專題九恒定電流經(jīng)典特訓(xùn)題組1. 一根長為L，橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，在棒兩端加上恒定的電壓U，金屬棒內(nèi)自由電子定向移動的平均速率為()A. B. CneL D.答案A解析根據(jù)電流的微觀表達(dá)式可知InevS，由歐姆定律可得I，根據(jù)電阻定律可得R，聯(lián)立可得v，故A正確。2. (多選)某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實驗中，將該熱敏電阻與一小燈泡并聯(lián)，通電后各自的電流I隨所加的電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點。則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說法中，正確的是()A圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線B圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線C圖線中的M點，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D圖線中M點對應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等答案AD解析熱敏電阻電阻值隨溫度升高而減小，電壓增大，電流增大，電流熱效應(yīng)增強(qiáng)，溫度升高，所以圖線上電壓越大的點對應(yīng)電阻越小，與原點連線應(yīng)越遠(yuǎn)離U軸，故圖線a表示熱敏電阻伏安曲線，小燈泡電阻為金屬熱電阻，其大小隨溫度升高而增大，電壓越大的點與原點連線應(yīng)越靠近U軸，所以圖線b表示小燈泡的伏安特性曲線，A正確，B錯誤；M點處，小燈泡和熱敏電阻的I、U都相同，根據(jù)R可得，此時它們的電阻相等，根據(jù)PUI可得，此時它們的功率相等，故C錯誤，D正確。3用電壓表檢查如圖電路中的故障，測得Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，則此故障可能是()AL斷路 BR斷路CR斷路 DS斷路答案B解析由Ucd0 V，Ubc0 V可知電路為斷路故障(電路中無電流)，由測得Uad5.0 V和Uab5.0 V可知，b、d兩點等電勢，電鍵S、燈泡L、電阻R均為通路，所以故障可能是R斷路，正確選項為B。4電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b，由圖可知a、b的值分別為()A.、 B.、C.、 D.、答案D解析根據(jù)效率的定義可得電源效率，E為電源的電動勢，根據(jù)圖象可知Ua，Ub，所以a、b的值分別為、，D正確。5. 某電池對純電阻供電的輸出功率P隨電流I變化的圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A該電源的電動勢E2 VB該電源的內(nèi)阻r1 C若I2 A時，則外電阻R1 D同一輸出功率P可對應(yīng)兩個不同的電流I1、I2，即對應(yīng)兩個不同的外電阻R1、R2，且rR1·R2答案A解析對于電源，輸出功率PEII2rr2，當(dāng)I時，輸出功率最大，為P，結(jié)合圖象，有2，2，聯(lián)立計算得出E2 V，r0.5 ，所以A正確，B錯誤；若I2 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I，計算得出R0.5 ，故C錯誤；結(jié)合圖象，同一輸出功率P可對應(yīng)兩個不同的電流I1、I2，即對應(yīng)兩個不同的外電阻R1、R2，有2R12R2，計算得出r2R1·R2，故D錯誤。6在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器。當(dāng)R2的滑動觸點在a端時，合上開關(guān)S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是()AI1增大，I2不變，U增大BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大DI1減小，I2不變，U減小答案B解析R2的滑動觸點向b端移動時，R2的阻值減小，外電路的總電阻減小，電路中總電流I增大，路端電壓U(UEIr)減小，由R3兩端電壓(IR3)增大可知R1兩端電壓減小(U1UIR3)，I1減小，I2增大(I2II1)，所以三個電表示數(shù)的變化情況是I1減小，I2增大，U減小，正確選項是B。7. (多選)如圖所示的電路中，電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同。在開關(guān)S處于閉合狀態(tài)下，若將開關(guān)S1由位置1切換到位置2，則()A電壓表的示數(shù)變大B電池內(nèi)部消耗的功率變大C電阻R2兩端的電壓變大D電池的效率變大答案BC解析若將開關(guān)S1由位置1切換到位置2，外電路電阻減小，電源輸出電流I增大，路端電壓U減小，電壓表的示數(shù)變小，A錯誤；電池內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)I2r變大，B正確；設(shè)R1R2R3R，S接1時，流過R2的電流I2·；S切換到2時，流過R2的電流I2·，流過R2的電流變大，電阻R2兩端的電壓變大，C正確；電池的效率變小，D錯誤。8. 如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時()A電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大B電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小C電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大D電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小答案A解析當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時，外電路電阻先增大后減小，路端電壓先變大后變小，電壓表V讀數(shù)先變大后變?。籔從最高端滑到中點的過程中，電流表所在支路分得的電壓增大，電阻減小，故電流增大，P從中點繼續(xù)往下滑時，并聯(lián)部分電壓減小，電路中總電流增大，并聯(lián)部分無電流表的支路中電流由于電阻增大而減小，故電流表所在支路電流增大，即整個過程電流表A讀數(shù)變大，A正確。9. (多選)如圖所示，C為平行板電容器，C中有一帶電液滴剛好靜止，M點接地，開始時開關(guān)K閉合。下列說法正確的有()A液滴帶負(fù)電B若將開關(guān)K斷開，液滴將向上運(yùn)動C若只讓C的上極板向上移動，液滴可能打到上極板D若滑動觸頭P向上移動，電容器上極板的電勢將升高答案AB解析由圖可知，C上極板帶正電荷，下極板帶負(fù)電荷，C中電場方向向下，帶電液滴受電場力向上，液滴帶負(fù)電，A正確；若將開關(guān)斷開，則C兩端的電壓升高，C中場強(qiáng)增大，液滴所受電場力增大，液滴向上運(yùn)動，B正確；若只讓C的上極板向上移動，而C兩端的電壓不變，則C中的場強(qiáng)減小，液滴所受電場力減小，液滴向下運(yùn)動，C錯誤；若滑動觸頭P向上移動，則電阻R接入電路的電阻減小，UR減小，UC減小，而M點保持接地，則上極板電勢降低，D錯誤。10在如圖甲所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化。圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法錯誤的是()A圖線a表示的是電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況B圖線c表示的是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況C此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量U1和電流表示數(shù)變化量I的比值變大D此過程中電壓表V2示數(shù)的變化量U2和電流表示數(shù)變化量I的比值不變答案C解析由電路圖甲得，V1測路端電壓U1，V2測R1兩端電壓U2，V3測R2兩端電壓U3。若電源無內(nèi)阻，則V1不隨電流變化，與圖乙矛盾，則電源存在內(nèi)阻r。滑動觸頭P向上滑動，則R2減小，電路總電阻減小，回路電流增大。因U3EI(R1r)，I增大，則U3減小，且U3IR2，當(dāng)R2減小為零時，U3為零，所以圖乙中圖線a表示電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，即A正確；因R1不變，電流增大，則U2增大，所以圖乙中圖線c表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，即B正確；因U1EIr，U1EIr，則U1rI，所以U1和I的比值不變，即C錯誤；因U2IR1，則U2R1I，則U2和I的比值不變，即D正確。11若氫原子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，則其角速度_；電子繞核的運(yùn)動可等效為環(huán)形電流，則電子運(yùn)動的等效電流I_。(已知電子的質(zhì)量為m，電量為e，靜電力常量用k表示)答案 解析由km2r，解得 。由電流定義式得I，又T聯(lián)立解得I 。真題調(diào)研題組1(2016·上海高考)電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力，因此()A電動勢是一種非靜電力B電動勢越大，表明電源儲存的電能越多C電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映D電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓答案C解析電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的物理量，電動勢越大說明這種轉(zhuǎn)化本領(lǐng)越強(qiáng)，但不能說明儲存的電能越多，故A、B錯誤，而C正確；閉合電路中電源兩端電壓是路端電壓，電源內(nèi)阻不可忽略時，該電壓大小小于電源電動勢，故D錯誤。2(2019·江蘇高考)如圖所示的電路中，電阻R2 。斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3 V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2 V，則電源的內(nèi)阻r為()A1 B2 C3 D4 答案A解析當(dāng)S斷開后，電壓表讀數(shù)為U3 V，可知電源電動勢E3 V；當(dāng)S閉合后，電壓表讀數(shù)為U2 V，由閉合電路歐姆定律知EUIr，且I，整理得電源內(nèi)阻r1 ，A正確。3. (2016·江蘇高考)(多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 ，四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開關(guān)S，下列說法正確的有()A路端電壓為10 VB電源的總功率為10 WCa、b間電壓的大小為5 VDa、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1 A答案AC解析由題圖知外電路的總電阻為10 ，回路總電阻R總為12 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律可求干路電流I1 A，所以路端電壓為U外IR外10 V，所以A正確；電源的總功率PIE12 W，故B錯誤；根據(jù)并聯(lián)電路的特點可求流過a、b電流均為0.5 A，所以Uba0.5×(155) V5 V，故C正確；a、b間用導(dǎo)線連接后，根據(jù)電路的連接可求外電路電阻為7.5 ，回路總電阻R總為9.5 ，I1.3 A，所以D錯誤。4(2016·全國卷)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A. B. C. D.答案C解析根據(jù)等效電路，開關(guān)S斷開時，電容器的電壓U1·R×E，得Q1CU1；S閉合時，U2·RE，Q2CU2，故，故選C。5. (2016·上海高考)(多選)如圖所示電路中，電源內(nèi)阻忽略不計。閉合電鍵，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中()AU先變大后變小BI先變小后變大CU與I比值先變大后變小DU變化量與I變化量比值等于R3答案BC解析據(jù)題意，由于電源內(nèi)阻不計，電壓表的示數(shù)總是不變，故A錯誤；滑片滑動過程中，總電阻的阻值先增大后減小，電壓不變，所以電流表示數(shù)先減小后增加，U與I比值為接入電路的R1與R2的總電阻，是先變大后變小，故B、C正確；由于電壓表示數(shù)沒有變化，故D錯誤。6. (2018·江蘇高考)(多選)如圖所示，電源E對電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電，這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A充電時，通過R的電流不變B若R增大，則充電時間變長C若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D若E減小為85 V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變答案BCD解析電容器充電時兩端電壓不斷增大，所以電源與電容器極板間的電勢差不斷減小，因此通過R的電流變小，A錯誤；當(dāng)電阻R增大時，充電電流變小，電容器所充電荷量不變的情況下，充電時間變長，B正確；若C增大，根據(jù)QCU，電容器的電荷量增大，所以放出的電荷量增大，閃光燈閃光一次通過的電荷量增大，C正確；當(dāng)電源電動勢為85 V時，電源給電容器充電，電容器兩端電壓仍能達(dá)到80 V，所以閃光燈仍然能發(fā)光，閃光一次通過的電荷量不變，D正確。模擬沖刺題組1(2019·湖北武漢二模)2019年3月19日，復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊宣稱已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率就是電阻率的倒數(shù)，即。下列說法正確的是()A材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)B材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C電導(dǎo)率的單位是D電導(dǎo)率大小與溫度無關(guān)答案C解析材料的電導(dǎo)率越小，電阻率越大，則其導(dǎo)電性能越弱，A錯誤；材料的電阻率與材料的形狀無關(guān)，則電導(dǎo)率與材料的形狀無關(guān)，B錯誤；根據(jù)R，則，則電導(dǎo)率的單位是，C正確；材料的電阻率與溫度有關(guān)，則電導(dǎo)率大小與溫度有關(guān)，D錯誤。2(2019·陜西八校高三4月聯(lián)考)如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的R1為光敏電阻(其阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小)，R2為定值電阻，電壓表與電流表均為理想電表。當(dāng)開關(guān)S閉合時，下列說法正確的是()A增大光照強(qiáng)度，電流表示數(shù)變小B增大光照強(qiáng)度，電壓表示數(shù)變小C減小光照強(qiáng)度，R2消耗的功率變大D減小光照強(qiáng)度，電源的總功率變大答案B解析當(dāng)光照強(qiáng)度增大時，光敏電阻的阻值減小，回路總電阻減小，則由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流增大，由UEIr可知，路端電壓減小，故電壓表示數(shù)減小，A錯誤，B正確；當(dāng)光照強(qiáng)度減小時，光敏電阻的阻值增大，總電阻增大，則由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流減小，結(jié)合PI2R2可知，R2消耗的功率變小，C錯誤；由C分析可知，減小光照強(qiáng)度，電路中總電流減小，由PEI可知電源的總功率減小，D錯誤。3(2019·遼寧省沈陽市一模)某同學(xué)將一閉合電路電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示，則下列判斷正確的是()A直線a表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I變化的圖線B曲線b表示電源的總功率隨電流I變化的圖線C曲線c表示電源的輸出功率隨電流I變化的圖線D電源的電動勢E3 V，內(nèi)電阻r2 答案C解析由電源消耗總功率和電源內(nèi)部消耗功率表達(dá)式PEEI，PrI2r可知，a是直線，表示的是電源消耗的總功率PE，b是開口向上的拋物線，表示的是電源內(nèi)電阻上消耗的功率Pr，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PREII2r，所以A、B錯誤，C正確；由圖可知，當(dāng)短路時電流為2 A，總功率PEEI6 W，則可知電源電動勢為：E3 V，其內(nèi)阻為：r 1.5 ，故D錯誤。4(2019·四川自貢高三一診)(多選)如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，C為電容器，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，電壓表與電流表均為理想電表。在可變電阻R3的滑片由a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是()A電流表的示數(shù)減小B電壓表的示數(shù)減小C電容器的電荷量逐漸減少D電源的輸出功率一定增大答案BC解析可變電阻R3的滑片由a端向b端滑動的過程中，R3的阻值減小，總電阻減小，回路總電流I變大，則電流表的示數(shù)變大，電源內(nèi)阻及R1上的電壓變大，由閉合電路歐姆定律可知電壓表示數(shù)減小，A錯誤，B正確；電容器兩端的電壓變小，可知電容器帶電量變小，C正確；由于不知道電源內(nèi)阻與外電阻的關(guān)系，故不能確定電源輸出功率的變化，D錯誤。5(2019·江蘇南通一模)導(dǎo)體中的電流是這樣產(chǎn)生的：當(dāng)在一根長度為l、橫斷面積為S，單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n的均勻?qū)w兩端加上電壓U，導(dǎo)體中出現(xiàn)一個勻強(qiáng)電場，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子(e)受勻強(qiáng)電場的電場力作用而加速，同時由于與陽離子碰撞而受到阻礙，這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動，可以認(rèn)為阻礙電子運(yùn)動的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比，即可以表示為kv(k是常數(shù))，當(dāng)電子所受電場力與阻力大小相等時，導(dǎo)體中就形成了恒定電流，則該導(dǎo)體的電阻是()A. B.C. D.答案A解析由題意可知當(dāng)電場力與阻力相等時形成恒定電流，則有ekv，解得v，則導(dǎo)體中的電流InevS，則由歐姆定律可得R，A正確。6(2019·江蘇宿遷一調(diào))如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“6 V3 W”，R34 ，電源內(nèi)阻r1 ，閉合開關(guān)S，燈泡L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，電流表示數(shù)為1 A，電表均為理想電表，則電源電動勢E和電源輸出功率P分別為()AE8 V，P6 W BE8 V，P7 WCE9 V，P8 W DE9 V，P9 W答案C解析由題意可知，路端電壓：UILR3UL V8 V，由公式：EUIr(81×1) V9 V，則電源的輸出功率為：P出IU8 W，故C正確。7(2019·北京房山區(qū)二模)對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。如圖所示：一段橫截面積為S、長為l的金屬電阻絲，單位體積內(nèi)有n個自由電子，每一個電子電量為e。該電阻絲通有恒定電流時，兩端的電勢差為U，假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v。(1)求導(dǎo)線中的電流I；(2)有人說“導(dǎo)線中電流做功，實質(zhì)上就是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功”。這種說法是否正確，通過計算說明；(3)為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況，物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量，定義其大小為單位時間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j，導(dǎo)線的電阻率為，試證明：j。答案(1)IneSv(2)正確，說明見解析(3)證明見解析解析(1)電流的定義式I，在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量QnSvte，因此IneSv。(2)這種說法正確。在電路中，導(dǎo)線中電流做功為：WUIt在導(dǎo)線中，恒定電場的場強(qiáng)E，導(dǎo)體中全部自由電荷為：qnSle導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷力做的功：WqEvtqvtnSelvtnSevUt又因為IneSv，則WUItW故“導(dǎo)線中電流做功，實質(zhì)上就是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功”是正確的。(3)由歐姆定律：UIR由電阻定律：R則UI，則有：電流密度的定義：j故j。熱門預(yù)測題組1(2019·江蘇七市二模)(多選)檢測煤氣管道是否漏氣通常使用氣敏電阻傳感器。某氣敏電阻的阻值隨空氣中煤氣濃度增大而減小，某同學(xué)用該氣敏電阻R1設(shè)計了圖示電路，R為變阻器，a、b間接報警裝置。當(dāng)a、b間電壓高于某臨界值時，裝置將發(fā)出警報。則()A煤氣濃度越高，a、b間電壓越高B煤氣濃度越高，流過R1的電流越小C煤氣濃度越低，電源的功率越大D調(diào)整變阻器R的阻值會影響報警裝置的靈敏度答案AD解析煤氣濃度越高氣敏電阻R1阻值越小，電路總電阻越小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流I越大，電阻兩端電壓UIR變大，即a、b間電壓越高，故A正確，B錯誤；煤氣濃度越低，氣敏電阻R1越大，電路總電阻越大，電路中的電流I越小，電源功率PEI越小，故C錯誤；調(diào)整變阻器R的阻值會改變煤氣濃度一定時a、b間的電壓，會影響報警器的靈敏度，故D正確。2(2019·四川資陽二診)如圖所示，電源電動勢E1.5 V，內(nèi)電阻r0.5 ，滑動變阻器R1的最大電阻Rm5.0 ，定值電阻R22.0 ，C為平行板電容器，其電容為3 F。將開關(guān)S與a接觸，則()A當(dāng)R1的阻值增大時，R2兩端的電壓減小B當(dāng)R1接入電路阻值為0.5 時，R1消耗的功率最大C將開關(guān)從a接向b，流過R3的電流流向為dcD將開關(guān)從a接向b，待電路穩(wěn)定，流過R3的電荷量為9×103 C答案A解析增大R1的阻值，R總增大，I總減小，流過R2的電流減小，R2兩端的電壓減小，所以A正確；將R2與電源看做等效電源，當(dāng)R1R2r2.5 時，R1消耗的功率最大，所以B錯誤；開關(guān)接a時，電容器左極板帶負(fù)電，開關(guān)接b時，左極板帶正電，所以流過R3的電流流向為cd，因此C錯誤；因R1接入的阻值未知，不能求出電容器上電壓的變化，故不能求出流過R3的電荷量，所以D錯誤。- 14 -