恒定电流-2021年高考物理二轮复习（解析版）

专题8恒定电流

3年高考真题r精练

一、单选题

1.（2020・海南高考真题）一车载加热器（额定电压为24V）发热部分的电路如图所示，a、氏。是三个

接线端点，设血收、儿间的功率分别为舄,、匕、4,则（）

itT

9An

9R

[ITXOC

A.舄）＞%B.Bb=Bc

c.匕=4D.%＜匕

【答案】D

【解析】接"，则电路的总电阻为

9R（R+9R）90R

abR+9R+9R19

接此，则电路的总电阻为

八H（9R+9R）18/?

R,,,.——

“R+9R+9R19

接儿，则电路的总电阻为

_9R（R+9R）_90R

“R+9R+9R19

由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V,根据

U2

P

R

可知

舄>=Ac<%

故选Do

2.（2020•北京高考真题）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度f变化的情况。把这段金属丝与电池、

电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了

一个简易温度计。下列说法正确的是（）

A.tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B.应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C.%应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

D.今应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

【答案】B

【解析】由甲图可知，乙点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故4

应标在电流较大的刻度上；而G点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小,

故勿应标在电流较小的刻度上；由图甲得

R=R）+kt

其中凡为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得

I=——-

R++r

联立解得

E&+Rg+r

klk

可知r与/是非线性关系，故B正确，ACD错误。

故选B。

3.（2020•全国高考真题）图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电

压Uc。如果Uc随时间，的变化如图"）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间，变化的图像中，

正确的是（）

【答案】A

【解析】根据电容器的定义式c啥可知

cCC

结合图像可知，图像的斜率为不，则1:2s内的电流儿与35s内的电流&关系为

乙2=2135

且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律/可知R两端电压大小关系满足

R

U—2UR35

由于电流方向不同，所以电压方向不同。

故选Ao

4.（2019・江苏高考真题）如图所示的电路中，电阻R=2C.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后,

电压表的读数为2V,则电源的内阻厂为（）

A.IQB.2QC.3CD.4Q

【答案】A

E

【解析】开关s断开时有：E=3V,开s闭合时有：2=——R,其中R=2C，解得：厂=1。,

R+r

故A正确.

5.（2019•浙江高考真题）下列式子属于比值定义物理量的是（）

AxF「QTU

A.t=----B.U——C.C=—D.I=—

vmUR

【答案】C

【解析】A.物体运动的时间与位移成正比，与速度成反比，则A不是比值定义的物理量;

B.加速度与合外力成正比，与质量成反比，则B不是比值定义的物理量；

C.电容器的电容是由本身结构决定的，与两端的电压U与所带的电量Q无关，但是可以用带电量Q与

电压U的比值来量度，则C采用的是比值定义法；

D.导体的电流与加在其两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，则D不是比值定义的物理量；

6.（2019•浙江高考真题）电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为Ri,两

端电压为Ui,流过的电流为h；电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为12.则（）

U.R.U,R,U,R.

A-B.不c.-=-^-D.

【答案】D

U,R

【解析】由题意可知是=h选项A错误；因U2X2R2,Ui=IiRi,则选}项BC错误，D正确；

U2A2

故选D.

7.（2018•浙江高考真题）杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯，已知高压钠灯功率为

400W,LED灯功率为180W,若更换4000盏，则一个月可节约的电能约为（）

A.9xl03kWhB.3xl05kWh

C.6xlO5kW-hD.lxlO'2kWh

【答案】B

【解析】

一个月可节省的电能最接近W=Pt=（0.4AW-0.18AW）x4000xl0/zx30®3xlO5kWh，故B正确，

ACD错误；

故选B.

8.（2018•浙江高考真题）小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示，则这些电器一天

消耗的电能约为（）

电器消耗功率/W工作时间/h

电茶壶20001

空调12003

电视机100)

节能灯164

路由器924

A.6.1xlO3WB.6.1xlO3JC.2.2x104WD.2.2x107J

【答案】D

【解析】

根据公式/=尸匕可知一天消耗的电能为

W=2kW-\h+\2kW-3h+0AkW-2〃+0.016kW•4〃+().(X)9ZW-24〃=6.08%Wh,又知道

lkWh=3.6xlO6J,故W*2.2xl()7j,D正确.

二、多选题

9.（2020.浙江高考真题）如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电

动机带动。现有质量为20kg、额定功率为5kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s到

达100m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400V,若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆

对无人机的拉力，则（）

A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200N

B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5A

C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100W

D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

【答案】BD

【解析】A.无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N,

最后等于200N,选项A错误：

B.直流电源对无人机供电的额定电流

选项B正确；

C.若空气对无人机的作用力为

尸=njg=2()0N

则无人机上升过程中消耗的平均功率

-=Hz=200xl00=10()w

t200

但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N,则选项C错误；

D.无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正

确。

故选BD。

10.(2018•海南高考真题)如图，三个电阻用、&、R的阻值均为凡电源的内阻c为滑动变阻器

的中点.闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向。端滑动，下列说法正确的是()

A.R2消耗的功率变小B.R3消耗的功率变大C.电源输出的功率变大D.电源内阻消耗的功率变大

【答案】CD

【解析】把等效电路画出，如图

当Rx=?时，R外有最大值，当滑动变阻器的滑片由C点向a端滑动时，Rea减小，Red增大，易得:

R外减小，

TE,

R总=1＜外+「减小，L=Q-增大，故电源内阻消耗的功率P「=I：r增大，故D正确

R总

UR#%=UR^+R"=E-I]（r+Rj减小,

【3=&减小,故PR3=I；R3减小，故B错误

R3+Rcb

而I3增大，故PR2=I很2减大，故A错误

根据电源输出功率与R外的关系图可知，当R外〉rH寸，R外减小电源输出功率越大，故C正确；

三、实验题

11.（2020・海南高考真题）在测量定值电阻阻值的实验中，提供的实验器材如下：电压表V,（量程3V,

内阻《=3.0kQ）,电压表V2（量程5V,内阻4=5.0kC）,滑动变阻器R（额定电流1.5A,最大阻

值10QC）,待测定值电阻R’，电源E（电动势6.0V,内阻不计），单刀开关S,导线若干：

回答下列问题：

（I）实验中滑动变阻器应采用接法（填“限流”或“分压”）;

（2）将虚线框中的电路原理图补充完整；

（3）根据下表中的实验数据（■、力分别为电压表Vi、Vz的示数）,在图（a）给出的坐标纸上补齐

数据点，并绘制u2-q图像

测量次数12345

UJV1.001.502.002.503.00

UJV1.612.413.214.024.82

产/v

4.00

3.00

2.00

1.00

01.002.003.004.00C/i/V

图（a）图(b)

（4）由g-a图像得到待测定值电阻的阻值凡=。（结果保留三位有效数字）；

（5）完成上述实验后，若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Hy（阻值约为7000）的阻值，在

不额外增加器材的前提下，要求实验精度尽可能高，请在图（b）的虚线框内画出你改进的电路图

51V

$.00

4.00

1.83x10?

3.00

2.00

1.00

01.002.003.004.00(/./V

【解析】（1）［1］电压表和段串联在和v2并联，并联的总电阻远大于滑动变阻器电阻，为了调节变

阻器时，电表示数变化明显，且能或者更多组数据，选择分压接法；

（2）［2］完整的电路图，如图所示

（3）［引根据下表中的实验数据，绘制的一■图像，如图所示

□•«a

•f

•'J

捻

・

・

・

・

・♦m

•

・

・s

・

*・a

*・

*・

1Ia

・

•融

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(・

•・

*・

蹲

•・

•1

•

•・

•・

凿

•・

•—

•

•

••

（4）［4］根据实验电路图，则有

5

6

变形得

6

则图线的斜率为

氏+4

4

根据。2一4图像可得斜率

_4.82-1.61

=1.61

-3.00-1.00

则有

4+4

1.61=

4

代入/=3.0kC,解得R,=1.83x1()：©

（5）[5]因待测电阻R,,（阻值约为700C）的阻值较小，若仍与电压表Vi串联，则所分得的电压过小,

不利于测量，故待测电阻与与其中一个电压表并联，由于电源电动势只有6V,为让待测电阻分得较大

电压，故待测电阻与应与电压表V2并联，再与电压表Vi串联，故改进后的电路图，如图所示

12.（2020.北京高考真题）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1C）。其

中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1C,电压表的内电阻约为3kC。

R

（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r,所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电

源''的电动势尻和内电阻，。若电流表内电阻用RA表示，请你用E、/•和以表示出？、/,并简要说明

理由_______。

（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验

数据（图甲：U=IR,图乙：/=，）描点作图得到的图像：虚线是该电源的路端电压U随电流/变

化的U-/图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。

在图3中，对应图甲电路分析的U-/图像是：；对应图乙电路分析的S/图像是：。

（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的（填“甲”或

“乙”）。

【答案】E'=E，尸+RA，理由见解析cA乙

【解析】（DUI将电源和电流表视为等效电源，电源电动势是电源本身具有的属性，电流表不具有产生电

动势的本领，所以等效电源的电动势仍然为

E'=E

而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻，即

/=r+&

(2)⑵对甲图，考虑电表内阻时，根据闭合电路欧姆定律得

E=U路+仇=。+“厂+%)

变形得

U^-(r+RJI+E

宜接通过实验获得数据，可得

U=-rI+E

图像与纵轴截距均为电源电动势E，虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为(r+&)，所以

对应图甲电路分析的U-/图像是C；

⑶对乙图，考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况)，根据闭合电路欧姆定律得

E=(/路+/%=〃+(/+卫U>=。+〃+U—r

变形得

U=--+

Rv+rRv+r

直接通过实验获得数据，可得

U=-rI+E

《

虚线对应的斜率大小为r,实线对应的斜率大小为r<r,虚线对应的纵轴截距为七，实线对应

Rv+r

氏£

的纵轴截距为E<E.两图线在。=0时，对应的短路电流均为/短=一,所以对应图乙电路分析

Rv+rr

的U-/图像是A。

(3)⑷图甲虽然测量的电源电动势准确，但电流表分压较为明显，所以内阻测量的误差很大；图乙虽然电

动势和内阻测量均偏小，但是电压表内阻很大，分流不明显，所以电动势和内阻的测量误差较小，所以

选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。

13.(2020.浙江高考真题)某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。

(1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________;

1、国

________

甲乙

(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流/=_____A，电压。=_____V；

12510

(3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线I对应电路是图1―_(选填“甲”或Z”)；

'U/N

160甘不但甘才什内罚.口.并

i.4o

1.20EEnEEE^^================H=j=

-------J110"二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

LOOt捆#)：；困土-tT

0.80-H；：I：T---------rr-r^TTT--T-

二二二二二二：:二二二二二二二二二二二二二二二二二\一二二二二二二二

0.60王先二±二壬王三二二狸二★二建荽二茎

0.40k目王目生珪拄―拄挂挂且把主廷■挂挂^一

0.000.200.400.60I/A

(4)该电池的电动势£=____V(保留三位有效数字)，内阻厂=_—Q(保留两位有效数字)。

<A>—]

【答案】----©----0.39-0.411.29-1.31乙1.51~1.540.52-0.54

【解析】图乙中，电流表内接和变阻器串联接在电源两端，电压表测路段电压，则图乙对应的电路

图为

⑵⑵[3]一节干电池的电动势一般约为1.5%故电压表量程选择0〜3匕电流表量程选择0〜0.6A,所以量

表的读数分别为1.30V(1.29〜1.31V均可)，0.40A(0.39〜0.41A均可)

(3)[4]由闭合电路欧姆定律可得

U=E-Ir

可得S/图象的纵轴截距为电源电动势，斜率为电源内阻。图甲中电流表外接，则实验测得的电源内阻

测量值偏大；图乙中电路

rv

他=1匚”

4内十rv

测量值偏小，但是由于心/，故图乙实验测出的内阻误差更小，故图线1对应图乙，图线n对应的

图甲。

(4)⑸图线n与纵釉的交点为电源的电动势E=L52V；

⑹在图线I与横轴的交点为短路电流/=2.86A

由

此实验原理无误差。

1年高考模拟

1.如图所示电路中，用、值为定值电阻，电源内阻为厂，闭合电键S,电压表显示有读数，调节可变电

阻R的阻值，电压表示数增大量为AU,则在此过程中（）

6

A.路端电压一定增大，变化量大于

电阻&两端的电压减小，变化量等于

可变电阻R阻值增大，流过它的电流增大

D.通过电阻生的电流减小，变化量小于,

K2

【答案】D

【解析】A.由于电阻型两端的电压减小，所以路端电压的增大量小于AU，故A错误；

BD.R增大，外电阻增大，干路电流减小，电阻&两端的电压减小，路端电压增大，而路端电压等于外

电路总电压，所以电阻&两端的电压减小量小于AU，由欧姆定律得知，通过电阻电的电流减小，减小

量小于故B错误，D正确；

C.由题可知，电压表的示数增大，R和凡并联的电阻增大，得知R增大，总电阻增大，总电流减小，并

联部分电压增大，通过凡的电流增大，所以通过可变电阻R的电流减小，故C错误。

故选D。

2.如图所示，直流电源E的内阻厚0,滑动变阻器的滑片P位于必中点，闭合开关S后，电源输出功率

为P,电源总功率为上，电源的效率为〃=匕、100%。滑片P向。端滑动过程中，下列说法一定正确

的是()

A.P增大B.Pi减小C.〃增大D."减小

【答案】C

【解析】AB.当外电阻与内电阻相等时电源输出功率最大，由于不确定K与/•大小关系，所以不能判断

P/一定如何变化，选项AB错误：

CD.滑片P向〃端滑动过程中，电路外电阻R增大，由

I-RR

〃=~?=

/2(/?+r)R+r

知〃增大，选项C正确，选项D错误。

故选C。

3.有四个电源甲，乙、丙、丁，其路端电压U与电流/的关系图象分别如图(a)、(b)、(c)、(d)

所示，将一个6。的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是()

A.甲电源B.乙电源C.丙电源D.丁电源

【答案】D

【解析】由闭合回路的欧姆定律

U=E-1R

可得U-/图像纵轴的截距为电源电动势，斜率为内阻，因此可知四个电源的电动势都为12V,而内阻

1△/1

同理可求得

化=2=6d加=箸=皿?=3C

定值电阻消耗的功率为

2

E、

P=