2023版高三物理一轮复习专题7恒定电流（含2023年高考真题）

PAGEPAGE2专题7恒定电流1．[2022·天津卷]如下图，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置．闭合开关S，电路到达稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变以下某一个条件，油滴仍能静止不动的是()A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开开关S答案:B解析：此题考查含有电容器的动态电路及受力平衡等知识点，为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动，就要使电容器两板之间的场强E不变．电路稳定后，和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不产生影响，而增大R1的阻值将使电容器两端的电压增大，根据E＝eq\f(U,d)可知，E增大，故A错误；增大R2的阻值，电容器两端的电压不变，E不变，故B正确；增大两板间的距离，E减小，故C错误；断开开关S，电容器两端的电压发生改变，D错误．2.〔2022上海〕如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表示数变化量的绝对值△I，那么〔〕〔A〕A的示数增大〔B〕V2的示数增大〔C〕△V3与△I的比值大于r(D)△V1大于△V2答案:ACD解析：此题考查闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点，滑片向下滑动，连入电路中的电阻R变减小，由I=E/(R+R变+r)，A表示数增大，故A正确；V2表测量的是电源的输出电压U2=E－Ir减小，故B错误；U3＝E－Ir－IR，那么有△V3＝△I×(R+r),△V3与△I的比值等于R+r，大于r，故C正确。△V2＝△I×r,△V1＝△I×R,又因为题目告知R>r,得△V1大于△V2，故D正确，3．[2022·浙江卷]小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1是局部连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出．第22题图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U­I图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○〞或“×〞)表示的．第22题图2(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.答案:(1)如下图第22题图1第22题图2(2)“×〞(3)作图见第22题图2用“×〞连线R＝(1.1～1.3)Ω；用“○〞连线R＝(1.5～1.7)Ω解析：(1)由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3V，电流表采用外接法．(2)外接法由于电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“×〞表示的．(3)用“×〞数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R＝(1.1～1.3)Ω，用“○〞数据点连直线，同理得R＝(1.5～1.7)Ω.4．(19分)[2022·重庆卷](1)某照明电路出现故障，其电路如题6图1所示，该电路用标称值为12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．题6图1维修人员使用已调好的多用电表直流50V挡检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．①断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如题6图2所示，读数为________V，说明________正常(选填“蓄电池〞或“保险丝〞或“开关〞或“小灯〞)．题6图2②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和题6图2相同，可判定发生故障的器件是________(选填“蓄电池〞或“保险〞或“开关〞或“小灯〞)．答案:(1)①11.5(11.2～11.8之间的值均可)蓄电池②小灯解析：(1)此题考查多用电表的读数、电路的故障分析．用多用电表的电压挡分析故障时，电压表有示数说明电源和电压表等组成了闭合回路，可能与电压表并联的局部电路发生故障，而与电压表串联局部未发生故障，假设无示数那么正好相反．根据这个原理，a、c间接上电压表，断开开关，表针偏转，说明蓄电池正常，a，b间接上电压表，断开开关，表针不偏转，说明小灯发生故障，闭合开关后表针偏转，说明开关和保险丝正常．5．[2022·新课标全国卷Ⅰ]利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.图(a)实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②屡次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以eq\f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，作eq\f(1,I)­R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.答复以下问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，那么eq\f(1,I)与R的关系式为________．(2)实验得到的局部数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0图(b)图(c)(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.答案:(1)eq\f(1,I)＝eq\f(RA＋R1,ER1)R＋eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(RA＋\f(RA＋R1,R1)〔r＋R0〕))(2)0.1109.09(3)1.0(或在0.96～1.04)之间，6.0(或在5.9～6.1之间)(4)3.0(或在2.7～3.3之间)，1.0(或在0.6～1.4之间)解析：此题考查了测量电源电动势和内电阻的实验．(1)根据闭合电路欧姆定律有E＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(IRA,R1)＋I))(R＋R0＋r)＋IRA.代入数据，化简得eq\f(1,I)＝eq\f(〔RA＋R1〕,ER1)R＋eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(RA＋R1,R1)〔R0＋r〕＋RA)).(2)电流表每小格表示4mA，因此电流表读数是0.110A，倒数是9.09A－1.(3)根据坐标纸上给出的点，画出一条直线，得出斜率k＝1.0A－1·Ω－1，截距b＝6.0A－1.(4)斜率k＝eq\f(RA＋R1,ER1)，因此E＝3.0V，截距b＝eq\f(1,E)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(RA＋\f(RA＋R1,R1)〔r＋R0〕))，因此r＝eq\f(bE,3)－5＝1.0Ω.6．(6分)[2022·新课标Ⅱ卷]在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx＝eq\f(U,I)计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．假设将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，那么______(选填“Rx1〞或“Rx2〞)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(选填“大于〞“等于〞或“小于〞)真实值，测量值Rx2______(选填“大于〞“等于〞或“小于〞)真实值．答案:Rx1大于小于解析：eq\f(RV,Rx)＝eq\f(2000Ω,200Ω)＝10，eq\f(Rx,RA)＝eq\f(200Ω,10Ω)＝20，故eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)＝10，应该采用电流表内接法，即图(a)接法．由“大内偏大，小外偏小〞的结论可知电流表内接时测量值Rx1大于真实值，外接时，测量值Rx2小于真实值．7．[2022·安徽卷]Ⅱ.其同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验．(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得出电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了．多用表欧姆档表盘中央刻度值为“15〞，表内电池电动势为1.5V，那么电压表的示数应为________V(结果保存两位有效数字)图1图2(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：A．断开开关S，按图2连接好电路；B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C．将电阻箱R0的阻值调到零；D．闭合开关S；E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V位置；F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G．断开开关S.实验中可供选择的实验器材有：a．待测电压表b．滑动变阻器：最大阻值2000Ωc．滑动变阻器：最大阻值10Ωd．电阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ωe．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ωf．电池组：电动势约6V，内阻可忽略g．开关，导线假设干按照这位同学设计的实验方法，答复以下问题：①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“b〞或“c〞)，电阻箱中选用________(填“d〞或“e〞)②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(填“>〞或“<〞)；假设RV越大，那么eq\f(|R测－R真|,R真)越________(填“大〞或“小〞)．答案:Ⅱ.J8、J10(1)1.0V(2)①cd②>小解析：Ⅱ.此题考查多用电表的欧姆档的原理、电路与使用方法等知识点，考查对半偏法测电压表内阻实验的理解能力、仪器选择能力与系统误差的分析能力．(1)电压表的内阻RV＝3.0×103Ω，由于欧姆表的内阻等于中值电阻，所以欧姆表的内阻r＝1.5×103Ω，根据分压关系可得电压表示数为1.0V.(2)①根据分压电路的滑动变阻器的阻值小，测量支路的电阻变化对其所分得的电压影响小，因此滑动变阻器选择c，由于电压表的内阻约为3.0×103Ω，故电阻箱选择d.②由于电阻箱串联接入测量支路，测量支路电阻增加，造成测量支路的电压大于3.0V，电阻箱两端的电压大于1.5V，因此R测>R真．RV越大，测量支路电阻越大，测量支路的电压越接近3.0V，电阻箱的电压越接近1.5V，因此R测越接近R真，相对误差越小。8．[2022·北京卷]利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图1中的________(选填“甲〞或“乙〞)．甲乙图1(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线假设干，以及以下器材：A.电压表(0～15V)B.电压表(0～3V)C.滑动变阻器(0～50Ω)D.滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U­I图线.序号123456电压U(V)1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480图2(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．图3的各示意图中正确反映P­U关系的是________．ABCD图3答案:(1)甲(2)BC(3)略(4)1.50(1.49～1.51)0.83(0.81～0.85)(5)C解析：第(1)问考查电流表的内外接法；第(2)问考查仪器的选择；第(3)问考查作图，数据处理；第(4)问考查图像；第(5)问考查输出功率．(1)根据U＝E－Ir测量电源电动势和内阻时，需要测出多组对应的路端电压U和干路电流I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．电源内阻较小，所以电流表分压影响较大，因此应选择甲电路．(3)略．(4)根据U­I图像，电源的电动势等于纵轴的截距，内阻为斜率的绝对值．(5)电源输出功率P＝UI＝Ueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E－U,r)))＝－eq\f(1,r)U2＋eq\f(E,r)U，P­U图像为开口向下的二次函数，应选C.9．[2022·全国卷]现要测量某电源的电动势和内阻．可利用的器材有：电流表A，内阻为1.00Ω；电压表V；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线假设干．某同学设计的测量电路如图(a)所示．(1)按图(a)在实物图(b)中画出连线，并标出导线1和其P端．图(a)图(b)(2)测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I.数据如下表所示．根据表中数据，在图(c)中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出UI图线．I(mA)1931531116930U(V)2.512.592.682.762.84图(c)(3)根据UI图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(保存2位有效数字)答案:(1)连接如下图．(2)UI图线略．(3)2.90(在2.89～2.91之间均给分)1.03(在0.93～1.13之间均给分)解析：此题考查电源电动势和内电阻的测量．(1)实物连线要注意连接主干电路，最后再连接电压表．(2)根据坐标纸上描出的各点，连接成一条直线，尽量使得各点对称分布在直线两旁．(3)图像直线纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示电源内电阻．11．[2022·福建卷Ⅰ](1)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，那么该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm.(2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．①灵敏电流计G的满偏电流Ig＝100μA，内阻rg＝2.0kΩ，假设要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只阻值为________Ω(保存一位小数)的定值电阻R1；②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；甲乙③某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表V读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表A读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动〞实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r＝________Ω(保存两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面表达出的主要优点是______________________．④该小组在前面实验的根底上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法屡次测量后发现：电动势的测量值与值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．假设测量过程无误，那么内阻测量值总是偏大的原因是________．(填选项前的字母)A．电压表内阻的影响B．滑动变阻器的最大阻值偏小C．R1的实际阻值比计算值偏小D．R0的实际阻值比标称值偏大答案:(1)60.104.20(2)①1.0②如下图③1.66充分利用已测得的数据④CD解析：金属杆的长度通过毫米刻度尺读出来，毫米刻度尺读数时要读到最小刻度的下一位，即要有估读数位，如图甲所示，读数为60.10cm，其中最后一个“0〞为估读数；金属杆的直径通过游标卡尺读出来，游标卡尺的读数是主尺读数加上游标尺的读数，注意没有估读，如图乙所示，读数为：4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.解析：①由串、并联电路的特点可得：R1＝eq\f(Igrg,IA－Ig)＝eq\f(100×10－6×2.0×103,200×10－3－100×10－6)Ω＝1.0Ω；②从电源正极出发，沿电流的流向依次连线，注意电流要由两电表的正接线柱流入，由负接线柱流出；③E－U＝I(r内＋R0)，那么－ΔU＝ΔI(r内＋R0)，所以(r内＋R0)＝－eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(U1－U5,I5－I1)＝eq\f(U2－U6,I6－I2)＝eq\f(U3－U7,I7－I3)＝eq\f(U4－U8,I8－I4)＝eq\f(〔U1＋U2＋U3＋U4〕－〔U5＋U6＋U7＋U8〕,〔I5＋I6＋I7＋I8〕－〔I1＋I2＋I3＋I4〕)＝5.66Ω，所以r内＝5.66Ω－R0＝1.66Ω，逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据，减小实验误差；④电压表的读数等于路端电压，所以电压表内阻对测量结果没有影响，选项A错误；滑动变阻器用来改变路端电压，对测量结果没有影响，选项B错误；假设R1的实际阻值偏小，那么电流表的实际量程偏大，电流表的读数比实际值偏小，电池组的内阻测量值偏大，选项C正确；R0的实际阻值偏大时，电池组的实际内阻比测量值偏小，选项D正确．12．[2022·广东卷](1)某同学设计的可调电源电路如图22(a)所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合开关S.①用电压表测量A、B两端的电压：将电压表调零，选择0～3V挡，示数如图22(b)所示，电压值为________V.②在接通外电路之前，为了保证外电路的平安，滑片P应先置于________端．③要使输出电压U变大，滑片P应向________端滑动．④假设电源电路中不接入R0，那么在使用过程中，存在________的风险(选填“断路〞或“短路〞)．eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al()(a)(b)答案:(1)①1.30②A③B④短路解析：①据十分之一估读法，应该为1.30V；②接通电路前，应该使滑片置于A端，用电器上的电压为0，这样才能起到保护外电路的作用；③要增大外电路电压，需要使滑片滑向B端；④假设电源电路输出端短路，电源电路中没有接入保护电阻，那么当滑片滑至B端时，电路就会短路，电源被烧毁．13．[2022·江苏卷]某同学通过实验测量一种合金的电阻率．(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题10­1图所示的部件________(选填“A〞“B〞“C〞或“D〞)．从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm.(2)题10­2图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出．合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化．由此可以推断：电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路〞或“断路〞)．(题10­1图)(题10­2图)(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路局部的合金丝的阻值为58.7Ω，为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应做怎样的改良？请写出两条建议．答案:(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)解析：(1)读数前应先旋紧B，螺旋测微器的读数为0mm＋0.01mm×41.0＝0.410mm.(2)因为电压表有读数，说明除7、9之间的电路都应畅通，且是串联电路，由于电压表内阻比拟大，因此通过电压表、电流表的电流比拟小，滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小．那么7、9之间的电路可能接触不良，形成断路．(3)由于eq\r(RVRA)＝eq\r(3000×0.3)Ω＝30Ω，Rx>eq\r(RVRA)，即eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，宜采用电流表内接法；通过屡次测量求平均值或图像法可提高实验的精确度．14．[2022·山东卷]实验室购置了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：图甲图乙电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程3V，内阻约9kΩ；滑动变阻器R1：最大阻值5Ω；滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；定值电阻：R0＝3Ω；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线假设干．答复以下问题：(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1〞或“R2〞)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a〞或“b〞)．(2)在实物图中，已正确连接了局部导线，请根据图甲电路完成剩余局部的连接．(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.(4)导线实际长度为________m(保存2位有效数字)．答案:(1)R2a(2)如右图所示．(3)2.30(2.29、2.31均正确)．(4)94(93、95均正确)．解析：(1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为Rx＝ρeq\f(l,S)＝1.7Ω，而R0＋Rx＝4.7Ω，根据电路图，电压表的量程是3V，电源的电动势为6V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7Ω.为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选R2.(2)略．(3)电压表最小刻度表示0.1V，应该按照eq\f(1,10)估读进行读数，所以读数为2.30V.(4)因为Rx＝eq\f(U,I)－R0＝ρeq\f(l,S)，所以l＝