届高考一轮复习物理恒定电流通用型练习及答案.docx
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届高考一轮复习物理恒定电流通用型练习及答案
2021届高考一轮物理:
恒定电流(通用型)练习及答案
一轮:
恒定电流
一、选择题
1、如图所示电路中,滑片P位于滑动变阻器R2正中间,电源内阻不能忽略,两个电压表均为理想电表。
当滑动变阻器R2的滑片P滑动时,关于两个电压表V1与V2的示数,下列判断正确的是( )
A.P向a端滑动的过程中,V1的示数逐渐增大、V2的示数逐渐减小
B.P向a端滑动的过程中,R2消耗的功率一定逐渐减小
C.P向b端滑动的过程中,V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D.P向b端滑动的过程中,V2示数改变量与流过R2的电流改变量的比值保持不变
2、一个内电阻可以忽略的电源,给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电,电流为0.1A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那么通过的电流将是( )
A.0.4AB.0.8A
C.1.6AD.3.2A
3、如图为一种服务型机器人,其额定功率为48W,额定工作电压为24V。
机器人的锂电池容量为20A·h。
则机器人( )
A.额定工作电流为20A
B.充满电后最长工作时间为2h
C.电池充满电后总电量为7.2×104C
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J
4、两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线.则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )
A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0W
D.电源的效率达到最大值
5、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。
则以下说法正确的是( )
A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,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b到a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断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过
6、(2019·南昌六校联考)
如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R′0=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( )
甲 乙
A.2Ω,2ΩB.2Ω,1.5Ω
C.1.5Ω,1.5ΩD.1.5Ω,2Ω
7、如图所示的电路中,闭合开关后各元件处于正常工作状态,当某灯泡突然出现故障时,电流表读数变小,电压表读数变大.下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )
A.L1灯丝突然短路
B.L2灯丝突然烧断
C.电源的输出功率一定变小
D.电容器C上电荷量减少
*8、定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω,在电路中所消耗的电功率的最大值分别为10W、10W、2W,现将这三个电阻按照如图所示的方式连接,则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )
A.22WB.12W
C.15WD.16W
*9、(多选)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
40kg
额定电压
48V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
350W
A.电动机的输入功率为576W
B.电动机的内电阻为4Ω
C.该车获得的牵引力为104N
D.该车受到的阻力为63N
*10、(多选)直流电路如图所示,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的( )
A.总功率一定减小B.效率一定增大
C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小
*11、将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )
A.电源最大输出功率可能大于45W
B.电源内阻一定等于5Ω
C.电源电动势为45V
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
二、非选择题
1、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。
图(a)
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
图(b)
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为________Ω(选填“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)中滑动变阻器的________端(选填“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________(选填“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:
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
2、某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:
一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9Ω)和若干导线.
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为0~50mA的电流表,则应将表头与电阻箱______(选填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为______Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如表.
①根据表中数据,图乙中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图乙中,并画出IR-I图线.
乙
②根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________Ω.
3、三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A。
若将它们连接成图甲、图乙所示电路,且灯泡都正常发光。
(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率。
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。
2021届高考一轮物理:
恒定电流(通用型)练习及答案
一轮:
恒定电流
一、选择题
1、如图所示电路中,滑片P位于滑动变阻器R2正中间,电源内阻不能忽略,两个电压表均为理想电表。
当滑动变阻器R2的滑片P滑动时,关于两个电压表V1与V2的示数,下列判断正确的是( )
A.P向a端滑动的过程中,V1的示数逐渐增大、V2的示数逐渐减小
B.P向a端滑动的过程中,R2消耗的功率一定逐渐减小
C.P向b端滑动的过程中,V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D.P向b端滑动的过程中,V2示数改变量与流过R2的电流改变量的比值保持不变
【解析】选A、C、D。
滑动变阻器的滑片P向a端滑动的过程中,其阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,总电流增大,R1两端电压变大,V1的示数逐渐增大,电源的内电压增大,电动势不变,故R2的电压减小,V2的示数逐渐减小,由于电阻大小关系无法确定,R2消耗的功率无法确定,选项A正确,选项B错误;滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中,滑动变阻器阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,内压变小,路端电压变大,V1示数减小量小于V2示数增大量,选项C正确;根据R1+r=
,R1+r不变,V2示数改变量与流过R2的电流改变量的比值保持不变,选项D正确。
2、一个内电阻可以忽略的电源,给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电,电流为0.1A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那么通过的电流将是( )
A.0.4AB.0.8A
C.1.6AD.3.2A
解析:
选C.因电阻R=ρ
,内径大一倍,截面积就变为原来的四倍,又因水银体积不变,所以长度l变为原来的
,故电阻变为原来的
,所以电流变为原来的16倍,为1.6A.
3、如图为一种服务型机器人,其额定功率为48W,额定工作电压为24V。
机器人的锂电池容量为20A·h。
则机器人( )
A.额定工作电流为20A
B.充满电后最长工作时间为2h
C.电池充满电后总电量为7.2×104C
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J
C [根据P=UI可知,额定电流应该为2A,选项A错误。
电池的容量为20A·h,即在额定电流2A下工作时,能够工作的最长时间为10h,选项B错误。
电池充满电后的总电量为Q=It=20×3600C=7.2×104C,选项C正确。
在额定电流下,机器人的功率为48W,即每秒消耗能量48J,选D错误。
]
4、两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线.则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )
A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0W
D.电源的效率达到最大值
解析:
选B.由图乙可得,电源的电动势E=1.5V,r=1Ω,交点位置:
R+R0=
=2Ω,R0=
=2Ω,R=0,滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端,A项错误;当电路中外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大,但本题R0>r,改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内电阻时,电源输出功率最大,B项正确;R0消耗的功率P=IU2=0.5W,C项错误;电源的效率η=
,电流越小效率越大,可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大,D项错误.
5、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。
则以下说法正确的是( )
A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,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b到a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断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过
A [滑片P向上移动,接入电路的电阻增大,总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律可知,干路电流减小,因U=E-I(r+R1),可知电容器极板间电压变大,油滴受到的静电力增大,油滴向上运动,极板间电压变大,说明电容器充电,G中电流方向从b到a,A正确,B、C错误;将S断开后,电容器放电,G中有电流,电压减小,静电力减小,油滴向下运动,D错误。
]
6、(2019·南昌六校联考)
如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R′0=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( )
甲 乙
A.2Ω,2ΩB.2Ω,1.5Ω
C.1.5Ω,1.5ΩD.1.5Ω,2Ω
B [因为题图甲电路是纯电阻电路,当外电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,所以R1接入电路中的阻值为R1=r-R0=2Ω;而题图乙电路是含电动机的非纯电阻电路,欧姆定律不适用,电路的输出功率P=IU=I(E-Ir)=I(12-3I)=-3I2+12I=-3(I2-4I)=-3(I-2)2+12,所以当I=2A时,输出功率P有最大值,此时电动机的输出功率为P0=2W,发热功率为P热=I2R′0=4W,所以电动机的输入功率为P入=P0+P热=6W,电动机两端的电压为Um=
=3V,电阻R2两端的电压为U2=E-Ir-Um=3V,所以R2接入电路中的阻值为R2=
=1.5Ω,B正确。
]
7、如图所示的电路中,闭合开关后各元件处于正常工作状态,当某灯泡突然出现故障时,电流表读数变小,电压表读数变大.下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )
A.L1灯丝突然短路
B.L2灯丝突然烧断
C.电源的输出功率一定变小
D.电容器C上电荷量减少
解析:
选B.当L1灯丝突然短路时,电路的外电阻减小,根据I=
得,电流表读数增大,A错;当L2灯丝突然烧断时,电路的外电阻增大,电流表读数变小,由U=E-Ir得电压表读数增大,B对;电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系决定,所以C错;当L2灯丝突然烧断时,电容器两端的电压增大,所以电容器会充电,D错.
*8、定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω,在电路中所消耗的电功率的最大值分别为10W、10W、2W,现将这三个电阻按照如图所示的方式连接,则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )
A.22WB.12W
C.15WD.16W
解析:
选B.由题意知R1=R2=R3=2Ω,P1m=10W,P2m=10W,P3m=2W,首先分析两个并联电阻R2、R3所允许消耗的最大功率.因为R2与R3并联,则两端电压相等,由公式P=
知道,R2与R3所消耗的功率一样.已知R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W,所以R2、R3在该电路中的最大功率都是2W,否则会超过R3的最大功率.再分析R1在电路中允许的最大功率.把R2与R3看成一个并联电阻R′,则电路就是R1与R′串联,而串联电路所流过的电流一样,再由P=I2R知道,R1与R′所消耗功率之比为R1∶R′,R2与R3的并联阻值R′=
,即
=2,所以R1消耗的功率是并联电阻R′的两倍,则R1消耗的功率是2×4W=8W<10W,所以这部分电路消耗的总功率最大为2W+2W+8W=12W.
*9、(多选)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
40kg
额定电压
48V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
350W
A.电动机的输入功率为576W
B.电动机的内电阻为4Ω
C.该车获得的牵引力为104N
D.该车受到的阻力为63N
AD [由于U=48V,I=12A,则P=IU=576W,故选项A正确;因P入=P出+I2r,r=
=
Ω=1.57Ω,故选项B错误;由P出=Fv=Ffv,F=Ff=63N,故选项C错误,D正确。
]
*10、(多选)直流电路如图所示,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的( )
A.总功率一定减小B.效率一定增大
C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小
解析:
选ABC.
滑片P向右移动时外电路电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律知总电流减小,由P总=EI可得P总减小,故选项A正确.根据η=
=
可知选项B正确.由P损=I2r可知,选项C正确.由P输-R外图象可得,因不知道R外的初始值与r的关系,所以无法判断P输的变化情况,选项D错误.
*11、将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )
A.电源最大输出功率可能大于45W
B.电源内阻一定等于5Ω
C.电源电动势为45V
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
B [由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。
由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5Ω,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知,此时电阻箱读数为R=5Ω,电流I=
=3A,电源电动势E=I(R+r)=30V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,选项D错误。
]
二、非选择题
1、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。
图(a)
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
图(b)
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为________Ω(选填“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)中滑动变阻器的________端(选填“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________(选填“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:
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
[解析]
(1)实物连线如图所示。
(2)R1起分压作用,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,即R1的电阻为20Ω;为了保护微安表,闭合开关前,滑动变阻器R1的滑片C应移到左端,确保微安表两端电压为零;反复调节D的位置,使闭合S2前后微安表的示数不变,说明闭合后S2中没有电流通过,B、D两点电势相等;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。
说明
=
,解得RμA=2550Ω。
(3)要提高测量微安表内阻的精度,可调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程。
[答案]
(1)见解析图
(2)①20 ②左 ③相等 ④2550 (3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
2、某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:
一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0~999.9Ω)和若干导线.
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为0~50mA的电流表,则应将表头与电阻箱______(选填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为______Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如表.
①根据表中数据,图乙中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图乙中,并画出IR-I图线.
乙
②根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________Ω.
解析:
(1)电表改装为大量程的电流表需并联一个电阻,由并联知识可知,R(50×10-3-100×10-6)=100×10-6×2500,解得R≈5.0Ω.
(2)描点连线后由图线纵轴截距得到电池的电动势为1.53V,由图线斜率求得的电阻值减去改装后的电流表阻值可得到电池内阻为2.0Ω.
答案:
(1)并联 5.0
(2)①如图所示 ②1.53 2.0
3、三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A。
若将它们连接成图甲、图乙所示电路,且灯泡都正常发光。
(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率。
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。
【解析】
(1)由题意,在图甲电路中:
电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9A
U路端=E-I总r=2.55V
UR2=U路端-UL3=0.05V
IR2=I总=0.9A
电阻R2的消耗功率PR2=IR2UR2=0.045W。
(2)图甲电源提供的电功率
P总=I总E=0.9×3W=2.7W
图乙电源提供的电功率
P′总=I′总E′=0.3×6W=1.8W
由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P′总
所以,图乙电路比图甲电路节能。
答案:
(1)0.9A 0.045W
(2)2.7W 1.8W 乙电路更节能
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