2024版高考物理复习：考前特训 热点情境突破练 热点12　恒定电流

热点12恒定电流1.(2023·江苏省八市联合二模)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U－I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是()A．电源的输出功率P＝U2I2B．电池的内阻r＝eq\f(U2－U1,I1)C．电池的效率为η＝eq\f(U1,U3)×100%D．硅光电池的内阻消耗的热功率Pr＝U2I1－U1I2答案B解析根据题意，由题图可知，电源的路端电压为U1，电流为I1，则输出功率P＝U1I1，故A错误；由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir当I＝0时，E＝U由a与纵轴的交点读出电动势为E＝U2，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U1，则内阻r＝eq\f(E－U1,I1)＝eq\f(U2－U1,I1)，故B正确；根据题意可知，电池的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U1,U2)×100%，故C错误。根据题意可知，内阻消耗的功率Pr＝EI－UI＝U2I1－U1I1，故D错误。2.(2023·江苏扬州市期末)合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法不正确的是()A．弹性导体电阻变大B．定值电阻R的功率变小C．电压表示数变大D．弹性导体消耗的功率一定变大答案D解析弹性导体受拉力作用，长度变大，截面积减小，则电阻变大，选项A正确；电路电阻变大，则总电流减小，则根据P＝I2R可知，定值电阻R的功率变小，选项B正确；电路总电流减小，则电源内阻和定值电阻R上的电压减小，则弹性导体的电压变大，即电压表示数变大，选项C正确；将定值电阻R等效为电源的内阻，则当弹性导体的电阻等于R＋r时，弹性导体消耗的功率最大，因不明确弹性导体的阻值与R＋r的阻值关系，则当弹性导体的阻值变大时，其消耗的功率不一定变大，选项D错误。3.(2023·江苏无锡市期末)如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为30W，则下列说法正确的是()A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2AB．扫地机器人正常工作时的电压为15VC．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105JD．扫地机器人电动机的内阻为7.5Ω答案B解析扫地机器人正常工作时的电流是I＝eq\f(5000×10－3×3600,150×60)A＝2A，选项A错误；扫地机器人正常工作时的电压为U＝eq\f(P,I)＝eq\f(30,2)V＝15V，选项B正确；扫地机器人正常工作150min消耗的电能为E＝Pt＝30×150×60J＝2.7×105J，选项C错误；由于扫地机器人电动机不是纯电阻，其内阻r≠eq\f(U,I)＝eq\f(15,2)Ω＝7.5Ω，选项D错误。4．(2023·江苏省模拟)如图，电路两端电压恒为6V，M、N两个小灯泡的额定电压均为3V，额定功率PM＝3W，PN＝1W，调节可变电阻R，使两灯皆正常发光且电路中消耗的总功率最小，应该是图中哪种连接方式()答案C解析按A中所示方式连接电路可知，M、N串联，电流相等，两灯不可能都正常发光，故A错误；由于正常发光时流过M的电流应大于流过N的电流，故D错误；按B中所示方式连接电路，正常发光时，流过M的电流为IM＝eq\f(3,3)A＝1A，流过N的电流为IN＝eq\f(1,3)A，所以总电流为I＝eq\f(4,3)A，电路消耗的功率为P＝6×eq\f(4,3)W＝8W；按C中所示方式连接电路，正常发光时，流过M的电流为IM＝eq\f(3,3)A＝1A，电路消耗的功率为P＝6×1W＝6W；综上所述，C电路消耗功率最小。5．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E＝8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i－t曲线如图乙所示，下列说法正确的是()A．i－t图像阴影表示电容器的能量B．阴影部分的面积S1和S2肯定不相等C．阻值R1大于R2D．计算机测得S1＝1203mA·s，则该电容器的电容约为0.15F答案D解析根据q＝it可知i－t图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器所带电荷量，故A错误；S1表示电容器充电后所带电荷量，S2表示电容器放电的电荷量，所以S1＝S2，故B错误；由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大，且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等，则有eq\f(U,R1＋R0)>eq\f(U,R2＋R0)，所以R1<R2，故C错误；该电容器的电容为C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(S1,E)≈0.15F，故D正确。6.在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器(R2>R1)，闭合开关S，不同规格的灯泡L1和L2均正常发光，现将滑动变阻器的滑动片P向上移动一定的距离，理想电流表A1、A2、电压表的示数均会发生一定变化，其变化量分别用ΔI1、ΔI2和ΔU表示，则下列分析判断可能正确的是()A．电压表V示数变小，电流表A1示数变小B．电流表A2示数不可能变为零C．灯泡L1、L2变暗D．电源的内阻r＝eq\f(ΔU,ΔI1)答案D解析当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电阻R2接入电路中的电阻变大，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得，回路中总电流减小，即电流表A1示数减小，电源内电压减小，所以路端电压即电压表示数U变大，故A错误；根据桥式电路特征，当满足eq\f(R1,R2)＝eq\f(RL1,RL2)时，电路中M、N两点间的电势差为零，电流表A2示数变为零，故B错误；由于回路中总电流减小，则R1与L1并联部分电压也减小，R2与L2并联部分电压增大，所以通过灯泡L1的电流变小，通过灯泡L2的电流变大，即灯泡L1变暗，L2变亮，故C错误；根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－I1r，所以r＝eq\f(ΔU,ΔI1)，故D正确。7．(2023·江苏常州市前黄高级中学二模)如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω(图中未画出)。则在电路安全工作的前提下，下列说法正确的是()A．湿敏电阻R的电流最小值为80mAB．定值电阻R0的电功率范围为0.3～1.2WC．电路消耗的总功率最大值为3.6WD．此装置能监测的湿度范围为30%～80%答案B解析电路允许R的阻值最大时，电路中的电流最小，R两端的最大电压为UR＝9V，R0两端的最小电压为U0＝U－UR＝12V－9V＝3V，电路中的最小电流为I＝I0＝eq\f(U0,R0)＝eq\f(3,30)A＝0.1A＝90Ω，由题图丙可知，此装置可监测的最大湿度为RH大＝80%，电路允许的阻值最小时，电路中的电流最大为I′＝200mA＝0.2A，R0两端的最大电压为U0′＝I′R0＝0.2×30V＝6V，R0的最大电