2021届吉林省通榆县第一中学高三物理一轮复习 恒定电流训练一

2021届吉林省通榆县第一中学高三物理一轮复习 恒定电流训练一

一.选择题(本题共14小题,1-10为单选题,11-14为多选题,每小题4分,计56分)

1.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t 内通过溶液截面S 的正离子数为n 1，负离于数为n 2。设元电荷电荷量为e ，则以下说法正确的是 ( )

A.溶液内电流方向从A 到B ，电流大小为n 1e

t

B.溶液内电流方向从B 到A ，电流大小为n 2e

t

C.溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消

D.溶液内电流方向从A 到B ，电流大小为（n 1＋n 2）e

t

2.安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是( )

A.电流大小为v e

2πr ，电流方向为顺时针

B.电流大小为v e

r ，电流方向为顺时针

C.电流大小为v e

2πr ，电流方向为逆时针

D.电流大小为v e

r

，电流方向为逆时针

3.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a 、b 、c ，且a >b >c 。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的

是( )

4.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀

拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )

A.1∶4

B.1∶8

C.1∶16

D.16∶1

5.如图是两个量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0～10 V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0～100 V 。已知电流表的内阻R g 为500 Ω，满偏电流I g

为1 mA ，则电阻R 1、R 2的值( ) A.9 500 Ω 90 000 Ω B.90 000 Ω 9 500 Ω C.9 500 Ω 9 000 Ω D.9 000 Ω 9 500 Ω

6.在如图所示的电路中，开关S 闭合后，由于电阻元件发生短路

或断路故障，

某时刻电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障 ( )

A.R 1短路

B.R 2短路

C.R 3短路

D.R 1断路

7.如图所示，移动滑动变阻器R 的滑片，发现“电流表的示数为零，电压表的示

数逐渐增大”，则电路的可能故障为( )

A.小灯泡短路

B.小灯泡断路

C.电流表断路

D.滑动变阻器断路

8.(2016·全国卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。Q 1与Q 2的比值为( )

A.25

B.12

C.35

D.2

3

9.(多选)如图所示，D 是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB 内部原有带电微粒P 处于静止状态。下列措施下，关于P 的运动情况说法正确的是 ( ) A.保持S 闭合，增大A 、B 板间距离，P 仍静止 B.保持S 闭合，减小A 、B 板间距离，P 向上运动 C.断开S 后，增大A 、B 板间距离，P 向下运动 D.断开S 后，减小A 、B 板间距离，P 仍静止 10.(多选)如图所示，电源电动势E ＝12 V 、内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω。先调节滑动变阻器R 1，使甲电路中电源输出功率最大，再调节R 2，使乙电路中电 源输出功率与甲电路中电源的最大输出功率相等，且此时电

动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，甲电路中电流为I 1，乙电路中电流为I 2，则下列选项正确的是( )

A.R 1＝2 Ω，R 2＝2 Ω

B.I 1＝2 A ，I 2＝2 A

C.R 1＝2 Ω，R 2＝1.5 Ω

D.I 1＝2 A ，I 2＝1 A

11.(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是( ) A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 Ω C.电源的短路电流为0.5 A D.电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω

12.(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内( )

A.电炉放出的热量与电动机放出的热量相等

B.电炉两端电压小于电动机两端电压

C.电炉两端电压等于电动机两端电压

D.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率

13.(多选)如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G ＝500 N ，电源电动势E ＝90 V ，电源内阻r ＝2 Ω，不计各处摩擦，当电动机以v ＝0.6 m/s 的恒

定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，下列判断正确的是( )

A.电动机消耗的总功率为400 W

B.电动机线圈的电阻为0.4 Ω

C.电源的效率约为88.9%

D.电动机的效率为75%

14.(多选)如图所示，电路中电源电动势为E ，内阻为r ，C 为电容器，L 为小灯泡，R 为定值电阻，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( )

A.电源的输出功率一定增大

B.灯泡逐渐变暗

C.ΔU 1ΔI 、ΔU 2ΔI 、ΔU 3

ΔI

均保持不变 D.当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭

二、实验题(本题2 小题,18分)

15.(1)图甲中游标卡尺的读数为__________mm ，图乙中螺旋测微器的读数为__________mm 。

(2)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻，器材如图甲所示。先将选择开关旋至“×10”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的________(选填“＋”或“－”)接线柱，结果发现欧姆表指针偏角太小，则应将选择开关旋至__________(选填“×1”或“×100”)挡并__________，最终测量结果如图乙所示，则电压表的电阻为__________ Ω。

16．有一个小电珠上标有“4 V 2 W ”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I －U 图线．有下列器材供选用：

A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)

B．电压表(0～10 V，内阻20 kΩ)

C．电流表(0～0.3 A，内阻1 Ω)

D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)

E．滑动变阻器(5 Ω，1 A)

F．滑动变阻器(500 Ω，0.2 A)

(1)实验中电压表应选用______，电流表应选用______．(用序号字母表示)

(2)为使实验误差尽量减小，要求电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)

(3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图，并把下图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．

三、计算题(本题共2小题，共26分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

17．(12分)如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0＝4 Ω，求：

(1)电源的输出功率P出；

(2)10 s内电动机产生的热量Q；

(3)电动机的机械功率．

1

8．(14分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的，求：

(1)电源的电动势和内阻；

(2)定值电阻R2的阻值；

(3)滑动变阻器的最大阻值．

恒定电流训练一参考答案

1.D 解析:电解液中通过一截面的电荷量应为n 1e ＋n 2e ，则电流为I ＝q t ＝（n 1＋n 2）e

t 。电流方向为正电荷定

向移动方向，为A →B ，选项D 正确。

2. C 解析:电子做圆周运动的周期T ＝2πr v ，由I ＝e T 得I ＝ve

2πr ，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。

3.A

4.C 解析:本题应根据电阻定律R ＝ρl S 、欧姆定律I ＝U R 和电流定义式I ＝q

t 求解。对于第一根导线，均匀拉长

到原来的2倍后，则其横截面积必然变为原来的1

2，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对

折后，长度变为原来的12，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的1

4。给上述变化后的裸导线加上

相同的电压，由欧姆定律得：I 1＝U 4R ，I 2＝U 14R ＝4U R ，由I ＝q

t

可知，在相同时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2

＝1∶16。

5. A 解析:接a 、b 时，由串联电路特点有R 总＝R 1＋R g ＝U 1I g 得R 1＝U 1

I g

－R g ＝9 500 Ω。接a 、c 时，同理有R 总′＝R 1＋R 2＋R g ＝

U 2I g 得R 2＝U 2

I g

－R g －R 1＝90 000 Ω。 6. A 解析:若电路正常，则电流表测量流过R 1的支路电流，电压表测量R 3两端的电压。若R 1短路，则R 2被短路，外电路只有电阻R 3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，两表示数均增大，A 正确；若R 2短路，则R 1被短路，电流表示数为零，B 错误；若R 3短路，则电压表示数为零，C 错误，若R 1断路，则电流表示数为零，D 错误。

7. B 解析:若小灯泡短路，电压表也被短路，示数应为零，与题不符，故A 错误；若小灯泡断路，电压表与电流表组成串联电路，由于电压表内阻很大，电流表示数很小几乎为零，电压表直接测量滑片与a 端间的电压，在滑片从a 向b 端移动时，电压表的示数将增大，与题相符，故B 正确；若电流表断路，电压表中无电流，将没有读数，与题不符，故C 错误；若变阻器的滑片右端断开，两个电表均无示数，若滑片左端断开，两个电表均有示数，不符合题意，故D 错误。 8. C 解析:S 断开时等效电路如图甲所示。

甲 乙

电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R

×23R ×12＝1

5E ；

S 闭合时等效电路如图乙所示。

电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R

×12R ＝1

3E ，

由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝3

5

，故选项C 正确。

9. ABD 解析:保持S 闭合，电源的路端电压不变，增大A 、B 板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电荷量不变，由推论E ＝4πkQ

εS 得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处

于静止状态，故A 正确；保持S 闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A 、B 板间距离，由E ＝U

d 可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运动，故B 正确；断开S 后，电容器的电荷量Q

不变，由推论E ＝4πkQ

εS 得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C 错误，D 正确。

10.BC 解析:题图甲电路中，当电路的外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，则R 1＝r －R 0＝3 Ω－1 Ω＝2 Ω，此时电流I 1＝E

2r ＝2 A ，则题图甲电路的最大输出功率为P ＝I 21(R 0＋R 1)＝12 W ；对于题图乙电路，输出功率也为12 W ，电流I 2＝2 A ，由能量守恒定律得I 22(R 2＋R 0′)＋2 W ＝12 W ，解得R 2＝1.5 Ω，故A 、D 错误，B 、C 正确。

11.AD 解析:由于该电源的U －I 图像的纵轴坐标不是从零开始的，纵轴上的截距仍为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，选项A 正确；由于横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔU ΔI |＝6.0－5.00.5－0 Ω＝2 Ω，选项B 、C 错误；由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝E I －r ＝18 Ω，故选项D 正确。 12.ABD

13. ACD 解析:重物被提升的功率P 重＝Fv ＝Gv ＝500×0.6 W ＝300 W ，此时电路中的电流I ＝5 A ，则电源的总功率P 总＝EI ＝90×5 W ＝450 W ，设电动机线圈的电阻为R ，根据能量守恒定律得P 总＝P 重＋I 2r ＋I 2R ，则得R ＝P 总－P 重－I 2r I 2＝450－300－52×252

Ω＝4 Ω，电动机消耗的总功率P 电＝P 重＋I 2R ＝400 W ，电源的效率η1＝P 总－I 2r P 总×100%＝450－52×2450×100%≈88.9%，电动机的效率η2＝P 重P 重＋I 2R ×100%＝300

300＋52×4×100%＝75%，故选项A 、C 、D 正确，B 错误。

14. BC 解析:将滑动变阻器的滑片向左滑动时，其接入电路的阻值变大，由于电源内阻和外电阻的大小关系不确定，因此电源输出功率的变化情况不确定，选项A 错误；回路总电阻变大，回路总电流减小，灯泡逐渐变暗，选项B 正确；R ＝ΔU 1ΔI ，保持不变；根据U 2＝E －Ir ，得r ＝ΔU 2ΔI ，保持不变；根据U 3＝E －I (R ＋r )，

得R ＋r ＝ΔU 3

ΔI ，保持不变，选项C 正确；当电路稳定后，断开开关，电容器放电，小灯泡亮度逐渐降低直

至熄灭，选项D 错误。

15.答案 (1)29.8 0.880(或0.881) (2)“－” ×100

解析:(1)游标卡尺的读数＝主尺上的整毫米数＋精确度×对齐格数(不估读)，可知游标卡尺的读数为29 mm ＋0.1 mm×8＝29.8 mm ；螺旋测微器的读数＝固定刻度上的毫米数(要注意半毫米线)＋0.01 mm×对齐刻度(一定要估读)，可知螺旋测微器的读数为0.5 mm ＋0.01 mm×38.0(或38.1)＝0.880 mm(或0.881 mm)。

(2)多用电表使用时要注意电流是“红进黑出”，电压表中电流是从正接线柱流入的，所以多用电表的红表笔应接电压表的“－”接线柱，欧姆表指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，应换用“×100”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零，图乙读数为30×100 Ω＝3 000 Ω。

16答案 (1)A D (2)E (3)图见解析

解析 (1)因小电珠的额定电压为4 V ，为保证安全，选用的电压表量程应稍大于4 V ，但不能大太多，量程太大则示数不准确，故选用0～5 V 的电压表，故选A ；由P ＝UI 得，小电珠的额定电流I ＝P

U ＝0.5 A ，

故应选择0～0.6 A 量程的电流表，故选D.

(2)由题意可知，电压从零开始变化，并要求多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻

器，故选E.

(3)小电珠内阻R ＝U 2

P ＝8 Ω，电压表内阻远大于小电珠

内阻，应采用电流表外接法，故电路图和实物连接图如图所示．

17.答案 (1)16 W (2)10 J (3)3 W

解析 (1)由题意知，并联部分电压为U ＝8 V ，内电压应为U 内＝E －U ＝2 V 总电流I ＝U 内

r

＝2 A ，

电源的输出功率P 出＝UI ＝16 W ； (2)流过灯泡的电流I 1＝P 1

U ＝1.5 A

则流过电动机的电流I 2＝I －I 1＝0.5 A 电动机的热功率P 0＝I 22R 0＝1 W 10 s 内产生的热量Q ＝P 0t ＝10 J ； (3)电动机的总功率P ＝UI 2＝4 W 电动机的机械功率P 机＝P －P 0＝3 W. 18.答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω

解析 (1)题图乙中AB 延长线交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处， 所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝E

I 短

＝20 Ω.

(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应题图乙中的B 点， 即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ，得R 2＝U 2

I 2

＝5 Ω.

(3)当P 滑到R 3的左端时，由题图乙知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝

U 外I 总

＝80 Ω.

因为R 外＝R 1R 3

R 1＋R 3

＋R 2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω.