（绝杀2013）高考物理 模拟+权威预测 专题九恒定电流

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【绝杀2013】2013届高考物理模拟+权威预测：专题九恒定电流
【模拟演练】
1.(2012·南京模拟)下列说法正确的是( )
A.由R＝知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
B.对金属导体，比值反映了导体阻碍电流的性质
C.导体中电流越大，导体电阻越小
D.由I＝知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
2.(2012·济南模拟) 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvS B.nvΔt C. D.
3.(2012·东莞模拟)电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联，灯泡同时和一只开关并联，然后再接到市电上，下列说法正确的是( )
A.开关接通时比开关断开时电路消耗的总电功率大
B.开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C.开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少
D.开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
4.(2012·德州模拟)一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )
额定容量 54 L 最高水温 75℃
额定功率 1 500 W 额定压力 0.7 MPa
额定电压 220 V 电器类别 Ⅰ类
A.6.8 A B.0.15 A C.4.4 A D.0.23 A
5.(2012·温州模拟)用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是
( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
6.(2012·连云港模拟)如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定连接，P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将( )
A.由小变大 B.由大变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
7.(2012·濮阳模拟)如图所示，A1、A2是两只完全相同的电流表(内阻不可忽略)，电路两端接恒定电压U，这时A1、A2的示数依次为5 mA和3 mA.若将A2改为和R2串联，仍接在恒定电压U之间，这时电表均未烧坏．下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流必然增大
B.通过电阻R2的电流必然增大
C.通过电流表A1的电流必然增大
D.通过电流表A2的电流必然增大
8.(2012·杭州模拟)如图所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．以下判断中正确的是( )
A.电动机的输出功率为14 W
B.电动机两端的电压为7.0 V
C.电动机产生的热功率为4.0 W
D.电源输出的电功率为24 W
9.(2012·西城模拟)在如图所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源的内阻，R1、R2为可变电阻．在下列操作中，可以使灯泡L的亮度变暗的是( )
A.仅使R1的阻值增大 B.仅使R1的阻值减小
C.仅使R2的阻值增大 D.仅使R2的阻值减小
10.(2012·西安模拟)如图所示电路中，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为( )
A.A灯和B灯都变亮
B.A灯和B灯都变暗
C.A灯变亮，B灯变暗
D.A灯变暗，B灯变亮
11.(2012·哈尔滨模拟)在如图所示电路中，E为电源，其电动势为9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R=30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U=6.0 V，额定功率P=1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在闭合开关S.然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则变阻器CB段的电阻应为( )
A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω
12.(2012·菏泽模拟)如图所示电路的电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小ΔU(电压表为理想电表)，在这个过程中( )
A.通过R1的电流减小，减少量一定等于
B.R2两端的电压增大，增加量一定等于ΔU
C.路端电压减小，减少量一定等于ΔU
D.通过R2的电流增大，但增加量一定小于
13.(2012·大同模拟)某一电动机，当电压U1＝10 V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1＝2 A．当电压为U2＝36 V时能带动负载正常运转，这时电流为I2＝1 A．求这时电动机的机械功率．
14.(2012·石家庄模拟)如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数为6 A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4 A．则：
(1)电炉子的电阻及只闭合K1电炉子的发热功率各多大？
(2)电动机的内阻是多少？
(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？
15.(2012·郑州模拟)如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2 Ω时，电压表读数为U1=4 V；当电阻箱读数为R2=5 Ω时，电压表读数为U2=5 V.求：
(1)电源的电动势E和内阻r；
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
16.(2012·浦东模拟)图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知，两者不成线性关系，这是焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题：(不计电流表和电源的内阻)
(1)若把三个这样的灯泡串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.
(2)如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8 V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率.
【高考预测】
恒定电流是高考的重点内容，主要呈现以下三点命题趋势：
(1)内容主要涉及欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律及电学实验内容．
(2)电路分析包括含有电容器、滑动变阻器在内的电路变化，动态问题分析，电功、电功率分配问题的分析，是物理知识应用与分析能力方面考查的重点问题．
(3)运用学过的原理设计实验，不但能考查学生的创新能力，而且电学设计实验也能考查出学生运用有关知识综合分析问题的能力.
对该部分内容的命题预测点如下：
考查知识及角度 高考预测
电阻、电阻的连接 1
欧姆定律、闭合电路欧姆定律 2
电功、电热、电功率 4
直流电路动态分析、故障分析 3、5
简单的综合 6、7
1.某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路，研究串并联电路的特点．实验中观察到的现象是( )
A.K2断开，K1与a连接，三只灯泡都熄灭
B.K2断开，K1与b连接，三只灯泡亮度相同
C.K2闭合，K1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同
D.K2闭合，K1与b连接，三只灯泡都发光，L3的亮度小于L2的亮度
2.如图所示是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线，则应有( )
A.当流经两个电源内阻的电流I1＝I2时，电源总功率P1＝P2
B.当流经两个电源内阻的电流I1＝I2时，外电阻R1＝R2
C.当两个电源的路端电压U1＝U2时，电源输出功率P出1D.当两个电源的路端电压U1＝U2时，内电阻消耗的功率P内13.如图所示的电路，闭合开关S，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略，现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是( )
A.a灯变亮，b灯和c灯变暗
B.a灯和c灯变亮，b灯变暗
C.a灯和c灯变暗，b灯变亮
D.a灯和b灯变暗，c灯变亮
4.如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电动机铭牌有“电动机内阻r＝0.6 Ω”的标志，如果已知电路中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端电压U＝160 V，电压表的示数U′＝110 V．
根据以上数据试计算：
(1)通过电动机的电流．
(2)电动机的输入功率．
(3)电动机的输出功率．
5.如图所示，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，R3= 4 Ω，若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为0.8 A 和3.2 V.(假设电表为理想电表)
(1)是哪个电阻发生断路？
(2)电池的电动势和内电阻分别为多大？
6.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q＝1×10-2 C，质量为m＝2×10-2 kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g＝10 m/s2)
7.有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1=0.4 A；若把电动机接入U2=2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2=1.0 A.
(1)求电动机正常工作时的输出功率多大？
(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？
答案解析
【模拟演练】
1.【解析】选B、D. 导体的电阻取决于导体自身，与U、I无关，故A、C错误；比值反映了导体对电流的阻碍作用，是电阻的定义式，选项B正确；由欧姆定律可知，D项正确．
2.【解析】选C. 根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N＝，所以C项正确，D项错．由于自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以横截面S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图)，这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt，选项A、B均错．
3.【解析】选A.开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P＝变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D错误．
【误区警示】解答本题易产生的两个误区
(1)开关接通时，灯泡熄灭，误认为电路消耗的总电功率变小.
(2)误认为开关断开时，灯泡能正常发光.
4.【解析】选A.由P＝UI可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：，故选项A正确．
5.【解析】选B.因A1、A2由两个相同的小量程电流表改装而成,甲图中流过表头的电流相同，故指针偏角相同，但由于A1、A2的量程不同，所以示数不同，故A错、B对．乙图中A1、A2中的电流相同，故示数相同，但两者表头中的电流不等，故指针偏角不同，故C、D错．
6.【解析】选C.在如题图所示位置时并联电阻最大，从m点到图示位置过程中圆环总电阻增大，从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小，则电阻R两端的电势差先减小后增大，即电容器上的电压先减小后增大，由C＝，可知电容器C所带的电荷量先减小后增大，C正确．
【方法技巧】含电容器电路的分析与计算
(1)电路的简化：电路稳定时，可以把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上.
(2)电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差.
(3)电压变化带来的电容器的变化：电路的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化.
(4)应注意的问题：当电路通路时，并联在电源两端的电容器两端的电压不等于电源的电动势，而等于路端电压.
7.【解析】选A、C. 由A1、A2的示数依次为5 mA和3 mA，可知R1＋RA2＜R2，由于并联电路各支路中最小的电阻越小，总电阻越小，故当把A2改为和R2串联时，电路中总电阻减小，总电流变大，C对；由于总电流增大，电流表A1两端电压增大，并联支路两端电压减小，而R2所在支路电阻增大，故通过R2和电流表A2的电流必然减小，所以通过R1的电流必然增大，A对,B、D错．
8.【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)该电路是非纯电阻电路.
(2)明确电源功率、电源输出功率及电源内部损失功率之间的关系.
【解析】选B. 电动机两端的电压为U＝E－I(R0＋r)＝7 V，电动机产生的热功率为P热＝I2rM＝2 W，电动机的输出功率为P1＝UI－I2rM＝12 W，电源输出的电功率为P2＝EI－I2r＝20 W，所以答案选B.
9.【解析】选A、D. 使灯泡L的亮度变暗的方法有两个:一是使R2的阻值减小，则路端电压减小;二是使与灯泡串联的电阻R1增大，则灯泡所在支路的电流减小，所以选A、D.
10.【解析】选B.滑动触头向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，故A、B灯都变暗，B正确．
11.【解析】选B. 灯泡正常工作的电流
=0.3 A
此时A、C间电阻
故CB间电阻R2=R-R1=20 Ω，故B选项正确.
【方法技巧】用电器正常工作的条件
(1)用电器两端的实际电压等于其额定电压.
(2)用电器中的实际电流等于其额定电流.
(3)用电器的实际功率等于其额定功率.
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必然同时满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件，灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程.
12.【解析】选A、D. 由知，当电压减小ΔU时，通过R1的电流减小，故A正确；由闭合电路欧姆定律知，当电压减小ΔU时，则(U2＋U内)增大ΔU，所以R2两端的电压增加量小于ΔU，路端电压减小量小于ΔU，通过R2的电流增加量小于，故B、C错误,D正确．
13.【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)电动机不转时为纯电阻电路，可用R=求电阻.
(2)电动机正常工作时为非纯电阻电路，机械功率为输出功率.
【解析】电动机不转时可视为纯电阻，由欧姆定律可得R＝＝5 Ω，这个电阻可认为是不变的．电动机正常转动时，输入的电功率为P电＝U2I2＝36 W，内部消耗的热功率P热＝I22R＝5 W，所以机械功率P＝36 W－5 W＝31 W.
答案:31 W
14.【解析】(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律：I＝，得
其发热功率为：
PR＝UI1＝12×6 W＝72 W.
(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：
UI2＝I22rM＋P输出
所以：rM＝
＝＝1 Ω.
(3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化＝UI3－I32rA
所以P化＝(12×4－42×2) W＝16 W.
答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
【方法技巧】非纯电阻电路的处理方法
在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律．
(1)电热Q＝I2Rt；
(2)电动机消耗的电能也就是电流做的功W＝UIt；
(3)由能量守恒得W＝Q＋E，E为其他形式的能，这里是机械能；
(4)对电动机来说，输入的功率P入＝UI；发热的功率P热＝I2R，输出的功率，即机械功率P机＝P入－P热＝UI－I2R.
15.【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)利用闭合电路欧姆定律求解.
(2)当外电路电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大．
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律知：
以上两式代入数据联立解得
E=6 V，r=1 Ω
(2)电功率的表达式
上式变形为
由上式可知当R=r=1 Ω时，
P有最大值=9 W.
答案:(1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W
16.【解析】(1)把三个这样的灯泡串联后，每个灯泡得到的实际电压为=4 V，在图甲上可以查到每个灯泡加上4 V 实际电压时的工作电流为：I=0.4 A.
由此可以求出此时每个灯泡的实际电阻为：
10 Ω.
(2)在图乙所示的混联电路中，设每个灯泡加上的实际电压和实际电流分别为U和I，在这个闭合电路中，有E=U+2IR0，代入数据并整理得：U=8-20I，这是一个反映了电路约束的直线方程，把该直线在题图甲上画出，可得如图所示图象.这两条曲线的交点为U=2 V、I=0.3 A，同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值IA=2I=0.6 A，每个灯泡的实际功率P=UI=2×0.3 W=0.6 W.
答案:(1)0.4 A 10 Ω (2) 0.6 A 0.6 W
【高考预测】
1.【解析】选D. K2断开，K1与a连接时三只灯泡串联，三只灯泡应该亮度相同，A错误；K2断开，K1与b连接时L1、L2两只灯泡串联，L3被断开没有接入电路，B错误；K2闭合，K1与a连接时只有L2亮，L1和L3被短路，C错误；K2闭合，K1与b连接时，L1和L3并联，然后与L2串联，此时三只灯泡都发光，L3的亮度与L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正确．
2.【解析】选A、C、D. 当I1＝I2时，电源的总功率P＝I1E＝I2E，故A对；但此时U2>U1，故外电阻，故B错；当U1＝U2时，I1r2.当U1＝U2时，U内1＝
U内2，则故D对．
3.【解析】选B. 滑片上移R减小，电路总电阻减小，I增大，a灯变亮，同时Ir以及Ua增大，Ub减小，b灯变暗，Ib减小，则Ic=I-Ib增大，c灯变亮，选项B正确．
4.【解析】(1)电阻R与电动机串联，所以电流相等，对电阻R根据欧姆定律，由串并联的规律可得：
(2)电动机的输入功率
P入＝IU′＝5×110 W＝550 W
(3)电动机的发热功率
Pr＝I2r＝52×0.6 W＝15 W
电动机的输出功率
P出＝P入－Pr＝535 W
答案:(1)5 A (2)550 W (3)535 W
5.【解析】(1)假设R1发生断路，那么电流表读数应变为零而不应该为0.8 A；假设R3发生断路，那么电压表读数应变为零而不应该为3.2 V.所以，发生断路的是R2.
(2)R2断路前，R2与R3串联，然后与R1并联；R2断路后，电池只对R1供电，于是有
3.2=0.8R1
由此即可解得
R1=4 Ω，R2=8 Ω
再根据闭合电路的欧姆定律，得
可得出 E=4 V，r=1 Ω
答案:(1)见解析 (2)4 V 1 Ω
6.【解析】小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零．设
两板间电压为UAB，由动能定理得
－mgd－qUAB＝0－
所以滑动变阻器两端电压
U滑＝UAB＝8 V
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得
滑动变阻器接入电路的电阻
电源的输出功率
P出＝I2(R＋R滑)＝23 W
答案:8 Ω 23 W
7.【解析】(1)U1=0.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，
故电动机线圈内阻
U2=2.0 V时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式，得
P电=U2I2=2.0×1.0 W=2 W
P热=I22r=1.02×0.5 W=0.5 W
所以由能量守恒，电动机的输出功率
P出=P电-P热=2 W-0.5 W=1.5 W
(2)此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率
答案:(1)1.5 W (2)8 W
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