高考物理总复习 必考部分 专题九 恒定电流习题课件2.ppt

专题九恒定电流 高考物理 课标 专用 2016课标 17 6分 阻值相等的四个电阻 电容器c及电池e 内阻可忽略 连接成如图所示电路 开关s断开且电流稳定时 c所带的电荷量为q1 闭合开关s 电流再次稳定后 c所带的电荷量为q2 q1与q2的比值为 a b c d 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 方法技巧简化电路时会熟练应用电势排列法 才能又准又快地画出等效电路 1 2017上海单科 9 4分 将四个定值电阻a b c d分别接入电路 测得相应的电流 电压值如图所示 其中阻值最接近的两个电阻是 a a和bb b和dc a和cd c和d b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案a根据r 知 定值电阻的u i图线的斜率表示定值电阻的阻值 在u i图中分别连接o与4个点 根据它们的倾斜度可知 a和b的阻值最接近 故选a 方法技巧图像题的解决方法图像题是物理中最常见的题型之一 解题步骤是 一看轴 即看清横轴及纵轴的意义 二看点 即看清图像中坐标点的位置 三看斜率 即看清斜率的意义及大小 四看面 即看清图像与坐标轴所包围面积的意义 2 2016北京理综 19 6分 某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻 他们提出的实验方案中有如下四种器材组合 为使实验结果尽可能准确 最不可取的一组器材是 a 一个安培表 一个伏特表和一个滑动变阻器b 一个伏特表和多个定值电阻c 一个安培表和一个电阻箱d 两个安培表和一个滑动变阻器 答案d根据u e ir 要测出e和r 就要同时测出u和i a b c三个选项都能满足要求 d选项只能测出电流i 不能测出电压u 所以选d 解题方法测量电源的电动势和内阻有多种方法 最常用的方法有 1 伏安法 电路如图1所示 图1 2 伏阻法 电路如图2所示 图2 3 安阻法 电路如图3所示 图3 评析本题考查测量电源电动势和内阻的原理和方法 意在考查学生灵活应用闭合电路欧姆定律解决实际问题的能力 3 2016江苏单科 8 4分 多选 如图所示的电路中 电源电动势为12v 内阻为2 四个电阻的阻值已在图中标出 闭合开关s 下列说法正确的有 a 路端电压为10vb 电源的总功率为10wc a b间电压的大小为5vd a b间用导线连接后 电路的总电流为1a 方法技巧两部分电路间的电势差uab a b 可知uab a b o o a o b o uao ubo 4 2016上海单科 18 4分 多选 如图所示电路中 电源内阻忽略不计 闭合开关 电压表示数为u 电流表示数为i 在滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中 a u先变大后变小b i先变小后变大c u与i比值先变大后变小d u变化量与i变化量比值等于r3 答案bc据题意 由于电源内阻不计 电压表的示数总是不变 故选项a错误 滑片滑动过程中 变阻器r1的等效阻值r1 先增大后减小 又r1 r2两端总电压不变 且r1 r1 所以电流表示数先减小后增大 故选项b c正确 由于电压表示数没有变化 故选项d错误 5 2015安徽理综 17 6分 一根长为l 横截面积为s的金属棒 其材料的电阻率为 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 nevd 答案c金属棒的电阻r 自由电子定向移动形成的电流i nesv 金属棒两端电压u ir 故金属棒内的电场强度e nev 选项c正确 6 2015北京理综 19 6分 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 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 04ab 将接线柱1 2接入电路时 每一小格表示0 02ac 将接线柱1 3接入电路时 每一小格表示0 06ad 将接线柱1 3接入电路时 每一小格表示0 01a 答案c设电流表的内阻为ra 则r1 ra r2 2ra 将接线柱1 2接入电路时 流过接线柱1的电流i1 3i0 其中i0为流过电流表a的电流 因此每一小格表示0 06a 将接线柱1 3接入电路时 流过接线柱1的电流i1 3i0 其中i0为流过电流表a的电流 因此每一小格表示0 06a 选项a b d错误 c正确 7 2014上海单科 18 4分 多选 如图 电路中定值电阻阻值r大于电源内阻阻值r 将滑动变阻器滑片向下滑动 理想电压表v1 v2 v3示数变化量的绝对值分别为 u1 u2 u3 理想电流表a示数变化量的绝对值为 i 则 a a的示数增大b v2的示数增大c u3与 i的比值大于rd u1大于 u2 答案acd滑动变阻器的滑片向下滑动 导致滑动变阻器连入电路的阻值变小 总电阻变小 又电源电动势不变 则电流变大 即电流表示数变大 选项a对 电压表v1测量定值电阻r两端的电压 因电流变大 所以v1示数增大 电压表v2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压即路端电压 示数变小 选项b错 u1 i r u2 i r 所以 u1 u2 选项d对 电压表v3测量滑动变阻器两端的电压 电压表v3示数的变化量 u3 i r r 所以 r r r 选项c对 8 2013江苏单科 4 3分 在输液时 药液有时会从针口流出体外 为了及时发现 设计了一种报警装置 电路如图所示 m是贴在针口处的传感器 接触到药液时其电阻rm发生变化 导致s两端电压u增大 装置发出警报 此时 a rm变大 且r越大 u增大越明显b rm变大 且r越小 u增大越明显c rm变小 且r越大 u增大越明显d rm变小 且r越小 u增大越明显 答案c当传感器接触药液时 其阻值发生变化 导致s两端电压u增大 则m两端电压减小 可知rm应变小 r与rm构成并联电路 其并联总电阻为r并 可知当r越大 rm减小相同值时 r并减小得越多 因此s两端电压增大越明显 选项c正确 1 2012上海单科 13 3分 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 3c 消耗的电能为0 9j 为在相同时间内使0 6c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 3v1 8jb 3v3 6jc 6v1 8jd 6v3 6j c组教师专用题组 答案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 3v 0 1 再由w2 u2q2和w2 t可求出 u2 6v w2 3 6j 故选项d正确 2 2015北京理综 24 20分 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置 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um 以及将a b短接时回路中的电流i短 2 图示装置可看做直流电源 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 外电阻上消耗的电功率设为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 ek 请推导证明 p ek 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 答案 1 ne 2 3 见解析 解析 1 由动能定理ekm eum 可得um 短路时所有逸出电子都到达b板 故短路电流i短 ne 2 电源的电动势等于断路时的路端电压 即上面求出的um 所以e um 电源内阻r 3 外电阻两端的电压为u 则电源两端的电压也是u 由动能定理 一个电子经电源内部电场后损失的动能 eke eu设单位时间内有n 个电子到达b板 则损失的动能之和 ek n eke n eu根据电流的定义 此时电源内部的电流 i n e此时流过外电阻的电流也是i n e 外电阻上消耗的电功率p iu n eu所以p ek 答案 1 1 92 103n 方向向右 或与海水出口方向相同 2 见解析 3 见解析 解析 1 将通电海水看成导线 所受磁场力f ibl代入数据得 f ibc 1 0 103 6 4 0 3n 1 92 103n用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右 或与海水出口方向相同 2 考虑到潜艇下方有左 右2组推进器 可以开启或关闭不同个数的左 右两侧的直线通道推进器 实施转弯 改变电流方向 或者磁场方向 可以改变海水所受磁场力的方向 根据牛顿第三定律 使潜艇 倒车 3 电源提供的电功率中的第一部分 牵引功率p1 f牵v0根据牛顿第三定律 f牵 12ibl当v0 30m s时 代入数据得 p1 f牵v0 12 1 92 103 30w 6 9 105w第二部分 海水的焦耳热功率对单个直线推进器 根据电阻定律 r 代入数据得 r 0 2 0 5 由热功率公式 p i2r代入数据得 p单 i2r 5 0 105wp2 12 5 0 105w 6 0 106w第三部分 单位时间内海水动能的增加值设 t时间内喷出海水的质量为mp3 12 考虑到海水的初动能为零 ek ek mm mbcv水对地 tp3 12 12 mbc 4 6 104w 4 2012四川理综 23 16分 四川省 十二五 水利发展规划指出 若按现有供水能力测算 我省供水缺口极大 蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一 某地要把河水抽高20m 进入蓄水池 用一台电动机通过传动效率为80 的皮带 带动效率为60 的离心水泵工作 工作电压为380v 此时输入电动机的电功率为19kw 电动机的内阻为0 4 已知水的密度为1 103kg m3 重力加速度取10m s2 求 1 电动机内阻消耗的热功率 2 将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间 不计进 出水口的水流速度 答案 1 1 103w 2 2 104s 解析 1 设电动机的电功率为p 则p ui 设电动机内阻r上消耗的热功率为pr 则pr i2r 代入数据解得pr 1 103w 说明 式各2分 式3分 2 设蓄水总质量为m 所用抽水时间为t 已知抽水高度为h 容积为v 水的密度为 则m v 设质量为m的河水增加的重力势能为 ep 则 ep mgh 设电动机的输出功率为p0 则p0 p pr 根据能量守恒定律得p0t 60 80 ep 代入数据解得t 2 104s 说明 式各1分 式各2分 式3分 1 2017四川资阳二诊 20 多选 如图所示 电源电动势e 12v 内阻r 3 r0 2 直流电动机内阻r0 1 额定输出功率p0 2w 调节滑动变阻器r1可使甲电路输出功率最大 调节r2可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作 则 a 甲电路中当r1 1 时 定值电阻r0的功率最大b 甲电路中当r1 1 时 电源的输出功率最大 三年模拟 选择题 每题6分 共36分 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 20分钟分值 36分 c 乙电路中当r2 1 5 时 电源的输出功率最大d 乙电路中当r2 2 时 电源的输出功率最大 答案bc甲电路中 当r1 0时 电路电流最大 定值电阻r0的功率最大 故a错 当内外电路电阻相等时 电源的输出功率最大 当r1 1 时 r1 r0 r 故b对 对于乙电路 当输出功率最大时 电路中电流为i 2a ur2 e ir ir2 解得r2 1 5 故c对 d错 2 2016黑龙江哈尔滨三中一模 18 多选 在如图所示电路中 闭合开关s 理想电流表和理想电压表的示数分别用i和u表示 当滑动变阻器的滑动触头p向左滑动时 两表的示数都发生变化 电源的电动势和内电阻始终不变 则下列说法正确的是 a i变大 u变小b 变大c r1的功率一定变大d 电源的总功率一定减小 答案bd当滑动变阻器的滑动触头p向左滑动时 滑动变阻器接入电路的电阻r2增大 回路的总电阻变大 总电流i变小 由闭合电路的欧姆定律得u e i r r1 则电压表示数u变大 故a错误 r2 r2增大 则增大 故b正确 r1的功率p1 i2r1 电源的总功率p ei i变小 则p1 p变小 故c错误 d正确 3 2016重庆南开中学3月月考 17 如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像 其中a b分别表示路端电压 负载电阻上电压随电流变化的情况 下面说法不正确的是 a 阴影部分的面积表示电源的输出功率b 阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率c 当满足 时 电源的输出功率最大d 当满足 时 电源的效率小于50 答案b阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积 为电源的输出功率 故a正确 b错误 当满足 时 内外电阻相等 输出功率最大 电源的输出效率为 100 100 50 外电阻越大 效率越高 时 r r 效率小于50 c d正确 故选b 4 2016云南师范大学附中适应性月考 六 16 如图所示 电源电动势为e 内阻为r 平行板电容器两金属板水平放置 开关s是闭合的 两板间一质量为m 电荷量为q的油滴恰好处于静止状态 g为灵敏电流计 则下列说法正确的是 a 若电阻r2短路 油滴向上加速运动 g中有从b到a的电流b 在将滑动变阻器滑片p向下移动的过程中 油滴向下加速运动 g中有从a到b的电流c 在将滑动变阻器滑片p向上移动的过程中 油滴仍然静止 g中有从a到b的电流d 在将s断开后 油滴仍保持静止状态 g中无电流通过 答案b若电阻r2短路 则电容器两极板间的电压为零 油滴向下运动 a错误 滑片向下滑动 变阻器接入电路的电阻减小 并联电阻减小 并联部分电压减小 电容器上极板带正电 电容器放电 g中有从a到b的电流 电容器两极板间电场强度减小 油滴向下加速运动 b正确 在p向上移动的过程中 滑动变阻器连入电路的电阻增大 故并联电阻增大 所以并联部分电压增大 电容器处于充电状态 g中有从b至a的电流 电容器两极板间的电场强度增大 所以油滴向上加速运动 c错误 将s断开 电容器放电 g中有从a到b的电流 电容器两极板间的电场强度减小 故油滴不能保持静止状态 会向下运动 d错误 5 2015陕西西工大附中四模 18 如图所示电路中 r1 r2 r3 r4为四个可变电阻器 c1 c2为两个极板水平放置的平行板电容器 两电容器的两极板间分别有一个油滴p q处于静止状态 欲使油滴p向上运动 q向下运动 应增大哪个变阻器的电阻值 a r1b r2c r3d r4 答案c由含容电路特点可知 电容器c2接在电阻r4的两端 电容器c1接在电源两端 要使油滴p向上运动 q向下运动 要求增大c1两端的电压 减小c2两端的电压 增大r3的阻值 则r4分得的电压减小 路端电压增大 符合题目要求 c对 若增大r4的阻值 路端电压增大 c2两端的电压也增大 不符合题意 和电容器串联的r1 r2对电路不造成影响 评析考查含容电路 解题要点 分析含容电路 先把电容器c1 c2从电路中拆除 弄清电路的结构 电阻r3 r4串联在电路中 再把电容器一个一个并回电路中 和电容器串联的r1 r2对电路不造成影响 6 2015重庆巴蜀中学一模 4 如图所示电路中 开关s闭合一段时间后 下列说法中正确的是 a 将滑片n向右滑动时 电容器放电b 将滑片n向右滑动时 电容器继续充电c 将滑片m向上滑动时 电容器放电d 将滑片m向上滑动时 电容器继续充电 答案a将滑片n向右滑动 其有效电阻减小 两端分压变小 电容器两端的电压与r3两端的电压相等 电荷量由公式q cu判断变小 电容器放电 a项正确 b项错误 将滑片m向上滑动 对恒定电流通路没有影响 所以电容器上的电荷量不变 c d项错误 1 2017四川自贡一诊 18 图示电路中 电源电动势为e 内阻为r r1 r2为定值电阻 r3为可变电阻 c为电容器 在可变电阻r3由较大逐渐变小的过程中 a 电容器充电b 流过r2的电流方向是由b到ac 电容器的电荷量在逐渐减小d 电源内部消耗的功率变小 选择题 每题6分 共42分 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 20分钟分值 42分 答案cr3由较大逐渐变小的过程中 电路中总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知电路中电流增大 内电压及r1两端的电压增大 则r3两端的电压减小 电容器两端的电压减小 电容器电荷量减小 故电容器放电 流过r2的电流方向是由a到b 故c正确 a b错误 由p i2r可知 电源内部消耗的功率变大 d错误 思路分析由电路图可知 r1与r3串联 电容器与r2串联后并联在r3两端 由r3的变化利用闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化 由功率公式可求得电源内部消耗的功率的变化 由串联电路的电压规律可得出电容器两端的电压的变化 则可知电容器电荷量的变化 可知流过r2的电流方向 反思总结电容器两端的电压等于与之并联部分的电压 与电容器串联的电阻在稳定时可作为导线处理 2 2017云南昭通二检 21 多选 磁流体发电机是一种把物体内能直接转化为电能的低碳环保发电机 图为其原理示意图 平行金属板c d间有垂直纸面向外的匀强磁场 磁感应强度为b 将一束等离子体 高温下电离的气体 含有大量带正电和带负电的微粒 水平喷入磁场 两金属板间就产生电压 定值电阻r0的阻值是滑动变阻器最大阻值的一半 与开关s串联接在c d两端 已知两金属板间距离为d 喷入气流的速度为v 磁流体发电机的电阻为r r0 r 2r0 则滑动变阻器的滑片p由a端向b端滑动的过程中 a 电阻r0消耗的功率最大值为b 滑动变阻器消耗的功率最大值为c 金属板c为电源负极 d为电源正极d 发电机的输出功率先增大后减小 答案acd从切割角度看 磁流体发电机产生的电动势为e bdv s闭合后回路中的电流i 故r0消耗的功率pr0 i2r0 在i最大 即r 0时 r0消耗的功率最大 有pr0 r0 a正确 滑动变阻器消耗的功率pr i2r 可以看出 当r 即r r0 r时 r消耗的功率最大 最大值为 b错误 由于p从a端向b端滑动的过程中 外电路的阻值从r0增大到3r0 而r0 r 3r0 则由外电阻越接近内电阻时电源输出功率越大可知 发电机的输出功率先增大后减小 d正确 由左手定则可以判定d板聚集正电荷 c板聚集负电荷 故c正确 解题指导电源输出功率和可变电阻消耗功率的极值可利用结论求解 也可写出功率表达式求解 知识拓展定值电阻可等效为电源的内阻 再利用结论解决问题可以简化运算 3 2016重庆巴蜀中学3月月考 16 在某控制电路中 需要连成如图所示的电路 主要由电动势为e 内阻为r的电源与定值电阻r1 r2及电位器 滑动变阻器 r连接而成 l1 l2是红 绿两个指示灯 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时 下列说法中正确的是 a l1 l2两个指示灯都变亮b l1 l2两个指示灯都变暗c l1变亮 l2变暗d l1变暗 l2变亮 答案b当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时 电位器接入电路的电阻减小 根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大 内电压增大 路端电压减小 l1变暗 通过它的电流减小 由u1 i1r1及i1 i 可知r1两端电压增大 则l2和r2两端总电压减小 l2变暗 选项b正确 解题指导动态电路分析 可以用闭合电路欧姆定律对电路按局部整体局部的思想进行分析 根据结论 串反并同 进行分析 较简便 4 2016四川双流中学2月月考 4 如图所示 位于平行金属板中央的带电质点p处于静止状态 不考虑电流表和电压表电阻对电路的影响 当滑动变阻器r4的滑片向b端移动时 则 a 质点p将向上运动b r3上消耗的功率逐渐增大c 电流表读数减小d 电压表读数减小 答案d电容器与r3并联 当滑片向b端移动时 滑动变阻器接入电路的电阻减小 则电路总电阻减小 由闭合电路欧姆定律可知 电路中总电流增大 路端电压减小 r1两端的电压增大 故并联部分的电压减小 由欧姆定律可知流过r3的电流减小 则流过电流表所在支路的电流增大 故电流表示数增大 因并联部分电压减小 而r2两端电压增大 故r4两端电压减小 即电压表示数减小 因电容器两端电压减小 故质点p受到的向上电场力减小 则重力大于电场力 质点p向下运动 因r3两端的电压减小 由公式p 可知 r3上消耗的功率减小 综上所述 d正确 a c d错误 故选d 解题指导先把电容器拆除分析电路结构 由滑片的移动方向 可知r4减小 由闭合电路欧姆定律分析各表示数变化及电容器两端电压的变化 再分析质点所受电场力的变化 确定质点的运动情况 归纳总结本题是电路的动态分析问题 考查闭合电路欧姆定律的应用 一般可以先分析电路结构 电容器看做开路 再按部分整体部分的分析思路进行分析 5 2016贵州遵义三联 20 多选 如图电路中 电源电动势为e 内阻为r r1为定值电阻 闭合开关s 增大可变电阻r的阻值 电压表示数的变化量大小用 u表示 电流表示数的变化量大小用 i表示 下列判断正确的是 a 电容器所带电荷量减小 减小量为c ub 通过电阻r1的电流减小 减小量为 i 且等于c 电路的路端电压一定增大 增加量小于 ud 可变电阻r的功率可能变小 答案cdr阻值增大