高考物理总复习恒定电流五高考题荟萃0508高考新题

高考物理总复习恒定电流五高考题荟萃0508高考新题

2005---2008 年高考题题组 ■ 优盟教育中心 物理教研组 一、选择题 1（08江苏物理2）.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们 发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技 术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中,错误的是 （ D ） A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 解析：考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系， 测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A 说法正确；光敏电阻是 将光信号与电信号进行转换的传感器，B 说法正确；电阻丝通过电流会产生热效应，可应用 于电热设备中，C 说法正确；电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D 说法错误。 2（08 重庆物理 15）.某同学设计了一个转向灯电路（如图）， 其中 L 为指 示灯，L1、 L2 分别为左、右转向灯，S 为单刀双 掷开关，E 为电源，当 S 置于位置 1 时，以下判断正确的是 ( A ) A.L 的功率小于额定功率 B.L1 亮，其功率等于额定功率 C.L2 亮，其功率等于额定功率 D.含 L 支路的总功率较另一支路的大 解析：本题考查电路分析的有关知识，本题为中等难度题目。由电路结构可知，当 S 置于 1 位置时，L 与 L2 串联后再与 L1 并联，由灯泡的额定电压和额定功率可知，L1 和 L2 的电阻相 等。L 与 L2 串联后的总电阻大于 L1 的电阻，由于电源电动势为 6 伏，本身有电阻，所以 L1 两端电压和 L 与 L2 的总电压相等，且都小于 6 伏，所以三只灯都没有正常发光，三只灯的 实际功率都小于额定功率。含 L 的支路的总电阻大于 L1 支路的电阻，由于两条支路的电压 相等，所以。含 L 的支路的总功率小于另一支路的功率。 3 （ 08 宁 夏 理 综 15 ） . 一 个 T 型 电 路 如 图 所 示 ， 电 路 中 的 电 阻 , . 另 有 一 测 试 电 源 电 动 势 为 100 V ， 内 阻 忽 略 不 计 。 则 （ AC ） A.当 cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是 40 B. 当 ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是 40 C. 当 ab 两端接通测试电源时， cd 两端的电压为 80 V D. 当 cd 两端接通测试电源时， ab 两端的电压为 80 V 解析：本题考查电路的串并联知识。当 cd 端短路时，R2 与 R3 并联电阻为 30Ω 后与 R1 串联， ab 间等效电阻为 40Ω，A 对；若 ab 端短路时，R1 与 R2 并联电阻为 8Ω 后与 R3 串联，cd 间 等效电阻为 128Ω，B 错；但 ab 两端接通测试电源时，电阻 R2 未接入电路，cd 两端的电压 即为 R3 的电压，为 Ucd = 40 50×100V=80V，C 对；但 cd 两端接通测试电源时，电阻 R1 未接入电 路，ab 两端电压即为 R3 的电压，为 Uab = 40 160×100V=25V，D 错。 4（08 海南物理 11）.当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值 变小 （填“变大”、 “不变”或“变小”）.半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 温度 变化而改变 的特性制成的. 解析：光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻，半导体材料的电阻率随温度升高而减小。 5（08 广东理科基础 15）．关于电阻率的说法正确的是 （ B ） A．电阻率与导体的长度无关 B．电阻率与导体的材料有关 C．电阻率与导体的形状有关 D．电阻率与导体的横截面积有关 解析：电阻率只与导体材料有关，与导体的形状、长度和导体的截面积都没有关系，故选项 B 正确。 6（08 广东物理 7）.电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R2 及滑动变阻器 R 连接成 如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向 b 端时，下列说法正确的是 （ A ） A.电压表和电流表读数都增大 1 10R = Ω 2 3120 , 40R R= Ω = Ω Ω Ω A M × 电动机 v 压敏电阻 R E A t I t1 t2 t30 （a） （b） B.电压表和电流表读数都减小 C.电压表读数增大，电流表读数减小 D.电压表读数减小，电流表读数增大 解析：设滑动变阻器的触头上部分电阻为 x，则电路的总电阻为 ,滑动 变阻器的触头由中点滑向 b 端时，并联支路电阻 x 增大，故路端电压变大，同时并联部分 的电压变大，故通过电流表的电流增大， 故选项 A 正确。 7（07 广东 A 物理 8）.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻 设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定 在绝缘小车 s 上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图 （b）所示，下列判断正确的是 （ D ） A．从 t1 到 t2 时间内，小车做匀速直线运动 B．从 t1 到 t2 时间内，小车做匀加速直线运动 C．从 t2 到 t3 时间内，小车做匀速直线运动 D．从 t2 到 t3 时间内，小车做匀加速直线运动 8（07 海南物理 5）.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为 36 W 与 36 V。若把此灯泡接 到输出电压为 18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 （ B ） A．等于 36 W B．小于 36 W，大于 9 W C．等于 9 W D．小于 9 W 9（07 宁夏理综 19.）在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源 内阻，R1 和 R3 均为定值电阻，R2 为滑动变阻器。当 R2 的滑动触点在 a 端时合上开关 S，此时三个电表 A1、A2 和 V 的示数分别为 I1、I2 和 U。现 将 R2 的 滑 动 触 点 向 b 端 移 动 ，则三 个 电 表 示 数 的 变 化 情 况 是 （ B ） A．I1 增大，I2 不变，U 增大 B．I1 减小，I2 增大，U 减小 C．I1 增大，I2 减小，U 增大 D．I1 减小，I2 不变，U 减小 10（07 重庆理综 15）.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开 2 1 2 x RR r R x R •+ + +总＝ A 1A 2V S R1 R2 R3 a b E r 车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为 10 A，电动机启动时电流表读数为 58 A，若电源 电动势为 12.5 V ，内阻为 0.05 Ω ，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了 （ B ） A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W 11（06 江苏物理 8）．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关。P 是滑 动变阻器 R 的滑动触 头，U1 为加在原线圈两端的交变电 压，I1、I2 分别为原线圈和副线圈中的电流。下列说 法正确的是（ BC ） A．保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 切换到 a，则 R 上消耗的功率减小 B．保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 a 切换到 b，则 I2 减小 C．保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 切换到 a，则 I1 增大 D．保持 U1 不变，S 接在 b 端，将 P 向上滑动，则 I1 减小 12（06 江苏物理 10.）我省沙河抽水蓄能电站自 2003 年投入运行以 来，在缓解用遇高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济 效益。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时（如深夜），电站 利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用 蓄水池中的水发电。如图，蓄水池（上游水库）可视为长方体，有 效总库容量（可用于发电）为 V，蓄水后水位高出下游水面 H，发电过程中上游水库水位 最大落差为 d。统计资料表明，该电站年抽水用电为 2.4×108 KW·h，年发电量为 1.8×108 KW·h。则下列计算结果正确的是（水的密度为ρ，重力加速度为 g，涉及重力势能的计算 均以下游水面为零势能面） （ BC ） A．能用于发电的水最大重力势能 B． 能用于发电的水的最大重力势能  C．电站的总效率达 75% D．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以 10 5 kW 计）约 10 h。 13（06 四川理综 18.）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一 只，且灯光正常发光。则 （ C ） VgHEP ρ= )2( dHVgEP −= ρ A.电流表的示数为 A B.电源输出功率为 1 200 W C.电流表的示数为 A D.原线圈端电压为 11 V 14（06 天津理综 19）.如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 ，电路中的电阻 、 和 的阻值都相同。在电键 S 处于闭合状态 上，若将电键 S1 由位置 1 切换到位置 2，则 （ B ） A. 电压表的示数变大 B. 电池内部消耗的功率变大 C. 电阻 两端的电压变大 D. 电池的效率变大 15（05 广东大综合 28）.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发 明了许多电器设备。下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理（ B ） A.动圈式话筒 B.白炽灯泡 C.磁带录音机 D.日光灯镇流器 16（05 辽宁文理综合 32）.图中 B 为电源，R 1、R2 为电阻.K 为电键。 现用多用电表测量流过电阻 R2 的电流。 将多用电表的选择开关调 至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是 （ C ） A．保持 K 闭合，将红表笔接在 a 处，黑表笔接在 b 处 B．保持 K 闭合，将红表笔接在 b 处，黑表笔接在 a 处 C．将 K 断开，红表笔接在 a 处，黑表笔接在 b 处 D．将 K 断开，红表笔接在 b 处，黑表笔接在 a 处 17（05 江苏理综 25）.如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分 别为 E 和 r，当闭合开关 S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说 法正确的是 ( D ) A.电流表的示数变大，电压表的示数变大 B.电流表的示数变大，电压表的示数变小 C.电流表的示数变小，电压表的示数变小 220 23 220 3 r 1R 2R 3R 2R D.电流表的示数变小，电压表的示数变大 二、非选择题 18（2007 北京理综 24）.用密度为 d、电阻率为 ρ、横截面积为 A 的薄金属条制成边长为 L 的闭合正方形框 。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方 向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的 边和 边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为 B。方框从静止开始释放，其平面在下 落过程中保持水平（不计空气阻力）。 ⑴求方框下落的最大速度 vm（设磁场区域在数值方向足够长）； ⑵当方框下落的加速度为 时，求方框的发热功率 P； ⑶已知方框下落时间为 t 时，下落高度为 h，其速度为 u1（u1＜vm）。若在同一时间 t 内，方 框内产生的热与一恒定电流 I0 在该框内产生的热相同，求恒定电流 I0 的表达式。 解析： ⑴方框质量 方框电阻 方框下落速度为 v 时，产生的感应电动势 感应电流 方框下落过程，受到重力 G 及安培力 F， ，方向竖直向下 abb a′ ′ aa′ bb′ 2 g 4m LAd= 4LR A ρ= 2E B L v= ⋅ ⋅ 2 E BAvI R ρ= = 4G mg LAdg= = ⊙⊙⊙ × × × NS S L 金属方框 激发磁场的通电线圈 装置纵截面示意图 金属方框 磁极 装置俯视示意图 La a/ b b/ S ，方向竖直向上 当 F＝G 时，方框达到最大速度，即 v＝vm 则 方框下落的最大速度 ⑵方框下落加速度为 时，有 ， 则 方框的发热功率  ⑶根据能量守恒定律，有 解得恒定电流 I0 的表达式 。 19（07 北京理综 23.）环保汽车将为 2008 年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的 环保汽车，总质量 m＝3×103 kg。当它在水平路面上以 v＝36 km/h 的速度匀速行驶时，驱 动电机的输入电流 I＝50 A，电压 U＝300 V。在此行驶状态下 ⑴求驱动电机的输入功率 P 电； ⑵若驱动电机能够将输入功率的 90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率 P 机，求汽车所 受阻力与车重的比值（g 取 10 m/s2）； ⑶设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。 结合计算结果，简述你对该设想的思考。 已知太阳辐射的总功率 P0＝4×1026 W，太阳到地球的距离 r＝1.5×1011 m，太阳光传播到 达地面的过程中大约有 30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为 15%。 解析： ⑴驱动电机的输入功率 ⑵在匀速行驶时 2 2 B ALF BI L vρ= ⋅ = 2 m 4B AL v LAdgρ = m 2 4 dv gB ρ= 2 g 2 2 gmg IB L m− ⋅ = 4 mg AdgI BL B = = 2 2 2 2 4 ALd gP I R B ρ= = RtImvmgh 2 0 2 12 1 +=      −= 2 10 2 1 vghRt mI      −= 2 10 2 1 vghpt dAI 31.5 10 WP IU= = ×电 0.9P P Fv fv= = =电机 汽车所受阻力与车重之比 。 ⑶当太阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为 S，距太阳中心为 r 的球面面积 若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为 ，则 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为 P， 所以 由于 ，所以电池板的最小面积 分析可行性并提出合理的改进建议。 20（06 北京理综 24）.磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，图 1 是在平 静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。 如图 2 所示，通道尺寸 a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作时，在通道内沿 z 轴正方向加 B=0.8 T 的匀强磁场；沿 x 轴负方向加匀强电场，使两极板间的电压 U=99.6V；海水沿 y 轴方 向流过通道。已知海水的电阻率 ρ=0.20 Ω·m。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； （2）船以 vs=5.0m/s 的速度匀速前进。以船为参照物，海水以 5.0 m/s 的速率涌入进水口， 由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水的速率增加到 vd=8.0m/s。求此时金 属板间的感应电动势 U 感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按 U '=U-U 感计算，海水受到电磁力的 80%可以转 换为船的动力。当船以 vs=5.0m/s 的速度匀速前进时，求海水推力的功率。 0.9 /f P v= 电 / 0.045f mg = 2 0 4πS r= P′ 0 0 P S P S ′ = ( )1 30%P P′= − ( )0 01 30% P S P S =− 15%P P=电 2 20 0 0 4π 101 m0.7 0.15 0.7 r PPSS P P = = =× 电 解析： (1)根据安培力公式,推力 F1=I1Bb,其中 I1= ,R＝ρ 则 F1= N 对海水推力的方向沿 y 轴正方向(向右) (2)U 感=B b=9.6 V (3)根据欧姆定律，I2= A 安培推力 F2=I2Bb=720 N 对船的推力 F=80%F2=576 N 推力的功率 P=Fvs=80%F2vs=2 880 W 21（06 四川理综 24.）如图所示的电路中，两平行金属 板 A、B 水平放置，两板间的距离 d=40 cm。电源电动 势 E=24V,内电阻 r=1 Ω，电阻 R=15 Ω。闭合开关 S， 待电路稳定后，将一带正电的小球从 B 板小孔以初速度 v0=4 m/s 竖直向上射入板间。若小球带电量为 q=1×10-2 C,质量为 m=2×10-2 kg,不考虑空气 阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达 A 板?此时，电源的输出 功率是多大？(取 g=10 m/s2).(19 分) 解：(1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到 A 板时速度为零。 设两板间电压为 UAB 由动能定理得 -mgd-qUAB=0- ① ∴滑动变阻器两端电压 U 滑=UAB=8 V ② R U ac b 8.796== Bp UBbR U ac dv 600)(' =−= pb acbBvU R U d 2 02 1 mv 设通过滑动变阻器电流为 I,由欧姆定律得 I= ③ 滑动变阻器接入电路的电阻 ④ (2)电源的输出功率 P 出=I2(R+R 滑)=23 W ⑤ 22（06 江苏物理 15.）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热 和保温功能，其工作原理大致相同。图①为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电 阻丝 R1、R2 和自动开关 S。 （1）当自动开关 S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？ （2）用电器由照明电路供电（U＝220 V），设加热时用电器的电功率为 400W，保温时用电 器的电功率为 40W，则 R1 和 R2 分别为多大？ （3）若将图①中的自动开关 S 换成理想的晶体二极管 D，如图②所示，其它条件不变，求 该用电器工作 1 小时消耗的电能。 解析： （1）S 闭合，处于加热状态 ………………………………………………① S 断开，处于保温状态 ………………………………………………② （2）由电功率公式得 ………………………………………………③ ………………………………………………④ 联立③④得 R1=121Ω，R2=1 089Ω (3) kW·h(或 7.92×105J) A1=+ − rR UE 滑 Ω8＝＝ 滑 滑 I UR 1 2 1 R UP = 21 2 2 RR UP += 22.02 tP2 tPW 21 =+= 23（2005 夏季高考物理江苏卷 14）．如图所示，R 为电阻箱，○V为理想电压表．当电阻箱读 数为 R1=2Ω时，电压表读数为 U1=4 V；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为 U2=5 V．求： (1)电源的电动势 E 和内阻 r (2)当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值 Pm 为多少? 解析： （1）由闭合电路欧姆定律： ， 联立以上两式并代入数据解得： ， （2）由电功率表达式： 将上式变形为： 由上式可知 时 有最大值： 更多课程资源，详见优盟教育:www.bestedu.org 1 1 1 UE U rR = + 2 2 2 UE U rR = + V6=E Ω= 1r 2 2( ) EP RR r = + R r R rR Ep 4)( 2 2 +−= Ω== 1rR P W94 2 == Rr EP m