2022年高考物理一轮-恒定电流素养提升练教师讲解版

9.7恒定电流素养提升练

1.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而

单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法正确的是（）

A.通过甲、乙两导体的电流相同

B.通过乙导体的电流是甲导体的两倍

C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍

D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等

【答案】B

【解析】由/=等可知，屋=21甲,B正确，A错误；由/可知，同种金属

材料制成的导体，〃相同，因S甲=2S匕，故0甲：0乙=1：4,C、D错误。

2.如图所示，E为电源，其内阻为r,L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），Ri、&为定值

电阻，Ri>r,R3为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，闭合开关S后，若照射必

的光照强度减弱，贝1（）

A.4两端的电压变大

B.通过&的电流变大

C.电源的输出功率变大

D.小灯泡消耗的功率变大

【答案】B

【解析】光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定

律可得，电路中干路电流减小，故以两端的电压减小，故A错误；因干路电流减小，电源

的内电压减小，路端电压增大，同时以两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流

过&的电流增大，又干路电流减小，则流过灯泡的电流减小，由PL=/2RL可知，小灯泡消

耗的功率变小，故B正确，D错误；因&>r,外电路总电阻又R外增大，故电源的

输出功率变小，故C错误.

3.一款微型电风扇，其自带电池的电动势为3.7V,内阻不计。电池直接给线

圈电阻为1Q的微型电动机供电，稳定工作后通过微型电动机的电流是0.5A,

则（）

A.电动机卡住电流仍为0.5A

B.电动机的发热功率为0.5W

C.电动机的机械功率为1.6W

D.电池消耗的总功率为7.4W

【答案】C

【解析】电动机卡住后就没有机械能输出了，变成了纯电阻电路，则电动机卡住

U37

后，经过电动机的电流为/=?=午A=3.7A,故A错误；电动机的发热功率

r1

为P热=/2厂=0.52乂1W=0.25W,故B错误；电动机的机械功率为尸机=U/一尸

s=3.7X0.5W-0.25W=1.6W,故C正确；电池消耗的总功率为P=E/=

3.7X0.5W=1.85W,故D错误。

4.电源的效率〃定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电

阻的实验中得到的图线如图所示，图中。为路端电压，/为干路电流，a、b为图线上的两

点，相应状态下电源的效率分别为生、%.由图可知〃八性，的值分别为（）

A——

入4、4

C./、1

2

【答案】D

【解析】

U21

电源效率〃=/，设电源的电动势为E,根据题图可知U“=1E,4=弓区所以选项D正确.

£.JJ

5.如图所示，带电物块放置在固定水平绝缘板上.当空间中有水平向右的匀强电场时，物块

恰能向右做匀速直线运动.若在同一电场中将绝缘板的右端抬高并固定，当板与水平面的夹

角为37。时，物块恰能沿绝缘板匀速下滑，则物块与绝缘板间的动摩擦因数〃为(取sin37。

=0.6,cos37°=0.8)()

【答案】B

【解析】当电场水平向右时，物块恰能向右做匀速直线运动，由平衡条件有：qE—Ft\,Ffi

=〃尸NI,FNI—mg,联立解得当物块沿斜面匀速下滑时，有：mgsin0=4Ecos。

+Ff2,Fn—fiFm,FN2=wigcos0+qEsin/联立得0.6〃2g=0.8qE+〃(0.8优g+0.6qE),解得

动摩擦因数〃=；或4=一3(舍去)，故A、C、D错误，B正确.

6.如图所示，一直流电动机与阻值R=9C的电阻串联在电源上，电源的电

动势E=30V,内阻厂=1Q,闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压。=

10V,已知电动机线圈的电阻RM=1Q,则下列说法正确的是()

(gw~[=3--

—~＜一

A.通过电动机的电流为10A

B.电动机线圈电阻上的发热功率为2W

C.电源的输出功率为60W

D.电动机的输出功率为16W

【答案】D

E—u30-10

【解析】根据闭合电路欧姆定律有：EH解得:'=

2A,故A错误；电动机的输入功率：P人=U/=10X2W=20W,电热机的热功

22

率：PS=Z7?M=2X1W=4W,电动机的输出功率：P^=P-P*=16W,故B、

C错误，D正确。

7.图示电路中，电源的电动势E和内阻「一定，A、3为平行板电容器，Ri

为定值电阻,以为滑动变阻器，舟为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小）,

电流表A和电压表V的示数分别为/和U。下列说法正确的是（）

A.将肥的滑动触头尸向左移动，/将增大，。将减小

B.减小A、5板的正对面积，则电容器所带电荷量增加

C.减小光照强度，/将减小，。将增大，电容器所带电荷量将减小

D.减小光照强度，。变化量的绝对值与/变化量的绝对值的比值将变大

【答案】C

【解析】滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，/不变，

。不变，故A错误；若仅减小A、5板正对面积，因板间电压不变，由。=7~后

知电容减小，再由电容的定义式C=£可知电容器所带电荷量减少，故B错误；

减小光照强度，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示

数减小，电源内电压减小，电压表示数增大，电容器两端电压减小，所带电荷量

减小，故C正确；减小光照强度，。变化量的绝对值与/变化量的绝对值的比值

即为电源内阻，所以不变，故D错误。

8.如图所示的电路，用为定值电阻，&为热敏电阻（温度升高，电阻减小），

电源的电动势为E,内阻为广。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的

是（）

A.电压表示数增大

B.电流表示数减小

C.有电流向上流过A点

D.电压表和电流表示数变化量之比保持不变

【答案】D

【解析】当环境温度升高时，则&减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示

数变大，内阻和R两端电压变大，则治电压减小，即电压表读数减小，A、B

错误；由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，C

错误；由于U=E—/(Ri+r),则幻=品+/，即电压表和电流表示数变化量之比

保持不变，D正确。

9.己知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻越大.为探

测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，

在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则

()

A.电灯L变亮

B.电灯L变暗

C.电流表的示数减小

D.电流表的示数增大

【答案】AC

【解析】探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大,

F

根据/=旬可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U=E-Ir,可知/减小，U增大,

所以电灯两端的电压增大，电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误.

10.平行板电容器C与三个可变电阻器R、及、&以及电源连成如图所示的

电路。闭合开关S,待电路稳定后，电容器C两极板带有一定的电荷。要使电容

器所带电荷量增加，以下方法可行的是（）

A.只增大Ri,其他不变

B.只增大及，其他不变

C.只减小品,其他不变

D.只减小小5两极板间的距离，其他不变

【答案】BD

【解析】电路稳定后，电容器的电压等于电阻及两端的电压，。2=舟尹当

拈减小或及增大时，电容器的电压增大，电荷量增加，故A错误，B正确；电

路稳定后，电阻7?3上无电压，电容器的电压与独的阻值无关，故C错误；只减

小心。两极板间的距离，电容增大，电压不变，电荷量增加，故D正确。

11.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻厂一定，A、3为平行板电容

器的两块正对金属板，R为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当&的滑动

触头P在。端时，闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为1和U。

以下说法正确的是（）

A.若仅将及的滑动触头P向6端移动，则/不变，。增大

B.若仅增大A、3板间距离，则电容器所带电荷量减小

C.若仅用更强的光照射尺，则/增大，U增大,电容器所带电荷量增加

D.若仅用更强的光照射Hi,则。变化量的绝对值与/变化量的绝对值的比

值不变

【答案】BD

【解析】由于电容器所在支路是断路，没有电流通过，所以电路中只有光敏电阻

和电阻&串联在电路中，并且电容器两端的电压等于光敏电阻两端电压，所以

若仅将及的滑动触头尸向。端移动，电路总电阻不变，电流不变，电压也不变，

A错误；若增大电容器极板间的距离，根据公式。=段可得电容器电容减小，

由于电容器两端的电压恒定，根据公式。=多，故电容器所带电荷量减小，B正

确；若仅用更强的光照射R,拈的电阻减小，电路总电阻减小，电流增大，故

电流表示数增大，外电路总电阻减小，即电压表示数减小，根据公式可得，

。减小，。也减小，C错误；根据闭合电路欧姆定律可得U变化量的绝对值与/

变化量的绝对值的比值表示电源内阻，所以恒定不变，D正确。

12.如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U—/图线，电源的电

动势和内阻分别用E、厂表示，根据所学知识分析下列选项正确的是（）

A.E=50V

C.当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20。

D.当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W

【答案】AC

【解析】由图像的物理意义可知电源的电动势E=50V,内阻厂=妾=52?)Q

=5。，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为

U=40V,7=2A,则R=：=20C,此时，电路消耗的总功率P,&=E/=100W,

故C正确，D错误。

13.小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值.

(1)图8甲是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出.

图8

⑵小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的电压与对应的电流，并将得到

的电流、电压数据描到U—/图上，如图乙所示.在图中，由电流表外接法得到的数据点是

用（选填"O”或"X”）表示的.

（3）请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为.（结果

保留两位有效数字）

【答案】（1）见解析图甲（2）X（3）见解析

【解析】（1）连线如图甲所示.

甲

乙

（2）0—/图象如图乙所示，"一/图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的

电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法得到的数据点是用“X”表示的.

⑶在U—/图象上，选用外接法所得的“X”连线，则氏=第=1.2Q,选用内接法所得的

“O”连线，则R=瞽=1.6Q

14.现要比较准确的测量电压表Vi的内阻&.实验室提供的器材有:

A.待测电压表Vi（量程3V,内阻约3k。）

B.电压表V2（量程9V,内阻约10kQ）

C.定值电阻R）（阻值6kQ）

D.滑动变阻器R（最大阻值20

E.直流电源E（10V,内阻可忽略）

F.开关S及导线若干

图9

（1）请用笔画线代替导线在图9中完成电路的连接；

（2）请把下列实验步骤补充完整

①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最端（选填“左”或“右”）；

②闭合开关S,移动滑片至某一位置，记录电压表Vl、V2的示数U1、。2；

③多次移动滑片，记录相应的电压表Vl、V2的示数。1、。2；

④以为纵坐标、U1为横坐标，作出相应图象，如图乙所示.

⑶用U2—U1图线的斜率左及定值电阻的阻值Ro，写出待测电压表内阻Rv=.

【答案】

V.

j-rfg

电源

⑵①左⑶普"

(1)

【解析】

（1）滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻，所以滑动变阻器用分压式接法，待测电

压表的量程为3V,而电压表V2的量程为9V,为使电表指针偏转角度较大，读数更准确，

需将定值电阻与待测电压表Vi串联，然后与V2并联，所以电路图如图所示.

（2）闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置，所以应移至最左端;

。2一UiU1

⑶根据欧姆定律:

RgRv'

整理得02=(1+益)U1,

所以上=1+患,

解得待测电压表的内阻Rv=^.

15.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个

满偏电流为100RA、内阻为2500。的表头，一个开关，两个电阻箱（0-999.9。）

和若干导线。

⑴由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为0〜50mA的电流

表，则应将表头与电阻箱(选填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值

调为______

(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路

如图甲所示,通过改变电阻R测相应的电流/,且做相关计算后一并记录表格中。

X123456

R/C93.075.055.045.035.025.0

//mA15.018.724.829.536.048.0

IRN1.421.401.361.331.261.20

①根据表中数据，图乙中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在

图乙中，并画出东一/图线。

乙

②根据图线可得电池的电动势E是V,内阻r是

【答案】⑴并联5.0(2)①如图所示

②1.53（1.52〜1.54均可）2.0（1.8〜2.2均可）

IRIN

1.6

1.5

010203。40506n"mA

【解析】(1)电表改装为大量程的电流表需并联一个电阻，由并联知识可知，

7?(5OX1O_3-1OOX10_6)=100X10-6X2500,解得H=5.0。。

(2)描点连线后由图线纵轴截距得到电池的电动势为1.53V,由图线斜率求

得的电阻值减去改装后的电流表阻值可得到电池内阻为2.0C。

16.为了研究咸水湖出现的规律，某同学设计了一个检测河水电阻率的实验，他在一根均匀

的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和柏电极，如图10甲所示，两电极相距工=0.314m,其间

充满待测的河水,安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径,结果如图丙所示.他

还选用了以下仪器：量程15V,内阻约300k。的电压表；量程300pA,内阻约50。的电

流表；最大阻值为1kQ的滑动变阻器；电动势E=12V,内阻r=6Q的电池组、开关各一

只，以及导线若干.图丁坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流

人电压。的值，根据以上材料完成以下问题：

导第17橡胶塞

■fFT电极4

L玻璃管

电极〃012cm

营乔橡胶塞ME州州1出吊出川"

05101520

甲丙

UN

12

8

4

01204。608010612。〃（*］（『：A）

T

图10

(1)测量玻璃管的内径时，应将图乙所示游标卡尺中的A、B、C三部分中的与玻璃

管内壁接触.(选填“A”“B”或“C”)

(2)玻璃管的内径d=________mm.

(3)图戊中的实物仪器有一部分已连线，将其他部分连接成能测出图丁数据的实物连接图.

(4)水的电阻率0=(结果保留两位有效数字).

【答案】(1)4(2)5.50(3)见解析图(4)7.6Q-m

【解析】

(1)测量玻璃管内径时，应将游标卡尺的A部分与玻璃管的内径接触.

(2)游标卡尺的读数为d—5mm+0.05X10mm=5.50mm.

(3)根据U-7图象可知电流从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，由［/一/图象

可算出水柱的电阻远大于电流表内阻，所以电流表采用内接法，实物连线图如图(a)所示.

UN

<>

<1>

204b608()l(X)l20//(x1()-*'A)

(b)

(4)。一/图线如图(b),u—/图象的斜率表示水柱的电阻，即R=/7=DC6C=1X1()5

1ZUAiu

二,L/,、…Tid2,s3.14X(5.5X10-3)2

Q,又因为/?="©5=—,联立解付〃=跖1，贝U"=lXl()5x------4X0314-------Om-7.6

Qm.

17.实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、

开关S,导线还有下列器材供选用:

A.灵敏电流计G（0〜200RA,内阻RA为10。）

B.定值电阻Ri（9990Q,额定电流0.3A）

C.定值电阻及（990。，额定电流1A）

D.电阻箱R（0〜99.9C,额定电流3A）

⑴为了测量电动势，该同学应该选定值电阻_______（选填“拈”或“心”）；

（2）在虚线框中画出实验电路图；

（3）按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的;一《图像，则该

同学测得电源的电动势为V,内阻为。（结果均保留2位有效数

字）。

【答案】⑴①（2）见解析图（3）1.40.50

【解析】

（1）一节干电池电动势约为1.5V,可以把表头改装成2V的电压表，需要串

TJ2

联电阻阻值为R串=彳一尺八=”「亡6Q-10Q=9990Q,选定值电阻品。

/gZUUA1U

(2)应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电

路图如图所示。

(3)电压表内阻为RV=RA+RI

由图示电路图可知，电源电动势为

IRS

E=U+lr=IRv+\l+

&R)

整理得兴老•小修

由图示J-J图像可知，图像的斜率

1K

rRv0.7X104

k=~E=-2—

心Rv+r.

截距0=—^=0.7XIO’

解得电源电动势E^1.4V,r=0.50C。

18.在“练习多用电表的使用”实验中：

(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。甲同学利用多用电表的直流50

mA挡测量电流，则读数为mA；

(2)乙同学利用多用电表测量某一只电阻时，他用欧姆挡“X100”测量时发

现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理

的步骤，操作顺序为(填写选项前的字母)。

A.将选择开关旋转到电阻挡“XIk”的位置

B.将选择开关旋转到电阻挡“X10”的位置

C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Q”

(3)丙同学想设计一个实验，测量多用电表“X