2019年高考物理备考优生百日闯关系列专题09恒定电流含解析.doc
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1、专题09 恒定电流第一部分名师综述恒定电流主要考查以电路为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透;电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切,是应用型、能力型题目的重要内容之一,也是
2、高考命题热点内容之一。历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识;二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题,值得说明的是,近年来高考在对本章的考查中,似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际,是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.第二部分精选试题一、单选题1毕节,是全国唯一一个以“开发扶贫、生态建设”为主题的试验区,是国家“西电东送”的主要能源基地。如图所示,赫章的韭菜坪建有风力发电机,风力带动叶片转动,叶片再带动转了(磁极)转动,使定子(线圈,不计电阻)中产生电流,实现风能向电能的转化。若叶片长为l,设定的额定风速为v,空气的密度为,额定风速下发电机
3、的输出功率为P,则风能转化为电能的效率为A2Pl2v3B6Pl2v3C4Pl2v3D8Pl2v3【答案】 A【解析】【详解】风能转化为电能的工作原理为将风的动能转化为输出的电能,设风吹向发电机的时间为t,则在t时间内吹向发电机的风的体积为V=vts=vtl2,则风的质量M=V=vtl2,因此风吹过的动能为Ek=12Mv2=12vtl2v2,在此时间内发电机输出的电能E=pt,则风能转化为电能的效率为=EEk=2pl2v3,故A正确,BCD错误。2如图所示,理想变压器原线圈两端A、B接在电动势E8V、内阻r2的交流电源上,理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器R相连,滑动变阻器阻值可在010范围内变
4、化,变压器原、副线圈的匝数比为12 ,下列说法正确的是A副线圈两端输出电压U2=16VB副线圈中的电流I22AC当电源输出功率最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值R8D当电源输出功率最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值R4【答案】 C【解析】【详解】设原副线圈中的匝数分别为n1和n2,电流分别为I1和I2,电压分别为U1和U2,则有:U1=E-I1r,电阻R消耗的功率为:P=U2I2=U1I1,即为:P=(E-I1r)I1=-I12r-EI1,可见电流为:I1=E2r=822A=2A时,P有最大值,此时U1=4V,副线圈两端输出电压U2=2U1=8V,副线圈中的电流I2122A=1A,此时滑动变阻
5、器接入电路中的阻值R=U2I2=8,故C正确、ABD错误。3如图所示电路,初始时滑动变阻器的滑片P恰好位于中点位置,当开关S闭合时,三个小灯泡L1、L2、L3恰好都正常发光,且亮度相同,电源电动势为E,内阻为r,下列说法正确的是A三个灯泡的额定电压相同B此时三个灯泡的电阻按从大到小排列是L2、L3、L1C当滑片P稍微向左滑动,灯L1和L3变暗,灯L2变亮D当滑片P稍微向右滑动,灯L1和L3变暗,灯L2变亮【答案】 D【解析】【详解】AB由图知,变阻器R与3灯并联后与2灯串联,最后与1灯并联。三个小灯泡L1、L2、L3都正常发光,且亮度相同,说明额定功率相同;因灯1两端电压大于灯2、3两端电压,
6、根据P= U2/R可知灯1的电阻最大;对于灯2、3:通过2的电流大于3的电流,当两灯泡的功率相同时,由公式P=I2R分析可知,2的电阻小于3的电阻。可见,1灯电阻最大,2灯电阻最小。根据P= U2/R可知,额定功率相等,电阻不等,额定电压不等,故AB错误。CD若将滑片P向左滑动时,变阻器在路电阻增大,外电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I减小,路端电压U增大,则L1变亮。通过L2电流I2=I-I1,I减小,I1增大,则I2减小,故L2变暗。L3电压U3=U-U2,U增大,U2减小,则U3增大,故L3变亮。故C错误;同理当滑片P稍微向右滑动,灯L1和L3变暗,灯L2变亮,D正确。故选D
7、。【点睛】本题首先要搞清电路的连接方式,其次按“局部整体局部”的思路进行分析三个灯比较电阻的大小,可两两进行比较,根据条件关系选择恰当的公式,功率相同的条件下,已知电压的大小关系,根据公式P=U2 /R ,比较电阻的大小;已知电流的大小关系,根据公式P=I2R比较电阻的大小4如图所示,已知R1R40.5 ,r1,R26 ,R3的最大阻值为6 。在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中,下列说法不正确的是( )A定值电阻R4的功率、电源的总功率均减小B电源的输出功率变小C电源的效率先增大后减小DMN并联部分的功率先增大后减小【答案】 C【解析】【分析】在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向
8、最上端滑动过程中,滑动变阻器的电阻变大,总电阻变大,总电流减小,从而分析选项A;当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,分析选项B;电源的效率=IUIE=UE=IRI(R+r)=11+rR,从而分析C;若将R1+R4等效为电源的内阻,则此时等效电源内阻为r=2;因当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,从而分析选项D.【详解】在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中,滑动变阻器的电阻变大,总电阻变大,总电流减小,则根据P4=I2R4可知定值电阻R4的功率减小,根据P=IE可知电源的总功率减小,选项A正确;因当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,而R1+R4=r,则当变阻
9、器电阻变大时,外电路电阻远离电源内阻,则电源的输出功率减小,选项B正确;电源的效率=IUIE=UE=IRI(R+r)=11+rR,则当外电路电阻R变大时,电源的效率变大,选项C错误;若将R1+R4等效为电源的内阻,则此时等效电源内阻为r=2;滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中,MN之间的电阻从0增加到3,则因当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,可知当MN之间的电阻等于2时,MN之间的功率最大,则在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中,MN并联部分的功率先增大后减小,选项D正确;此题选择不正确的选项,故选C.【点睛】此题是动态电路的分析问题;关键是知道当外电路电
10、阻等于电源内阻时电源输出功率最大,并且会将电路进行必要的等效,再进行分析.5某同学将一电路中电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图所示。则该电路()A电源的电动势E=3V,内电阻r=3B电流为1A时,外电阻为2Cb表示电源的输出功率,最大值为9WD外电阻为1时,电源输出功率为4.5W【答案】 B【解析】【分析】三种功率与电流的关系是:直流电源的总功率PE=EI,内部的发热功率Pr=I2r,输出功率PR=EI-I2r,根据数学知识选择图线。根据图线a斜率求解电源的电动势。由图读出电流I=3A时,发热功率Pr=I2r,求出电源的内阻。当电流为1
11、A时,结合欧姆定律求出外电阻。【详解】根据直流电源的总功率PE=EI,内部的发热功率Pr=I2r,输出功率PR=EI-I2r,可知反映Pr变化的图线是b,反映PE变化的是图线a,反映PR变化的是图线c。图线a的斜率等于电源的电动势,由得到E=93V=3V,内部的发热功率Pr=I2r,内阻为r=932=1,电源的最大输出功率Pm=E24r=3241=94W,故A、C错误;当电流为1A时,由I=ER+r,代入得到,R=2.故B正确。外电阻为1,等于内阻时,电源输出功率最大为E24r=94W.故D错误。故选:B。【点睛】本题首先考查读图能力,物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义6在如图所示的电路
12、中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离,待电路稳定后,与滑片移动前比较A灯泡L变亮B电容器C上的电荷量不变C电源消耗的总功率变小D电阻R0两端电压变大【答案】 C【解析】A、C、滑动变阻器的滑片向右移动一点,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,流过电源的电流减小,则由P总=EI知电源的总功率变小,且流过灯泡的电流减小,灯泡L亮度变暗,故A错误,C正确;B、电源的路端电压U=E-Ir增大,即电容器电压增大将充电,电荷量将增大故B错误D、电阻R0只有在电容器充放电时有短暂的电流通过,稳定状态无电流,则其两端的电压为零不变,D错误;C、故C正确故选C【
13、点睛】本题电路动态变化分析问题对于电容器,关键是分析其电压,电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,电容器的电压等于这条电路两端的电压7激光闪光灯的电路原理如图所示,电动势为300V的电源向电容为6000F的电容器C充电完毕后,通过外加高压击穿“火花间隙”间空气,使电容器一次性向激光闪光灯放电,提供所有能量使闪光灯发出强光,则电容器放电过程释放的电量和通过闪光灯的电流方向为A1.8C 向左 B1.8C 向右 C2105C 向左 D2105C 向右【答案】 B【解析】【详解】电容器充电后所储存的电量为:Q=CU=600010-6300C=1.8C,在放电过程中将所有的电量放出,所以电容器放电过程
14、释放的电量为1.8C电容器充电后左极板带正电,所以在放电过程中通过闪光灯的电流方向向右,故应选B。8如图是一个多用电表的简化电路图。S为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱O可以接通1,也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是( )A当开关S分别接1或2时,测量的是电流,其中S接2时量程较大B当开关S分别接3或4时,测量的是电阻,其中A是红表笔C当开关S分别接5或6时,测量的是电阻,其中A是黑表笔D当开关S分别接5和6时,测量的是电压,其中S接5时量程较大【答案】 B【解析】【分析】要熟悉多用表的原理和结构,根据电表的结构选出欧姆表、电压表和电流表。【详解】A项:其中1、2两档用来测电流,
15、接1时分流电阻相对更小,故接1时电表的量程更大,第1档为大量程,那么S接2时量程较小,故A错误;B项:3、4两档用来测电阻,其中黑表笔连接表内电池的正极,故B为黑表笔;A与电源的负极相连,故A为红表笔,B正确;C项:当开关S分别接5或6时,测量的是电压,故C错误;D项:要测量电压,电流表应与电阻串联,由图可知当转换开关S旋到位置5、6时;测量电压,电流表所串联的电阻越大,所测量电压值越大,故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大,故D错误。【点睛】本题考查多用表的原理,应熟练掌握其测量原理,及电表的改装办法明确电流表时表头与电阻并联,电压表时,表头与电阻串联;而欧姆表时内部要接有电源。9电动
16、势为E,内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3以及一平行板电容器连成如图所示的电路当开关S闭合后,两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态下列说法正确的是()A将R1的滑片向右移动一小段距离,带电液滴将向下运动B将R2的滑片向右移动一小段距离,电容器两极板的电荷量将增加C增大电容器两板间的距离,电容器两极板的电荷量将增加D减小R3的阻值,R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量【答案】 D【解析】A、将R1的滑片向右移动一小段距离,电容器两端电压与R3两端电压相等,保持不变,故液滴受到的电场力不变,那么,液滴受力不变,仍保持静止,故A错误;B、将R2的滑片向右移动一小段距离,
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- 2019 年高 物理 备考 优生 百日 闯关 系列 专题 09 恒定 电流 解析
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