2014高考物理一轮复习阶段验收评估(七)恒定电流试题及完整解析答案

1、在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。则(　　)

A．当R＝r时，电源有最大的输出功率

B．当R＝r时，电源的效率η＝50%                                 

C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大

D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大

答案：选ABD　由图可知，R＝r时电源有最大输出功率，A正确；电源的功率P′＝IE，随外电阻R的增大而减小，C错误；由η＝＝＝可知B、D正确。

2、如图所示，闭合开关S后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，以下说法中正确的是(　　)

A．A灯变亮

B．B灯变亮                                                    

C．电源的输出功率可能减小

D．电源的总功率增大

答案：选AC　当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，A灯变亮，B灯变暗，选项A正确B错误；由于外电路电阻增大，输出电流减小，电源的总功率减小，电源的输出功率可能减小，选项C正确D错误。

3、如图3所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合开关S后，发现电动机转速较慢，经检测，电动机性能完好；用电压表测a与b间电压，只有0.6 V；断开开关S，测得a与b间电压接近1.5 V，电动机转速较慢的原因是(　　)

A．开关S接触不良                                                

B．电动机接线接触不良

C．电动机两端接线短路

D．电池过旧，内阻过大

图3

答案：选D　开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路，电动机就不会旋转了，而不是转得慢。电动机转得慢的原因是电池过旧，内阻过大，电动机两端的电压过低造成的，D正确。

4、 (2013·日照期末)如图4所示，当R_S的触头向右移动时，电压表V₁和电压表V₂的示数的变化量分别为ΔU₁和ΔU₂(均取绝对值)。则下列说法中正确的是(　　)

A．ΔU₁>ΔU₂

B．ΔU₁<ΔU₂                                                                                

C．电压表V₁的示数变小

D．电压表V₂的示数变小

图4

答案：选AC　当R_S的触头向右移动时，接入电路的电阻减小，电源输出电流增大，电压表V₂的示数变大，电压表V₁的示数变小，选项C正确D错误；设电源内阻r电压变化量为ΔU_r＝ΔIr，当R_S的触头向右移动时，ΔU_r增大；ΔU₂增大，ΔU₁减小，所以ΔU₁>ΔU₂，选项A正确B错误。

5、如图5所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图象。用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V。则该电路可能为(　　)        

                          图5

图6

答案：选B　根据U－I图象可知，电源电动势E＝6 V，内阻r＝0.5 Ω；当路端电压为U＝4.8 V时，干路电流I＝＝2.4 A，外电路电阻R＝＝2 Ω，计算四个选项中，外电路的电阻分别为1 Ω、2 Ω、9 Ω和4.5 Ω，故选项B正确。

6、如图7所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L₁和L₂都不亮，用电压表测得各部分电压是U_ad＝0、U_cd＝6 V、U_ab＝6 V，由此可以断定(　　)

A．L₁和L₂的灯丝都断了

B．L₁的灯丝断了                                                  

C．L₂的灯丝断了

D．变阻器R断路

图7

答案：选C　由题给条件知，电路中有的地方没有电压。由U_ad＝0、U_cd＝6 V可知电路是断路。由U_ab＝6 V和U_cd＝6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L₂断路，由电灯L₂两端电压不为零，可知灯L₁与变阻器R是导通的，选项C正确。

7、如图8所示电路中，电源内电阻为r，R₁、R₃、R₄均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，将滑动变阻器R₂的滑片向上滑动，电流表和电压表示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU，下列结论中正确的是(　　)

A．电流表示数变大

B．电压表示数变大                                            

C.>r

D.<r

 

 

 

 

 

图8

答案：选AD　将滑动变阻器R₂的滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变小，选项A正确B错误；由于电源输出电流变化量小于电流表示数变化量，所以<r，选项D正确C错误。

8、 (2013·湘潭模拟)如图9所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　)

A．R₃断路　　                                      B．R₁短路

C．R₂断路                                            D．R₁、R₂同时短路 

图9

答案：选C　若R₃断路，总电阻变大，总电流减小，U_内＝I_总r，故U_路增大，灯泡A、B均变亮，故A错；若R₁短路，总电阻变小，总电流增加，路端电压减小，故通过R₃的电流减小，灯泡A的电流增加，灯A变亮，故B、D错；若R₂断路，总电阻增加，总电流减小，路端电压增加，通过R₃的电流增加，故通过灯泡A的电流减小，灯A、R₁的总电压减小，灯B两端电压增加，故灯A变暗，灯B变亮，综上知C正确。

9、在如图10所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R₁、R₂为定值电阻，R₃为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　)

A．电压表示数变小　　　　　　           B．电流表示数变小        

C．电容器C所带电荷量增多               D．a点的电动势降低

图10

答案：选D　在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，R₃的有效阻值变小，根据“串反并同”可知电压表的示数变大，电流表的示数变大，R₂两端电压减小，电容器带电量减少，又因R₃两端电压等于R₂两端电压，故a点电势降低。

10、如图11所示，A₁、A₂是两只完全相同的电流表(内阻不可忽略)，电路两端接恒定电压U，这时A₁、A₂的示数依次为5 mA和3 mA。若将A₂改为和R₂串联，仍接在恒定电压U之间，这时电表均未烧坏。下列说法正确的是(　　)

A．通过电阻R₁的电流必然增大

B．通过电阻R₂的电流必然增大

C．通过电流表A₁的电流必然增大

D．通过电流表A₂的电流必然增大

图11

答案：选AC　由A₁、A₂的示数依次为5 mA和3 mA，可知R₁＋R_A2<R₂，由于并联电路各支路中最小的电阻越小，总电阻越小，故当把A₂改为和R₂串联时，电路中总电阻减小，总电流变大，C对；由于总电流增大，电流表A₁两端电压增大，并联支路两端电压减小，而R₂所在支路电阻增大，故通过R₂和电流表A₂的电流必然减小，所以通过R₁的电流必然增大，A对。

11、一辆电动观光车车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动车的质量为m，电动车受到的阻力是车重的k倍，则(　　)

A．电动机的内阻为R＝

B．电动机的内阻为R＝－

C．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大

D．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小

答案：选BC　根据能的转化与守恒定律，EI＝I²R＋kmgv，所以电动机的内阻为 R＝－，选项B正确；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成了纯电阻电路，回路的电流变大，故电源消耗的功率P＝EI将变大，所以选项C正确。

12、在如图12(a)所示的电路中，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示。则(　　)

A．图线甲是电压表V₂示数随电流变化的图线

B．电源内电阻的阻值为10 Ω

C．电源的最大输出功率为3.6 W

D．滑动变阻器R₂的最大功率为0.9 W

图12

答案：选AD　将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，V₂示数随电流增大减小，图线甲是电压表V₂示数随电流变化的图线，选项A正确；当V₂示数为零，电流为0.6 A，根据V₁示数3 V求得定值电阻R₁＝3/0.6 Ω＝5 Ω，由闭合电路欧姆定律0.6×(5＋r)＝E；当V₂示数为4 V时，电流为0.2 A，求得滑动变阻器最大电阻R₂＝4/0.2 Ω＝20 Ω，由闭合电路欧姆定律0.2×(5＋20＋r)＝E。联立解得E＝6 V，电源内电阻的阻值为r＝5 Ω，选项B错误；当滑动触头P滑到最左端时，电源输出功率最大，为3×0.6 W＝1.8 W，选项C错误；把定值电阻看作电源内阻的一部分，当滑动变阻器滑至中间时，滑动变阻器R₂的功率最大，电压为3 V，电流为0.3 A，最大功率为0.9 W，选项D正确。

13、在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：R_x(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；

电压表： (量程3 V，内阻约3 kΩ)；

电流表： (量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)                            

 (量程3 A，内阻约0.05 Ω)

电源：E₁(电动势3 V，内阻不计)；

E₂(电动势12 V，内阻不计)；

滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。

(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图。

图13

解析：(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋27.3×0.01 mm＝1.773 mm。

(2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测电阻丝的额定电流为0.5 A，所以电流表选 ，电源选E₁即可。电路原理如图所示。

答案：(1)1.773(1.771～1.775均正确)

(2) 　E₁　电路图见解析

14、某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G₁来校对待测电流表G₂的满偏电流和测定G₂内阻的电路，如图所示。已知G₁的量程略大于G₂的量程，图中R₁为滑动变阻器， R₂为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号)；

A．合上开关S₂

B．分别将R₁和R₂的阻值调至最大

C．记下R₂的最终示数

D．反复调节R₁和R₂的阻值，使G₁的示数仍为I₁，使G₂的指针偏转到满刻度的一半，此时R₂的最终示数为r

E．合上开关S₁

F．调节R₁使G₂的指针偏转到满刻度，此时G₁的示数为I₁，记下此时G₁的示数

(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G₂内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)；

(3)若要将G₂的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G₂上并联的分流电阻R_S的表达式，R_S＝________。

解析：(1)开关闭合前应使回路中的总电阻值最大，实验时，先闭合S₁，调整R₁使G₂满偏，测出G₂的满偏电流，然后利用半偏法(比较法)测出G₂的电阻。故合理的顺序依次为BEFADC。

(2)根据串、并联电路的特点，R₂、G₂两端的电压相等，即

r_g＝r，所以r_g＝r，则测量值与真实值相等。

(3)改装表的原理图如图所示，则I₁r＝(I－I₁)R_S，所以分流电阻R_S＝。

答案：(1)BEFADC　(2)相等　(3)

15、在如图15所示的电路中，R₁＝2 Ω，R₂＝R₃＝4 Ω，当开关S接a时，R₂上消耗的电功率为4 W，当开关S接b时，电压表示数为4.5 V，试求：

(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；

(2)开关S接b时，电源的电动势和内电阻；                      

(3)当开关S接c时，通过R₂的电流。

图15

解析：(1)当S接a时，R₁被短路，外电阻为R₂，根据电功率公式可得

通过电源的电流I₁＝ ＝1 A

电源两端的电压U₁＝＝4 V。

(2)当S接a时，有E＝U₁＋I₁r＝4＋r①

当S接b时，R₁和R₂串联，R_外′＝R₁＋R₂＝6 Ω

通过电源的电流I₂＝＝0.75 A

这时有：E＝U₂＋I₂r＝4.5＋0.75r②

联立①②式得：E＝6 V，r＝2 Ω。

(3)当S接c时，R_总＝R₁＋r＋R₂₃＝6 Ω

总电流I₃＝＝1 A

通过R₂的电流I′＝I₃＝0.5 A。

答案：(1)1 A　4 V　(2)6 V　2 Ω　(3)0.5 A

16、图16甲是某同学在科技活动中自制的电子秤原理图，利用理想电压表的示数来指示物体的质量。托盘与金属弹簧(电阻可忽略)相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R最上端，此时电压表示数为零。设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R₀，弹簧劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。

 (1)求出电压表示数U_x与所称物体的质量m之间的关系式；

(2)由(1)的计算结果可知，电压表示数与待测物体质量不成正比，不便于进行刻度，为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图乙上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U_x′与所称物体的质量m的关系。

图16解析：(1)设变阻器的上端到滑动端的长度为x，根据题意有mg＝kx，R_x＝R，

U_x＝E，

得U_x＝。

(2)电路如图所示。

根据题意有mg＝kx，

R_x＝R，U_x′＝E，

得U_x′＝。

答案：(1)U_x＝

(2)U_x′＝