第七章 恒定電流 (時(shí)間90分鐘，滿分100分)命 題 設(shè) 計(jì) 難度題號目標(biāo) 較易中等稍難電路動(dòng)態(tài)分析，串、并聯(lián)電路1、4、7814歐姆定律、閉合電路歐姆定律2、51016電功、電熱、電功率及其計(jì)算3、69、1315實(shí)驗(yàn)1112一、選擇題(本大題共10個(gè)小題，共50分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1如圖1所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路在增大電容器兩極板距離的過程中 ()A電阻R中沒有電流B電容器的電容變小C電阻R中有從a流向b的電流D電阻R中有從b流向a的電流解析：增大電容器兩極板距離時(shí)，電容器電容變小，電容器放電，A極板上的正電荷通過電阻向電池充電，電阻R中有從a流向b的電流故選B、C正確答案：BC2(2020·煙臺模擬)利用圖2所示電路可以測出電壓表的內(nèi)阻已知電源的內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，R為電阻箱當(dāng)R取不同阻值時(shí)，電壓表對應(yīng)有不同讀數(shù)U.多次改變電阻箱的阻值，所得到的R圖象應(yīng)該是圖3中的哪一個(gè) ()圖2圖3解析：設(shè)電源電動(dòng)勢為E，電壓表內(nèi)阻為RV，電壓表的讀數(shù)為U，則由閉合電路的歐姆定律可得I，則UEIRE，由此可得RRV，由此判斷A正確答案：A3把標(biāo)有“220 V,100 W”的A燈和“220 V,200 W”的B燈串聯(lián)起來，接入220 V的電路中，不計(jì)導(dǎo)線電阻，則下列判斷中正確的是()A兩燈的電阻之比RARB21B兩燈的實(shí)際電壓之比UAUB21C兩燈實(shí)際消耗的功率之比PAPB12D在相同時(shí)間內(nèi)，兩燈實(shí)際發(fā)熱之比QAQB12解析：RA RB，則RARB21因?yàn)锳與B串聯(lián)所以UAUBRARB21，PAPBRARB21.相同時(shí)間內(nèi)，QAQBRARB21.答案：AB4在如圖4所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，C為電容器，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器開關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是 ()A燈泡L將變暗B燈泡L將變亮C電容器C的電荷量將減小D電容器C的電荷量將增大解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器R接入電路部分電阻增大，燈泡L中電流減小，燈泡L將變暗，選項(xiàng)B錯(cuò)、A正確；電阻R接入電路部分電阻增大，電源路端電壓增大，電容器兩端電壓增大，電容器C的電荷量增大，選項(xiàng)C錯(cuò)、D正確答案：AD5(2020·鎮(zhèn)江模擬)如圖5所示為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)組成的電路，蓄電池內(nèi)阻為0.05 .電流表和電壓表均為理想電表，只接通S1時(shí)，電流表示數(shù)為10 A，電壓表示數(shù)為12V；再接通S2，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電流表示數(shù)變?yōu)? A，則此時(shí)通過啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電流是 ()A2 AB8 AC50 A D58 A解析：只接通S1時(shí)，由閉合電路歐姆定律得：EUIr12 V10×0.05 V12.5 V，R燈 1.2 ，再接通S2后，流過電動(dòng)機(jī)的電流為：I電動(dòng)機(jī)I A8 A50 A，故選項(xiàng)C正確答案：C6在第二十九屆奧運(yùn)會(huì)上“綠色、科技、人文”的理念深入人心如在奧運(yùn)村及奧運(yùn)場館內(nèi)大量使用太陽能路燈，其光電轉(zhuǎn)換裝置在陽光照射下把太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來，供夜晚照明使用在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20%，可產(chǎn)生24 V電壓，產(chǎn)生2.5 A的電流，則每秒該路燈可轉(zhuǎn)化的太陽能為 ()A120 J B300 JC600 J D1200 J解析：每秒鐘路燈消耗電能為WUIt24×2.5×1 J60 J則每秒轉(zhuǎn)化的太陽能為： J300 J故選項(xiàng)B正確答案：B7如圖6所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生斷路或短路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是()AR1短路 BR2斷路CR3斷路 DR4短路解析：假設(shè)R1短路，發(fā)生故障后總電阻減小，干路電流增大，與R1并聯(lián)支路電流減小，與R1串聯(lián)電路電流增大，故A、B兩燈都將變亮，與題設(shè)現(xiàn)象不同，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)R2斷路，則電路中總電阻增大，總電流減小，A燈變暗，同時(shí)B燈兩端電壓增大，B燈變亮，表現(xiàn)與題設(shè)現(xiàn)象相同，所以選項(xiàng)B正確；假設(shè)R3斷路，同理推知A燈變暗，B燈變亮，選項(xiàng)C正確；假設(shè)R4短路，可推知A、B燈都變亮，選項(xiàng)D不正確答案：BC8. 為了兒童安全，布絨玩具必須檢測其中是否存在金屬斷針，可以先將玩具放置強(qiáng)磁場中，若其中有斷針，則斷針被磁化，用磁報(bào)警裝置可以檢測到斷針的存在圖7所示是磁報(bào)警裝置中的一部分電路示意圖，其中RB是磁敏傳感器，它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，a、b接報(bào)警器，當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時(shí)，電流表的電流I、ab兩端的電壓U將 ()AI變大，U變大 BI變小，U變小CI變大，U變小 DI變小，U變大解析：由題意知RB的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小，即外電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律有I總E/(Rr)可知I總必增大，再由U外EI總r可知，外電壓U減小而由U1I總R1可知，U1增大，U3必減小，由電流表的電流II總I3可知，電流表的電流必變大故選項(xiàng)C正確 答案：C9如圖8所示，電阻R120 ，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的阻值R210 .當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，電流表的示數(shù)是I00.5 A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是()AI1.5 ABI1.5 ACP15 WDP15 W解析：由題意可知，電路兩端的電壓UR1I010 V，閉合開關(guān)后，當(dāng)電壓全部加在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻上時(shí)，它的電流為1 A，但只有一部分電壓加在電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上，所以I1.5 A，B對；同理電動(dòng)機(jī)所消耗的功率也小于10 W，則電路消耗的電功率P15W，D正確答案：BD10(2020·重慶高考)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路(圖9)，其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開關(guān)，E為電源當(dāng)S置于位置1時(shí)，以下判斷正確的是 ()AL的功率小于額定功率BL1亮，其功率等于額定功率CL2亮，其功率等于額定功率D含L支路的總功率較另一支路的大解析：S置于位置1時(shí)，因電源有內(nèi)阻，各燈均不能達(dá)到額定功率，B、C錯(cuò)含L支路的電阻大于另一支路電阻，其電壓與另一支路相同，其功率小于另一支路功率，D錯(cuò)L功率小于額定功率，A正確答案：A二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2個(gè)小題，共14分)11(8分)某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等用舊了的各種類型的電池，及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容、電感線圈現(xiàn)從這些材料中選取兩個(gè)待測元件，一是電阻R0(約為2 k)，二是手機(jī)中常用的鋰電池(電動(dòng)勢E標(biāo)稱值為3.7 V，允許最大放電電流為100 mA)在操作臺上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：A電壓表V(量程4 V，電阻RV約為4.0 k)B電流表A1(量程100 mA，電阻RA1約為5 )C電流表A2(量程2 mA，電阻RA2約為50 )D滑動(dòng)變阻器R1(020 ，額定電流1 A)E電阻箱R2(0999.9 ，最小分度值0.1 )F開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干(1)為了測定電阻R0的阻值，小組的一位成員設(shè)計(jì)了如圖10所示的電路原理圖并選取了相應(yīng)的器材(電源用待測的鋰電池)，其設(shè)計(jì)或器材選取中有不妥之處，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？_.(2)在實(shí)驗(yàn)操作過程中，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R1、電流表A1已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r.請?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路圖(標(biāo)注所用器材符號)為了便于分析，一般采用線性圖象處理數(shù)據(jù)，請寫出與線性圖象對應(yīng)的相關(guān)物理量間的函數(shù)關(guān)系式_解析：(1)流過R0的最大電流約為Imax A1.85×103 A1.85 mA100mA.因此使用電流表A1時(shí)，電流表示數(shù)太小，誤差太大，故應(yīng)調(diào)換為A2.(2)電路如圖所示根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EUr，整理得：·答案：(1)用A2替換A1(2)電路圖見解析·12(6分)(2020·江蘇高考)某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí)，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑如圖11所示讀得直徑d_ mm.(2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù)：電阻R()121.050.023.910.03.1導(dǎo)線直徑d(mm)0.8010.9991.2011.4941.998導(dǎo)線截面積S(mm2)0.5040.7841.1331.7533.135請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請說明理由；若不滿足，請寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系(3)若導(dǎo)線的電阻率5.1×107 ·m，則表中阻值為3.1 的導(dǎo)線長度l_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)應(yīng)先讀可動(dòng)刻度左邊露出的主刻度L，如本題為1 mm，再看固定刻度水平線對應(yīng)的可動(dòng)刻度n，如本題為20.0，記數(shù)為Ln×0.011 mm20.0×0.01 mm1.200 mm.(2)直接用兩組R、S值相乘(50×0.78439.2,10.0×1.75317.53)，可得RS明顯不相等，可判斷結(jié)果為“不滿足”；并同時(shí)可簡單計(jì)算50.0×0.999450×1,10×1.494410×1.5450，兩者接近相等，即R與d的四次方成反比，得出R與S2成反比計(jì)算時(shí)選擇合適的數(shù)據(jù)可使自己計(jì)算簡單方便，如本題中的(50.0,0.999，0.784)和(10.0,1.494,1.753)(3)根據(jù)R有：l m19 m.答案：(1)1.200(2)不滿足R與S2成反比(或RS2常量)(3)19三、計(jì)算題(本大題共4小題，共36分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13(6分)利用電動(dòng)機(jī)通過如圖12所示的電路提升重物，已知電源電動(dòng)勢E6 V，電源內(nèi)阻r1 ，電阻R3，重物質(zhì)量m0.10 kg，當(dāng)將重物固定時(shí)，電壓表的示數(shù)為5 V，當(dāng)重物不固定，且電動(dòng)機(jī)最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí)，電壓表的示數(shù)為5.5 V，求重物勻速上升時(shí)的速度大小(不計(jì)摩擦，g取10 m/s2)解析：設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為r當(dāng)將重物固定時(shí)I1 ARr5 ，r2 當(dāng)重物不固定時(shí)I0.5 AP出UI2.75 W，PRPrI2(Rr)1.25 W所以重物的功率PP出PRPrmgv，解得v1.5 m/s答案：1.5 m/s14(8分)如圖13所示，將一電動(dòng)勢為E6 V、內(nèi)阻r0.5 的電源，與一粗細(xì)均勻的電阻絲AB相連，電阻絲的長度為L0.30 m，阻值為R4 ，電容器的電容為C3 F.閉合開關(guān)S使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，將滑動(dòng)觸頭P向右以速度v0.6 m/s勻速滑動(dòng)的過程中，電流計(jì)的讀數(shù)為多少？流過電流計(jì)的電流方向如何？圖 13解析：設(shè)在t時(shí)間內(nèi)，觸頭P移動(dòng)的距離為L，則Lvt，由于電阻絲單位長度上電壓值為·因此在t時(shí)間內(nèi)PB間電壓改變UL而IC則I·v ×0.6 A32 A電流方向從右向左答案：32 A從右向左15(10分)受動(dòng)畫片四驅(qū)兄弟的影響，越來越多的小朋友喜歡上了玩具賽車某玩具賽車充電電池的輸出功率P隨電流I變化的圖象如圖14所示(1)求該電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r；(2)求該電池的輸出功率最大時(shí)對應(yīng)的外電阻R(純電阻)；(3)由圖象可以看出，同一輸出功率P可對應(yīng)兩個(gè)不同的電流I1、I2，即對應(yīng)兩個(gè)不同的外電阻(純電阻)R1、R2，試確定r、R1、R2三者間的關(guān)系解析：(1)I12 A時(shí)，PmI24 A時(shí)，輸出功率為零，此時(shí)電源被短路，即：I2.解得：E2 V，r0.5 .(2)Rr0.5 (3)由題知：()2R1()2R2，整理得r2R1R2.答案：(1)2 V0.5 (2)0.5 (3)r2R1R216(12分)如圖15(a)所示為某電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系圖象，圖中R0表示0時(shí)的電阻值，k表示圖線的斜率若用該電阻與電池(電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r)、電流表(滿偏電流為Ig、內(nèi)阻為Rg)、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)起來，連接成如圖(b)所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到了一個(gè)簡單的“電阻溫度計(jì)”圖15(1)使用“電阻溫度計(jì)”前，先要把電流表的刻度改為相應(yīng)的溫度值，若溫度t1t2其對應(yīng)的電流分別為I1、I2，則I1、I2誰大？(2)若該“電阻溫度計(jì)”的最低適用溫度為0，即當(dāng)溫度為0時(shí)，電流表恰好達(dá)到滿偏電流Ig，則變阻器R的阻值為多大？(3)若保持(2)中電阻R的值不變，則電流表刻度為I時(shí)所對應(yīng)的溫度t為多大？(4)將電流表刻度盤換為溫度刻度盤，刻度均勻嗎？解析：(1)由圖(a)可知溫度越高，電阻R越大，對應(yīng)電路中的電流越小，故I1I2(2)由閉合電路歐姆定律得：Ig得：RR0Rgr(3)由圖(a)得RR0kt再由閉合電路歐姆定律得：I解之得：t()(4)由t()可知t與I不是一次線性關(guān)系，故刻度不均勻答案：(1)I1大(2)R0Rgr(3)t()(4)不均勻