【备战2014】高考物理复习 2013年模拟题汇编（2）专题八 恒定电流

1 20142014 高考物理复习高考物理复习 20132013 届模拟题汇编 届模拟题汇编 2 2 专题八 专题八 恒定电流恒定电流 1 2013 安徽皖南八校联考 如图所示 电池的电动势为 E 内阻为 r 当滑动变阻器的滑 动片 P 由 a 向 b 滑动 的过程中 电流表 电压表的示数变化情况 A 电流表一直减小 电压表一直增大 B 电流表一直增大 电压表一直减小 C 电流表先减小后增大 电压表先增大后减小 D 电流表先增大后减小电压表先减小后增大 答案 C 解析 外电路是滑动变阻器两部分并联 当两部分电阻值相等时 外电阻阻值最大 路端电压达到最大值 干路电流最小 所以当滑动变阻器的滑动片 P 由 a 向 b 滑动的过程中 电流表先减小后增大 电压表先增大后减小 选项 C 正确 2 2013 四川自贡一诊 有一种测量人体重的电子秤 其原理如右 图中虚线内所示 它主要由三部分构成 踏板 压力传感器 R 是一 个阻值可随压力大小而变化的电阻器 显示体重的仪表 G 实质是 理想电流表 设踏板的质量可忽略不计 已知理想电流表的量程为 3A 电源电动势为 12V 内阻为 2 电阻 R 随压力变化的函数式为 R 30 0 02F F 和 R 的单位分别是 N 和 下列说法正确是 A 该秤能测量的最大体重是 1400 N B 该秤能测量的最大体重是 1300 N C 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表 G 刻度盘 0 375A 处 D 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表 G 刻度盘 0 400A 处 2 答案 AC 解析 由 E I r R 可得 R 最小值为 R 2 由 R 30 0 02F 可得 F 最大值为 1400 N 选项 A 正确 B 错误 该秤零刻度线为 F 0 R 30 对应 电流 I E r 30 0 375A 选项 C 正确 D 错误 3 2013 江苏常州模拟 有一种测量物体重量的电子秤 其电路原理图如图中的虚线所示 主要由三部分构成 踏板 压力传感器 R 实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器 显示 体重的仪表 G 实质上是电流表 不计踏板的质量 已知电流表的量程为 2A 内阻为 1 电源电动势为 12V 内阻为 1 电阻 R随压力F 变化的函数式为 R 30 0 01F F 和 R 的单位分别为 N 和 下列说法中正确的是 2 A 该秤能测量的最大体重是 2600N B 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表 G 刻度盘 的 0 375A 处 C 电流表 G 的量程越大 则能测量的最大体重越小 D 该秤可以通过电路规律转换成 F 3200 1200 I 关系进行刻度转换 答案 AB 解析 电路中最大电流为 2A 由闭合电路欧姆定律 E I r R rA 可解得压力传感 器 R 的最小值为 4 由电阻 R 随压力 F 变化的函数式为 R 30 0 01F 可得压力最大值 F 2600N 即该秤能测量的最大体重是 2600N 选项 A 正确 踏板空载时 F 0 R 30 由 闭合电路欧姆定律 E I r R rA 可解得 I 0 375A 选项 B 正确 由 E I r R rA 和 R 30 0 01F 可得 E I r 30 0 01F rA 电流表 G 的量程 I 越大 则能测量的最大体重 F 越大 选 项 C 错误 由 E I r 30 0 01F rA 可得 F 3200 1200 I 选项 D 错误 4 4 如图所示 A 和 B 为竖直放置的平行金属板 在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球 开始 时开关 S 闭合且滑动变阻器的滑动头 P 在 a 处 此时绝缘线向右偏离竖直方向 电源的内阻 不能忽略 下列判断正确的是 A 小球带负电 B 当滑动头从 a 向 b 滑动时 细线的偏角 变大 C 当滑动头从 a 向 b 滑动时 电流表中有电流 方向从上 向下 D 当滑动头停在 b 处时 电源的输出功率一定大于滑动头 在 a 处时电源的输出功率 答案 C 解析 根据电路可知 A 板电势高于 B 板电势 AB 间电场强度方向水平向右 小球受 电场力也水平向右 故小球带正电 所以 A 项错误 当滑动头从 a 向 b 滑动时 路端电 压减小 故 R1两端的电压减小 极板间电场强度随之减小 故细线的偏角变小 所以 B 项错误 当极板间电压减小 极板的带电量将减小而放电 又由于 A 板带正电 故放电 电流从上向下流过电流表 所以 C 项正确 由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定 所示无法判断电源的输出功率变化的规律 所以 D 项错误 5 2012 年上海华师大附中等八校联考 如图所示 电源内阻 r 1 R1 2 R2 6 灯 L 上标有 3V 1 5W 的字样 当滑动 变阻器R3的滑片 P 移到最右端时 电流表示数为 1A 灯 L 恰能正 常发光 G 压力传感器 踏板 R 3 1 求电源的电动势 2 求当 P 移到最左端时 电流表的示数 3 当滑动阻器的 Pb 段电阻多大时 变阻器R3上消耗的功率最大 最大值多大 5 解 1 电源的电动势E UL IR1 Ir 3V 1 2V 1 1V 6V 2 当 P 移到最左端时 由闭合电路欧姆定律 I E R1 r 2A 3 灯 L 电阻RL U2 P 6 设滑动阻器的 Pb 段电阻为R3 R3与RL并联等效电阻R3L L L RR RR 3 3 6 6 3 3 R R 由闭合电路欧姆定律 I E R1 r R3L 将已知量代人 化简得 I 63 62 3 3 R R 又 U3 IRL3 2 4 3 3 R R 所以 P3 3 2 3 R U 44 16 3 2 3 3 RR R 3 2 3 3 82 16 RR R 8 2 16 3 2 3 R R 当R3 2 时变阻器 R3上消耗的功率最大 且最大值为 2W 6 节水喷灌系统已经在我国很多地区使用 某节水喷灌系统如图所示 喷口距离地面的高度 h 1 8m 能沿水平方向旋转 水可沿水平方向喷出 喷水的最大速率 v0 15m s 每秒喷出水 的质量 m0 4 0kg 所用的水是从井下抽取的 井中水面离地面的高度 H 1 95m 并一直保持 不变 水 泵由电动机带动 电动机电枢线圈电阻 r 5 0 电动机正常工作时 电动机的输 入电压 U 220V 输入电流 I 4 0A 不计电动机的摩擦损耗 电动机的输出功率等于水泵所需 要的最大输入功率 水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率 计算时可取 3 球体表面积公式 S 4 r2 1 求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积 s 2 假设系统总是以最大喷水速度工作 求水泵的抽水效率 3 假设系统总是以最大喷水速度工作 在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的电 4 能存储起来供该系统使用 根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积 min s 已知 太阳光传播到达地面的过程中大约有 的能量损耗 30 太阳辐射的总功率P0 4 1026W 太阳到地球的距离 R 1 5 1011m 太阳能电池的能量转化效率约为 蓄电池释放电能的效率约为 1590 6 6 1414 分 分 解 解 1 1 3 3 分分 水从喷口喷出后做平抛运动 下落高度 h gt2 解得 t 0 6s 1 分 1 2 最大水平位移 x v0t 9m 1 分 喷灌面积 S x2 243m2 1 分 2 2 6 6 分 分 电动机的输入功率 P电 UI 880W 1 分 电动机的热功率 P热 I2r 80W 1 分 水泵的输入功率等于电动机的输出功率 P入 P电 P热 800W 1 分 水泵的输出功率 1 分 t hHmgmv t W P 2 1 2 0 出 m m0t 可求得 P出 600W 1 分 水泵效率 1 分 P P 75100 入 出 3 3 5 5 分 分 电池板最小面积接收太阳能的功率 2 分 min S min 2 0 70 4 S R P P 电池板接收太阳能转化为电能的功率 P电 P 15 90 UI 880W 2 分 联立以上二式得 6 6m2 1 分 min S 7 20 分 如图是一个货物运输装置示意图 BC是平台 AB是长L 12m 的传送带 BA两端 的高度差h 2 4m 传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动 安全运行的最大速度 为vm 6m s 假设断电后 电动机和传送带都立即停止运动 现把一个质量为 20kg 的货 物 轻轻放上传送带上的A点 然后被传送带运输到平台BC上 货物与传送带之间的动 摩擦因数为 0 4 由于传送带较为平坦 可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货 物的重力 由于轮轴等方面的摩擦 电动机 转化为机械功 的效率为 80 取 5 g 10m s2 求 1 要使该货物能到达BC平台 电动机需工作的最短时间 2 要把货物尽快地运送到BC平台 电动机的输出功率至少多大 3 如果电动机接在输出电压为 120V 的恒压电源上 电动机的内阻r 6 在把货物 最快地运送到BC平台的过程中 电动机消耗的电能共有多少 解题指导 分析货物运动过程 利用牛顿运动定律 匀变速直线运动规律 功率 能量守 恒定律及其相关知识列方程解答 解 1 要使时间最短 货物应一直加速 设匀加速上行的加速度为 a1 则有 mgcos mgsin ma1 把 sin 2 4 12 0 2 cos 1 代入上式得 a1 2m s2 由于受最大速度vm 6m s 的限制 易知经过t1 3s 后货物匀速运动 加速位移 l1 vm t1 2 9m 此后货物还得运动l2 12m 9m 3m 假设此后电动机不工作 由 mgcos mgsin ma2 解得货物上滑的加速度大小a2 6m s2 货物能够上滑的最大距离为vm2 2 a2 3m 刚好能够到达平台 假设正确 该货物能到达BC平台 电动机需工作的最短时间为tmin t1 3s 2 要把货物尽快地运送到BC平台 由第 1 小题可知货物应该先加速后匀速 在加 速过程中 传送带受到的摩擦力f1 mgcos 80N 需提供的最大功率P1 f1vm 80 6W 480W 之后匀速运动 受到的摩擦力f2 mgsin 40N 电动机功率P2 f2vm 40 6W 240W 考虑到效率 电动机的输出功率不得小于Pm P1 0 80 600W 3 由上述分析可知 匀加速运动时间t1 3s 此过程电动机的输出功率为P1 600W 由P1 UI1 I12r解得I1 10A 6 消耗电能E1 UI1 t1 120 10 3J 3600J 匀速运动过程 t2 l2 vm 0 5s 此过程电动机的输出功率为P2 P2 0 80 300W 由P2 UI2 I22r解得I2 10 5 A 2 消耗电能E2 UI2 t2 120 10 5 0 5J 600 300 J 22 总消耗电能E E1 E2 4200 300 J 3776J 2 8 有一种 电测井 技术 用钻头在地上钻孔 通过在钻孔中进行电特性测 量 可以反映地下的有关情况 如图 7 所示为一钻孔 其形状为圆柱体 半径 为 10 cm 设里面充满浓度均匀的盐水 其电阻率 0 314 m 现在钻 孔的上表面和底部加上电压测得U 100 V I 100 mA 1 求 该钻孔的 深度 2 若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为