2020屆高考物理二輪復習 刷題首選卷 專題九 恒定電流精練（含解析）

專題九恒定電流經(jīng)典特訓題組1. 一根長為L，橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內單位體積內自由電子數(shù)為n，電子的質量為m、電荷量為e，在棒兩端加上恒定的電壓U，金屬棒內自由電子定向移動的平均速率為()A. B. CneL D.答案A解析根據(jù)電流的微觀表達式可知InevS，由歐姆定律可得I，根據(jù)電阻定律可得R，聯(lián)立可得v，故A正確。2. (多選)某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實驗中，將該熱敏電阻與一小燈泡并聯(lián)，通電后各自的電流I隨所加的電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點。則關于熱敏電阻和小燈泡的下列說法中，正確的是()A圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線B圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線C圖線中的M點，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D圖線中M點對應的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等答案AD解析熱敏電阻電阻值隨溫度升高而減小，電壓增大，電流增大，電流熱效應增強，溫度升高，所以圖線上電壓越大的點對應電阻越小，與原點連線應越遠離U軸，故圖線a表示熱敏電阻伏安曲線，小燈泡電阻為金屬熱電阻，其大小隨溫度升高而增大，電壓越大的點與原點連線應越靠近U軸，所以圖線b表示小燈泡的伏安特性曲線，A正確，B錯誤；M點處，小燈泡和熱敏電阻的I、U都相同，根據(jù)R可得，此時它們的電阻相等，根據(jù)PUI可得，此時它們的功率相等，故C錯誤，D正確。3用電壓表檢查如圖電路中的故障，測得Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，則此故障可能是()AL斷路 BR斷路CR斷路 DS斷路答案B解析由Ucd0 V，Ubc0 V可知電路為斷路故障(電路中無電流)，由測得Uad5.0 V和Uab5.0 V可知，b、d兩點等電勢，電鍵S、燈泡L、電阻R均為通路，所以故障可能是R斷路，正確選項為B。4電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為a、b，由圖可知a、b的值分別為()A.、 B.、C.、 D.、答案D解析根據(jù)效率的定義可得電源效率，E為電源的電動勢，根據(jù)圖象可知Ua，Ub，所以a、b的值分別為、，D正確。5. 某電池對純電阻供電的輸出功率P隨電流I變化的圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A該電源的電動勢E2 VB該電源的內阻r1 C若I2 A時，則外電阻R1 D同一輸出功率P可對應兩個不同的電流I1、I2，即對應兩個不同的外電阻R1、R2，且rR1·R2答案A解析對于電源，輸出功率PEII2rr2，當I時，輸出功率最大，為P，結合圖象，有2，2，聯(lián)立計算得出E2 V，r0.5 ，所以A正確，B錯誤；若I2 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I，計算得出R0.5 ，故C錯誤；結合圖象，同一輸出功率P可對應兩個不同的電流I1、I2，即對應兩個不同的外電阻R1、R2，有2R12R2，計算得出r2R1·R2，故D錯誤。6在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器。當R2的滑動觸點在a端時，合上開關S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U。現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是()AI1增大，I2不變，U增大BI1減小，I2增大，U減小CI1增大，I2減小，U增大DI1減小，I2不變，U減小答案B解析R2的滑動觸點向b端移動時，R2的阻值減小，外電路的總電阻減小，電路中總電流I增大，路端電壓U(UEIr)減小，由R3兩端電壓(IR3)增大可知R1兩端電壓減小(U1UIR3)，I1減小，I2增大(I2II1)，所以三個電表示數(shù)的變化情況是I1減小，I2增大，U減小，正確選項是B。7. (多選)如圖所示的電路中，電池的電動勢為E，內阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同。在開關S處于閉合狀態(tài)下，若將開關S1由位置1切換到位置2，則()A電壓表的示數(shù)變大B電池內部消耗的功率變大C電阻R2兩端的電壓變大D電池的效率變大答案BC解析若將開關S1由位置1切換到位置2，外電路電阻減小，電源輸出電流I增大，路端電壓U減小，電壓表的示數(shù)變小，A錯誤；電池內部消耗的功率P內I2r變大，B正確；設R1R2R3R，S接1時，流過R2的電流I2·；S切換到2時，流過R2的電流I2·，流過R2的電流變大，電阻R2兩端的電壓變大，C正確；電池的效率變小，D錯誤。8. 如圖所示電路中，閉合開關S，當滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時()A電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大B電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小C電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大D電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小答案A解析當滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時，外電路電阻先增大后減小，路端電壓先變大后變小，電壓表V讀數(shù)先變大后變??；P從最高端滑到中點的過程中，電流表所在支路分得的電壓增大，電阻減小，故電流增大，P從中點繼續(xù)往下滑時，并聯(lián)部分電壓減小，電路中總電流增大，并聯(lián)部分無電流表的支路中電流由于電阻增大而減小，故電流表所在支路電流增大，即整個過程電流表A讀數(shù)變大，A正確。9. (多選)如圖所示，C為平行板電容器，C中有一帶電液滴剛好靜止，M點接地，開始時開關K閉合。下列說法正確的有()A液滴帶負電B若將開關K斷開，液滴將向上運動C若只讓C的上極板向上移動，液滴可能打到上極板D若滑動觸頭P向上移動，電容器上極板的電勢將升高答案AB解析由圖可知，C上極板帶正電荷，下極板帶負電荷，C中電場方向向下，帶電液滴受電場力向上，液滴帶負電，A正確；若將開關斷開，則C兩端的電壓升高，C中場強增大，液滴所受電場力增大，液滴向上運動，B正確；若只讓C的上極板向上移動，而C兩端的電壓不變，則C中的場強減小，液滴所受電場力減小，液滴向下運動，C錯誤；若滑動觸頭P向上移動，則電阻R接入電路的電阻減小，UR減小，UC減小，而M點保持接地，則上極板電勢降低，D錯誤。10在如圖甲所示電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化。圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法錯誤的是()A圖線a表示的是電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況B圖線c表示的是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況C此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量U1和電流表示數(shù)變化量I的比值變大D此過程中電壓表V2示數(shù)的變化量U2和電流表示數(shù)變化量I的比值不變答案C解析由電路圖甲得，V1測路端電壓U1，V2測R1兩端電壓U2，V3測R2兩端電壓U3。若電源無內阻，則V1不隨電流變化，與圖乙矛盾，則電源存在內阻r?；瑒佑|頭P向上滑動，則R2減小，電路總電阻減小，回路電流增大。因U3EI(R1r)，I增大，則U3減小，且U3IR2，當R2減小為零時，U3為零，所以圖乙中圖線a表示電壓表V3的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，即A正確；因R1不變，電流增大，則U2增大，所以圖乙中圖線c表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，即B正確；因U1EIr，U1EIr，則U1rI，所以U1和I的比值不變，即C錯誤；因U2IR1，則U2R1I，則U2和I的比值不變，即D正確。11若氫原子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動，則其角速度_；電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流，則電子運動的等效電流I_。(已知電子的質量為m，電量為e，靜電力常量用k表示)答案 解析由km2r，解得 。由電流定義式得I，又T聯(lián)立解得I 。真題調研題組1(2016·上海高考)電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉化為電能的能力，因此()A電動勢是一種非靜電力B電動勢越大，表明電源儲存的電能越多C電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映D電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓答案C解析電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉化為電勢能本領的物理量，電動勢越大說明這種轉化本領越強，但不能說明儲存的電能越多，故A、B錯誤，而C正確；閉合電路中電源兩端電壓是路端電壓，電源內阻不可忽略時，該電壓大小小于電源電動勢，故D錯誤。2(2019·江蘇高考)如圖所示的電路中，電阻R2 。斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3 V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2 V，則電源的內阻r為()A1 B2 C3 D4 答案A解析當S斷開后，電壓表讀數(shù)為U3 V，可知電源電動勢E3 V；當S閉合后，電壓表讀數(shù)為U2 V，由閉合電路歐姆定律知EUIr，且I，整理得電源內阻r1 ，A正確。3. (2016·江蘇高考)(多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內阻為2 ，四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關S，下列說法正確的有()A路端電壓為10 VB電源的總功率為10 WCa、b間電壓的大小為5 VDa、b間用導線連接后，電路的總電流為1 A答案AC解析由題圖知外電路的總電阻為10 ，回路總電阻R總為12 ，根據(jù)閉合電路歐姆定律可求干路電流I1 A，所以路端電壓為U外IR外10 V，所以A正確；電源的總功率PIE12 W，故B錯誤；根據(jù)并聯(lián)電路的特點可求流過a、b電流均為0.5 A，所以Uba0.5×(155) V5 V，故C正確；a、b間用導線連接后，根據(jù)電路的連接可求外電路電阻為7.5 ，回路總電阻R總為9.5 ，I1.3 A，所以D錯誤。4(2016·全國卷)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A. B. C. D.答案C解析根據(jù)等效電路，開關S斷開時，電容器的電壓U1·R×E，得Q1CU1；S閉合時，U2·RE，Q2CU2，故，故選C。5. (2016·上海高考)(多選)如圖所示電路中，電源內阻忽略不計。閉合電鍵，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中()AU先變大后變小BI先變小后變大CU與I比值先變大后變小DU變化量與I變化量比值等于R3答案BC解析據(jù)題意，由于電源內阻不計，電壓表的示數(shù)總是不變，故A錯誤；滑片滑動過程中，總電阻的阻值先增大后減小，電壓不變，所以電流表示數(shù)先減小后增加，U與I比值為接入電路的R1與R2的總電阻，是先變大后變小，故B、C正確；由于電壓表示數(shù)沒有變化，故D錯誤。6. (2018·江蘇高考)(多選)如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80 V時，閃光燈瞬間導通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電，這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A充電時，通過R的電流不變B若R增大，則充電時間變長C若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D若E減小為85 V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變答案BCD解析電容器充電時兩端電壓不斷增大，所以電源與電容器極板間的電勢差不斷減小，因此通過R的電流變小，A錯誤；當電阻R增大時，充電電流變小，電容器所充電荷量不變的情況下，充電時間變長，B正確；若C增大，根據(jù)QCU，電容器的電荷量增大，所以放出的電荷量增大，閃光燈閃光一次通過的電荷量增大，C正確；當電源電動勢為85 V時，電源給電容器充電，電容器兩端電壓仍能達到80 V，所以閃光燈仍然能發(fā)光，閃光一次通過的電荷量不變，D正確。模擬沖刺題組1(2019·湖北武漢二模)2019年3月19日，復旦大學科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導率是石墨烯的1000倍。電導率就是電阻率的倒數(shù)，即。下列說法正確的是()A材料的電導率越小，其導電性能越強B材料的電導率與材料的形狀有關C電導率的單位是D電導率大小與溫度無關答案C解析材料的電導率越小，電阻率越大，則其導電性能越弱，A錯誤；材料的電阻率與材料的形狀無關，則電導率與材料的形狀無關，B錯誤；根據(jù)R，則，則電導率的單位是，C正確；材料的電阻率與溫度有關，則電導率大小與溫度有關，D錯誤。2(2019·陜西八校高三4月聯(lián)考)如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r，電路中的R1為光敏電阻(其阻值隨光照強度增大而減小)，R2為定值電阻，電壓表與電流表均為理想電表。當開關S閉合時，下列說法正確的是()A增大光照強度，電流表示數(shù)變小B增大光照強度，電壓表示數(shù)變小C減小光照強度，R2消耗的功率變大D減小光照強度，電源的總功率變大答案B解析當光照強度增大時，光敏電阻的阻值減小，回路總電阻減小，則由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流增大，由UEIr可知，路端電壓減小，故電壓表示數(shù)減小，A錯誤，B正確；當光照強度減小時，光敏電阻的阻值增大，總電阻增大，則由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流減小，結合PI2R2可知，R2消耗的功率變小，C錯誤；由C分析可知，減小光照強度，電路中總電流減小，由PEI可知電源的總功率減小，D錯誤。3(2019·遼寧省沈陽市一模)某同學將一閉合電路電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中，如圖中的a、b、c所示，則下列判斷正確的是()A直線a表示電源內部的發(fā)熱功率隨電流I變化的圖線B曲線b表示電源的總功率隨電流I變化的圖線C曲線c表示電源的輸出功率隨電流I變化的圖線D電源的電動勢E3 V，內電阻r2 答案C解析由電源消耗總功率和電源內部消耗功率表達式PEEI，PrI2r可知，a是直線，表示的是電源消耗的總功率PE，b是開口向上的拋物線，表示的是電源內電阻上消耗的功率Pr，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PREII2r，所以A、B錯誤，C正確；由圖可知，當短路時電流為2 A，總功率PEEI6 W，則可知電源電動勢為：E3 V，其內阻為：r 1.5 ，故D錯誤。4(2019·四川自貢高三一診)(多選)如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，R3為可變電阻，C為電容器，電源電動勢為E，內阻為r，電壓表與電流表均為理想電表。在可變電阻R3的滑片由a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是()A電流表的示數(shù)減小B電壓表的示數(shù)減小C電容器的電荷量逐漸減少D電源的輸出功率一定增大答案BC解析可變電阻R3的滑片由a端向b端滑動的過程中，R3的阻值減小，總電阻減小，回路總電流I變大，則電流表的示數(shù)變大，電源內阻及R1上的電壓變大，由閉合電路歐姆定律可知電壓表示數(shù)減小，A錯誤，B正確；電容器兩端的電壓變小，可知電容器帶電量變小，C正確；由于不知道電源內阻與外電阻的關系，故不能確定電源輸出功率的變化，D錯誤。5(2019·江蘇南通一模)導體中的電流是這樣產(chǎn)生的：當在一根長度為l、橫斷面積為S，單位體積內自由電荷數(shù)為n的均勻導體兩端加上電壓U，導體中出現(xiàn)一個勻強電場，導體內的自由電子(e)受勻強電場的電場力作用而加速，同時由于與陽離子碰撞而受到阻礙，這樣邊反復碰撞邊向前移動，可以認為阻礙電子運動的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比，即可以表示為kv(k是常數(shù))，當電子所受電場力與阻力大小相等時，導體中就形成了恒定電流，則該導體的電阻是()A. B.C. D.答案A解析由題意可知當電場力與阻力相等時形成恒定電流，則有ekv，解得v，則導體中的電流InevS，則由歐姆定律可得R，A正確。6(2019·江蘇宿遷一調)如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“6 V3 W”，R34 ，電源內阻r1 ，閉合開關S，燈泡L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，電流表示數(shù)為1 A，電表均為理想電表，則電源電動勢E和電源輸出功率P分別為()AE8 V，P6 W BE8 V，P7 WCE9 V，P8 W DE9 V，P9 W答案C解析由題意可知，路端電壓：UILR3UL V8 V，由公式：EUIr(81×1) V9 V，則電源的輸出功率為：P出IU8 W，故C正確。7(2019·北京房山區(qū)二模)對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質。如圖所示：一段橫截面積為S、長為l的金屬電阻絲，單位體積內有n個自由電子，每一個電子電量為e。該電阻絲通有恒定電流時，兩端的電勢差為U，假設自由電子定向移動的速率均為v。(1)求導線中的電流I；(2)有人說“導線中電流做功，實質上就是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功”。這種說法是否正確，通過計算說明；(3)為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況，物理學家引入了電流密度這一物理量，定義其大小為單位時間內通過單位面積的電量。若已知該導線中的電流密度為j，導線的電阻率為，試證明：j。答案(1)IneSv(2)正確，說明見解析(3)證明見解析解析(1)電流的定義式I，在t時間內，通過導線橫截面的電荷量QnSvte，因此IneSv。(2)這種說法正確。在電路中，導線中電流做功為：WUIt在導線中，恒定電場的場強E，導體中全部自由電荷為：qnSle導線中的恒定電場對自由電荷力做的功：WqEvtqvtnSelvtnSevUt又因為IneSv，則WUItW故“導線中電流做功，實質上就是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功”是正確的。(3)由歐姆定律：UIR由電阻定律：R則UI，則有：電流密度的定義：j故j。熱門預測題組1(2019·江蘇七市二模)(多選)檢測煤氣管道是否漏氣通常使用氣敏電阻傳感器。某氣敏電阻的阻值隨空氣中煤氣濃度增大而減小，某同學用該氣敏電阻R1設計了圖示電路，R為變阻器，a、b間接報警裝置。當a、b間電壓高于某臨界值時，裝置將發(fā)出警報。則()A煤氣濃度越高，a、b間電壓越高B煤氣濃度越高，流過R1的電流越小C煤氣濃度越低，電源的功率越大D調整變阻器R的阻值會影響報警裝置的靈敏度答案AD解析煤氣濃度越高氣敏電阻R1阻值越小，電路總電阻越小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流I越大，電阻兩端電壓UIR變大，即a、b間電壓越高，故A正確，B錯誤；煤氣濃度越低，氣敏電阻R1越大，電路總電阻越大，電路中的電流I越小，電源功率PEI越小，故C錯誤；調整變阻器R的阻值會改變煤氣濃度一定時a、b間的電壓，會影響報警器的靈敏度，故D正確。2(2019·四川資陽二診)如圖所示，電源電動勢E1.5 V，內電阻r0.5 ，滑動變阻器R1的最大電阻Rm5.0 ，定值電阻R22.0 ，C為平行板電容器，其電容為3 F。將開關S與a接觸，則()A當R1的阻值增大時，R2兩端的電壓減小B當R1接入電路阻值為0.5 時，R1消耗的功率最大C將開關從a接向b，流過R3的電流流向為dcD將開關從a接向b，待電路穩(wěn)定，流過R3的電荷量為9×103 C答案A解析增大R1的阻值，R總增大，I總減小，流過R2的電流減小，R2兩端的電壓減小，所以A正確；將R2與電源看做等效電源，當R1R2r2.5 時，R1消耗的功率最大，所以B錯誤；開關接a時，電容器左極板帶負電，開關接b時，左極板帶正電，所以流過R3的電流流向為cd，因此C錯誤；因R1接入的阻值未知，不能求出電容器上電壓的變化，故不能求出流過R3的電荷量，所以D錯誤。- 14 -