[ID:6-6756325] 2020高考物理专题练习:恒定电流Word版含答案
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2020高考物理专题练习:恒定电流含答案
专题:恒定电流
一、选择题
1、下列器件,利用电流的热效应工作的是( )
A. 验电器 B. 电热水器
C. 电容器 D. 电感器
【答案】B
【解析】利用电流的热效应是指将电能主要转化为热能,故B正确
2、(多选)假如某白炽灯的U-I图象如图所示,图象上A点与原点的连线和横轴所成的角为α,A点的切线与横轴所成的角为β(横、纵坐标均为国际单位),以下说法中正确的是(  )

A.白炽灯的电功率随电压U的增大而增大
B.白炽灯的电阻随电压U的增大而增大
C.在A点,白炽灯的电阻为tan α
D.在A点,白炽灯的电阻为tan β
解析:选AB.由题图可知,U增大,I增大,则电功率P=UI增大,A正确;根据电阻的定义式R=知,电阻等于U-I图线的斜率,观察题图可知电阻逐渐增大,B正确;由于α是几何角,所以tan α=,一般情况下tan α≠,故C、D错误.
3、如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是(  )

A.电热丝的电阻为55 Ω
B.电动机的电阻为 Ω
C.当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
解析:选A.根据题述,电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W,可知电热丝功率为880 W,由P=可得电热丝的电阻为R=55 Ω,电动机为非纯电阻电器,R电动≠= Ω,选项A正确,B错误;当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为0,当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J,选项C、D错误.
4、(多选)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示.图中RT为热敏电阻(随温度升高阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻.当R处温度降低时(  )

A.L变亮
B.通过R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R消耗的功率减小
解析:选BC.当R处温度降低时,热敏电阻RT阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,左侧电路中的电流减小,通过小灯泡L的电流减小,小灯泡L的光照强度减小,光敏电阻RG的阻值变大,对右侧电路,由闭合电路欧姆定律可知,通过R2的电流变小,右侧电路中的电源E2的路端电压变大,R两端电压变大,通过R的电流也变大,R消耗的功率变大,通过R3的电流变小,选项B、C正确.
5、两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线.则图象中两直线的交点表示的物理意义是(  )

A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0 W
D.电源的效率达到最大值
解析:选B.由图乙可得,电源的电动势E=1.5 V,r=1 Ω,交点位置:R+R0==2 Ω,R0==2 Ω,R=0,滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端,A项错误;当电路中外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大,但本题R0>r,改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内电阻时,电源输出功率最大,B项正确;R0消耗的功率P=IU2=0.5 W,C项错误;电源的效率η=,电流越小效率越大,可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大,D项错误.
6、图为某种电子秤工作原理的示意图,被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得.秤盘中放入物体后,连杆P将从a点向下滑动,最终停在a、b间的某一位置.关于该电子秤,下列说法正确的是(  )

A.物体质量越小,电流表的示数越大
B.物体质量越大,电流表的示数越大
C.物体质量越大,电路中的总电阻越大
D.物体质量越小,电路中的总电阻越大
解析:选BD.物体质量越小,则P点的位置越接近a端,滑动变阻器的电阻越大,则电路中电流越小,电流表的示数越小,选项A错误,D正确;同理,物体质量越大,则P点的位置越接近b端,滑动变阻器的电阻越小,则电路中电流越大,电流表的示数越大,选项B正确,C错误.
7、一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示,若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P,现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,则下列说法中正确的是(  )

A.P1=4P2 B.PD=
C.PD=P2 D.P1<4P2
解析:选D.由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相等.当三者按照题图乙所示的电路连接时,电阻器D两端的电压小于U,由题图甲可知,电阻器D的电阻增大,则有RD>R1=R2,而RD与R2并联,电压相等,根据P=,则有PD<P2,C错误;由欧姆定律可知,电流ID<I2,又I1=I2+ID,故I1<2I2,根据P=I2R,则有P1<4P2,A错误、D正确;由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R<R1,所以D两端的电压小于,且D阻值变大,则PD<,B错误.
8、(多选)如图所示为两电源的U-I图象,则下列说法正确的是(  )

A.电源①的电动势和内阻均比电源②大
B.当外接相同的电阻时,两电源的输出功率可能相等
C.当外接相同的电阻时,两电源的效率可能相等
D.不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
解析:

选AD.图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势,图线的斜率的绝对值等于电源的内阻,因此A对;作外接电阻R的U-I图线分别交电源①、②的U-I曲线于S1、S2两点,电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率,由图可知,无论外接多大电阻,两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不可能相等,且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大,故B错,D对;电源的效率η===,因为电源内阻不同则电源效率不同,C错.
9、如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象.如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么有(  )

A.R接到a电源上,电源的效率较高
B.R接到b电源上,电源的输出功率较小
C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低
D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高
解析:

选BC.由图象知:接a时,η=50%,接b时,η>50%(图中虚线长与底边的比值为效率),A错;在U-I图象中,面积表示功率,显然接a时功率大,故B、C对;接b时,电阻的热功率小,D错.

二、非选择题
1、如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=1 Ω,R1=3 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF.

(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.
(2)然后将开关S断开,求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量.
(3)如果把R2换成一个可变电阻,其阻值可以在0~10 Ω范围变化,求开关闭合并且电路稳定时,R2消耗的最大电功率.
解析:(1)稳定时,电路中的电流:
I==1 A.
(2)S闭合,电路处于稳定状态时,电容器两端的电压:
U=IR2=1×6 V=6 V
断开后,电容器两端的电压为10 V
所以ΔU=4 V
流过R1的总电荷量为:
ΔQ=ΔU·C=1.2×10-4 C.
(3)PR2=·R2

可见当R2=R1+r时,R2消耗的功率最大
PmR2==6.25 W.
答案:(1)1 A (2)4 V 1.2×10-4 C (3)6.25 W
2、某同学在做测金属丝电阻率的实验中,取一根粗细均匀的、长度为L的康铜丝,先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d;然后由伏安法测出康铜丝的电阻;最后求出康铜丝的电阻率.
(1)测康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示,可知康铜丝的直径d=  mm.

(2)图乙是测量康铜丝电阻的原理图,根据原理图在图丙所示的实物图中画出连线.
(3)利用上面的电路图测出的电阻值比真实值  (填“偏大”或“偏小”),这种误差叫作  误差(填“偶然”或“系统”).
(4)若调节滑动变阻器,通过多次测量求平均值的方法得到康铜丝的电阻值为R,请写出求康铜丝的电阻率的表达式为  (用L、d、R等已知字母表示).
【参考答案】(1)0.281(2)电路图如图所示

(3)偏小 系统(4)
【解析】(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:0mm+28.1×0.01mm=0.281mm;
(2)根据图乙所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(3)由图示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用所测电流偏大,由欧姆定律可知,电阻的测量值小于真实值;该误差是由于实验设计造成的,属于系统误差.
(4)电阻阻值:R=ρ=,电阻率:ρ=;




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