专题（61）恒定电流 单元过关检测（解析版）

2021年高考物理一轮复习考点全攻关专题（61）恒定电流单元过关检测（解析版）选择题：（本题共8小题，每小题6分，满分48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图1所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图线(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U－I图线．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()图1A．8ΩB．10ΩC．12Ω D．12.5Ω【答案】A【解析】由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，由图线a与纵轴的交点读出电动势为E＝3.6V．根据两图线交点可知，电阻R两端的电压为2V，通过R的电流为0.2A，则硅光电池的内阻r＝eq\f(3.6－2,0.2)Ω＝8Ω，故A正确．2.如图2所示，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R1>r，R3为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，闭合开关S后，若照射R3的光照强度减弱，则()图2A．R1两端的电压变大B．通过R2的电流变大C．电源的输出功率变大D．小灯泡消耗的功率变大【答案】B【解析】光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R1两端的电压减小，故A错误；因干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，又干路电流减小，则流过灯泡的电流减小，由PL＝I2RL可知，小灯泡消耗的功率变小，故B正确，D错误；因R1>r，外电路总电阻R外>r，又R外增大，故电源的输出功率变小，故C错误．3．如图3所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()图3A．质点P将向上运动B．电流表读数减小C．电压表读数减小D．R3上消耗的功率逐渐增大【答案】C【解析】由题图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端，电容器与R3并联，当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路总电阻减小，电路总电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小．由欧姆定律可知流过R3的电流减小，而流过R2的电流增大，故电流表读数增大，故B错误；因并联部分电压减小，而R2两端的电压增大，故电压表读数减小，故C正确；因R3两端的电压减小，由公式P＝eq\f(U2,R)可知，R3上消耗的功率减小，故D错误；因电容器两端电压减小，故质点P受到的向上的电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故A错误．4．如图4所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻．关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是()图4A．使用电炉a时对电灯的影响最大B．使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时小C．使用电炉c时对电灯几乎没有影响D．使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样【答案】D【解析】由于电炉a靠近电源，流过a的电流，没有流过后面的输电线，不会引起输电线上电压降，接通与不接通对电路没有影响，选项A错误；使用电炉b时，流过输电线的电流增大，输电线上的电压降增大，电灯两端的电压减少，功率减少，所以使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大，选项B错误；c离电源较远但靠近电灯，使用c时，流过输电线的电流增大，输电线上的电压降增大，电灯两端的电压减少，功率减少，选项C错误；b、c离电源都较远，根据上面分析，对电灯影响几乎一样，故D正确．如图5所示，带电物块放置在固定水平绝缘板上．当空间中有水平向右的匀强电场时，物块恰能向右做匀速直线运动．若在同一电场中将绝缘板的右端抬高并固定，当板与水平面的夹角为37°时，物块恰能沿绝缘板匀速下滑，则物块与绝缘板间的动摩擦因数μ为(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()图5A.eq\f(1,2)B.eq\f(1,3)C.eq\f(1,4)D.eq\f(1,5)【答案】B【解析】当电场水平向右时，物块恰能向右做匀速直线运动，由平衡条件有：qE＝Ff1，Ff1＝μFN1，FN1＝mg，联立解得qE＝μmg；当物块沿斜面匀速下滑时，有：mgsinθ＝qEcosθ＋Ff2，Ff2＝μFN2，FN2＝mgcosθ＋qEsinθ，联立得0.6mg＝0.8qE＋μ(0.8mg＋0.6qE)，解得动摩擦因数μ＝eq\f(1,3)或μ＝－3(舍去)，故A、C、D错误，B正确．6.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图6所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则()图6A．电灯L变亮 B．电灯L变暗C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大【答案】AC【解析】探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I＝eq\f(E,R总)可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U＝E－Ir，可知I减小，U增大，所以电灯两端的电压增大，电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误．7.如图7所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变为零．若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是()图7A．将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B．将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C．将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D．将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路【答案】CD【解析】电流表的示数变为零，说明电路故障为断路．将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路．若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L断路，选项D正确．8.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图8所示．c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()图8A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．c点的电场强度比d点的大D．c点的电势比d点的低【答案】ACD【解析】由题图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场线密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点与b点位置比较知，b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理分析可得d点电势高于c点电势，故D正确．二、非选择题（本题共5小题，满分52分）9．某同学想将一量程为1mA的灵敏电流计G改装为多用电表，他的部分实验步骤如下：图9(1)他用如图9甲所示的电路测量灵敏电流计G的内阻①请在图乙中将实物连线补充完整；②闭合开关S1后，将单刀双掷开关S2置于位置1，调节滑动变阻器R1的阻值，使电流表G0有适当示数I0；然后保持R1的阻值不变，将开关S2置于位置2，调节电阻箱R2，使电流表G0示数仍为I0.若此时电阻箱阻值R2＝200Ω，则灵敏电流计G的内阻Rg＝________Ω.(2)他将该灵敏电流计G按图丙所示电路改装成量程为3mA、30mA及倍率为“×1”、“×10”的多用电表．若选择电流30mA量程时，应将选择开关K置于位置________(选填“a”“b”“c”或“d”)，根据题给条件可得电阻R1＝________Ω，R2＝________Ω.(3)已知图丙电路中两个电源的电动势均为3V(内阻均可忽略)，将选择开关置于位置a测量某电阻的阻值，若通过灵敏电流计G的电流为0.40mA，则所测电阻阻值为________Ω.【答案】(1)①见解析图②200(2)b1090(3)150【解析】(1)①由原理图连线如图：②由闭合电路欧姆定律可知，两情况下的电流相同，所以灵敏电流计G的内阻Rg＝200Ω；(2)由表头改装成大量程的电流表原理可知，当开关接b时，表头与R2串联再与R1并联，此种情形比开关接c时电路总电流更大，故开关应接b；由电流表的两种量程可知：接c时有：R1＋R2＝eq\f(200×10－3,2×10－3)Ω＝100Ω接b时有：29×10－3R1＝10－3×(200＋R2)联立解得：R1＝10Ω，R2＝90Ω；(3)开关接a时，多用电表Imax＝30mA，多用电表的内阻为：R内＝eq\f(E1,Imax)＝eq\f(3,30×10－3)Ω＝100Ω，此时流过待测电阻的电流为I测＝I＋eq\f(IRg＋R2,R1)＝0.40mA＋eq\f(0.40×200＋90,10)mA＝12mA，所以总电阻为：R总＝eq\f(E1,I测)＝eq\f(3,12×10－3)Ω＝250Ω，所以所测电阻阻值为R测＝R总－R内＝150Ω.10．现要比较准确的测量电压表V1的内阻RV.实验室提供的器材有：A．待测电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)B．电压表V2(量程9V，内阻约10kΩ)C．定值电阻R0(阻值6kΩ)D．滑动变阻器R(最大阻值20Ω)E．直流电源E(10V，内阻可忽略)F．开关S及导线若干图10(1)请用笔画线代替导线在图10中完成电路的连接；(2)请把下列实验步骤补充完整①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端(选填“左”或“右”)；②闭合开关S，移动滑片至某一位置，记录电压表V1、V2的示数U1、U2；③多次移动滑片，记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2；④以U2为纵坐标、U1为横坐标，作出相应图象，如图乙所示．(3)用U2－U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0，写出待测电压表内阻RV＝________.【答案】(1)如图(2)①左(3)eq\f(R0,k－1)【解析】(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻，所以滑动变阻器用分压式接法，待测电压表的量程为3V，而电压表V2的量程为9V，为使电表指针偏转角度较大，读数更准确，需将定值电阻与待测电压表V1串联，然后与V2并联，所以电路图如图所示．(2)闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置，所以应移至最左端；(3)根据欧姆定律：eq\f(U2－U1,R0)＝eq\f(U1,RV)，整理得U2＝(1＋eq\f(R0,RV))U1，所以k＝1＋eq\f(R0,RV)，解得待测电压表的内阻RV＝eq\f(R0,k－1).电阻温度计是根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的．铂电阻温度计是最精确的温度计，因为铂的化学惰性，成为－272.5℃至961.78℃范围内的首选材料，其电阻与温度成一次函数关系．某实验小组利用如图10甲所示的电路探究铂金属的温度特性．所用器材有：铂金丝RPt；电源；电流表；滑动变阻器R1；电阻箱R2；开关S1，单刀双掷开关S2.图11实验步骤如下：①按电路图甲，连好实物图乙；②将RPt置于冰水混合物中，开关S2与1接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电流表的读数为I0；③保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，开关S2与2接通，调节R2，使电流表的读数仍为I0；④断开S2，记下此时R2的读数100.0Ω；⑤再将RPt置于标准大气压下沸水中，重复上述过程，此时R2的读数为138.5Ω.回答下列问题：(1)在图乙中，将实物连线补充完整；(2)闭合S1前，图乙中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；(3)在图12坐标纸上作出RPt－t图线；图12(4)当测得R2的阻值为247.09Ω时，RPt处在________℃的环境中(保留到个位数)；(5)实验后，小明用螺旋测微器测得铂金丝的直径如图丙所示，则铂金丝的直径为________mm.【答案】(1)见解析图(2)a(3)见解析图(4)382(5)0.706(0.704～0.708均可)【解析】(1)按电路图连接实物图，如图所示(2)为了保护用电器，闭合开关前应将滑动变阻器的最大阻值接入电路中，即闭合S1前，题图乙中R1的滑片应移动到a端；(3)将RPt置于冰水混合物(0℃)中，RPt的电阻为100.0Ω，将RPt置于标准大气压下沸水(100℃)中，RPt的电阻为138.5Ω，其电阻与温度成一次函数关系，所以RPt－t图线如图(4)由图象可得，电阻与温度间的关系为：RPt＝100＋eq\f(138.5－100,100)t＝100＋0.385t当测得R2的阻值为247.09Ω时，即RPt的电阻为247.09Ω，解得：t≈382℃；（5）螺旋测微器的读数：0.5mm＋20.6×0.01mm＝0.706mm.12．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9Ω)和若干导线．(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为0～50mA的电流表，则应将表头与电阻箱______(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为______Ω.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如表．甲①根据表中数据，图乙中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图乙中，并画出IR－I图线.乙②根据图线可得电池的电动势E是V，内阻r是Ω.【答案】（1）并联5.0（2）①如图所示②1.532.0【解析】（1）电表改装为大量程的电流表需并联一个电阻，由并联知识可知，R（50×10－3－100×10－6）＝100×10－6×2500，解得R≈5.0Ω.（2）描点连线后由图线纵轴截距得到电池的电动势为1.53V，由图线斜率求得的电阻值减去改装后的电流表阻值可得到电池内阻为2.0Ω.13．小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω，R随t的升高而增大．实验电路如