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2026届高考物理二轮复习专题特训 恒定电流
一、单选题
1.一简易发电机与理想变压器原线圈相接的简化图如图所示,发电机转子为电阻、面积匝的矩形导线框,导线框在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,角速度。理想变压器原、副线圈的匝数比,定值电阻是滑动变阻器(阻值的变化范围为0~100Ω),电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A.减小发电机转速,电压表的示数不变
B.时,理想变压器的输出功率最大
C.理想变压器的最大输出功率
D.理想变压器的输出功率最大时,电流表的示数为10A
2.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻为(),电路中的电表均为理想电表。当可变电阻R的阻值减小时,电流表、电压表的示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电源的效率变高
C.电源的输出功率一定变小
D.ΔU、ΔI的比值不变且
3.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上,如图中的所示,根据图线知( )
A.当电流为时,外电路的电阻为
B.电源的电动势为8V
C.电源的内阻为
D.反映随电流I变化的图线是b
4.如图所示,电表均为理想电表,其中电流表示数变化量的绝对值分别用表示,电压表示数变化量的绝对值用表示,则滑动变阻器的滑片向a端移动过程中( )
A.电压表V示数变小 B.电流表示数变大
C. D.变大
5.工程师对某款蓄电池进行性能测试,测试过程中系统输出的图像如图所示,其中P为蓄电池的输出功率,I为总电流,下列说法正确的是( )
A.该蓄电池的电动势为12 V B.该蓄电池的内阻为
C.该蓄电池的最大输出功率为144 W D.该蓄电池的短路电流为12 A
6.电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体内的起电斑并排成125行,每行串有5000个起电斑,沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为,并能产生0.16 V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部,与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为,则电鳗放电时,其首尾间的输出电压为( )
A.790 V B.800 V C.974 V D.503 V
7.关于电动势E,下列说法正确的是( )
A.电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样
B.电动势E的大小与非静电力做的功W的大小成正比,与被移动电荷量q的大小成反比
C.电动势E跟电源的体积无关,外电路变化时,E也变化
D.电动势E是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领的物理量
8.某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系,其中定值电阻,电源的内阻为。当单刀双掷开关接1时电流表的示数为,当单刀双掷开关接2时,电流表的示数为( )
A.0.24 A B.0.2 A C.0.18 A D.0.3 A
9.在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r为定值,R为定值电阻,为滑动变阻器,闭合电键S,理想电流表A的示数为I,理想电压表、和的示数分别为、和,当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时,各电表示数变化量分别为、、、,下列说法正确的是( )
A.变大,变大 B.不变,不变
C.G表电流的方向从b流向a D.电源的总功率增大
10.某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪,原理如图所示.电容器上极板固定,下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动,闭合开关S,若材料热胀冷缩,下列说法中正确的是( )
A.材料温度升高,极板所带电荷量增大
B.滑动变阻器滑片向下滑动少许可以提高检测仪的工作电压
C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,说明材料温度降低
D.检测结束,断开开关,灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
11.如图所示,电流表A的量程为0.6A,内阻。电阻。用该电流表改装成电压表和量程更大的电流表,将接线柱a、b接入电路,下列说法正确的是( )
A.若开关S闭合,可测量的最大电流为3A
B.若开关S断开,可测量的最大电压为12V
C.若开关S闭合且增大阻值,可测量的最大电流将增大
D.若开关S断开且增大阻值,可测量的最大电流不变
12.关于电阻和电阻率的说法,正确的是( )
A.导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B.由可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成反比
C.金属的电阻率随温度的升高而增大
D.将一根导线等分为两小根,则每一小根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
二、多选题
13.一台额定功率为的家用小型电动机,额定电压是,线圈的内阻是。则这台电动机正常工作时( )
A.通过线圈的电流为
B.线圈发热的功率为
C.电动机输出功率为
D.内消耗的电能为
14.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A.饮酒量越多,电源的输出功率越大
B.饮酒量越多,气敏电阻R消耗的功率越大
C.电压表和电流表的示数都变小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
15.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A.焦耳热适用于任何电路
B.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路
C.在非纯电阻电路中
D.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热不一定越多
16.如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为( )
A.A灯变亮 B.B灯变亮 C.B灯变暗 D.C灯变亮
三、填空题
17.小明用电学方法测量电线的长度。首先,小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm,估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为)。现有如下实验器材:①量程为3 V、内阻约为的电压表;②量程为0.6 A、内阻约为的电流表;③阻值为的滑动变阻器;④输出电压为3 V的电源;⑤阻值为的定值电阻,开关和导线若干。
小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50 A时,电压表示数如图甲所示,读数为________V。根据小明测量的信息,图乙中P点应该________(选填“接a”“接b”“接c”或“不接”),Q点应该________(选填“接a”“接b”“接c”或“不接”)。小明测得的电线长度为________m(结果保留3位有效数字)。
18.某同学将小量程电流表G改装为双量程电压表,如图甲所示,并用标准电压表进行校准,如图乙所示。已知小量程电流表G满偏电流为,表上标记的内阻值为和是定值电阻,其中。图甲中,若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。
(1)由题给条件得,定值电阻________Ω,________Ω。
(2)用量程为3 V,内阻为的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V。滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为和。为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。
(3)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值________(选填“大于”或“小于”)900 Ω。
四、实验题
19.现要测量一个量程为电流表G的内阻,并对测量误差进行定量探究。实验室准备的仪器有:
待测电流表G;
电源(电动势3.0V,内阻不计);
滑动变阻器(最大阻值为);
电阻箱(最大阻值为);
开关、,导线若干。
(1)该同学的实验电路图如图甲所示,请在图乙中连接电路实物图_________。
(2)有以下操作步骤:
①断开,闭合,调节,使电流表G满偏。
②将调到最大。
③连接好电路。
④断开、,拆除导线,整理好器材。
⑤闭合,调节,使电流表G的示数为100μA,此时,电阻箱示数如图丙。
上述操作步骤正确的顺序为_________;测得电流表G的内阻_________。
(3)误差探究:设电源电动势为E,电流表G的满偏电流记为,内阻记为,电流表G的指针指在100μA时电阻箱的读数记为。则_________(用、、E表示)。根据探究结果知,为了减小本实验误差,应尽可能选用电动势_________(填“较大”或“较小”)的电源。
五、计算题
20.如图所示,光滑绝缘斜面高度,斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心线。正对的平行板和电阻及输出电压恒定为U的电源构成如图所示电路,平行板板长,板间距离,定值电阻阻值为(未知),可以看作质点的带负电小球所带电荷量、质量,从斜面顶端由静止下滑。重力加速度g取。
(1)若S断开,小球刚好沿平行板中心线做直线运动,求电源的电压;
(2)在(1)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的电阻,小球获得的加速度,求电阻的阻值;
(3)在(1)(2)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入电路的电阻,判断小球能否飞出平行板。
21.在LC振荡电路中,若已知电容C,测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度,需多次改变C值并测得相应的T值,现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点。
(1)根据图中所给出的点作出与C的关系图线。
(2)求电感L的值。
参考答案
1.答案:B
解析:A.转速ω减小,电动势减小,原线圈电压减小。根据变压比,副线圈电压也减小,电压表示数会变小,A错误;
B.将原线圈匝数部分等效为一个电阻,对理想变压器有,
可得
输出功率,当时,输出功率有最大值。
则理想变压器的输出功率最大时,有
解得,B正确;
C.从B选项的解析中可知,最大输出功率
电动势的有效值
解得,C错误;
D.输出功率最大时,,
解得,D错误。
故选B。
2.答案:D
解析:A.电阻R的电阻值减小,由闭合电路欧姆定律可知,电流表的示数变大,定值电阻和电源内阻上的电压增大,电压表示数变小,故A错误;
B.电源的效率为
电阻R的电阻值越小,越小,电源的效率越低,故B错误;
C.电阻R的电阻值越小,即越小,而外电阻,当等于电源内阻r时电源的输出功率最大,所以越小,电源的输出功率越大,故C错误;
D.根据
可知,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变,故D正确。
故选D。
3.答案:A
解析:B.根据公式
可知是关于电流的一次增函数,所以图线a是描述电流的总功率随电流变化的图线,图线的斜率为,故B错误;
CD.电源内部发热功率
故图线为关于I的二次函数,并且随着I增大,也逐渐增大,所以反映变化的图线为c,根据图线c可得,故CD错误;
A.当电流为时,根据闭合电路欧姆定律得
代入数据解得,故A正确。
故选A。
4.答案:C
解析:滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律知干路电流变小,即示数变小,故B错误;干路电流减小,电源内电压减小,则路端电压增大,即V的示数增大,故A错误;根据闭合电路欧姆定律得,可知,不变,故D错误;根据闭合电路欧姆定律得变小,可知增大,则的示数增大,而减小,,可知,故C正确。
5.答案:A
解析:蓄电池的输出功率,变形可得,结合题图可得,解得,故A正确,B错误;根据可知,当时有最大的输出功率,最大输出功率,故C错误;该蓄电池的短路电流,故D错误。
6.答案:A
解析:总电动势为,总内阻为,根据闭合电路欧姆定律有,输出电压为,只有A正确。
7.答案:D
解析:电动势E是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领的物理量,电势是指电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,电势差是指电场中两点间电势的差值,三者的单位虽然都是伏特,但是本质上不同,故A错误,D正确;电动势是由电源中非静电力的特性决定的,跟电源的体积和外电路无关,同时也跟非静电力做的功W的大小和被移动电荷量q的大小无关,故BC错误。
8.答案:A
解析:根据闭合电路的欧姆定律得,当单刀双掷开关接1时,,当单刀双掷开关接2时,,由以上两式解得。故选A。
9.答案:B
解析:A.当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时,电路中总电阻变大,则电流减小,根据
可知变大,故A错误;
B.根据欧姆定律有
根据闭合电路欧姆定律有
可知
则不变,不变,故B正确;
C.根据闭合电路欧姆定律有
可知变大,则电容器两端电势差变大,根据
可知电容器电荷量变大,电容充电,G表电流的方向从a流向b,故C错误;
D.电源的总功率为,电流减小,则总功率变小,故D错误;
故选B。
10.答案:A
解析:A.材料温度升高,材料膨胀,电容器两板间距减小,根据,可知电容增大;由于电容器两板电势差不变,根据,可知极板所带电荷量增大,故A正确;
B.滑动变阻器滑片向下滑动,接入电路阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则检测仪的工作电压降低,故B错误;
C.检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,则电容器在充电,极板所带电荷量增大,由A选项分析可知,材料温度升高,故C错误;
D.检测结束,断开开关,电容器放电,则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流,故D错误。
故选A。
11.答案:D
解析:A.若开关S闭合,可测量的最大电流
故A错误;
B.若开关S断开,可测量的最大电压
故B错误;
C.若开关S闭合且增大阻值,结合上述可知,可测量的最大电流将减小,故C错误;
D.若开关S断开且增大阻值,由于电流表串联在电路中,则可测量的最大电流不变,仍然为0.6A,故D正确。
故选D。
12.答案:C
解析:电阻是导体的固有属性,导体通不通电,两端是否有电压,电阻都存在,故AB错误;金属的电阻率随温度的升高而增大,选项C正确;导体的电阻率与导体的材料、温度有关,与其他因素无关,故D错误。
13.答案:BD
解析:A.由题意知电机的额定功率为,额定电压是,线圈的内阻为,正常工作时通过线圈的电流为,故A错误;
B.线圈发热功率为
代入数据可得,故B正确;
C.电机输出功率为,故C错误;
D.内消耗的电能为,故D正确。
故选BD。
14.答案:AD
解析:A.当电源的内阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,当外电阻大于内电阻时,电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知,因为,所以
所以当饮酒量越多时R越小,导致外电路总电阻会减小,但外电路的总电阻始终是大于内阻的,所以随着R的减小,电源的输出功率变大,故A正确;
B.将和r看成等效内阻,即
所以气敏电阻R消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻R消耗的功率最大。但由于R的初始阻值与的大小关系未知,所以当气敏电阻R减小时,气敏电阻R消耗的功率不确定,即消耗的功率不一定越大也可能减小,故B错误;
C.因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,气敏电阻的阻值减小,根据闭合电路的欧姆定律有
所以电路中的电流增大,即电流表示数变大;电压表示数为
所以电压表示数变小,故C错误;
D.根据电压表示数为
可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
所以保持不变,故D正确。
故选AD。
15.答案:AD
解析:A.焦耳热适用于任何电路,故A正确;
B.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路,故B错误;
C.在非纯电阻电路中,电功率大于热功率,即,故C错误;
D.电功率越大,电流做功越快,但电路中产生的焦耳热不一定越多,因为根据,产生的焦耳热与电路中的电流、电阻和通电时间都有关系,故D正确。
故选AD。
16.答案:ACD
解析:将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,总电流增大,则A灯变亮,故A正确;并联部分的电压不变,增大,减小,减小,B灯变暗,故B错误,C正确;通过C灯的电流增大,减小,则增大,C灯变亮,故D正确。
17.答案:2.50;接b;接a;31.4
解析:由题图甲及题中信息可得电压表量程为3 V,精确度为0.1 V,有效数字应该保留到0.01 V,读数应为2.50 V;被测量电阻属于小电阻,电流表应该外接,P点接b,题中要求电流表能从0开始变化,所以采取分压接法,Q点应接a,根据电阻定律,代入数据可得长度约为31.4 m。
18.答案:(1)910;2000
(2)50
(3)大于
解析:(1)由欧姆定律得,,代入数据解得。
(2)分压式接法应采用最大电阻较小的滑动变阻器,故选择最大阻值为的滑动变阻器。
(3)改装电压表的读数比标准电压表的读数偏小,即在相同的电压下,流过改装表的电流偏小,说明改装表的电阻偏大,表头G内阻的真实值大于。
19.答案:(1)
(2)③②①⑤④;422.7
(3);较大
解析:(1)根据电路图甲所示,连接实物图如图所示。
(2)正确实验步骤是:③连接好电路;②将调到最大;①断开,闭合,调节,使电流表G满偏;⑤闭合,调节,使电流表G的示数为100μA,此时,电阻箱示数如图丙;④断开、,拆除导线,整理好器材。操作步骤正确的顺序为③②①⑤④。
闭合开关时,认为电路中的总电流不变,流过电流表G的电流为100μA,则流过电阻箱的电流也为,根据欧姆定律可知测得电流表G的内阻等于电阻箱的阻值,即为
(3)由题意可知,在电流表G满偏时则有
当闭合半偏时则有
联立解得
又有
可得
由上式可知,为了减小本实验误差,应尽可能选用电动势较大的电源。
20.答案:(1)18V(2)(3)见解析
解析:(1)当S断开时,两极板间电势差等于电源电压,由平衡条件得
解得
(2)当S闭合时,对带电小球,由牛顿第二定律有
两极板间电势差
当S闭合,时,滑动变阻器和串联,平行板与滑动变阻器并联,滑动变阻器两端电压,
根据串联分压有
解得
(3)小球下滑过程中机械能守恒
由机械能守恒定律得
得小球进入平行板间的初速度,
当S闭合,时,
得平行板两端电压,
对小球,由牛顿第二定律得
得。
带电小球在平行板间做类平抛运动,竖直方向有
水平方向有
联立求得
即,带电小球恰好从平行板右侧边缘飞出
21.答案:(1)见解析
(2)
解析:(1)根据给出的数据画图像,如图所示,这些数据应尽可能均匀地分布在直线两侧。
(2)根据得
结合数学知识分析可知图像斜率
解得。
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