2019年高考物理二轮复习专题09恒定电流测含解析2.pdf

恒定电流恒定电流 【满分：110 分 【满分：110 分 时间：90 分钟】 时间：90 分钟】 一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符 合题目要求 ； 912 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。） 在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符 合题目要求 ； 912 题有多项符合题目要求。 全部选对的得 5 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。） 1电吹风是生活中的常用电器。某款电吹风的各项参数如下表所示，其电路图如图所示，理想变压器的两 线圈匝数分别为n1和n2， a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。触片P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态。关于该款电吹风，下列说 法中正确的是( ) A触片P与触点b、c接触时，电吹风吹热风 B变压器两线圈的匝数比n1:n2=22:5 C小风扇线圈电阻为 8 D电热丝正常工作时电阻为 625 【答案】 C 点晴：当电吹风机送出来的是冷风时，说明电路中只有电动机自己工作；小风扇消耗的功率转化为机械功 率和线圈上的热功率；根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系计算匝数比。 2有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力 传感器 R（实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器） 、显示体重的仪表 G（实际上是电流表） ，不计踏板的 质量，己知电流表的量程为 02A，内阻为 Rg1，电源电动势为 E12V，内阻为 r1，电阻 R 随压 力 F 变化的函数式为（F 和 R 的单位分别为 N 和 ） ，下列说法中正确的是（ ） A该秤能测量的最大体重是 3000N B该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表 G 刻度盘的 0.375A 处 C该秤显示重量的刻度是均匀标注的 D该秤显示的重量 F 与通过电路中的电流 I 满足 【答案】 B 点睛：本题实质上为闭合电路欧姆定律的动态分析问题的应用，要注意明确题意，找出压力与电阻的关系， 再利用闭合电路欧姆定律进行分析即可 3 用如图所示电路 （为标准定值电阻） 测定电池的电动势和内电阻时， 如果偶然误差可以忽略不计， 12 RR、 则下列说法中正确的是（ ） A电动势的测量值小于真实值。 B内电阻的测量值小于真实值。 C测量误差的产生原因是电流表具有内电阻。 D测量误差的产生原因是测量次数少，不能用图象法求电池的电动势和内电阻。 【答案】 C 点睛：应从闭合电路欧姆定律公式进行分析找出实 验系统误差的原因。 4电源、开关 S、定值电阻、灯泡 L、光敏电阻和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板 水平放置。当开关 S 闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M 点。当 用强光照射时，光敏电阻的阻值变小，则( ) A灯泡亮度变暗 B电容器两极板间电压变小 C电容器所带电荷量减小 D液滴向上运动 【答案】 D 【解析】试题分析 ： 当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，由知灯 泡的功率增大，将变亮，选项 A 错误.两端间的电压增大，则电容器的电压增大，选项 B 错误. 由电容器的电量知电荷量增大，选项 C 错误.电容器板间场强增大，液滴所受的电场力（方 向向上）增大，故液滴向上运动，选项 D 正确.故选 D. 考点：本题考查了电容器的动态分析、闭合电路的欧姆定律、部分电路的欧姆定律、匀强电场. 5图为某电源的 U-I 图线，图为某小灯泡的 U-1 图线的一部分，则下列说法中正确的是( ) A电源的内阻为 10 B小灯泡的电阻随着电压的增大而减小 C当小灯泡两端的电压为 1.0V 时，它的电阻为 D把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率为 2.4W 【答案】 C 【解析】 【详解】 由图像可知交点处为电路的工作点，此时小灯泡两端的电压为 1.4V，电流为 0.36A，则功率为 1.4V×0.36A=0.50W，选项 D 错误；故选 C. 6利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计如图甲所示为某种金属导体的电阻 随温 度 变化的图线如果用这个金属导体做成测温探头，再把它连入图乙所示的电路中，随着测温探头处待测 温度的变化，电流表的示数也会发生变化则在温度范围内（ ） A待测温度越高，电流表的示数越小 B待测温度越高，电流表的示数越大 C待测温度升高，电流表的示数均匀减小 D待测温度升高，电流表的示数均匀增大 【答案】 A 7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 使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图所示） ，下列说法正确的是（ ） A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大 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，消耗的总功率不变 【答案】 A 【解析】 考点：电功率 【名师点睛】 本题考查了串联电路的特点和电阻、 电压、 实际功率的计算， 关键是公式及其变形的灵活运用。 8铜的摩尔质量为 M，密度为 ，每摩尔铜原子有 n 个自由电子，今有一横截面积为S的铜导线，当通过 的电流为I时，电子定向移动的平均速率为（ ） A光速 c B C D 【答案】 D 【解析】 【分析】 设自由电子定向移动的速率为 v 和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为 t,求出导线中自由电 子的数目,根据电流的定义式推导出电流的微观表达式,计算得出自由电子定向移动的速率. 【详解】 单位长度质量为; 单位长度原子数为; 设自由电子定向移动的速率为 v 和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为 t 根据电流定义可知：当通过的电流为I时， 解得：故 D 对；ABC 错； 故选 D 9 如图所示， E 为电源， R1、 R2、 R3为可变电阻， C 为水平放置的平行板电容器， 其中 b 板接地并固定不动， a 板可以移动。当开关 K1、K2均闭合时， 电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是 A减小 R1，同时减小 R2，带电油滴可能保持静止不动 B减小 R3，同时增大 R2，带电油滴将向下运动 C只断开 K1，同时将电容器 a 极板缓慢向上平移，带电油滴将保持静止不动 D只断开 K2，同时将电容器 a 极板缓慢向右平移，带电油滴将向上运动 【答案】 BD 故选：BD。 10如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片 P 向右端滑动时，下面说法正确的是 （ ） A电压表 V1的读数减小，电流表 A1的读数增大 B电压表 V1读数变化量的大小 与电流表 A1读数变化量的大小 比值 增大 1 U 1 I 1 1 U I C若电压表 V2读数变化量大小为，电流表 A2读数变化量的大小为 ，则 2 U 2 I 2 2 2 U R I D若 ，则电压表 V1的读数 与电流表读数的乘积 增大 13 RR 1 U 1 A 1 1 U I 【答案】 AC 点睛：本题是简单的电路动态分析问题，按“部分整体部分”的思路进行分析对于电压表读数的变 化量与电流表读数的变化量之比，往往根据闭合电路欧姆定律分析 11如图所示是一直流电动机提升重物的装置；已知重物质量为 m=50kg，电源输出电压 U=110V 保持不变， 电动机线圈电阻 R=4，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流 I=5A （g=10m/s2）则： A电源的输出功率为 100W B电动机线圈电阻 R 的发热功率 550W C提升重物的功率为 450W D电动机的效率为 81.8 【答案】 AD 【名师点睛】此题是关于电功率的计算问题；关键是搞清电动机内部的能量转化关系，知道电热的求解公 式 P热=I2R。 12 如图所示， 图甲中 M 为一电动机， 当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中， 两电压表 V1和 V2 的读数随电流表 A 读数的变化情况如图乙所示已知电流表 A 读数在 0.2 A 以下时，电动机没有发生转 动不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是( ) A电路中电源电动势为 3.6V B变阻器的最大阻值为 30 C此电路中，电动机的最大输入功率是 0.9W D若电流表 A 示数小于 0.2A，随着变阻器滑片向右滑动，测量 R0两端电压表 V 读数的变化量与电流表 A 读数的变化量之比 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 由电路图甲知，电压表 V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表 示 V2的电压与电流的关系。 此图线的斜率大小等于电源的内阻， 为； 当电流 I=0.1A 时，U=3.4V，则电源的电动势 E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V，故 A 正确：当 I=0.1A 时，电路中电流最 小，变阻器的电阻为最大值，所以 R 与 R0并联电阻的最大值，则变阻 器的最大阻值小于 30， 故 B 错误。 当 I=0.3A 时， U=3V ， 电动机输入功率最大， 最大为 P=UI=3×0.3W=0.9W， 故 C 正确。若电流表 A 示数小于 0.2A，由图知，电动机不转动，电动机的电阻 rM=4。根据闭合电路欧 姆定律得：U=E-I（r+rM） ，得 =r+rM=6故 D 正确；故选 ACD。 【点睛】 本题考查对物理图象的理解能力， 可以把本题看成动态分析问题， 来选择两电表示对应的图线 对于电动机， 理解并掌握功率的分配关系是关键 二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分）二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分） 13某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端 N 相连，穿在光滑的 金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数 k1300N/m，自然长度 L00.5m，均匀金属杆用电阻率较 大的合金制成， 迎风板面积 S0.5m2， 工作时总是正对着风吹来的方向。 电路中左端导线与金属杆 M 端相连， 右端导线接住 N 点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值 R1，电源的 电动势 E12V，内阻 r0.5。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数 U13.0V；如果 某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为 U22.0V，求： (1)金属杆单位长度的电阻； (2)此时作用在迎风板上的风力。 【答案】 （1）1/m （2）260V 【解析】 考点：闭合电路的欧姆定律；胡克定律 【名师点睛】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电 压的规律解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。 14如图所示，电源的电动势为 6 V，内阻是 0.5 ，小电动机M的线圈电阻为 0.5 ，电阻R03 ，若 理想电压表的示数为 3 V，试求： (1)电源的总功率和电源的输出功率； (2)电动机的输入功率和电动机输出的机械功率 (3)若取下电动机改用电阻箱接到该位置，当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这 个最大值。 【答案】 (1) 6 W ； 5.5 W (2) 2.5 W； 2 W (3) 2.6 W 【解析】 【详解】 (1)电路中的电流， 路端电压：； 电源的总功率： 电源的输出功率： (2)电动机两端电压： 电动机的输入功率： 电动机输出的机械功率： (3)当即时， 电阻箱R消耗的功率最大为 【点睛】 本题关键抓住电路中电压分配和能量的关系，不能直接根据欧姆定律这样来求解电动机电路中电压电流， 因为电动机工作时，欧姆定律 不成立 15一台小型电动机在恒定电压下工作，通过它的电流是，用此电动机提升物重的物体，在内 可以使该物体匀速提升，除电动机线圈生热之外，不计其它的能量损失，求： （ ）电动机的输入电功率； （ ）在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量； （ ）电动机线圈所产生的反电动势 【答案】 （ ）；（ ）；（ ） 【解析】 【分析】电动机的输入电功率由求出，由能量求出电动机线圈所产生的热量， 16一辆总质量为M =6.0×102kg 的太阳能汽车，使用太阳能电池供电。它的集光板能时刻正对着太阳。车 上有一个直流电阻r = 4.0 的电动机。太阳能电池可以对电动机提供U=120V 的电压和I=10A 的电流。已 知太阳向外辐射能量的总功率为P总= 3.9×1026W。太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中 有大约 28%的能量损耗。太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P0 = 1.0×103W/m2。半径为 R的球面积公式为S = 4R2。 （取g=10m/s2， ）2.21.5 (1)这辆太阳能汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少； (2)若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的 0.05 倍。求这辆车可能行驶的最大速度； (3)根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离。 【答案】 (1) (2) vm=2.67m/s (3) R=1.5×1011m66.7% （3）设太阳到地面的距离是 R，以太阳 为球心，以 R 为半径的面积为 S=4R2 由题意可知 解得 代入数据求出 R=1.5×1011（m） 点睛：此题主要考查学生对功率的计算、功的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握，此题涉及到的 知识点较多，属于难题，此题体现了物理与高科技相结合的思想