8V
B.滑动变阻器连入电路的阻值为2Ω
C.电动机的输出功率为4W
D.整个回路的发热功率为4W
答案 BC
炼技法
【方法集训】
方法1 动态直流电路的分析方法
1.(2018河北定州期中,11,4分)在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则( )
A.A灯变亮,B灯变亮,C灯变亮
B.A灯变亮,B灯变亮,C灯变暗
C.A灯变亮,B灯变暗,C灯变暗
D.A灯变亮,B灯变暗,C灯变亮
答案 D
2.(多选)如图所示,C1=6μF,C2=3μF,R1=3Ω,R2=6Ω,电源电动势E=18V,内阻不计。
下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,a、b两点电势相等
B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2A
C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
答案 BC
3.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,开关S是闭合的,两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计。
则下列说法正确的是( )
A.若电阻R2短路,油滴向上加速运动,G中有从b到a的电流
B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G中有从a到b的电流
C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴仍然静止,G中有从a到b的电流
D.在将S断开电路稳定后,油滴向下运动,G中无电流通过
答案 BD
4.(2017河北保定联考,8,4分)如图电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C,R为光敏电阻,其阻值的大小随照射光强度的增强而减小,闭合开关S后,将照射光强度增强,电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,则在此过程中( )
A.ΔU和ΔI的比值增大
B.电压表示数U和电流表示数I的比值不变
C.电阻R0两端电压增大,增加量为ΔU
D.电容器的带电荷量减小,减小量为CΔU
答案 D
方法2 电路故障的分析方法
5.如图所示,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是( )
A.电流表坏了或未接好
B.从a经过L1到b的电路中有断路
C.L2灯丝烧断或灯座未接通
D.电流表和L1、L2都坏了
答案 B
6.如图电路,起初灯泡A和B都能正常发光,后来电路中某个元件发生断路故障,致使灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些,那么断路的元件是( )
A.R1B.R2C.R3D.R4
答案 B
7.(多选)在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是( )
A.R1短路B.R2断路
C.R3断路D.R4短路
答案 BC
8.如图所示的电路中,闭合开关S后,灯a和灯b都正常发光,后来由于某种故障使灯b突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是( )
A.a灯丝烧断B.电阻R2断路
C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路
答案 B
过专题
【五年高考】
A组 基础题组
1.(2017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示。
其中阻值最接近的两个电阻是( )
A.a和bB.b和d
C.a和cD.c和d
答案 A
2.(2015安徽理综,17,6分)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.
答案 C
3.(2015北京理综,19,6分)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。
若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A
答案 C
4.(2016课标Ⅱ,17,6分)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Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。
Q1与Q2的比值为( )
A.B.C.D.
答案 C
B组 提升题组
1.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )
A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器
B.一个伏特表和多个定值电阻
C.一个安培表和一个电阻箱
D.两个安培表和一个滑动变阻器
答案 D
2.(2016江苏单科,8,4分)(多选)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10V
B.电源的总功率为10W
C.a、b间电压的大小为5V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A
答案 AC
3.(2014上海单科,18,4分)(多选)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ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
A.A的示数增大
B.V2的示数增大
C.ΔU3与ΔI的比值大于r
D.ΔU1大于ΔU2
答案 ACD
C组 教师专用题组
1.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。
闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( )
A.U先变大后变小
B.I先变小后变大
C.U与I比值先变大后变小
D.U变化量与I变化量比值等于R3
答案 BC
2.(2013安徽理综,19,6分)用图示的电路可以测量电阻的阻值。
图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,
是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。
闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表
的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为( )
A.R0B.R0C.R0D.R0
答案 C
3.(2013上海单科,24,10分)如图,电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。
当电键S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。
则电源电动势为 ;当S1、S2都断开时,电源的总功率为 。
答案 3 P0
4.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。
改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:
电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
答案 见解析
解析
(1)U-I图像如图所示。
图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。
(2)a.如图所示。
b.电源输出的电功率
P=I2R=R=
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
Pmax=
(3)电动势定义式
E=
根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即
W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq
得E=Ir+IR=U内+U外
5.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。
光照前两板都不带电。
以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。
假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。
保持光照条件不变。
a和b为接线柱。
已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。
元电荷为e。
(1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。
(2)图示装置可看做直流电源,求其电动势E和内阻r。
(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。
外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。
请推导证明:
P=ΔEk。
(注意:
解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)
答案
(1) Ne
(2) (3)见解析
解析 (3)外电阻两端的电压为U,则电源两端的电压也是U。
由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能
ΔEke=eU
设单位时间内有N'个电子到达B板,则损失的动能之和
ΔEk=N'ΔEke=N'eU
根据电流的定义,此时电源内部的电流
I=N'e
此时流过外电阻的电流也是I=N'e,外电阻上消耗的电功率
P=IU=N'eU
所以P=ΔEk
【三年模拟】
时间:
45分钟 分值:
72分
选择题(每小题6分,共72分)
1.(2018山西太原联考,4)(多选)一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
答案 AD
2.(2019届山东潍坊联考)(多选)如图所示的U-I图像中,图线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,图线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A.R的阻值为1.5Ω
B.电源电动势为3V,内阻为0.5Ω
C.电源的输出功率为3.0W
D.电源内部消耗功率为1.5W
答案 AD
3.(2017天津六校联考,10)(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻为r,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则( )
A.电动机的内阻为R=-r
B.电动机的内阻为R=-r-
C.电动车的工作效率η=
D.电动机的输入功率为P=EI-I2r
答案 BCD
4.(2018东北三校联考,6)如图所示,R1和R2都是4W、100Ω的电阻,R3是1W、100Ω的电阻,A、B两端允许消耗的最大电功率是( )
A.1.5WB.3WC.9WD.W
答案 A
5.(2019届山东济宁模拟)如图甲所示为某一小灯泡的U-I图线,现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1Ω、电动势为3V的电源两端,如图乙所示,则( )
A.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率约为0.6W
B.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率约为0.6W
C.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率约为0.2W
D.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率约为0.4W
答案 C
6.(2017湖南浏阳、攸县联考,6)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,下列选项正确的是( )
A.接在CD两端电阻片热功率大
B.两种接法电阻片热功率一样大
C.接在AB两端电阻片热功率大
D.无法比较
答案 A
7.(2017浙江杭州五县七校联考,10)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。
现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
A.电能转化为化学能的功率为UI
B.电池产生的热功率为I2r
C.充电器输出的电功率为UI+I2r
D.充电器的充电效率为×100%
答案 B
8.(2019届山东菏泽质检,7)如图所示,D是一只具有单向导电性的理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部有带电微粒P且处于静止状态。
下列措施下,关于P的运动情况的说法中不正确的是( )
A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止
B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动
C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动
D.若B板接地,断开S后,A板稍下移,P的电势能不变
答案 C
9.(2018湖北八校二联)(多选)如图所示的电路中,E为电源,其内电阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒为2r的小灯泡,定值电阻R1的阻值恒为r,R3为半导体材料制成的光敏电阻(其阻值随光照的增强而减小),电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电小球处于静止状态,电源负极接地,则下列说法正确的是( )
A.若将R2的滑片上移,则电压表的示数变小
B.若突然将电容器上极板上移,则小球在P点的电势能增大
C.若光照变强,则小球会向上运动
D.若光照变强,则A、B间电路的功率变大
答案 BD
10.(2019届山东烟台摸底,7)科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而减小。
如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻,R和R2为滑动变阻器,R1和R3为定值电阻,当开关S1和S2闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态,则( )
A.只调节R,当P1向右端移动时,电阻R1消耗的电功率增大
B.只调节R,当P1向右端移动时,带电微粒向下运动
C.只调节R2,当P2向下端移动时,电阻R1消耗的电功率增大
D.只调节R2,当P2向下端移动时,带电微粒向下运动
答案 A
11.(2019届山东临沂联考,5)如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R0'=1Ω。
当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大;调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2W),则R1和R2连入电路中的阻值分别为( )
A.2Ω、2ΩB.2Ω、1.5Ω
C.1.5Ω、1.5ΩD.1.5Ω、2Ω
答案 B
12.(2017河北五校联考,7)(多选)如图所示的电路,电源两端电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻。
闭合开关S,将滑片P由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化的大小为ΔI。
下列判断正确的是( )
A.ΔU2大于ΔU1
B.与的差值等于R2
C.R2和R3消耗的电功率的和增加了ΔU2·ΔI
D.电压表V1示数变小、电压表V2示数变大,电流表示数变大
答案 ABD
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考物理专题十 恒定电流 高考 物理 专题 恒定 电流