1、1专题 09 恒定电流培优押题预测 A 卷一、选择题（在每小题给出的 4 个选项中，第 1-8 题只有一个选项正确，第 9-12 题有多个选项正确）1一根横截面积为 S 的铜导线，通过电流为 I已经知道铜的密度为 ，铜的摩尔质量为 M，电子电荷量为 e，阿佛加德罗常数为 NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（ ）A B C D 【答案】A【解析】设铜导线中自由电子定向移动的速率为 v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t。则导线的长度为 l=vt，体积为 V=Sl=Svt，质量为 m=vtS ，这段导线中自由电子的数目为，在 t 时间内这些电子都能通
2、过下一截面，则电流 ，代入解得： ，解得电子定向移动的速率： ，故 A 正确，BCD 错误。2如图所示是某导体的 IU 图象，图中 =45，下列说法正确的是 A 此导体的电阻 R=0.5B 此导体的电阻 R=2C IU 图象的斜率表示电阻的倒数，所以 R= cot45=1.0D 在 R 两端加 6.0V 电压时，每秒通过导体截面的电荷量是 6.0C【答案】B综上所述本题答案是：B3如图所示，直接使用多用电表测量电流表的电阻，已知多用电表欧姆挡所选的倍率是1 挡，且已欧姆调零，两电表均正常工作测量时电流表示数为 52mA，欧姆表示数如图所示，则下列说法错误的是 2A a 和 b 是多用电表的两个
3、表笔，则表笔 a 为黑色B 电流表的内阻约为 14.0C 由计算可知多用电表内电池的电动势约为 1.5VD 为了使电阻的测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与电流表接线柱紧紧捏在一起，以使两者接触良好【答案】D端捏紧，D 错误4电源的电动势和内阻都保持一定，现用两个不同的电压表先后直接接电源的两极上，电压表 1 的读数是 ，电压表 2 的读数是 ，已知电压表的内阻依次是 、 ，且 ，那么由于两电压表内阻不同，将是A 一定小于B 一定等于C 若将两个电压表同时并接在电源的两极时，读数一定不同D 若将两个电压表串联后接在电源的两极时，两电压表读数之和一定大于【答案】D35如图所示是某电源的路端电
4、压与电流的关系图像，下面结论正确的是( )A 电源的电动势为 6.0 V B 电源的内阻为 12 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 12 【答案】A【解析】A、由闭合电路欧姆定律 得，当 时， ，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势 ，故 A 正确；B、电源的内阻等于图线的斜率大小， ，故 B 错误；C、外电阻 时，短路电流为 ，故 C 错误；D、电流为 时，路端电压 ，外电阻是 ，故 D 错误。6有两个相同材料制成的导体，两导体为上、下面为正方形的柱体，柱体高均为 h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为 b，现将大小柱体串联接在电压 U 上，已知通
5、过导体电流方向如图，大小为 I，则A 导体电阻率为B 导体电阻率为C 大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷定向移动的速率D 大柱体中自由电荷定向移动的速率等于小柱体中自由电荷定向移动的速率【答案】A【解析】AB：由电阻定律 可知：两导体的电阻 ；两电阻串联，分压相等，则 a 两端的电压为 ；可知： ，解得： 。故 A 项正确，B 项错误。CD：由 可知，电流相同，单位体积内的电子数相同，电子的电荷量相同，横截面积不相同，则小4柱体中电子定向移动速率大。故 CD 两项错误。 7电动机是把电能转化成机械能的一种设备，在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用 图示表格是某品牌电
6、动机铭牌的部分参数，据此信息，下列说法中不正确的是( ) A 该电动机的发热功率为 110 WB 该电动机转化为机械能的功率为 1 100 WC 该电动机的线圈电阻 R 为D 该电动机正常工作时每分钟对外做的功为【答案】B【解析】由电动机的额定功率及效率可求得电动机的发热功率为：，电动机转化为机械能的功率为：，故 A 正确， B 错误；由 可得电动机的线圈电阻为：，故 C 正确；电动机正常工作时每分钟对外做功为：，故 D 正确。此题选择不正确的选项，故选 B。8如图所示，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻,E 为电源电动势，r 为电源内阻,以下说法中正确的是( )A 当 R2=r 时，R 2上
7、获得最大功率B 当 R2=R1+r 时，R 1上获得最大功率C 当 R2=0 时，R 1上获得最大功率D 当 R2=0 时，电源的输出功率最大【答案】C【解析】A、根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当把 R1和电源看做一个5整体时，即把电源的内阻看做 ，当 时，电源的输出功率最大，即 R2上获得最大功率， A错误；B、C、电阻 R1为定值电阻，则根据 可知当流过 R1的电流最大时， R1消耗的电功率最大，即当时， R1上获得最大功率， B 错误，C 正确； D、结合 A 的分析可知，当 时，电源的输出功率最大，由于不知道三个电阻的关系，所以不能判断出 时，电源的输出功
8、率是否最大，D 错误；故选 C。9某导体中的电流随其两端的电压变化，如图实线所示，则下列说法中正确的是A 加 5 V 电压时，导体的电阻是 5 B 加 12 V 电压时，导体的电阻是 8 C 由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小D 由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小【答案】ABD确10如图所示，电源电动势 E3 V，小灯泡 L 标有“2 V 0.4 W”，开关 S 接 1，当滑动变阻器调到 R4 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 1 B 电动机的内阻为 4 C 电动机正常工作电压为 1 V D 电源效率约
9、为 93.3%6【答案】AD【解析】A、小灯泡的额定电流为 ，电阻为 ，当接 1 时，由闭合电路欧姆定律可知 ，代入数据解得 r=1，故 A 正确；BC、当接 2 时灯泡正常发光，流过的电流为 I=0.2A， 电源内阻分的电压为 ，故电动机分的电压为 ，电动机的内阻 ，故 B、 C 错误；D、电动机的输入功率 ，电源的效率 ，故D 正确；故选 AD。11高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。超导部件有一个超导临界电流 Ic，当通过限流器的电流 I Ic时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻） ，以此来限制电力系统的故障电流。假定有一实验电路如右图所示
10、，超导部件的正常电阻为 R13，超导临界电流 Ic1.2A，限流电阻 R26，小灯泡 L 上标有“6V，6W”的字样，电源电动势 E8V，内阻 r2原来电路正常工作，若 L 突然发生短路，则（ ）A 短路前通过 R1的电流为 AB 短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C 短路后通过 R1的电流为 AD 短路后通过 R1的电流为 2A【答案】BCC、短路后回路中的总电流为 ，根据并联电路分流可知短路后通过 R1的电流为 A，故 C 对；7D 错；故选 BC12如图(a)所示电路中， R2为一阻值非线性变化的滑动变阻器，移动滑片改变滑动变阻器接入电路中的长度 x(x 为图中 a 与滑片之间的距离
11、)，得到如图(b)所示的定值电阻 R1两端的电压 U1与 x 的关系 a、 b、 c 为滑动变阻器上等间距的三个点，当滑片从 a 移到 b 和从 b 移到 c 时，电流表 A 的示数变化分别为 Iab和 Ibc，电压表 V2的示数变化分别为 Uab和 Ubc，电阻 R1的功率变化分别为 P1ab和 P1bc，电源的总功率变化分别为 Pab和 Pbc，则下列说法正确的是( )A Iab Ibc B Uab UbcC P1ab P1bc D Pab Pbc【答案】AB【解析】根据欧姆定律得到电阻 R1两端的电压 U1=IR1，由图看出，电压 U1变化相等，R 1一定，则知电流的变化相等，即得电流表
12、示数变化相等即I ab=I bc，故 A 正确；电压表 V2的示数 U2=E-Ir，电流 I 的变化相等，E、r 一定，则U 2相等，即U ab=U bc故 B 正确；电阻 R1的功率 P1R1=I2R1，其功率的变化量为P 1R1=2IR1I，由上知I 相等，而 I 减小，则知，从 a 移到 b 功率变化量较大故 C 错误；电源的总功率为 P 总 =EI，E 一定，I ab=I bc，则有P ab=P bc故 D 错误故选 AB 二、实验题 13某实验小组欲精确测量某电阻的阻值,可使用的器材有:被测电阻 ,阻值 20 左右;电流表 (量程04A,内阻 约为 0.5);电流表 (量程 0.1A
13、,内阻 =1);电流表 (量程 3.0A,内阻 约为 0.1);各种规格的定值电阻 若干;滑动变阻器 (阻值 05.0);滑动变阻器 (阻值 01000.0);电源 E(电动势 6V,内阻不计);开关 K;导线若干.(1)某同学设计了测量电阻 的实验电路图如图所示,中应选用元件_中应选用元件_分别选填“ ”、 “ ”或“ ”),滑动变阻器应选元件_-(选填“ “或“ ”)8(2)为了便于操作、测量准确,定值电阻 R 应选用下列的_.A5 B10 C60 D500(3)按上面电路图连接好电路,闭合开关 K 前滑动变阻器的滑片 P 应置于_端(选填“a”或“b“)。(4)闭合开关 K 调节滑动变阻
14、器滑片 P,电流表中示数设为 电流表中示数设为 ,则被测电阻的阻值为:=_(用已知和测量的物理量的符表示)。【答案】 A2A1R1Ca【解析】 （1）由题中电路图知采用了滑动变阻器分压接法来进行实验，为了便于操作、准确测量，显然滑动变阻器 阻值过大，不便操作，故应选用阻值较小的滑动变阻器 R1，结合伏安法测电阻原理，中的电流表应当做电压表使用，此电流表必须已知内阻，故选择 A2表；根据给出电源的电动势和被测电阻的阻值，电路中最大的电流约为： A=0.4A，故中的电流表应选择 A1；（3）闭合开关 K 前，为了保证电流表的安全，滑动变阻器的滑片 P 应置于 a 端；（4）根据电路图，由欧姆定律得
15、： =14有一个额定电压为 2.8 V，功率约为 0.8 W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的 I-U 图线，有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻约 6 k)B电压表(015 V，内阻约 30 k)C电流表(03 A，内阻约 0.1 )D电流表(00.6 A，内阻约 0.5 )E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(200 ，0.5 A)G蓄电池(电动势 6 V，内阻不计)(1)某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，小灯泡的发光情况是_(选填“亮”或“不亮”)要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图_(选填“a”或“b”)9(2)
16、用正确的电路进行测量，电压表应选用_，电流表应选用_(用序号字母表示)(3)滑动变阻器应选用_(用序号字母表示)(4)通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为_.【答案】不亮 bADE10【解析】 （1）由电路图可知，电压表串接在电路中，电路中的电阻很大，小灯泡不亮；要使电压从零开始调节，应采用分压接法；故电路图应选择 b。（4）由图可知，当电压为 2.8V 时，电流为 0.28A，故电阻 。15 （1）在实验室，某同学用多用电表粗测一段样品的电阻。经正确操作后，用“100”档时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用_档(填“10”档或“1k”)重新
17、测量。换档后，在测量前应_10（2）某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势（电动势 E 大约在 9 V 左右，内阻 r 约为50)已知该电池允许输出的最大电流为 150 mA该同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为 2 k， R 为电阻箱，阻值范围 09999， R0是定值电阻，阻值为 20，起保护电路的作用在图甲的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接_。该同学完成电路的连接后，闭合开关 S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为_V .改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，则根据该同学所作出的
18、图线可求得该电池的电动势 E =_V，内阻 r =_ .（结果保留两位有效数字）用该电路测电动势与内阻，测量值和真实值的关系 _ ， _ （填“大于” 、 “小于” 、“等于” ）.11【答案】1k 欧姆调零 6.5V1050 小于【解析】 （1）欧姆表指针偏转角度较小，电流较小，被测电阻的阻值较大，则应换大倍率档，即换用“1k”档。换档后，重新测量前，应欧姆调零。（2）电路连接如图：电压表选 015V 量程，分度值为 0.5V，电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为 6.5V。据闭合电路欧姆定律， ，整理得： 。对比 图线，则图线的纵截距 、图线的斜率 ，解得：、 。16某课外实验小组欲利用
19、如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计提供的实验器材有：灵敏电流表(量程为 1.0 mA，内阻为 300 )，学生电源 (输出电压为 U2.0 V，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为 1 000 )，滑动变阻器 R2(最大阻值为 3 000 )，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻 RT，导线若干已知热敏电阻的阻值与摄氏温度 t 的关系为 RT2.5 t15()，实验步骤如下：12a按照电路图连接好实验器材；b为不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片 P 调整到 a 端；然后将单刀双掷开关掷于 c 端，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在_(选填“中央刻线”或“满刻线”)位置，
20、并在以后的操作中使滑片 P_(选填“位置不变” 、 “置于 a 端”或“置于 b 端”)；c在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于 d 端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；d根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤 b 补充完整(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_(填“ R1”或“ R2”)(3)灵敏电流表的电流 I 与热水温度 t 之间的函数关系式为 I_(A)，该温度计能够测量的最低温度为_.(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的_(填“左
21、”或“右”)侧，刻度盘上的刻度_(填“均匀”或“不均匀”)【答案】满刻线位置不变 R2 6 右不均匀【解析】(1)调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片 P 位置不变。(2)由于灵敏电流表的内阻只有 300 ，所以当灵敏电流表达到满偏时，有 ，将 U2.0 V， Rg300 及 I1.010 3 A 代入可得 R1 700 ，应选择滑动变阻器 R2。(3)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为 2 000 。当开关掷于 d 端时，有 ，又因为 RT2.5 t15()，代入并整理可得，当电流表达到满偏时，此时测量
22、的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I1.010 3 A 代入上式可得 t6。13(4)由 可知，电流随温度不是均匀变化的，刻度盘上的刻度不均匀；温度越低，电流越大，指针越向右偏，低温刻度应在刻度盘的右侧。三、计算题：（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 ）172018 年 9 月 7 日 20 时，台风“山竹”在西北太平洋洋面上生成，9 月 16 日 17 时“山竹”在广东台山海宴镇登陆，登陆时中心附近最大风力 14 级，中心最低气压 955 百帕；伴随台风的还有电闪雷鸣，通常情况下，一次闪电过程通常由若干个相继
23、发生的闪击构成，每个闪击持续时间很短，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某一次闪电前，云地之间的电势差约为 1.0109V，云地间距离约为 2 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6C，闪击持续时间约为 510-5s若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场，试估算：（1）闪电前云地间的电场强度大小；（2）第一个闪击过程中闪电电流的平均值；【答案】 （1） （2） 答：(1)闪电前云地间的电场强度大小是 5105V/m.(2)第一个闪击过程中闪电电流的平均值是 1.2105A.18如图所示电路中，电源电动势 E10V，内电阻不计，电阻R114， R26.0， R32.0， R48.0，
24、R510，电容器的电容 C2 F ，求：(1)电容器所带的电荷量，并说明电容器哪个极板带正电？(2)若 R2突然断路，将有多少电荷量通过 R5【答案】 （1） 下极板带正电（2） 【解析】 （1）由图可知： UR1： UR2=R1： R2=14：6且 UR1+UR2=10V14由此可得： UR1=7V， UR2=3V同理可得： UR3=2V， UR4=8V令 d 点的电势为零电势，即 d=0则有： UR2=a-d=3V且： UR4=b-d=8V则电荷量为： Q= CUab=210-62C=410-6C此时下极板带负电，则流过 R5电荷量为： Q=Q+Q=1.410 -5C，电流由上到下。19三
25、峡水电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约 100m，水的流量约 1.35104m3/s。船只通航需要约 3500m 3/s 的流量，其余流量全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的势能有 20% 转化为电能。（1）按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多大；（2）本市现行阶梯电价每户每月 1 挡用电量最高为 240kWh，如果按照本市现行阶梯电价 1 挡最高用电量计算，三峡电站可以满足多少户家庭生活用电；（3）把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为 P，输电线路的总阻值为 R，要使输电线路上损耗的功率小于 P。a求输电电压的最小值 U；b在输电功率一定时，请提出两种减少输电过程中功率损耗的方法。【答案】 （1） kW（2） 户（3）a b提高输电电压增大导线横截面积，减小电阻【解析】 （1） = kW （2）每户平均功率： =0.333kW 户 （3）a输电导线损失热功率15输电功率 ， b 减少输电过程中功率损耗的方法：提高输电电压；增大导线横截面积，减小电阻；
