【专项题库+高考领航】2022届高考物理大一轮复习-章末检测-恒定电流.docx

章末检测　恒定电流
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，多选题已在题号后标出)
1.(2021·长春检测)两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化状况分别如图中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为 (　　)
A．2∶1　　　　　　　　 　 B．1∶2
C．6∶1 D．1∶6
解析：选B.两导线串联，电流相等，I1＝I2，从两段图线上截取相同的电压，U1＝U2，保证电阻是相等的，此时长度之比，即为L1∶L2＝1∶2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比，即S1∶S2＝1∶2，B正确，A、C、D错误．
2．(2021·高考安徽卷)用图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，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，转变滑动头P的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP＝PN＝l2，则Rx的阻值为 (　　)

A.R0 B.R0
C.R0 D.R0
解析：选C.当电流表的示数为零时，P点和R0与Rx结点的电势相等，即UR0＝UMP，URx＝UPN，＝＝，解得Rx＝R0，C正确．

3．(原创题)如图所示电路中，电源电动势E＝80 V，内阻r＝5.6 Ω，R1＝6 000 Ω，R2＝4 000 Ω，R3＝0.3 Ω，R4＝6 000 Ω，R5＝0.1 Ω，R6＝0.2 Ω，R7＝8 000 Ω，估算R7消耗的功率为 (　　)

A．80 W B．8 W
C．0.8 W D．0.08 W
解析：选C.依据“大电阻与小电阻并联，其等效电阻小于小电阻；大电阻与小电阻串联，其等效电阻大于大电阻”知R7中电流近似为I＝＝0.01 A，R7消耗的功率P＝I2R7＝0.8 W，C正确．
4. (多选)如右图所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是 (　　)
A．电源①的电动势和内阻均比电源②大
B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相
等
C．当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
解析：选AD.图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的确定值等于电源的内阻，因此A对；作外接电阻R的U－I曲线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S1、S2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积都不行能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错、D对；电源的效率η＝＝＝，由于电源内阻不同则电源效率不同，C错．
5. (2021·北京西城区一模)如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，已测得它的内阻为495.0 Ω.图中电阻箱读数为5.0 Ω.现将MN接入某电路，发觉灵敏电流计G刚好满偏，则依据以上数据计算可知 (　　)
A．M、N两端的电压为1 mV
B．M、N两端的电压为100 mV
C．流过M、N的电流为2 μA
D．流过M、N的电流为20 mA
解析：选D.本题中灵敏电流计G和电阻箱并联后接入电路，灵敏电流计满偏，即通过它的电流强度为200 μA，结合灵敏电流计内阻495.0 Ω，电阻箱读数50 Ω，可以计算出M、N两端电压为U＝IRg＝495.0 Ω×200 μA＝
99 mV，A、B错误．再计算此时通过电阻箱的电流强度，依据I＝＝＝19.8 mA，即通过M、N的电流为(19.8 mA＋200 μA)＝20 mA，C错误、D正确．
6. (2021·南昌模拟)(多选)如右图所示，两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连，开头都不带电．现将开关S闭合给两个电容器充电，待充电平衡后，电容器C1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态．再将开关S断开，把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列推断正确的是 (　　)
A．电容器C1两板间电压减小
B．电容器C2两板间电压增大
C．带电微粒将加速上升
D．电容器C1所带电荷量增大
解析：选BCD.充电完毕后电容器C1、C2并联，且两端电压相等，都等于电源电压，断开S后，电容器C2两板稍错开一些，即两板正对面积S减小，则电容减小，依据C＝＝，可知两板间电压U2增大，此时U2＞U1，则电容器C2又开头给C1充电，直到两电容器电压再次相等，此时两者两端的电压比原来的电压都增大，A错误，B正确；电容器C1所带电荷量增大，D正确；电容器C1两端的电压增大，依据E＝可知，C1两板间电场强度增大，则带电微粒受到的静电力增大，将加速向上运动，C正确．
7．(2021·咸阳高三质检)(多选)如图所示，曲线C1、C2分别是直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知，下列说法正确的是(　　)

A．电源的电动势为4 V
B．电源的内电阻为1 Ω
C．电源的输出功率最大为8 W
D．电源被短路时，电源消耗的功率为16 W
解析：选ABD.由题图可知，当电流为2 A时，内电路消耗功率为4 W，由I2r＝4 W可得电源的内电阻为r＝1 Ω，选项B正确；当电流为2 A时，外电路消耗功率也为4 W，外电路路端电压U＝2 V，由E＝U＋Ir可得电源的电动势为E＝4 V，选项A正确；由U＝IR可得外电路电阻R＝1 Ω时，电源输出功率最大，最大值为4 W，选项C错误；电源被短路时，短路电流为E/r＝4 A，电源消耗的功率为Ir2＝16 W，选项D正确．
8.(多选)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发觉电压表V1、V2示数变化的确定值分别为ΔU1和
ΔU2，下列说法中正确的是 (　　)
A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C．ΔU1＜ΔU2
D．ΔU1＞ΔU2
解析：选BD.滑动变阻器的触片P从右端滑至左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小．与滑动变阻器串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与滑动变阻器并联的灯泡L3电压降低，变暗．U1减小，U2增大而路端电压U＝U1＋U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量，选B、D.
二、试验题(共2小题，共20分)
9．(10分)某同学用图甲所示的电路探究电学元件的U－I关系，得到的数据描在图乙所示的坐标纸上．

(1)观看图乙所描数据点的分布状况，画出电学元件的U－I曲线；
(2)当电压表示数U＝2.0 V时，元件的电功率值为____W(保留2位有效数字)，此值与元件的实际功率值相比____(填“偏大”“偏小”或“相等”)．
解析：(1)将题图乙中的点迹描成平滑的曲线，如图所示．
(2)由题图乙可知，当U＝2.0 V时，电流I＝0.5 A，则功率P＝UI＝1.0 W；由题图甲可知电流表的读数是电学元件和电压表这个并联电路的总电流，此功率比电学元件的实际功率偏大．
答案：(1)见解析　(2)1.0　偏大
10．(10分)(2021·宁夏银川一中一模)(1)某试验小组在“测定金属丝电阻率”的试验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是________mm、________A、________V.

(2)已知试验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20 kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E＝4.5 V，内阻较小．则以下电路图中，________(选填字母代号)电路为本次试验应当接受的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻照旧会比真实值偏________(选填“大”或“小”)．

(3)若已知试验所用的电流表内阻的精确     值RA＝2.0 Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的________(选“甲”或“乙”)，Rx的表达式为________．
解析：(1)螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm，可动刻度为49.9×0.01 mm＝0.499 mm，金属丝直径为0.5 mm＋0.499 mm＝0.999 mm.电流表读数为0.42 A，电压表读数要向后估读一位，即读数为2.23 V.
(2)因RV≫Rx(Rx＝ Ω≈53 Ω)，测量电路接受电流表外接法，故最佳电路为甲电路，此时测量结果因电压表的分流而偏小．
(3)若已知电流表内阻时，最佳电路为乙电路，由欧姆定律得：Rx＋RA＝，那么Rx＝－RA＝－2.0 Ω.
答案：(1)0.998～1.000　0.42　2.22～2.24
(2)甲　小
(3)乙　－RA或－2.0 Ω
三、计算题(共2小题，共32分)
11.(16分)(2021·宁波模拟)在如右图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关S接b时，电压表示数为4.5 V，试求：
(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；

(2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；
(3)当开关S接c时，通过R2的电流．
解析：(1)当S接a时，R1被短路，外电阻为R2，依据电功率公式可得通过电源的电流I1＝＝1 A
电源两端的电压U1＝＝4 V.
(2)当S接a时，有E＝U1＋I1r＝4＋r ①
当S接b时，R1和R2串联，R外′＝R1＋R2＝6 Ω
通过电源的电流I2＝＝0.75 A
这时有：E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r ②
联立①②式得：E＝6 V，r＝2 Ω.
(3)当S接c时，R总＝R1＋r＋R23＝6 Ω
总电流I总＝＝1 A
通过R2的电流I′＝I总＝0.5 A.
答案：(1)1 A　4 V　(2)6 V　2 Ω　(3)0.5 A
12．(16分)(2021·浙江省宁波市摸底)某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如右图所示，迎风板与一轻质弹簧的一端N相接，穿在光滑的金属杆上．弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1 300 N/m，自然长度L0＝0.5 m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．限流电阻的阻值R＝1 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω.合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝3.0 V；假如某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数为U2＝2.0 V，求：
(1)金属杆单位长度的电阻；
(2)此时作用在迎风板上的风力．
解析：设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2.
(1)无风时：U1＝R1
得R1＝＝ Ω＝0.5 Ω
所以金属杆单位长度的电阻r0＝＝ Ω＝1 Ω.
(2)有风时，U2＝R2
得R2＝＝ Ω＝0.3 Ω
此时，弹簧长度L＝＝ m＝0.3 m
压缩量x＝L0－L＝(0.5－0.3)m＝0.2 m.
由平衡条件得此时风力
F＝kx＝1 300×0.2 N＝260 N
答案：(1)1 Ω　(2)260 N