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第七章 恒定电流高频考点真题验收全通关
高频考点一：电路的基本概念和规律
1．(2012·浙江高考)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　)
A．8×108 kW·h　　　　B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
2．(2013·安徽高考)用图1所示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻， Ⓖ是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表Ⓖ的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为(　　)
A.R0 B.R0 C.R0 D.R0
图1 图2
3．(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　) A．3 V　1.8 J B．3 V　3.6 J C．6 V　1.8 J D．6 V　3.6 J
4．(2011·海南高考)图2甲是改装并校准电流表的电路图。已知表头的量程为Ig＝600 μA、内阻为Rg，是标准电流表。要求改装后的电流表量程为I＝60 mA。完成下列填空：
(1)图甲中分流电阻Rp的阻值应为________(用Ig、Rg和I表示)。
(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图乙所示，由此读出流过电流表的电流为________mA。此时流过分流电阻Rp的电流为________mA。(保留1位小数)
高频考点二：闭合电路欧姆定律及其应用
5．(2011·北京高考)如图3所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　)
A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
图3 图4 图5 图6
6．(2011·海南高考)如图4所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A.的读数变大，的读数变小 B.的读数变大，的读数变大 C.的读数变小，的读数变小 D.的读数变小，的读数变大
7．(多选)(2012·上海高考)直流电路如图5所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的(　　)
A．总功率一定减小 B．效率一定增大 C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小
8.(2011·上海高考)如图6所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(　　)
A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大 B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小
C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大 D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小
9．(2011·重庆高考)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有4个错误电路，如图7所示。电源内阻不计，导线连接良好。若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下4种现象：
图7 图8
a．电珠L不亮；电流表示数几乎为零 b．电珠L亮度增加；电流表示数增大
c．电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断 d．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断
与上述abcd四种现象对应的电路序号为(　　)
A．③①②④ B．③④②① C．③①④② D．②①④③
10．(2010·大纲卷)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图8所示。图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为(　　)
A.、　　　　B.、 C.、 D.、
高频考点三：电阻的测量及多用电表的使用
11．(2013·北京高考) 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4 V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表(0～3 A，内阻约0.025 Ω) B．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ) D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________(选填器材前的字母)；实验电路应采用图________(选填“甲”或“乙”)。
图9 图10 图11
(2)图10是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图11所示，可得该电阻的测量值Rx＝＝________ Ω。(保留2位有效数字)
(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是________。(选填选项前的字母)
A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值
C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U­x关系的示意图中正确的是________。
图12
12．(2014·天津高考)现要测量一个未知电阻Rx阻值，除Rx外可用的器材有：
多用电表(仅可使用欧姆挡)； 一个电池组E(电动势6 V)； 一个滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流1 A)；
两个相同的电流表G(内阻Rg＝1 000 Ω，满偏电流Ig＝100 μA)； 两个标准电阻(R1＝29 000 Ω，R2＝0.1 Ω)； 一个电键S、导线若干。
(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)。
A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆 B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆
C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量 D．如需进一步测量可换“×1 k”挡，调零后测量
(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
高频考点四：测定金属的电阻率
13．(2011·浙江高考)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究 3 根材料未知，横截面积均为S＝0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图13所示的实验电路。M 为金属丝 c 的左端点，O 为金属丝 a 的右端点，P 是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终为 I＝ 1.25 A。电压表读数 U 随 OP 间距离 x 的变化如下表：
图13
x/mm
600
700
800
900
1 000
1 200
1 400
U/V
3.95
4.50
5.10
5.90
6.50
6.65
6.82
x/mm
1 600
1 800
2 000
2 100
2 200
2 300
2 400
U/V
6.93
7.02
7.15
7.85
8.50
9.05
9.75

(1)绘出电压表读数 U 随 OP 间距离 x 变化的图线；
(2)求出金属丝的电阻率ρ ，并进行比较。
高频考点五：描绘小灯泡的伏安特性曲线
14．(2012·四川高考)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V　0.7 A”； 电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω； 电流表A2，量程0.6 A，内阻r2＝0.2 Ω；
电压表V，量程3 V，内阻rV＝9 kΩ； 标准电阻R1，阻值1 Ω； 标准电阻R2，阻值3 kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω； 学生电源E，电动势6 V，内阻不计； 开关S及导线若干。
(1)甲同学设计了如图14所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图15所示，此时L的电阻为________Ω。
　 图14　　图15 图16 图17

(2)乙同学又设计了如图16所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________V。
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图17所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。　　　　
高频考点六：测定电源电动势和内阻
15．(2012·重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如图18所示。
(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U­I图像，得出E和r。
(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在题图中用笔画线代替导线连接电路。

图18 图19
(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U­I图像如图19中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
曲线(c)对应的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝________mW。(均保留三位有效数字)

第七章高频考点真题验收全通关解析
1.解析：选B　假设每户每天只亮灯5个小时，每户每年节电E＝2×(60－10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h。假设每户有3口人，全国有4亿户左右。节电总值为E总＝4×108×182.5 kW·h＝7.3×1010 kW·h，故B正确。
2.解析：选C　本题考查测量电阻和电路动态分析的方法，意在考查考生对串、并联电路的规律和闭合电路的欧姆定律的理解。当灵敏电流表的电流为零时，有＝，可得Rx＝R0。
3.解析：选D　设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2，通电的时间都为t。 由公式W1＝U1q1和W1＝t可得U1＝3 V，＝0.1。 再由W2＝U2q2和W2＝t可得U2＝6 V，W2＝3.6 J，故D正确。
4.解析：(1)当表头满偏时，流过表头和电阻RP(即改装电流表)的总电流I＝60 mA，所以有IgRg＝(I－Ig)Rp解得分流电阻Rp＝①
(2)从图乙读得结果ImA＝49 mA＋5×0.1 mA＝49.5 mA 此时流过分流电阻Rp是电流IP＝·ImA②
联立①②式并代入数据可得IP＝49.0 mA 答案：(1)　(2)49.5　49.0
5.解析：选A　由变阻器R0的滑动端向下滑动可知R0连入电路的有效电阻减小，R总减小，由I＝可知I增大，由U内＝Ir可知U内增大，由E＝U内＋U外可知U外减小，故电压表示数减小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝可知电流表示数减小，故A正确。
6.解析：选B　电路中各量的动态变化如下：
综上知，B正确。
7.解析：选ABC　滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总＝EI可得P总减小，故A正确。根据η＝＝可知B正确。由P损＝I2r可知，C正确。P出­R外图像如图所示，因不知道R外的初始值与r的大小关系，所以无法判断P出的变化情况，D错误。
8.解析：选A　本题的关键是明确电路结构，以及由滑动变阻器的特殊接法引起的外电阻的变化情况。设滑动变阻器的总电阻为R0，P以上电阻为Rx，Rx与(R0－Rx)并联接入电路，并联后的阻值R′＝。当Rx＝时，R′最大。P从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大后减小。所以，电压表的示数(路端电压)先变大后变小。流过电流表A的电流IA＝·＝。所以，当Rx由0增大至R0的过程中，电流表的示数一直变大。综上可知，A正确。电流表的示数也可用“特殊值法”分析。当P在最高点时，IA＝0；当P在中点时，IA＝；当P在最低点时，IA＝。综上可知，电流表的示数一直增大。
9.解析：选A　图①电路为分压接法，触头向右滑动，电珠L分得的电压逐渐变大，亮度增加，因滑动变阻器电阻减小，整个电路电阻减小，所以电流表示数增大 ，对应b现象；图②为限流接法，电珠与电阻很小的电流表并联，变阻器在最左端时，电流很小，电珠L不亮，触头向右滑动时，电流迅速增大，电流表电流过大，线圈被烧断，电珠L忽然发光，对应c现象；图③电压表电阻很大，导致分压电路部分的电流几乎为零，电珠L不亮，电流表示数几乎为零，对应a现象；图④电珠与电压表串联，通过电珠L的电流很小，电珠L不亮，电流表中电流随分得电压的增大而增大，直到线圈烧断，对应d现象。综上知，A正确。
10.解析：选D　由电源的U­I图像可知，若电源的电动势为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率η＝＝，所以ηa＝＝，ηb＝＝。
11.解析：(1)因电源电动势E＝4 V，电路中电压U＜4 V，故电压表选C。由I＝＜ A＝0.6 A，故电流表选B。Rx约为5 Ω，＞，应使用电流表外接法，故电路应选图甲。
(2)实物连线如图所示。

(3)由图读数得U＝2.60 V，I＝0.50 A，则Rx＝＝5.2 Ω。
(4)图甲中，由于电压表不是理想电表，电流表测量的是流过Rx与电压表电流之和，故B正确。图乙中，由于电流表不是理想电流表，电压表测量的是Rx与电流表两端的电压之和，故D正确。
(5)因限流式接法要求滑动变阻器开始时处于最大阻值，故将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，电路中总阻值逐渐减少，电流逐渐增大，则被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，即U＝IRx＝，知反映U­x关系的示意图中正确的是A。
答案：(1)B　C　甲　(2)图见解析　(3)5.2　(4)B　D　(5)A
12.解析：(1)用欧姆表“×10”挡测电阻时，指针几乎满偏，说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A项正确，B项错误；要进一步测量应换用“×1”挡，欧姆调零后再进行测量。
(2)实验中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采用限流接法，用两个电流计和两个定值电阻改装成一个量程U＝Ig(Rg＋R1)＝3 V的电压表，一个量程为I＝Ig＋＝1 A的电流表。由于改装后的电压表的分流可以直接测出，因此电流表采用外接法。
答案：(1)AC
(2)如图所示　
13. 解析：(1)建立直角坐标系，以OP距离x为横轴，以U为纵轴，取适当的比例标度，描点、连线，其图像如图所示。

(2)由题意，对每段电阻有ΔU＝I·ΔR，而根据电阻定律有ΔR＝ρ，所以ΔU＝Δx，因此ρ＝·，为U­x图像的斜率。
ρ＝× ρ a＝ Ω·m＝1.04×10－6 Ω·m ρ b＝ Ω·m＝9.6×10－8 Ω·m
ρ c＝ Ω·m＝1.04×10－6 Ω·m
通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。
电阻率的允许范围 ρ a：0.96×10－6～1.10×10－6 Ω·m ρ b：8.5×10－8～1.10×10－7 Ω·m
ρ c：0.96×10－6～1.10×10－6 Ω·m 答案：见解析
14.解析： (1)由题图可得电压表的示数为2.30 V，根据欧姆定律I＝解得灯泡的电阻R＝，代入数据可得R＝5 Ω。
(2)由于电压表与电阻R2串联，则通过二者的电流相等，即＝，解得加在灯泡上的电压U＝4 V。
(3)要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，则电压表的量程为4.0 V，电流表的量程为0.7 A，因此将电压表V与标准电阻R2串联改装为量程为4.0 V的电压表，将电流表A2与标准电阻R1并联改装量程为0.6 A＋A＝0.72 A的电流表，故虚线框内实验电路如图所示。 答案：(1)5　(2)4　(3)见解析
15.解析：(1)根据欧姆定律，路端电压等于电动势减去内电压，即U＝E－Ir。
(2)该实验要求路端电压测量准确，故电压表应直接接在电源的两端，滑动变阻器只需能改变路端电压的值即可，故采用限流式接法。
(3)根据图像，电流为零时，路端电压等于电动势，四条图线对应值均相同，故电极间距减小时，电源电动势不变，四条图线中图线(d)短路电流最小，故内阻最大，即随电极间距减小，内阻增大；图线(c)对应电动势从图线中直接读出，为0.975 V，当电流为0.8 mA时，路端电压为0.592 V，由U＝E－Ir计算得r≈478 Ω；当外电路总电阻为2 500 Ω，则路端电压为U＝ E≈0.819 V，输出功率P＝＝ W≈0.268 mW。
答案：(1)U＝E－Ir　(2)如图所示

(3)不变　增大 0．975　478　0.268

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