- 2021-04-25 发布 |
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文档介绍
专题09恒定电流(测)-2017年高考物理二轮复习讲练测(解析版)
www.ks5u.com 【满分:110分 时间:90分钟】 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, 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12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.现有甲、乙两个电源,电动势E相同,内阻不同,分别为和。用这两个电源分别给定值电阻供电,已知,则将R先后接在这两个电源上的情况相比较,下列说法正确的是( ) A、接在甲电源上时,定值电阻R上的电流较大 B、接在甲电源上时,电源输出功率较大 C、接在甲电源上时,电源消耗的功率较大 D、接在乙电源上时,定值电阻R上的电压较小 【答案】C 【解析】 【名师点睛】根据闭合电路欧姆定律分析同一电阻接到不同电源上时电流的大小,分析电源内阻消耗功率的大小.对于电源的输出功率,根据推论:外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大进行分析,本题关键掌握闭合电路欧姆定律和电源输出功率最大的条件,能熟练运用函数法列式处理电路中功率最大的问题 2.如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的O点固定,P为与圆环良好接触的滑动头,闭合开关S,在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点过程中,电容器C所带的电荷量将 A.由少变多 B. 由多变少 C. 先增多后减少 D. 先减少后增多 【答案】D 【解析】 【名师点睛】本题是一道闭合电路的动态分析题,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路特点及欧姆定律、电容器电量公式Q=CU即可正确解题;同时要知道,圆环的两部分电阻是并联关系,则当两部分电阻相等时总电阻阻值最大. 3.在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S, 将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是 A.灯泡L变亮 B.电流表读数变小,电压表读数变小 C.电源的输出功率变小 D.电容器C上所带的电荷量减少 【答案】C 【解析】 当滑动变阻器滑片P向左移动,其接入电路的电阻增大,电路总电阻R总增大,电流I减小,灯泡的功率P=I2RL,RL不变,则灯泡变暗.故A错误;电流表读数变小,电压表读数U=E-Ir变大.故B错误;当内、外电阻相等时,电源的输出功率功率最大.灯炮L的电阻大于电源的内阻,当R增大时,电源的输出功率变小.故C正确;变阻器两端电压增大,电容器与变阻器并联,电容器上电压也增大,则其电荷量增大,故D错误。 【名师点睛】本题的难点在于确定电源的输出功率如何变化,可以用数学证明,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,这是很重要的结论.对于电容器,关键确定电压,记住这个结论很有必要:电容器与与它并联的电路电压相等.滑动变阻器滑片P向左移动时,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,电流减小,灯泡变暗;根据结论:当内、外电阻相等时,电源的输出功率功率最大.灯炮L的电阻大于电源的内阻,当R增大时,电源的输出功率应减小.变阻器两端电压增大,电容器上电荷量增大,电流表读数变小,电压表读数U=E-Ir变大. 4.如图所示,一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻、一个零刻度在中央的电流计、一个定值电阻和电源连成电路,的电阻大于电源内阻,现有一个质量为的带电油滴悬浮在两极板间不动,则下列判断正确的是( ) A.增大电容器板间距离,电流计指针不动 B.增大,电源的输出功率一定变大 C.增大,中电流的变化值大于中电流的变化值 D.增大,两端电压的变化量与通过电流的变化量的比值变大 【答案】C 【解析】 【名师点睛】增大电容器板间距离,电容减小,电容器放电,电流计指针转动。增大,外电路电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析总电流的变化和的电流变化,判断1中电流的变化值与中电流的变化值的大小及电压变化量的大小。 5. 如图所示,电路中电源的电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑动片P向左移动的过程中,三盏规格相同的小灯泡的亮度变化情况是 A、灯变亮,灯变暗 B、灯变亮,灯变暗 C、灯变亮,灯变暗 C、灯变亮,、灯变暗 【答案】A 【解析】 【名师点睛】在分析电路动态变化时,首先要搞清电路的结构,然后按照“局部→整体→局部”顺序进行分析 6.如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M的线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是( ) A、电炉放出的热量大于电动机放出的热量 B、电炉两端的电压小于电动机两端的电压 C、电炉两端的电压等于电动机两端的电压 D、电动机消耗的电功率等于电炉消耗的电功率 【答案】B 【解析】 因为两者是串联在一起的,所以电流相等,又因为两者的电阻相等,根据焦耳定律可得两者发热相等,A错误;电炉两端的电压为,但是电动机是非纯电阻电器,所以电能一部分转化为热能,一部分转化为机械能,即,同除以I,可得,故B正确C错误;电动机消耗的电功率为,电炉消耗的电功率为,故电动机消耗的电功率大于电炉消耗的电功率 【名师点睛】 本题中电炉是纯电阻电路,电动机是非纯电阻电路,两个电路焦耳定律都适用,但欧姆定律只适用于电炉,不适用于电动机 7.如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r(),电表均视为理想电表。闭合开关S后,调节R的阻值,使电流表的示数增大,在这一过程中电压表示数的变化量的大小为,则 A.通过R的电流增大,但增大量小于 B.的大小随R的变化而变化 C.电源的输出功率一定增大了 D.电源的效率降低了 【答案】D 【解析】 【名师点睛】动态分析电路可采用串反并同法和程序法;而的表达式根据全电路的欧姆定律和串联分压、并联分流找关系. 8.用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电,电动机正常工作后,测得通过的电流为l、电动机两端的电压为U,则 A.电路中电流 B.在时间t内,电池组消耗的化学能为 C.在时间t内,电动机输出的机械能是 D.以上说法都不对 【答案】B 【解析】 因电动机是非纯电阻电路,不满足欧姆定律,故电路中电流不等于,选项A错误;在时间t内,电池组消耗的化学能为,选项B正确;[在时间t内,电动机输出的机械能是,选项D错误;故选B. 【名师点睛】此题是对电功率以及全电路的欧姆定律的考查;要知道电动机是非纯电阻电路,不满足欧姆定律;同时要搞清电路中的能量分配关系:电源的总功率一部分消耗在内阻上,另一部分输出给电动机,电动机的内阻消耗一部分热功率,剩下的功率变为机械功率输出. 9.如图所示电路,电源内阻不能忽略,R1阻值小于变阻器的总电阻, 当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时,电压表的示数为U,电流表的示数为I。那么,滑片P由中点向上移动的全过程中 A.电压表的示数始终小于U B. 电流表的示数始终大于I C. 电压表的示数先增大后减小 D. 电流表的示数先减小后增大 【答案】BC 【解析】 其中是定值,当滑片P由中点向上移动的全过程中,不断减小,不断增大,不断增大,即电流表的示数不断增大,且始终大于I,B正确;D错误;故选BC。 【名师点睛】电路的动态分析: 分析的顺序:外电路部分电路变化→变化→由判断的变化→由判断U的变化→由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化→用串、并联规律分析变化电阻的电流、电压、电功、电功率。 ②几个有用的结论 Ⅰ、外电路中任何一个电阻增大(或减少)时外电路的总电阻一定增大(或减少)。 Ⅱ、若开关的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若开关的通断使并联的支路增多时,总电阻减少 Ⅲ、动态电路的变化一般遵循“串反并同”的规律;当某一电阻阻值增大时,与该电阻串联的用电器的电压(或电流)减小,与该电阻并联的用电器的电压(或电流)增大。 10.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合电键S,将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端,两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则 A.图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B.电源内电阻的阻值为10Ω C.电源的最大输出功率为3.6W D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9W 【答案】AD 【解析】 图线②的斜率等于R1,则;故B错误;当内阻等于外阻时,电源的输出功率最大,故当外阻等于5Ω时,电源的输出功率最大,故此时电流,故电源的最大输出功率P=UI=1.8W;故C错误;由C的分析可知,R1的阻值为5Ω,R2电阻为20Ω;当R1等效为内阻,则当滑动变阻器的阻值等于R+r时,滑动变阻器消耗的功率最大,故当滑动变阻器阻值为10Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流,则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'2R′=0.9W;故D正确;故选AD. 【名师点睛】此题是关于电路的动态分析以及电功和电功率的问题; 在求定值电阻的最大功率时,应是电流最大的时候;而求变值电阻的最大功率时,应根据电源的最大输出功率求,必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理. 11.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是 A.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮 B.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮 C.ΔU1<ΔU2 D.ΔU1>ΔU2 【答案】AD 【解析】 【名师点睛】对于电路动态变化分析问题,按“局部→整体→局部”思路进行分析.运用总量法分析两电压表读数变化量的大小 12.如图,a、b分别表示一个电池组和一只电阻R的伏安特性曲线.用该电池组直接与电阻R连接成闭合电路,则以下说法正确的是 U/V I/A 4 2 O 1 2 3 4 a b A.电池组的内阻是 1Ω B.电阻的阻值为0.33Ω C.电池组的输出功率将是4WD.改变电阻R的阻值时,该电池组的最大输出功率为4W 【答案】AD 【解析】 电池组的内阻.故A正确;电阻的阻值约 .故B错误.两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态,由图读出路端电压为U=3V,电流为I=1A,电池组的输出功率是P=UI=3W.故C错误.当外电阻等于电池的内阻时,即外电阻R=r=1Ω时,电池组的最大输出功率.故D正确.故选AD. 【名师点睛】本题考查读图的能力.对于图象,往往从数学上斜率、截距、交点等知识来理解其物理意义;电池组的伏安特性曲线的斜率绝对值等于电池的内阻.电阻的伏安特性曲线斜率的倒数大小等于电阻.两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态.当外电阻等于电池的内阻时电池组有最大的输出功率. 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.(10分)某额定电压为8V的灯泡的伏安特性曲线如图所示.若将它与一个R=7Ω的定值电阻串联后接在电动势E=8V、内阻r=1Ω的电源上,则通过该灯泡的实际电流为 A,该灯泡的实际功率为 W. 【答案】0.48;1.92 【解析】 【名师点睛】在图中作出电源的伏安特性曲线,图象与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点,则可得出灯泡的电压及电流,由功率公式可求得实际功率。 14.(10分)如图所示,R为电阻箱,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? 【答案】(1), (2), 【解析】 (1)由闭合电路欧姆定律:, … 2分 … … … … … … … 2分 联立以上两式并代入数据解得:, … … … … … … … 2分 【名师点睛】闭合电路欧姆定律,根据两次对于的外电阻和电流,可得二元一次方程组,计算可得电动势和内电阻。当外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大。推导过程按照数学公式求极值的方法即可。 15.(15分)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,电容器的电容C=5 μF。开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少? 【答案】2.4×10-5 C。 【解析】 S断开时的等效电路如图甲所示,电容器C两端电压U为电阻R2两端电压U2,则 电容器C的电荷量Q=CU=CU2=1.5×10-5 C。且a板带正电,b板带负电。 【名师点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用,要求同学们能理清电路的结构,搞清电容器两端的电压是哪部分电阻上的电压,另外还要搞清电键闭合前后电容器极板的极性的变化;此题难度中等。 16.(15分)某同学设计了一种“自动限重器”,如图(甲)所示.该装置由控制电路和工作电路组成,其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等.压敏电阻R1 的阻值随压力F变化的关系如图(乙)所示.当货架承受的压力达到限定值,电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品.已知控制电路的电源电动势E=6V,r=2Ω,电磁继电器线圈的阻值忽略不计.请你解答下列问题: (1)用笔画线代替导线将图(甲)的电路连接完整. (2)当电磁继电器线圈中的电流大小为15mA时,衔铁被吸下.若货架能承受的最大压力为800N,则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω (3)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.现将控制电路中的电源,换成硅光电源,用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线(如图丙).不改变滑片的位置,当货架能承受的压力逐渐增加时,该硅光电池的内阻将 ,内电路上消耗的功率将 .(以上两格填写“增加” “减小”“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”). (4)若控制电路中的电源,换成硅光电源,不改变滑片的位置,即如(2)中数值,现测得硅光电源两端电压为5.4V,则货架上承受的压力为 N. 【答案】(1) (2)318 (3)增大,增大 (4)90 N 【解析】 (2)∵与串联,∴,所以根据闭合电路的欧姆定律 由图乙可知:时,,所以,即:滑动变阻器的最大阻值至少为. (3)由丙图可知,随着外电路电阻变大,硅光电源的图线的斜率绝对值逐渐变大,即硅光电源的内阻随外电路电阻变大而变大,当不改变滑片的位置,当货架能承受的压力逐渐增加时,的电阻变大,所以该硅光电池的内阻将增大.由丙图可知,随着外电路电阻变大,硅光电源的路端电压逐渐减小,根据闭合电路欧姆定律,内电压变大.电路的总电流又增大,所以逐渐变大. (4)硅光电源两端电压为,由丙图可知此时电流为,所以根据欧姆定律外电路的总电阻为,所以,根据乙图可知,此时对应的压力为. 【名师点睛】读懂题意,明确机械的工作要求与控制程序是进行电路连接的前提,本题在连接时,注意与衔铁处触点开关连接的位置有上下两个触点,这是本题易错的地方,连接任意一处都可以工作,但工作的条件恰好相反,必须根据题意的要求来最终确定。 查看更多