高考物理專題練習(xí)：恒定電流

2020高考物理專題練習(xí)：恒定電流含答案專題：恒定電流一、選擇題1、下列器件，利用電流的熱效應(yīng)工作的是（）A．驗(yàn)電器B．電熱水器C．電容器D．電感器【答案】B【解析】利用電流的熱效應(yīng)是指將電能主要轉(zhuǎn)化為熱能，故B正確2、(多選)假如某白熾燈的U－I圖象如圖所示，圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線和橫軸所成的角為α，A點(diǎn)的切線與橫軸所成的角為β(橫、縱坐標(biāo)均為國際單位)，以下說法中正確的是()A．白熾燈的電功率隨電壓U的增大而增大B．白熾燈的電阻隨電壓U的增大而增大C．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanαD．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻為tanβ解析：選AB.由題圖可知，U增大，I增大，則電功率P＝UI增大，A正確；根據(jù)電阻的定義式R＝eq\f(U,I)知，電阻等于U－I圖線的斜率，觀察題圖可知電阻逐漸增大，B正確；由于α是幾何角，所以tanα＝eq\f(A點(diǎn)到I軸距離,A點(diǎn)到U軸距離)，一般情況下tanα≠eq\f(U0,I0)，故C、D錯(cuò)誤．3、如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成．當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出．已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W．關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是()A．電熱絲的電阻為55ΩB．電動(dòng)機(jī)的電阻為eq\f(1210,3)ΩC．當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000JD．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1000J解析：選A.根據(jù)題述，電吹風(fēng)的額定電壓為220V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1000W，可知電熱絲功率為880W，由P＝eq\f(U2,R)可得電熱絲的電阻為R＝55Ω，電動(dòng)機(jī)為非純電阻電器，R電動(dòng)≠eq\f(U2,P電動(dòng))＝eq\f(1210,3)Ω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為0，當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120J，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．4、(多選)某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理如圖所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻．當(dāng)R處溫度降低時(shí)()A．L變亮B．通過R3的電流減小C．E2的路端電壓增大D．R消耗的功率減小解析：選BC.當(dāng)R處溫度降低時(shí)，熱敏電阻RT阻值變大，由閉合電路歐姆定律可知，左側(cè)電路中的電流減小，通過小燈泡L的電流減小，小燈泡L的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻RG的阻值變大，對(duì)右側(cè)電路，由閉合電路歐姆定律可知，通過R2的電流變小，右側(cè)電路中的電源E2的路端電壓變大，R兩端電壓變大，通過R的電流也變大，R消耗的功率變大，通過R3的電流變小，選項(xiàng)B、C正確．5、兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖甲所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)．根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線．則圖象中兩直線的交點(diǎn)表示的物理意義是()A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最右端B．電源的輸出功率最大C．定值電阻R0上消耗的功率為1.0WD．電源的效率達(dá)到最大值解析：選B.由圖乙可得，電源的電動(dòng)勢E＝1.5V，r＝1Ω，交點(diǎn)位置：R＋R0＝eq\f(U1,I)＝2Ω，R0＝eq\f(U2,I)＝2Ω，R＝0，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，但本題R0>r，改變滑動(dòng)變阻器時(shí)無法達(dá)到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時(shí)當(dāng)外電阻越接近內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，B項(xiàng)正確；R0消耗的功率P＝IU2＝0.5W，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的效率η＝eq\f(IE－I2r,IE)，電流越小效率越大，可見滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到最右端時(shí)效率最大，D項(xiàng)錯(cuò)誤．6、圖為某種電子秤工作原理的示意圖，被稱物體的質(zhì)量可按照一定的換算關(guān)系通過電流表的示數(shù)獲得．秤盤中放入物體后，連桿P將從a點(diǎn)向下滑動(dòng)，最終停在a、b間的某一位置．關(guān)于該電子秤，下列說法正確的是()A．物體質(zhì)量越小，電流表的示數(shù)越大B．物體質(zhì)量越大，電流表的示數(shù)越大C．物體質(zhì)量越大，電路中的總電阻越大D．物體質(zhì)量越小，電路中的總電阻越大解析：選BD．物體質(zhì)量越小，則P點(diǎn)的位置越接近a端，滑動(dòng)變阻器的電阻越大，則電路中電流越小，電流表的示數(shù)越小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；同理，物體質(zhì)量越大，則P點(diǎn)的位置越接近b端，滑動(dòng)變阻器的電阻越小，則電路中電流越大，電流表的示數(shù)越大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤．7、一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖象如圖甲所示，若將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個(gè)用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，則下列說法中正確的是()A．P1＝4P2 B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1＜4P2解析：選D.由于電阻器D與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時(shí)，三者功率相同，則此時(shí)三者電阻相等．當(dāng)三者按照題圖乙所示的電路連接時(shí)，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，則有PD＜P2，C錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋I(xiàn)D，故I1＜2I2，根據(jù)P＝I2R，則有P1＜4P2，A錯(cuò)誤、D正確；由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于eq\f(U,2)，且D阻值變大，則PD＜eq\f(P,4)，B錯(cuò)誤．8、(多選)如圖所示為兩電源的U－I圖象，則下列說法正確的是()A．電源①的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均比電源②大B．當(dāng)外接相同的電阻時(shí)，兩電源的輸出功率可能相等C．當(dāng)外接相同的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等D．不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大解析：選AD.圖線在U坐標(biāo)軸上的截距等于電源電動(dòng)勢，圖線的斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)阻，因此A對(duì)；作外接電阻R的U－I圖線分別交電源①、②的U－I曲線于S1、S2兩點(diǎn)，電源的工作點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積IU為電源的輸出功率，由圖可知，無論外接多大電阻，兩工作點(diǎn)S1、S2橫、縱坐標(biāo)的乘積都不可能相等，且電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大，故B錯(cuò)，D對(duì)；電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)＝eq\f(R,R＋r)，因?yàn)殡娫磧?nèi)阻不同則電源效率不同，C錯(cuò)．9、如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線C為一個(gè)電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象．如果將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有()A．R接到a電源上，電源的效率較高B．R接到b電源上，電源的輸出功率較小C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低D．R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高解析：選BC．由圖象知：接a時(shí)，η＝50%，接b時(shí)，η＞50%(圖中虛線長與底邊的比值為效率)，A錯(cuò)；在U－I圖象中，面積表示功率，顯然接a時(shí)功率大，故B、C對(duì)；接b時(shí)，電阻的熱功率小，D錯(cuò)．二、非選擇題1、如圖所示，電源電動(dòng)勢E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝6Ω，C＝30μF.(1)閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流．(2)然后將開關(guān)S斷開，求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電荷量．(3)如果把R2換成一個(gè)可變電阻，其阻值可以在0～10Ω范圍變化，求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時(shí)，R2消耗的最大電功率．解析：(1)穩(wěn)定時(shí)，電路中的電流：I＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝1A.(2)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器兩端的電壓：U＝IR2＝1×6V＝6V斷開后，電容器兩端的電壓為10V所以ΔU＝4V流過R1的總電荷量為：ΔQ＝ΔU·C＝1.2×10－4C.(3)PR2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,r＋R1＋R2)))eq\s\up12(2)·R2＝eq\f(E2,\f([R2－（R1＋r）]2,R2)＋4（R1＋r）)可見當(dāng)R2＝R1＋r時(shí)，R2消耗的功率最大PmR2＝eq\f(E2,4（R1＋r）)＝6.25W.答案：(1)1A(2)4V1.2×10－4C(3)6.25W2、某同學(xué)在做測金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，取一根粗細(xì)均勻的、長度為L的康銅絲，先用螺旋測微器測出康銅絲的直徑d；然后由伏安法測出康銅絲的電阻；最后求出康銅絲的電阻率．（1）測康銅絲的直徑時(shí)螺旋測微器的示數(shù)如圖甲所示，可知康銅絲的直徑d=mm．（2）圖乙是測量康銅絲電阻的原理圖，根據(jù)原理圖在圖丙所示的實(shí)物圖中畫出連線．（3）利用上面的電路圖測出的電阻值比真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”），這種誤差叫作誤差（填“偶然”或“系統(tǒng)”）．（4）若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過多次測量求平均值的方法得到康銅絲的電阻值為R，請(qǐng)寫出求康銅絲的電阻率的表達(dá)式為（用L、d、R等已知字母表示）．【參考