浙江专版2021年高考物理一轮复习微专题突破练专题13恒定电流含解析
专题13 恒定电流
(建议用时40分钟)
1.关于电流的概念,下列说法中正确的是 ( )
A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B.电子的定向移动速率越大,电流越大
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D.横截面积越大,电流越大
【解析】选C。根据I=可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流不一定越大,选项A错误;根据I=neSv可知,电子的定向移动速率越大,电流不一定越大,选项B错误;根据I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,选项C正确;根据I=neSv可知,横截面积越大,电流不一定越大,选项D错误;故选C。
2.小明家的电热炉使用的电热丝由于年代久远已经破损,小明将一小段位于底端的破损段剪下后将完好段再次绕到电热炉上继续使用,在电源电压不变的情况下,下列说法正确的是 ( )
A.电热炉热功率不变
B.电热炉热功率增加
C.电热炉热功率减小
D.无法确定电热炉热功率的变化
【解析】选B。剪短电热丝后,电热丝电阻减小,根据P=可知电功率会增大,故B正确,A、C、D错误。
3.如图所示,甲、乙两电路中电源完全相同,相同材料的电阻丝A、B,长度分别是L和2L;直径分别为d和2d,在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中,下列判断正确的是 ( )
- 7 -
A.A、B的电阻之比RA∶RB=1∶2
B.A、B的电流IA>IB
C.A、B的电压UA>UB
D.A、B产生的电热QA=QB
【解析】选C。根据电阻定律得RA=ρ=,RB=ρ,解得RA∶RB=2∶1,故A错误;根据闭合电路欧姆定律得:I=,E和r相等,RA>RB,则IA
UB,故C正确;电阻产生的电热为Q=I2Rt,又It=q,U=IR,得Q=qU,因UA>UB,q相等,所以QA>QB,故D错误。故选C。
4.如图所示,灯泡L1、L2原来都正常发光,由于故障两灯突然熄灭,(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是 ( )
A.将多用电表的电压挡并联在ac两端,示数为0,说明ac间断路
B.将多用电表的电压挡并联在cd两端,有示数,说明cd间完好
C.将多用电表的电压挡并联在ad两端,有示数;并联在ac两端,示数为0,说明cd间断路
D.断开S,将L1拆下,使用多用电表欧姆挡,调零后将红黑表笔连接在L1两端,如果指针不偏转,说明L1完好
【解析】选C。若ac间断路,则将多用电表的电压挡并联在ac两端,示数应该等于电源的电动势E,选项A错误;将多用电表的电压挡并联在cd两端,有示数,说明cd间断路,选项B错误;将多用电表的电压挡并联在ad两端,有示数,则可能是L1或L2其中之一断路;并联在ac两端,示数为0,说明cd间断路,选项C正确;断开S,将L1拆下,使用多用电表欧姆挡,调零后将红黑表笔连接在L1两端,如果指针不偏转,说明L1断路,选项D错误。故选C。
5.两导体I-U关系如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是 ( )
- 7 -
A.R1∶R2=1∶3
B.R1∶R2=3∶1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比为I1∶I2=1∶3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比为I1∶I2=1∶1
【解析】选A。根据I-U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3,故A正确,B错误;串联电路电流处处相等,所以将R1与R2串联后接于电源上,电流比I1∶I2=1∶1,故C错误;并联电路,电压相等,电流比等于电阻之反比,所以将R1与R2并联后接于电源上,电流比I1∶I2=3∶1,故D错误。
6.一电流表G的满偏电流Ig=2 mA,内阻为100 Ω。要把它改装成一个量程为
0.4 A的电流表,则应在电流表G上 ( )
A.并联一个0.5 Ω的电阻
B.并联一个100 Ω的电阻
C.串联一个0.5 Ω的电阻
D.串联一个100 Ω的电阻
【解析】选A。把电流表改装成0.4 A的电流表需要并联一个分流电阻,分流电阻阻值:R== Ω≈0.5 Ω,故选A。
7.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路,电路两端加的电压恒为U,开始S断开时电流表的示数为I1,S闭合后电动机正常运转,电流表的示数为I2,电流表为理想电表,电动机的内阻为R2,则下列关系式正确的是 ( )
- 7 -
A.=R2 B.=
C.I2U=+ D.I2U=(I2-I1)U+R1
【解析】选D。由于电动机是非纯电阻用电器,因此欧姆定律不成立,故A、B错误。由于欧姆定律不成立,则电动机消耗的功率不能用P=表示,故C错误。电动机消耗的功率为(I2-I1)U,根据能量守恒定律可知,I2U=(I2-I1)U+R1。故D正确。
8.如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=6 Ω,R2=5 Ω,R3=
3 Ω,电容器的电容C=2×10-5 F。若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q。则 ( )
A.I=0.25 A B.I=0.5 A
C.q=1×10-5 C D.q=2×10-5 C
【解析】选C。开关S闭合电路稳定时,外电路中总电阻为R=R2+=(5+
) Ω=7 Ω,根据闭合电路欧姆定律得:I== A=0.75 A,电容器两端的电压为U=I=0.75×2 V=1.5 V,电量Q=CU=1.5×2×10-5 C=3×10-5 C。断开开关S后:电容器通过R1与R3放电,设通过R1与R3的放电电流分别为I1和I3,则=,由电量公式q=It可知,通过R1与R3的电量之比为=,又q1+q3=Q,联立得:通过R1的电量为q1=Q=×3×10-5 C=1×10-5 C,故A、B、D错误,C正确;故选C。
- 7 -
9.如图甲所示的电路中,a、b、c是三个完全相同的灯泡,已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,已知该伏安特性曲线过点(0.4 V,0.125 A),闭合电键后流过电源的电流为0.25 A。则下列说法正确的是 ( )
A.灯泡a两端电压为灯泡b两端电压的2倍
B.灯泡a的功率为0.75 W
C.灯泡b的阻值为12 Ω
D.灯泡a、b的电功率之比为4∶1
【解析】选B。由伏安特性曲线可知三个灯泡不是定值电阻,其阻值也不是线性变化的,当电路中的总电流为0.25 A时,通过灯泡b、c的电流均为0.125 A,由图象可知,灯泡a两端的电压为3.0 V,灯泡b两端的电压是0.4 V,灯泡a的功率为P=UI=3×0.25 W=0.75 W,故A错,B对;灯泡b的阻值为R== Ω=3.2 Ω,故C错;灯泡a的功率为Pa=UI=3×0.25 W=0.75 W,灯泡b的功率为Pb=U′I′=
0.4×0.125 W=0.05 W,所以灯泡a、b的电功率之比为15∶1,故D错。
10.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1、L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向下滑动,则 ( )
A.L1变亮,L2变暗
B.L1和L2都变暗
C.L1和R1上消耗的功率都变大
D.电源输出功率一定变大
【解析】选B。将滑片P向下滑动,则R变小,总电阻变小,总电流变大,路端电压减小,则L1两端电压减小,L1灯变暗,消耗的功率变小;R1两端电压变大,R1上消耗的功率变大,则L2两端的电压减小,L2灯变暗,选项A、C错误,B正确;因电源内阻和外电阻之间的关系不确定,无法判断电源输出功率如何变化,选项D错误;故选B。
- 7 -
11.如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=5 Ω,滑动变阻器的最大阻值R1=20 Ω,定值电阻R2=20 Ω,R3=5 Ω,R4=10 Ω,电容器的电容C=30 μF。开关S闭合电路稳定后,求:
(1)滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的过程中,通过R4的电量。
(2)电源的最大输出功率。
【解析】(1)滑动变阻器滑片处于最左端时,电容器两端的电压就是电源的路端电压,为:U1=R3=×5 V=6 V;
滑动变阻器滑片处于最右端时,R1、R2并联,电阻为,电容器两端的电压为:U2=
R3=×5 V=3 V;通过R4的电量为:q=C(U1-U2)=30×10-6×(6-3) C=
9×10-5 C
(2)电源输出功率P=I2R外=R外=,可见当R外=r时输出功率最大,但本题中R外=+R3>r,即R外取最小值时,输出功率最大。
电源的最大输出功率为:
P== W=7.2 W。
答案:(1)9×10-5 C (2)7.2 W
12.如图所示,A为电解槽, 为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 Ω,S1闭合,S2、S3断开时,电流表Ⓐ示数为6 A,当S2闭合,S1、S3断开时,电流表Ⓐ示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,电流表Ⓐ示数为4 A。求:
- 7 -
(1)电炉子的电阻及发热功率。
(2)电动机的内阻。
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少。
【解析】(1)电炉子为纯电阻元件,由欧姆定律得:R== Ω=2 Ω
其发热功率为:P=UI1=12×6 W=72 W。
(2)电动机为非纯电阻元件,由能量守恒定律得:UI2=rM+P输出
所以:rM== Ω=1 Ω。
(3)电解槽为非纯电阻元件,由能量守恒定律得:P化=UI3-rA
所以P化=(12×4-42×2) W=16 W。
答案:(1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W
- 7 -
