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恒定电流 高频考点梳理
专题练 2026届高考物理复习备考
一、单选题
1.如图所示是双量程电压表的电路图,已知电流表满偏电流,电阻,,当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,则使用a、c两个端点时的量程是( )
A.0~15V B.0~20V C.0~25V D.0~30V
2.如图所示,图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线,OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图像,由图可知( )
A.该电源的电动势为6V,内阻是2Ω
B.固定电阻R的阻值为1Ω
C.该电源的最大输出功率为8W
D.当该电源只向电阻R供电时,其效率约为66.7%
3.P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积,将P1和P2按图所示方式接到电源上,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.若P1和P2的体积相同,则通过P1的电流大于通过P2的电流
B.若P1和P2的体积相同,则P1的电功率大于P2的电功率
C.若P1和P2的厚度相同,则P1和P2内自由电荷定向移动的速率相等
D.若P1和P2的厚度相同,则P1两端的电压大于P2两端的电压
4.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,G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G的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,,则Rx的阻值为( )
A. B. C. D.
5.某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A.电源的电动势,内阻
B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为,纵坐标之比一定为
C.电源的最大输出功率
D.在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系
6.如图所示,电源电动势E=1.5V,内电阻r=0.5Ω,滑动变阻器R1的最大,电阻Rm=5.0Ω,定值电阻R2=2.0Ω,C为平行板电容器,其电容为3μF.将开关S与a接触,则
A.当R1的阻值增大时,R2两端的电压减小
B.当R1接入电路阻值为0.5Ω时,R1消耗的功率最大
C.将开关从a接向b,流过R3的电流流向为d→>c
D.将开关从a接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为9×10-3C
7.如图1所示,是电阻箱,是定值电阻。闭合开关S,改变的阻值,两理想电压表、的示数与关系图像如图2所示,已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是( )
A.图线①表示示数与的对应关系
B.中的电流随的增大而减小
C.两端的电压随的增大而增大
D.供电设备输出的总功率随的增大而增大
二、多选题
8.如图甲所示的电路,电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率
B.图乙中,
C.滑动变阻器消耗功率最大时,定值电阻R也消耗功率最大
D.调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到2A
9.如图所示,,电容器的电容,电源电动势,内阻。起初,开关断开,电容器所带的电荷量为;然后,闭合开关,待电路稳定后,电容器所带的电荷量为。下列说法正确的是( )
A.开关断开时,电容器极板的电势高
B.开关闭合,电路稳定后,电容器极板的电势高
C.从闭合开关到电路稳定的过程中,通过灵敏电流计的电荷量为
D.从闭合开关到电路稳定的过程中,通过灵敏电流计的电荷量为
10.如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总阻值是R1,电阻大小关系为R1 = R2 = r,则在滑动触头从a端滑到b端过程中,下列描述正确的是( )
A.电路的总电流先减小后增大
B.电路的路端电压先增大后减小
C.电源的输出功率先增大后减小
D.滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小
11.某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路,并用于测定电灯电阻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。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U-I图线。则有( )
A.图像中的曲线是电压表V2的测量值所对应的图线
B.由图像可以得出电源电动势和内阻分别是E=4.5V,r=1.0Ω
C.图像中两图线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值
D.若将三个这样的灯泡并联后再接到该电源上,则每个灯泡的实际功率为5W
三、实验题
12.某同学从废旧实验仪器上拆下一个标有“200Ω,2kW”字样的电阻,但可能阻值已经发生变化.为了测定其电阻,该同学利用欧姆表测定其阻值时,欧姆表选择开关处于“×10”挡,表盘示数如图1.
(1)为准确测定其阻值,他又寻找了一块手机电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)及以下器材
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为3.0kΩ)
B.电流表A1(量程15mA,电阻RA1约为1Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
①该同学连接成如图2所示电路,则电流表应该选用 (填A1或A2)
②闭合开关后,发现调整滑动变阻器滑动头P时,电流表和电压表示数变化范围都很小,经检查各元件完好,则可能是标号为 处导线断路
(2)另一个同学没有利用电流表,只是用了前面所给的其它器材,进行了测定该手机电池电动势和内电阻的实验
①请帮他在虚线框内画出实验电路图 .并标注应该使用的可变电阻为R1还是R2.
②根据第二个同学测量数据,画出了电压表示数U与外电阻R之间的关系图像如图3所示.则他测量的该电池电动势为 V,内电阻为 Ω(保留2位有效数字)
13.利用图甲电路测量某电池的内阻,其中AB为一段粗细均匀的铅笔芯,笔芯上套有一金属滑环(宽度和电阻不计,与笔芯良好接触并可自由移动)。实验器材还有:标准电池(电动势为,内阻不计),电阻箱(最大阻值为),灵敏电流计G(量程为),待测电池(电动势小于,内阻未知),开关3个,刻度尺、导线若干等。
主要实验步骤如下:
a.测量出铅笔芯A、B两端点间的距离;
b.将电阻箱调至某一阻值R,闭合开关、、,移动滑环P使电流计G示数为零,测量出此时的AP长度L;
c.改变电阻箱的阻值R,重复步骤b,记录下多组R及对应的L值。
回答以下问题:
(1)步骤b中,移动滑环P使G的示数为零。此时电阻箱两端电压 (用、、表示)。
(2)利用记录的多组R、L数据,作出图像如图乙,则随变化的关系式为 (用、、、、表示),根据图像可得待测电池的内阻 。(保留两位有效数字)。
四、解答题
14.额温枪是一种快速高效检测体温的仪器。体温检测员小张仔细研究了班里的额温枪及其技术参数(如图所示),发现它以两节干电池(内阻不可忽略)为电源,工作电流为5mA,能通过传感器检测人体向外辐射的红外线,根据红外线能量的强弱,快速、准确且无接触地测量体温,请根据该额温枪的技术参数,解答下列问题。
(1)额温枪工作时电源消耗的总功率为多少?
(2)电路中每通过1C电荷,每节电池消耗的电能为多少?
(3)若换用两节充满电的800mA·h充电电池,则可测温多少次(计算结果保留三位有效数字)?
15.如图甲所示电路中,电流表与电压表均为理想电表,电容器电容C=7μF,定值电阻R1=30Ω,R2=R3=R4=10Ω,M、N两端接一电源,此电源的路端电压与通过电源的电流关系如图乙所示,求:
(1)电流表示数;
(2)电压表示数和电容器极板带电量。
16.如图所示,M为一线圈电阻RM=0.5Ω的电动机,R=8Ω,电源电动势E=10V,当S断开时,电流表的示数I1=1A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=3A。求:
(1)电源内阻r;
(2)开关S断开时,电阻R消耗的功率P;
(3)开关S闭合时,通过电动机M的电流大小IM。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B C D A D AB AC ABD
题号 11
答案 AB
1.D
【详解】根据欧姆定律得
解得
故选D。
2.D
【详解】A.由图线AB可知电源的电动势E=6V,短路电流为I短=6A,则电源内阻
故A错误;
B.根据OM图线,可得
故B错误;
C.当外电路电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,所以该电源的最大输出功率为
故C错误;
D.当该电源只向电阻R供电时,根据图像交点的纵坐标可得此时电源的输出电压为4V,则该电源的效率
故D正确。
故选D。
3.B
【详解】A.P1和P2是串联在电路中的,所以通过P1的电流总等于通过P2的电流,故A错误;
B.由电阻定律可得
则若P1和P2的体积相同,上下表面积越大的电阻的阻值越大,由电功率公式
P=I2R
由于通过P1的电流总等于通过P2的电流,则电阻越大的电功率越大,所以若P1和P2的体积相同,则P1的电功率大于P2的电功率,故B正确;
C.P1和P2是串联在电路中,电流相等,根据电流的微观表达式
由上、下表面积关系可知,P1的长度L长,其他量都相同,所以P1的自由电荷定向移动的速率小,故C错误;
D.由电阻定律可得
若P1和P2的厚度相同,则P1和P2的电阻的阻值相同,由于P1和P2是串联关系,所以则P1两端的电压等于P2两端的电压,故D错误。
故选B。
4.C
【详解】当通过灵敏电流表的电流为零时,电流表两端电势相等,即两端电压与PN段电压相等,串联电路电压与阻值成正比,且由
可知,阻值与长度成正比,可得
可得
故选C。
5.D
【详解】A.由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式
PE=EI,Pr=I2r
可知,a是直线,表示的是电源消耗的总电功率,b是抛物线,表示的是电源内电阻上消耗的功率,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,由图可知,当短路时,电流为3A,总功率P=9W;则由
P=EI
可知
E=3V
内阻
故A错误;
BC.当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点时的电流,此时电流的大小为
最大输出功率的大小为
a、b线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为
功率的大小为
所以横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,故BC错误;
D.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系
故D正确。
故选D。
6.A
【分析】含容电路中当电路稳定时电容器支路相当与断路,与谁并联就与谁电压相等,与电容器串联的原件相当于导线.
【详解】增大R1的阻值,R总增大,I总减小,流过R2的电流减小,R2两端的电压减小,所以A正
确;将R2与电源看作等效电源,当R1=R2+r=2.5 Ω时.R1获得功率最大,所以B错误;
开关接a时,电容器左极扳带负电,开关接b时,左极板带正电,所以流过R3的电流流向为c→d,,因此C错误;因R1接入的阻值未知,不能求出电容器上电压的变化,故不能求出流过R3的电荷量,所以D错误.
7.D
【详解】A.在如图1所示的电路中,闭合开关S后,测量两端的电压,测量与串联后的电压,的示数大于的示数,所以图线①表示示数与的对应关系,故A错误;
B.电路中的电流
由图2中的图线②可知,增大时I不变,供电设备是恒流电源,故B错误;
C.由图2知,电压表、的示数之差为定值,即两端的电压为定值,故C错误;
D.因为增大时,的示数增大,I不变,所以据P=UI可知,电路的总功率随的增大而增大,故D正确。
故选D。
8.AB
【详解】A.由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电源外电阻等于内阻时,输出功率最大,把定值电阻看成电源内阻的一部分,由图乙可知,当
时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为
故A正确;
B.由A可知
滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等,有
解得
故B正确;
C.当回路中电流最大时,即时定值电阻R消耗的功率最大,故滑动变阻器消耗功率最大时,定值电阻R消耗功率不是最大,故C错误;
D.当滑动变阻器的阻值为0时,电路中电流最大,最大值为
则调整滑动变阻器的阻值,不可以使电源的输出电流达到2A,故D错误。
故选AB。
9.AC
【详解】A.开关断开时,电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压,可知电容器的A极板的电势高,选项A正确;
B.开关闭合,电路稳定后,电容器两板间的电压等于电阻R1两端的电压,电容器B极板的电势高,选项B错误;
CD.开关断开时,此时电容器的带电量为
开关闭合时,R1和R3串联电阻为
R13=20Ω
路端电压
此时R1两端的电压即电容器两板间的电压为
此时电容器带电量
从闭合开关到电路稳定的过程中,通过灵敏电流计的电荷量为
选项C正确,D错误。
故选AC。
10.ABD
【详解】A.当滑动变阻器从a→b移动时R1作为并联电路总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电流是先减小后增大,故A正确;
B.路端电压U = E Ir,因为电流先减小后增大,所以路端电压先增大后减小,故B正确;
C.当R外 = r的时候,电源的输出功率最大,当滑片在a端或者b端的时候,电路中R外 = r,所以输出功率是先减小后增大的,故C错误;
D.将R2看成电源的内阻,等效电源的内阻为R2 + r = 2r,变阻器为外电路,显然外电阻R1小于内电阻2r,外电阻先增大后减小,等效电源的输出功率,即R1上消耗的功率先增大后减小,故D正确。
故选ABD。
11.AB
【详解】A.由图可知,V1测电源的路端电压,V2测量R0两端的电压,路端电压随电流增大而减小,定值电阻两端电压随电流增大而增大,由图乙所示图像可知,直线是电压表V1的测量值所对应的图线,曲线是电压表V2的测量值所对应的图线,故A正确;
B.电源的U-I图像是一条倾斜的直线,由图像可知,电源电动势
E=4.5V
电源内阻
r=||=Ω=1.0Ω
故B正确;
C.当外电路电阻越大时,电源的效率越高,但很明显交点处的电阻不是无穷大,故不是最大效率;故C错误;
D.设流过每个灯泡的电流为I,三个灯泡并联接在电源上,在闭合电路中,路端电压
U=E-3Ir=4.5-3×1×I=4.5-3I
即
U=4.5-3I
在图乙所示坐标系中作出图像如图所示
由图示图像可知,灯泡两端电压为0.9V,流过灯泡的电流为1.2A,灯泡实际功率
P=UI=0.9×1.2W=1.08W
故D错误。
故选AB。
12. ③ 3.5(3.4~3.6) 10(9.5~10)
【详解】(1)[1]待测电阻阻值约为200Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,滑动变阻器采用分压接法;电路最大电流约为:
所以电流表选A1.
[2]闭合开关后,发现调整滑动变阻器滑动头P时,电流表和电压表示数变化范围都很小,经检查各元件完好,是变阻器串联接入电路中,所以可能是标号为③处导线断路.
(2)[3]实验中没有电流表,只利用一只电压表,还需要知道外电阻的阻值,所以应在选择电阻箱R2,电路如图所示:
[4][5]在闭合电路中,电源电动势:
变形得:
由图象可知,图象截距
解得:
联立以上可得:
13.
【详解】(1)[1]由于电流计示数为零,则标准电池与铅笔芯、待测电池与电阻箱分别组成两个相对独立的电路,且
对标准电池与铅笔芯组成的回路,由闭合电路欧姆定律可知
即
(2)[2][3]对待测电池与电阻箱组成的回路,由闭合电路欧姆定律可知
则有
变形可得
由图像可得纵截距为
斜率为
解得
14.(1)15mW;(2)1.5J;(3)次
【详解】(1)额温枪工作时电源消耗的总功率为
(2)每节电池的电动势为1.5V,根据电动势的定义可以知道电路中每通过1C电荷,每节电池消耗的电能为
(3)若换用两节充满电的800mA·h的充电电池,最多可测温的次数为
15.(1);(2),
【详解】(1)由于电压表所在支路相当于断路,故电路结构为R2、R3、R4串联后与R1并联,电压表示数为R4两端电压,电流表测干路电流。
电路外电阻
由图乙得电源电动势,内阻,电流表示数
(2)路端电压
电压表示数为
电容器带电量
16.(1)2Ω ;(2) ;(3)
【详解】(1)当S断开时,根据闭合电路欧姆定律
即
得
r=2Ω
(2)电阻R消耗的功率
(3)路端电压
R支路电流
电动机的电流
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