2015全国物理高考分类汇总———恒定电流.docx

专题八 恒定电流
1．（15江苏卷）（8分）小明利用如题10-1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻

（1）题10-1图中电流表的示数为__________A
（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下

请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线

由图线求得：电动势E=_________V;内阻r=_________________Ω
（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______________
【答案】（1）0.44
（2）U-I图线见右图 1. 60 （1. 58 ~ 1. 62 都算对） 1.2（1.18 ~1.26 都算对）
（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.

【解析】本题做图象时，纵轴的标度要注意，一是初始点不为0而是1.0，二是每5个小格为0.1而不是10个小格，否则，不是图象画不全就是延长线到图象外才与纵轴相交。平常做作业，学生常常认为作图象不要做，考试时就会了，本题图象说明，平常做作业，做图象题也要做，否则，考试时画不好。
【点评】本题考查测电源电动势和内阻实验，难度：容易

2.（15江苏卷）做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm，线圈导线的横截面积A=，电阻率，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）

（1）该圈肌肉组织的电阻R；
（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E；
（3）0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。
【解答】（1）由电阻定律得，代入数据得
(2)感应电动势，代入数据得
(3) 由焦耳定律，代入数据得
【点评】本题考查电阻定律，法拉第电磁感应定律和焦耳定律，难度：容易。但物理情景较新。

3.（15北京卷）如图所示， 其中电流表 A 的量程为 0.6A， 表盘均匀划分为 30 个小格， 每一小格表示 0.02A；R1 的阻值等于电流表内阻的 1/2；R2 的阻值等于电流表内阻的2倍， 若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值， 则下列分析正确的是
A． 将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04A
B．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02A
C．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06A
D．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01A
【答案】C
【难度】★★★
【考点】电表改装
【解析】当接线柱1 和 2 入电路时，R1 与电流表并联，并联后等效电阻为原来电流表电阻1/3，量程扩大为原来的 3 倍，每个小格表示的电流应该是 0.06A。A、B选项错误；当接线柱 1 和 3 连入电路时，R1 与电流表并联再整体与R2 串联，但串联电阻对电流表量程无影响，每个小格表示的电流仍然是0.06A，故选项 C正确。

4.（15北京卷）（20 分）真空中放置的平行金属板可以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。 假设所有逸出的电子都垂直于A 板向B板运动， 忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变 ，a 和 b 为接线柱。 已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N，电子逸出 时的最大动能为 Ekm ，元电荷为 e。
( 1 ) 求 A 板和 B 板之间的最大电势差 ，以及将 a、b 短接时回路中的电流 I 短
( 2 ) 图示装置可看作直流电源，求其电动势 E 和内阻 r。
( 3 ) 在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 U，外电阻上的消耗电功率设为 P； 单位时间内到达 B 板的电子，在从A板运动到 B 板的过程中损失的动能之和设为 ΔEK 。
请推导证明: P = ΔEK 。
( 注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明 )

【难度】★★★
【考点】电场、电流的微观解释、闭合电路欧姆定律、光电效应
【解析】
(1) A 板中逸出的电子累积在 B 板上，在 A、B 两板间形成由 A 指向 B 的电场。从 A 板后续逸出的电子在向 B 板运动的过程中会受到电场力的阻碍作用而做减速运动。AB间电压最大值时，从 A 板逸出的最大动能的电子到 B 板时动能恰好为零。
根据动能定理 ①
若将 a、b 短接，则两板间电势差为零，从 A 板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流
②
(2)当外电路断路时，A、B 两板间电压为该直流电源的电动势。E=Um= ③
电源内阻r= ④
(3) 证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达 B 板的电子个数为，则回路中电流
⑤
外电阻上消耗的电功率 P=UI ⑥
单位时间内到达 B 板的电子，从 A 板运动到 B 板过程中损失的动能之和为
⑦
由⑤⑥⑦式可得，P = ΔEK ⑧

5.（15福建卷）如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ）

A．PQ中电流先增大后减小
B．PQ两端电压先减小后增大
C．PQ上拉力的功率先减小后增大
D．线框消耗的电功率先减小后增大
【答案】：C

6.（15福建卷）（12分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；

②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A
③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 W（保留两位小数）
【答案】：见解析；0.44A；4 2.25
【解析】
试题分析：实物图如图所示；由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；电源内阻为1欧，所以当外

电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为。
7.（15海南卷）某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E（内阻很小）、开关和、电容器C（约100）、电阻（约200k）、电阻（1k）、电压表V（量程6V）、秒表、导线若干。
(1)按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线。

(2)先闭合开关，再断开开关：闭合开关，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表示数如图（c）所示，电压表的读数为________V（保留2位小数）。
(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数 ，记录的数据如下表所示，在答题卡给出的坐标纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是______s。

(4)电路中C、和构成的回路的作用是___________。
【答案】（1）图略（2）3.6V（3）40s（4）使实验前电容器两极板上的电荷相中和

8.（15四川卷）（11分）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：
电流表A1（量程0～30mA）；
电流表A2（量程0～100mA）；
电压表V（量程0～6V）；
滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；
开关S一个，导线若干条。
某同学的实验过程如下：
Ⅰ．设计如图3所示的电路图，正确连接电路。

Ⅱ．将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线。
Ⅲ．断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。
回答下列问题：
①电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ；
②由图4的图线，得电源内阻r＝ Ω；

③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝ ，代入数值可得Rx；
④若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 ，电压表示数变化范围 。（选填“相同”或“不同”）
【答案】①A2 R2 ②25 ③－r ④相同 不同

②根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r＝|k|＝||Ω＝25Ω。
③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：r′＝r＋Rx＝|k′|＝，解得：Rx＝－r
④若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，Rx接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而Rx接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。
考点：测定电源电动势和内阻、伏安法测电阻的实验
9.（15安徽卷）一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据电流的微观表达式、欧姆定律、电阻定律及电势差与电场强度的关系可得金属棒内的电场强度大小，故答案为C．
10.（15重庆卷）同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.
①若使用题6图2所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的 点（选填“b”或“c”）.

②测得电阻丝的图如题6图3所示，则为 （保留两位有效数字）。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时，会 （选填“增大”或“减小”）。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向 端调节（选填“M”或“N”）.

④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如题6图5所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“—”端应分别连接到电路中的 点和 点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.

【答案】① c；② 4.1 （4.0～4.2）;③减小 ，M；④ b，d

考点：本题考查伏安法测电阻。
11.（15新课标2卷）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：
待测电压表（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R0
(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干
（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整
（2）根据设计的电路写出步骤
（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R1v与内阻的真实值Rv先比R1v Rv （添“>”“=”或“<”）主要理由是

【答案】（1）（2）见解析；
（3）>；见解析
【解析】
试题分析：（1）实验电路如图所示

考点：半偏法测电表内阻