《大高考》高考物理总复习模拟创新题：专题八恒定电流

专题八恒定电流选择题*1．电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为() A．nUB.eq\f(U,n) C．(n－1)UD.eq\f(U,n－1) 答案A2．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是() A．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B阻值不变 B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B 答案B*3．在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是() A．电压表和电流表的示数都增大 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．灯L2变亮，电容器的带电量增加 解析将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压U减小，干路电流I增大，则电压表示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联电路的电压U2＝U－U1，U减小，U2减小，灯L2变暗，流过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大。选C4．(多选)如图所示，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，下列说法中正确的是() A．电流表A1读数变小 B．电流表A2读数变大 C．电压表V读数变大 D．电压表V读数不变 答案AC*5．如图所示的电路，R1、R2、R3是定值电阻，R4是滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关，在电路稳定后，将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中() A．电压表示数变小 B．电容器放电 C．电源的总功率变小 D．通过滑动变阻器的电流变大 解析将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中，电路总电阻增大，总电流减小，路端电压升高，电容器充电，AB错；电源的总功率P＝EI，总电流减小，导致电源的总功率变小，C正确；由于路端电压升高，流过R1电流增大，因总电流减小，所以通过滑动变阻器的电流变小，D错。选C6．(多选)如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是() 解析变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R，P∝I2，故A正确；电容器C的电压UC＝E－I(R2＋r)，电荷量Q＝CUC＝C[E－I(R2＋r)]，则eq\f(ΔQ,ΔI)＝－C(R2＋r)，保持不变，则Q－I图象是向下倾斜的直线，故B正确；电压表示数U＝E－Ir，U－I图象应是向下倾斜的直线，故C错误；电源通过电荷量q时电源做的功W＝qE，E是电源的电动势，则W－I是过原点的直线，故D错误。选AB*7．如图，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是() A．L1的电流为L2电流的2倍 B．L3的电阻约为0.33Ω C．L3的电功率约为1.20W D．L2和L3的总电功率约为3W 解析当开关闭合后，灯泡L1的电压U1＝3V，由图读出其电流I1＝1A，则灯泡L1的电阻R1＝3Ω，灯泡L2、L3串联，电压U2＝U3＝1.5V，由图读出其电流I2＝I3＝0.80A，故A错误；灯泡L2、L3的电阻均为R2＝eq\f(1.5,0.8)Ω＝1.875Ω，故B错误；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，L2和L3的总电功率为2.4W，C正确，D错误，故选C。*8．(多选)如图所示电路中，电源电动势为E内阻为r，当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU。下列说法中正确的是() A．电压表V的示数减小 B．电流表A2的示数变小 C．ΔU与ΔI1比值一定小于电源内阻r D．ΔU与ΔI2比值一定小于电源内阻r 解析当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A2的示数减小。根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大，故A错误，B正确；根据并联电路的电流规律I2＝I1＋I，A2的示数I2变小，通过定值电阻R1的电流增大，则A1的示数I1变小，所以ΔI1一定大于ΔI2。电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律U＝E－I2r可知，eq\f(ΔU,ΔI2)＝r，而ΔI1大于ΔI2，所以eq\f(ΔU,ΔI1)<r，故D错误，C正确。选BC9．(多选)如图所示，电源电动势E＝3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则() A．电源内阻为1Ω B．电动机的内阻为4Ω C．电动机的正常工作电压为1V D．电源效率约为93.3% 解析由小灯泡的额定功率P＝UI可知，I＝0.2A，由欧姆定律得RL＝eq\f(U,I)，可知小灯泡正常发光时电阻RL＝10Ω，由闭合电路欧姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋RL＋r)，解得r＝1Ω，A正确；接2时小灯泡正常发光，说明电路中电流仍为0.2A，故电动机两端电压U′＝E－IRL－Ir＝0.8V，电动机为非纯电阻用电器，故电动机内阻不等于4Ω，B、C错误；由P＝I2r，η＝eq\f(P总－P电源,P总)×100%，代入数据可得电源效率约93.3%，D正确。选AD创新导向题1．绿色环保——以“锂电池”为背景考查功率问题 例题：(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是() A．电能转化为化学能的功率为UI－I2r B．充电器输出的电功率为UI＋I2r C．电池产生的热功率为I2r D．充电器的充电效率为eq\f(Ir,U)×100% 答案AC2．以“超导限流器”为背景考查电路问题 例题：超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所示。当通过超导部件的电流大于其临界电流Ic时，超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流。超导部件正常态电阻R1＝7.5Ω，临界电流Ic＝0.6A，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V，3W”，电源电动势E＝7V，内阻r＝2Ω，电路正常工作。若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是() A．灯泡L短路前通过R1的电流为eq\f(1,3)A B．灯泡L短路后超导部件电阻为零 C．灯泡L短路后通过R1的电流为eq\f(2,3)A D．灯泡L短路后通过R1的电流为1A 解析灯泡的电阻R＝eq\f(U2,P)＝12Ω，灯泡L短路前，电路正常工作，因为超导部件处于超导态，其阻值为零，通过限流电阻R2的电流为零，通过R1的电流等于灯泡正常发光时的电流，即为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3,6)A＝0.5A，A错误；灯泡L突然短路瞬间，流过电路的电流为eq\f(7,2)A＝3.5A＞Ic，超导部件由超导态转变为正常态，即R1＝7.5Ω，B错误；灯泡L短路后，超导部件R1与限流电阻R2并联在电路中，并联部分电阻R并＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝5Ω，所以干路电流I＝eq\f(E,r＋R并)＝eq\f(7V,2Ω＋5Ω)＝1A，流过R1的电流I1＝eq\f(R2,R1＋R2)I＝eq\f(2,3)A，C正确、D错误。选C 3．以“西红柿电池”为背景考查闭合电路欧姆定律 例题：(多选)某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量到铜片与锌片间电压为0.30V，然后又将这样的西红柿电池10个串联成电池组(n个相同电池串联时，总电动势为nE，内电阻为nr)，与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，量得小灯泡两端的电压为0.30V，对此现象的解说正确的是() A．西红柿电池组的内阻太大 B．西红柿电池组的电动势小于小灯泡的额定电压 C．西红柿电池组在供电时电流太小 D．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已烧毁 解析灯泡不发光，流过灯泡的电流远小于灯泡的额定电流，10个西红柿电池串联成电池组电动势约为3V，串联内阻增大，根据欧姆定律可知，由于电池组的内阻远大于小灯泡的电阻，灯泡分担的电压太小，故A正确；由题可知，10个电池的电动势为3.0V，而小灯泡的额定电压1.5V，故西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，B错误；小灯泡两端的电压为0.30V，小灯泡的电阻：R＝eq\f(U2,P)＝2.25Ω，通过小灯泡的电流为：I＝eq\f(0.3,2.25)A＝0.13A，所以西红柿电池组在供电时电流太小，C正确；西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，但是实际小灯泡两端的电压为0.3V，小于小灯泡额定电压，故灯泡不会烧毁，D错误。选AC4．以“电子秤”为背景考查电路规律 例题：(多选)有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)。不计踏板的质量，己知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)。下列说法中正确的是() A．该秤能测量的最大体重是2600N B．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的0.375A处 C．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小 D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200＋1200/I关系进行刻度转换 解析电路中最大电流为2A，由闭合电路欧姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得压力传感器R的最小值为4Ω，由电阻R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F可得压力最大值F＝2600N，即该秤能测量的最大体重是2600N，A正确；踏板空载时，F＝0，R＝30Ω，由闭合电路欧姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得I＝0.375A，B正确；由E＝I(r＋R＋rA)和R＝30－0.01F可得E＝I(r＋30－0.01F＋rA)，电流表G的量程I越大，则能测量的最大体重F越大，C错误；由E＝I(r＋30－0.01F＋rA)可得，F＝3200－1200/I，D错误。选AB5．特殊电源——通过“恒流源”考查动态电路问题 例题：恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中，当滑动变阻器滑动触头P向左移动时，下列说法中正确的是() A．R0上的电压变小 B．R2上的电压变大 C．R1上的电压变大 D．R1上电压变化量大于R0上的电压变化量 解析触头P由图示位置向左移动时，接入电路的电阻增大，外电路总电阻也增大，而电源输出电流不变，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，R2上的电压增大，则通过R2的电流增大，总电流不变，则通过R1电流减小，R1的电压减小，因此R0上的电压变大，故B正确；A、C错误；R1的电压变小，R0上的电压变大，R1和R0的电压之和即路端电压增大，则R1上电压变化量小于R0上的电压变化量，故D错误。选B6．生产与科技——以“超级电容客车”为背景考查电容器知识 例题：据介绍，电容车在一个站点充电30秒到1分钟后，空调车可以连续运行3公里，不开空调则可以持续行驶5公里，最高时速可达44公里每小时。超级电容器可以反复充放电数十万次，其显著优点有：容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。如图所示为某汽车用的超级电容器，规格为“48V，3000F”，放电电流为1000A，漏电电流为10mA，充满电所用时间为30s，下列说法不正确的是() A．放电能持续的时间超过10分钟 B．充电电流约为4800A C．若汽车一直停在车库，则电容器完全漏完电，时间将超过100天 D．所储存电荷量是手机锂电池“4.2V，1000mA·h”的40倍 解析放电能持续的时间I放＝eq\f(Q,I放)＝eq\f(48×3000,1000)s＝144s，小于10分钟，故A错误；