2019-2020年高考物理真題分類匯編 恒定電流（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理真題分類匯編 恒定電流（含解析）(xx新課標I-23).（9分）圖(a)為某同學改裝和校準毫安表的電路圖，其中虛線框內是毫安表的改裝電路。 (1)已知毫安表表頭的內阻為100滿偏電流為1 mA ,R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱電表量程為3 mA：若使用a和c兩個接線拄,電表量程為10mA由題給條件和數據，可以求出R1=_，R2=_。 (2)現用一量程為3mA，內阻為150的標準電流表A對改裝電表的3mA擋進行校準，校準時需選取的刻度為0.51.0、I.5、2.02.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5 V內阻忽略不計；定值電阻R0有兩種規(guī)格阻值分別為300和1000：滑動變阻器R有兩種規(guī)格最大阻值分別為750和3000，則R0應選用阻值為_的電阻，R應選用最大阻值為_的滑動變阻器。 (3)若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大，利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R/為保護電阻。虛線框內未畫出的電路即為圖(a)虛線框內的電路。則圖中的d點應和接線柱_(填“b”或“c”)相連。判斷依據是：_【答案】 （1）15（2分） 35（2分） （2）300（1分） 3000（1分） （3）c（1分） 閉合開關時，若電表指針偏轉，則損壞電阻是R1，若電表指針不動，則損壞電阻是R2（2分）【考點】歐姆定律；電阻的串、并聯；閉合電路的歐姆定律【解析】（1）定值電阻和毫安表都是并聯連接，電壓相等，由歐姆定律變形式U = IR，使用a、b兩個接線柱時有：I滿R表=(I表1-I滿)（R1+R2）;使用a和c兩個接線柱時有：I滿（R表+R2）=(I表2-I滿) R1 , I表1和I表2為改裝電表的量程，解以上各式得：R1 =15 ,R2 = 35 。（2）根據R= ，電流表校準時需選取的刻度為0.51.0、I.5、2.02.5、3.0mA，可知電路中總電阻最大為：Rmax = = 3000 , 最小阻值為Rmin = = 500 , 若定值電阻選用1000 ，則無法校準3mA的刻度，所以定值電阻選用500，由于最大電阻要達到3000，所以變阻器要選擇3000。（3）因為只有一個電阻損壞，所以d點應與c連接。原因是R1與A表并聯，則當R1損壞時電表A仍有示數指針偏轉；而R2與A表串聯，則當R2損壞時電表A無示數指針不動，據此閉合開關時，若電表指針偏轉，則損壞電阻是R1，若電表指針不動，則損壞電阻是R2(xx新課標I-24)(12分) 如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；磁場的磁感應強度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2。已知開關斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm；閉合開關，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關斷開時相比均改變了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。判斷開關閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質量。【答案】 （1）閉合開關后，金屬棒所受安培力的方向為豎直向下;金屬棒的質量m=0.01kg【考點】形變、彈性、胡克定律；共點力的平衡；安培力、安培力的方向；勻強磁場中的安培力；閉合電路的歐姆定律【解析】依題意，開關閉合后，電流方向由b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下。（2分）開關斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長為l1=0.5cm,由胡克定律和力的平衡條件得：2kl1=mg 式中m為金屬棒的質量，k為彈簧的勁度系數，g為重力加速度的大小。（2分）開關閉合后，金屬棒所受安培力的大小為：F=BIL 式中I是回路電流，L是金屬棒的長度。 （2分）兩彈簧各自伸長了i2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡條件得：2k(l1+l2)=mg+F（2分）由歐姆定律有：E=IR 式中E是電池的電動勢，R是電路總電阻。（2分）聯立式，并代入題給的數據得：m=0.01kg （2分）【xx新課標II-23】23. （9分）電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏是通過該表的電流的兩倍。某同學利用這一事實測量電壓表的內阻（半偏法）實驗室提供材料器材如下：待測電壓表（量程3V，內阻約為3000歐），電阻箱R0(最大阻值為99999.9歐)，滑動變阻器R1（最大阻值100歐，額定電壓2A），電源E（電動勢6V，內阻不計），開關兩個，導線若干（1）虛線框內為同學設計的測量電壓表內阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整（2）根據設計的電路寫出步驟 （3）將這種方法測出的電壓表內阻記為R1v與內阻的真實值Rv先比R1v Rv （添“”“=”或“；見解析【解析】試題分析：（1）實驗電路如圖所示考點：半偏法測電表內阻【xx重慶-6（2）】同學們測量某電阻絲的電阻，所用電流表的內阻與相當，電壓表可視為理想電壓表.若使用題6圖2所示電路圖進行實驗，要使得的測量值更接近真實值，電壓表的a端應連接到電路的 點（選填“b”或“c”）.測得電阻絲的圖如題6圖3所示，則為 （保留兩位有效數字）。實驗中，隨電壓進一步增加電阻絲逐漸進入熾熱狀態(tài).某同學發(fā)現對熾熱電阻絲吹氣，其阻值會變化.他們對此現象進行探究，在控制電阻絲兩端的電壓為10V的條件下，得到電阻絲的電阻隨風速（用風速計測）的變化關系如題6圖4所示.由圖可知當風速增加時，會 （選填“增大”或“減小”）。在風速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10V，需要將滑動變阻器的滑片向 端調節(jié)（選填“M”或“N”）.為了通過電壓表的示數來顯示風速，同學們設計了如題6圖5所示的電路.其中為兩只阻值相同的電阻，為兩根相同的電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，為待接入的理想電壓表.如果要求在測量中，風速從零開始增加，電壓表的示數也從零開始增加，則電壓表的“+”端和“”端應分別連接到電路中的 點和 點（在“a”“b”“c”“d”中選填）.【答案】 c； 4.1 （4.04.2）;減小 ，M； b，d考點：本題考查伏安法測電阻。（xx浙江-14）下列說法正確的是A電流通過導體的熱功率與電流大小成正比B力對物體所做的功與力的作用時間成正比C電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比D彈性限度內，彈簧的勁度系數與彈簧伸長量成正比【答案】C考點：電功率，功，電容，胡克定律（xx浙江-22）圖1是小紅同學在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的實物連接圖。（1）根據圖1畫出實驗電路圖（2）調節(jié)滑動變阻器得到了兩組電流表與電壓表的示數如圖2中的所示，電流表量程為0.6A，電壓表量程為3V。所示讀數為：_。兩組數據得到的電阻分別為_和_。【答案】（1）如圖（2）0.10A、0.24A、2.0V、0.27V。和，如填為和也行【解析】考點：“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗（xx四川-8（2）（11分）用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池的電動勢約6V，電池內阻和待測電阻阻值都為數十歐。可選用的實驗器材有：電流表A1（量程030mA）；電流表A2（量程0100mA）；電壓表V（量程06V）；滑動變阻器R1（阻值05）；滑動變阻器R2（阻值0300）；開關S一個，導線若干條。某同學的實驗過程如下：設計如圖3所示的電路圖，正確連接電路。將R的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄。以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖4所示的圖線。斷開開關，將Rx改接在B、C之間，A與B直接相連，其他部分保持不變。重復的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為（I0，0），與縱軸U的交點坐標為（0，U0）。回答下列問題：電流表應選用 ，滑動變阻器應選用 ； 由圖4的圖線，得電源內阻r ；用I0、U0和r表示待測電阻的關系式Rx ，代入數值可得Rx；若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一位置，兩種情況相比，電流表示數變化范圍 ，電壓表示數變化范圍 。（選填“相同”或“不同”）【答案】A2 R2 25 r 相同 不同根據圖3電路結構可知，電壓表測量了電路的路端電壓，電流表測量了電路的總電流，因此圖4中，圖線斜率絕對值即為電源的內阻，有：r|k|25。當改接電路后，將待測電阻與電源視為整體，即為一“等效電源”，此時圖線的斜率為等效電源的內阻，因此有：rrRx|k|，解得：Rxr若電表為理想電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，電路的總電阻可變范圍不變，因此電流表的示數變化范圍相同，Rx接在B、C之間時，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，而Rx接在A、B之間時，電壓表測量的是滑動變阻器與Rx兩端電壓的和，由于對應某一滑動變阻器阻值時，電路的電流相同，因此電壓表的讀數不同，所以電壓表示數變化范圍也不同。考點：測定電源電動勢和內阻、伏安法測電阻的實驗【xx山東-22】. 如圖甲所示的電路圖中，恒流源可作為電路提供恒定電流I0，R為定值電阻，電流表、電壓表均可視為理想電表。某同學利用該電路研究滑動變阻器RL消耗的電功率。改變RL的阻值，記錄多組電流、電壓的數值，得到如圖乙所示的U-I關系圖線。 回答下列問題：（1）滑動觸頭向下滑動時，電壓表示數將 （填“增大”或“減小”）。（2）I0= A。（3）RL消耗的最大功率 W（保留一位有效數字）?！敬鸢浮浚?）減?。唬?）1.0（3）5【解析】試題分析：（1）滑動頭向下移動時，RL阻值減小，則總電阻減小，電壓變小，則電壓表讀數變??；（2）由電路圖可知：，即：U=I0R-IR，由U-I圖線可知，I0R=20；，則I0=1.0A；（3）RL消耗的功率為P=IU=20I-20I2，則當I=0.5時，功率的最大值為考點：測量電阻的電功率?！緓x廣東-34】（2）（10分）某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表（內阻約為3）、電流表（內阻約為1）、定值電阻等。 使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“1”歐姆檔測量，示數如圖15（a）所示，讀數為 。據此應選擇圖15中的 （填“b”或“c”）電路進行實驗。連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數逐漸 （填“增大”或“減小”）；依次記錄電流及相應的電壓；將元件X換成元件Y，重復實驗。 圖16（a）是根據實驗數據作出的U-I圖線，由圖可判斷元件 （填“X”或“Y”）是非線性元件。該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值的定值電阻，測量待測電池組的電動勢E和電阻r，如圖16（b）所示。閉合S1和S2，電壓表讀數為3.00V；斷開S2，讀數為1.00V，利用圖16（a）可算得E= V，r= （結果均保留兩位有效數字，視電壓表為理想電壓表）。【答案】 10 b 增大 Y 3.2 0.50 【考點】練習使用多用電表實驗；描繪小電珠的伏安特性曲線實驗；測定電源的電動勢和內阻實驗【解析】讀數為10，歐姆檔“1”，故電阻為101 = 10 。采用外接法的原因是RX =10 = ,電流表的分壓作用影響大，應使用電流表外接法。當P向右邊滑動時，未知元件上分到的電壓增大，因此電流增大。由圖16（a）可知，Y的電壓與電流的比值并不固定，因此是非線性元件。由圖16(a)可知，RX = 10 ，由閉合電路歐姆定律E = U + r可得，當S2閉合時，E = 3 + r ,當S2斷開時有E = 1 + （r + 21）（此時把R當作電源內阻），聯立解得E = 3.2V , r = 0.50 ?！緓x福建-18】18如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中（ ）APQ中電流先增大后減小BPQ兩端電壓先減小后增大CPQ上拉力的功率先減小后增大D線框消耗的電功率先減小后增大【答案】：C【xx福建-19】（2）（12分）某學習小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小，實驗器材如圖甲所示，現已完成部分導線的連接。實驗要求滑動變阻器的 滑片從左到右移動過程中，電流表的示數從零開始逐漸增大。請按此要求用筆畫線代替導線在圖甲實物接線圖中完成余下導線的連接；某次測量，電流表指針偏轉如圖乙所示，則電流表的示數為 A該小組描繪的伏安特性曲線如圖丙所示，根據圖線判斷，將 只相同的小電珠并聯后，直接與電動勢為3V、內阻為1歐的電源組成閉合回路，可使小電珠的總功率最大，其總功率的值約為 W（保留兩位小數）【答案】：見解析；0.44A；4 2.25【解析】試題分析：實物圖如圖所示；由圖知電流表量程為0.6A，所以讀數為0.44A；電源內阻為1歐，所以當外電路總電阻等于電源內阻時，消耗電功率最大，此時外電路電壓等于內電壓等于1.5V，由圖知當小電珠電壓等于1.5V時電流約為0.38A，此時電阻約為，并聯后的總電阻為1歐，所以需要4個小電珠，小電珠消耗的總功率約為。 【xx北京-19】如圖所示，其中電流表 A 的量程為 0.6A，表盤均勻劃分為 30 個小格，每小格表示 0.02A；R1 的阻值等于電流表內阻的 1/2；R2 的阻值等于電流表內阻的 2 倍，若用電流表 A 的表盤刻度表示流過接線柱 1 的電流值，則下列分析正確的是（ ）A將接線柱 1、2 接入電路時，每一小格表示 0.04AB將接線柱 1、2 接入電路時，每一小格表示 0.02AC將接線柱 1、3 接入電路時，每一小格表示 0.06A D將接線柱 1、3 接入電路時，每一小格表示 0.01A【答案】C【難度】【考點】電表改裝【解析】考生需要分清楚在連接不同接線柱時，電路具體的連接方式。當接線柱1 和 2 入電路時，R1 與電流表并聯，量程擴大為原來的 3 倍，每個小格表示的電流應該是 0.06A。當接線柱 1 和 3 連入電路時，R1 與電流表并聯再整體與R2 串聯，每個小格表示的電流仍然是 0.06A。故選 C【xx北京-24】.（20 分）真空中放置的平行金屬板可以作為光電轉換裝置，如圖所示，光照前兩板都不帶電。以光照射 A 板，則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設所有逸出的電子都垂直于 A 板向 B 板運動，忽略電子之間的相互作用。保持光照條件不變 ，a 和 b 為接線柱。 已知單位時間內從 A 板逸出的電子數為 N，電子逸出時的最大動能為 ，元電荷為 e。( 1 ) 求 A 板和 B 板之間的最大電勢差 ，以及將 a、b 短接時回路中的電流 I短( 2 ) 圖示裝置可看作直流電源，求其電動勢 E 和內阻 r。( 3 ) 在 a 和 b 之間連接一個外電阻時，該電阻兩端的電壓為 U，外電阻上的消耗電功率設為 P；單位時間內到達 B 板的電子，在從 A 板運動到 B 板的過程中損失的動能之和設為 。 請推導證明: 。( 注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明 )【答案】(1) ， (2) (3)見解析【難度】【考點】光電效應、閉合電路歐姆定律、電流的微觀解釋、電場【解析】(1) A 板中逸出的電子累積在 B 板上，在 A、B 兩板間形(1) A 板中逸出的電子累積在 B 板上，在 A、B 兩板間形成由 A 指向 B 的電場。從 A 板后續(xù)逸出的電子在向 B 板運動的過程中會受到電場力的作用而做減速運動。達到穩(wěn)定狀態(tài)時，從 A 板逸出的最大動能的電子到 B 板時動能恰好為零。根據動能定理 從而得到 若將 a、b 短接，則兩板間電勢差為零，從而兩板間無電場，從 A 板逸出的電子均能完整通過整個回路，即短路電流 (2)當外電路斷路時，A、B 兩板間電壓為該直流電源的電動勢。電源內阻 (3)證明：設連接外電阻之后，單位時間內到達 B 板的電子個數為則回路中電流 外電阻上消耗的電功率 P=UI 單位時間內到達 B 板的電子，從 A 板運動到 B 板過程中損失的動能之和為 綜合式可得， 【xx安徽-17】一根長為L，橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為。棒內單位體積自由電子數為n，電子的質量為m，電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內產生電流、自由電子定向運動的平均速率為v。則金屬棒內的電場強度大小為A B Cnev D【答案】C【解析】試題分析：，I=neSv，聯立得E=nev，故選C?？键c：考查電路和電場知識【xx安徽-21(II）】.某同學為了測量一節(jié)電池的電動勢和內阻，從實驗室找到以下器材，一個滿偏電流為100A，內阻為2500的表頭，一個開關，兩個電阻箱（）和若干導線；（1）由于表頭量程偏小，該同學首先需要將表頭改裝成量程為50mA的電流表，則應將表頭與電阻箱_（填“串聯”或者“并聯”），并將電阻箱阻值調為_。（2）接著該同學用改裝的電流表對電池的電動勢和內阻進行測量，實驗電路圖如圖1所示，通過改變電阻R測相應的電流I，并且作相關計算后一并記錄如下表根據表中的數據，圖2中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數據也描繪在圖2中，并畫出圖線根據圖線可得電池的電動勢E是_V，內阻r是_?！敬鸢浮浚?）并聯 5.0 （2）如圖所示 1.53 2.0考點：考查了電表的改裝和測量電源的電動勢和內阻實驗【xx江蘇-10】10（8分）小明利用如題10-1圖所示的實驗裝置測量一干電池的電動勢和內阻（1）題10-1圖中電流表的示數為_A（2）調節(jié)滑動變阻器，電壓表和電流表的示數記錄如下請根據表中的數據，在答題卡的方格紙上作出U-I圖線由圖線求得：電動勢E=_V;內阻r=_（3）實驗時，小明進行了多次測量，花費了較長時間，測量期間一直保持電路閉合，其實從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為_【答案】(1)0.44(2)U-I圖像見解析 1. 60 (1. 58 1. 62 都算對) 1.2(1.18 1.26 都算對) (3)干電池長時間使用后,電動勢和內阻會發(fā)生變化,導致實驗誤差增大.【xx海南-11】11某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果如圖（a）和（b）所示。該工件的直徑為_cm，高度為_mm。【答案】，【xx海南-12】12某同學利用圖（a）所示電路測量電容器充電時兩極板間的電壓隨時間的變化。實驗中使用的器材為：電池E（內阻很小）、開關和、電容器C（約100）、電阻（約200k）、電阻（1k）、電壓表V（量程6V）、秒表、導線若干。(1)按圖（a）所示的電路原理將圖（b）中實物圖連線。(2)先閉合開關，再斷開開關：閉合開關，同時按下秒表開始計時。若某時刻電壓表示數如圖（c）所示，電壓表的讀數為_V（保留2位小數）。(3)該同學每隔10s記錄一次電壓表的讀數 ，記錄的數據如下表所示，在答題卡給出的坐標紙上繪出圖線，已知只有一個數據點誤差較大，該數據點對應的表中的時間是_s。(4)電路中C、和構成的回路的作用是_?！敬鸢浮浚?）圖略（2）3.6V（3）40s（4）使實驗前電容器兩極板上的電荷相中和