2021高考物理人教版一轮考评训练：《恒定电流》检测题

2021高考物理人教版一轮考评训练：《恒定电流》检测题

www.ks5u.com ‎《恒定电流》检测题 ‎(本试卷满分100分)‎ 一、单项选择题(本题包括8小题，每小题3分，共24分)‎ ‎1．[2019·潍坊模拟]在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场．导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动．已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即f＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于(　　)‎ A. B. C. D. ‎2．如图，当电路中电键S断开时，测得电阻R1两端的电压为2 V，R2两端的电压为3 V，电源有内阻．当电键S闭合后，下列说法正确的是(　　)‎ A．电压表的示数大于5 V B．电阻R2两端的电压小于3 V C．电阻R1两端的电压小于2 V D．内电阻r上的电压变小 ‎3．已知两电源的电动势E1>E2，当两电源的外电路电阻均为R时，外电路消耗功率正好相等．电源E1的内阻为r1，电源E2的内阻为r2.则(　　)‎ A．r1>r2 B．r1＝r2‎ C．r1I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 ‎8．手机充电器又名电源适配器，手机常用锂离子(li－ion)电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图甲所示，充电的锂离子电池标识如图乙所示，对于电源适配器与锂离子电池，下列说法正确的是(　　)‎ A．手机电池标识的mA·h是电功的单位 B．电源适配器输出的是6 V交流电 C．如果工作电流是200 mA，手机电池最多能连续工作约8个小时 D．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成内能的装置 二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)‎ ‎9．如图所示，电源电动势为E，内阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表．闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内．在温度降低的过程中，分别用I、U1、U2和U3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数，用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值．温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是(　　)‎ A.、、一定都不变 B.、和均不变 C．带电液滴一定向下加速运动 D．电源的工作效率一定变大 ‎10．如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的滑动触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示．已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动．不考虑电表内阻对电路的影响，以下判断正确的是(　　)‎ A．电路中电源电动势为3.6 V B．滑动变阻器的滑动触头向右滑动过程，电压表V2读数逐渐减小 C．滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，电动机的输出功率增大 D．滑动变阻器的最大阻值为30 Ω ‎11.‎ 如图所示，一电荷量q＝3×10－5C的带正电小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置、足够大的平行金属板中的O点．开关S合上后，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ＝37°.已知两板间距d＝0.1 m，电源电动势E＝15 V，内阻r＝0.5 Ω，电阻箱R1＝3 Ω，R2＝R3＝R4＝8 Ω，取g＝10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则以下表述正确的是(　　)‎ A．电源的输出功率为14 W B．两板间的电场强度的大小为140 V/m C．带电小球的质量为5.6 mg D．若增加R1的大小，会有瞬时电流从左向右流过R4‎ ‎12．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5 Ω.当开关S闭合后(　　)‎ A．L1的电阻为 Ω B．L1消耗的电功率为7.5 W C．L2的电阻为7.5 Ω D．L2消耗的电功率为0.3 W 三、非选择题(本题包括6小题，共60分)‎ ‎13．(8分)某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线．他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：‎ U/V ‎0.00‎ ‎0.20‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ I/A ‎0.000‎ ‎0.050‎ ‎0.100‎ ‎0.150‎ ‎0.180‎ ‎0.195‎ ‎0.205‎ ‎0.215‎ 现备有下列器材：‎ A．内阻不计的6 V电源；‎ B．量程为0～3 A的内阻可忽略的电流表；‎ C．量程为0～0.3 A的内阻可忽略的电流表；‎ D．量程为0～3 V的内阻很大的电压表；‎ E．阻值为0～10 Ω，允许通过的最大电流为3 A的滑动变阻器；‎ F．电键和导线若干．‎ ‎(1)这个学习小组在实验中电流表选________(填器材前面的字母)．‎ ‎(2)利用表格中数据描绘出电器元件Z的伏安特性曲线如图甲所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U的变大而________(填“变大”“变小”或“不变”)．‎ ‎(3)若把电器元件Z接入如图乙所示的电路中时，电流表的读数为0.150 A，已知A、B两端的电压恒为2.00 V，则定值电阻R0的阻值为________Ω.‎ ‎14．(8分)[2020·保定模拟]‎ 物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2 Ω的保护电阻，滑片P与电阻丝始终接触良好．实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U－I图象和如图丙所示的－x图象．‎ ‎(1)由图乙可得电源的电动势E＝________ V；内阻r＝________ Ω.‎ ‎(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S＝0.12×10－6 m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为________ Ω·m，图丙中图象截距的物理意义是__________ __________________.(以上结果均保留两位有效数字)‎ ‎(3)此实验用图象法处理数据的优点是直观，但是不能减少或者消除______(选填“偶然误差”或“系统误差”)．‎ ‎15．(10分)[2019·安庆模拟]在如图所示电路中，定值电阻R0＝2 Ω，电流表和电压表均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器Rx的滑片P从一端移向另一端时，发现电压表的电压变化范围为0～3 V，电流表的变化范围为0.75～1.0 A．求：‎ ‎(1)电源的电动势和内阻．‎ ‎(2)移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率．‎ ‎16．(12分)如图甲所示的电路中，电源由n个电动势均为1.5 V且内阻相同的电池串联组成．闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示，电表、导线对电路的影响不计．求：(乙图为电源输出功率与路端电压关系图线；丙图为路端电压与总电流关系图线；丁图为电源效率与外电路电阻关系图线；E总＝nE，r总＝nr)‎ ‎(1)组成电源的串联电池的个数；‎ ‎(2)滑动变阻器的总阻值；‎ ‎(3)乙、丙两图中a、b、c各点的坐标．‎ ‎17.(11分)有一用电器的铭牌上标明额定电压为100 V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值变化范围为0～100 Ω的滑动变阻器连接后，接在输出电压为220 V的电源两端．‎ ‎(1)为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？画出电路图．‎ ‎(2)在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4 A，求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比．‎ ‎18．(11分)抽油烟机是现代厨房不可缺少的用具，下表是某品牌家用抽油烟机说明书中的主要技术参数差．用多用电表测量得其中一只电动机的线圈电阻R＝90 Ω.若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍，启动时电动机当成纯电阻处理，求：‎ 额定电压(两电动机、照明灯)‎ AC220 V　50 Hz 额定输入功率 ‎2×185 W 抽排风量(两电动机同时工作)‎ ‎≥15 m3/min 风压(两电动机同时工作)‎ ‎≥300 Pa 照明灯 ‎40 W 排烟管内径 ‎150 mm ‎(1)两电动机每分钟消耗的电能为多少？‎ ‎(2)这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少？‎ ‎(3)两电动机每分钟所做的有用功至少是多少？‎ ‎(4)这种油烟机的机械效率至少是多少？‎ ‎《恒定电流》检测题 ‎1．B　电子定向移动，由平衡条件，kv＝e，则U＝，导体中的电流I＝neSv，电阻R＝＝，选项B正确．‎ ‎2．B　当电键S断开时，测得电阻R1两端的电压为2 V，R2两端的电压为3 V，则路端电压为5 V，即电压表的示数为5 V．当电键S闭合后，电路的总电阻变小，总电流变大，则路端电压变小，即电压表示数小于5 V；电阻R1两端的电压变大，则R1两端的电压大于2 V；并联电路两端的电压减小，则电阻R2两端的电压小于3 V，选项B正确，A、C两项错误．因总电流变大，则内电阻r 上的电压变大，选项D错误．‎ ‎3．A　当两个电源分别与阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等，即2R＝2R，则＝，由E1>E2，可得r1>r2，A项正确，B、C、D三项错误．‎ ‎4．B　若电流表坏了或未接好，电路中没有电流，电压表就无示数，故A项错误；电压表有示数，说明电流表和L2完好，电压表直接与电源两极相连，说明从点a经过L1到点b的电路中有断路，故B项正确，C、D两项错误．‎ ‎5．A　设灯泡正常发光时的电流为I，电压为UL，对于题图甲，电路的总电流为I，变阻器R1两端的电压为U1＝U－4UL，变阻器R1消耗的功率P1＝U1I＝(U－4UL)I；对于题图乙，电路的总电流为2I，，变阻器R2两端的电压为U2＝U－2UL，变阻器R2消耗的功率P2＝U2·2I＝(U－2UL)·2I，则＝＝2＋>2，当＝8时，P2＝3P1，当＝6时，P2＝4P1，当＝时，P2＝8P1，故A项符合题意，B、C、D三项不符合题意．‎ ‎6．C　设在Δt时间内，触头P移动的距离为ΔL，则ΔL＝vΔt，电源内阻不计，电阻丝单位长度上的电压值为，因此在Δt时间内电容器两板间电压改变了ΔU＝ΔL＝vΔt，而I＝＝C＝＝v，电流值恒定，即电流表读数稳定，A、B错误；电容器的电压等于右半部分电阻丝两端的电压，当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时，电容器的电压减小，放电，放电电流方向由正极板流向负极板，右极板带正电，所以通过A的电流方向向右，故C正确，D错误．‎ ‎7．A　由电功率公式P＝知，电功率越大，电流做功越快；电流做功越快，电路中产生的焦耳热不一定越多，选项A错误；W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路，选项B正确；在非纯电阻电路中， 电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，则UI>I2R，选项C正确；Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，选项D正确．‎ ‎8．C　由q＝It可知，手机电池标识的mA·h是电荷量的单位，故A错误；电源适配器输出的是6 V直流电，DC表示直流，AC表示交流，故B错误；如果工作电流是200 mA，手机电池最多能连续工作时间t＝＝ h＝8.25 h，C项正确；手机充电时会微微发热，说明有很小部分的电能转化为内能，故D项错误．‎ ‎9．BD　由题意可知，＝R，＝RT，＝R＋RT，当温度降低时，RT增大，则不变，增大，增大，A项错误；＝R不变，＝r不变，＝R＋r不变，B项正确；RT增大时，其两端电压增大，平行板电容器两端的电压也增大，液滴向上加速运动，C项错误；RT增大，则外电阻增大，电源的效率增大，D项正确．‎ ‎10．AD　由题图可知，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电压表V2的读数与电流的关系，U＝E－Ir，此图线的斜率的绝对值即为电源的内阻，为r＝ Ω＝2 Ω，当电流I＝0.1 A时，路端电压U＝3.4 V，则电源电动势 E＝U＋Ir＝3.4 V＋0.1×2 V＝3.6 V，A正确；滑动变阻器向右滑动时，其接入电路的阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即电压表V2读数逐渐增大，B错误；由题图乙可知，电动机的电阻rM＝ Ω＝4 Ω，当电流I＝0.3 A时，电动机两端电压U＝3 V，电动机输出功率最大，而在电流表读数在0.2 A以下时，电动机的输出功率一直为0，C错误；当电路中电流最小时，滑动变阻器的阻值为最大值，即I＝0.1 A时，R＝＝ Ω＝30 Ω，D正确．‎ ‎11．BD　外电路电阻R＝＋R1，电路中总电流I＝，路端电压U＝E－Ir，输出功率P＝UI，解得P＝28 W，两板间的场强E0＝＝140 V/m，A错误，B正确；设小球质量为m，由共点力平衡条件有mgtan θ＝qE0，解得E＝5.6×10－4 kg，C错误；若增加R1的大小，电容器两端电压增大，会有瞬时电流从左向右流过R4，D正确．‎ ‎12．CD　本题考查欧姆定律、电功率．电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1两端的电压为U1＝3.0 V，由图乙知，通过L1的电流为I1‎ ‎＝0.25 A，由欧姆定律得L1的电阻R1＝＝＝12 Ω，选项A错误；L1消耗的电功率P1＝U1I1＝3.0 V×0.25 A＝0.75 W，选项B错误；由图甲可知，L2两端的电压U2和定值电阻两端的电压UR之和等于3.0 V，即U2＋UR＝3.0 V，在电源、L2、R组成的回路中，将R等效为电源内阻，结合图乙可知，U2＝1.5 V，I2＝0.2 A，由欧姆定律得L2的电阻R2＝＝＝7.5 Ω，选项C正确；L2消耗的电功率P2＝U2I2＝1.5 V×0.2 A＝0.3 W，选项D正确．‎ ‎13．答案：(1)C　(2)变大　(3)6.67‎ 解析：(1)表格中最大电流为0.215 A，电流表应选C.(2)在图线上取一点，将该点与原点相连，连线的斜率大小为电阻的倒数，电压越大，该连线斜率越小，则电阻越大．(3)当电路中电流为0.150 A时，电器元件Z两端的电压为1.00 V，电阻R0上电压为1.00 V，R0的阻值为6.67 Ω.‎ ‎14．答案：(1)3.00(2.99～3.02均可)　1.0(0.80～1.0均可)‎ ‎(2)1.2×10－6　电流表内阻为2.0 Ω　(3)系统误差 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，电压表示数，即路端电压U＝E－I(R0＋r)，因此，图乙中纵截距，即为电源的电动势E＝3.00 V，斜率绝对值表示保护电阻R0与电源内电阻之和，即R0＋r＝ Ω＝3.0 Ω，r＝1.0 Ω.‎ ‎(2)图丙中截距对应的电路状态为电路中电阻丝被短路，所测电阻，即为电流表的内阻；由图丙可知，电阻丝长为0.6 m，电阻为5.8 Ω，由电阻定律R＝ρ，代入已知数据解得：ρ＝1.2×10－6 Ω·m.‎ ‎(3)通过图象法处理数据可以消除个别数据由于测量不准确产生的偶然误差，对系统产生的误差没有修正作用．‎ ‎15．答案：(1)12 V　10 Ω　(2)3.375 W 解析：(1)当Rx＝0时，Ux1＝0，对应电流为I1＝1.0 A，由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R0＋r)①‎ 当Rx为最大值时，Ux2＝3 V，对应电流为I2＝0.75 A，有 E＝I2(R0＋r)＋Ux2②‎ Rx的最大值为Rxm＝＝ Ω＝4 Ω.‎ 由①②两式代入数据得E＝12 V，r＝10 Ω.‎ ‎(2)电源的输出功率P输出＝2(Rx＋R0)‎ 当Rx＋R0＝r时，电源有最大输出功率，但Rx＋R0恒小于r，由输出功率随外电阻变化的关系知，当Rx＋R0取最大值时输出功率最大，即Pm＝2(Rxm＋R0)＝2×(4＋2) W＝3.375 W.‎ ‎16．答案：(1)4个　(2)8Ω　(3)a(0.6A,4.8V)　b(3V,4.5W)　c(4.8V,2.88W)‎ 解析：(1)由题图丙可知Imax＝＝3 A，所以有r＝＝ Ω＝0.5 Ω 由题图乙可知Pmax＝ 所以有n＝＝个＝4个．‎ ‎(2)由题意知η＝ 当滑片C滑到B端时，电源效率最高，由题图丁知此时 η＝80%，r总＝nr＝4×0.5 Ω＝2 Ω 所以R＝＝8 Ω.‎ ‎(3)当内、外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，有 Pmax＝UI＝4.5 W，I＝ 代入数据解得U＝3 V，即b点的坐标为(3 V,4.5 W)‎ 当滑片C到达B端时，总电流最小，而路端电压最大 则a点的横坐标I＝＝0.6 A a点的纵坐标Ua＝IR＝0.6×8 V＝4.8 V 即a点的坐标为(0.6 A,4.8 V)‎ c点的横坐标Uc＝Ua＝4.8 V，又Ic＝I＝0.6 A，则c点的纵坐标 Pc＝UcIc＝4.8×0.6 W＝2.88 W 所以c点的坐标为(4.8 V,2.88 W)．‎ ‎17．答案：(1)见解析　(2)566‎ 解析：‎ ‎(1)由于用电器阻值未知，所以滑动变阻器应采用分压接法，使其电压可以从0开始调节．电路如图所示．‎ ‎(2)设滑动变阻器串联部分电阻为Rx，其与用电器并联部分的电压为100 V，则Rx的电压为120 V，Rx的电流为2.4 A，则Rx＝50 Ω.滑动变阻器并联部分的电阻为100 Ω－Rx＝50 Ω，电流为I1＝ A＝2 A，通过用电器的电流为I2＝0.4 A，用电器的功率P2＝40 W，所求电功率之比为＝566.‎ ‎18．答案：(1)2.22×104 J　(2)7.61 A　(3)4.5×103 J ‎(4)20.3%‎ 解析：(1)两电动机每分钟消耗的电能E＝2Pt＝2.22×104 J.‎ ‎(2)电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流，所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定，启动电流I＝×2 A＋＝5.07 A，所以保险丝的熔断电流至少为I′＝1.5I＝7.61 A.‎ ‎(3)电动机所做的有用功是用于排风的，故两电动机每分钟所做的有用功至少为W＝pΔV＝300×15 J＝4.5×103 J.‎ ‎(4)该抽油烟机的机械效率至少为η＝×100%＝20.3%.‎