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北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版 专题九　恒定电流 基础篇 考点一　电路的基本概念和规律 1.(2022河北石家庄教学质检,5)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现,质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电荷量为e,那么这束质子流内单位体积的质子数n是(　　) A.IeS 2Um　　　B.IeS meU C.IeS 2eUm　　　D.IeS m2eU 答案　D　 2.(2020海南,4,3分)一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三个接线端点,设a、b,a、c,b、c间的功率分别为Pab、Pac、Pbc,则(　　) A.Pab>Pbc　　　B.Pab=Pac C.Pac=Pbc　　　D.Pab<Pac 答案　D　 3.(2022北京延庆一模,9)随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展,零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟,纯电动汽车正在迅速发展。截至2017年底,我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车,保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题,有助于改善城市的空气质量。如表是某款电动汽车的蓄电池参数,据此下列说法正确的是(　　) 电池只数 100只 电池容量/只 1200 mA·h 充电参数(电压/电流) 420 V,20 A 放电时平均电压/只 3.3 V A.电池从完全没电到充满电所需时间为12 h B.电池容量的单位mA·h就是能量单位 C.该电池组充电时的功率为8.4×103 W D.该电池组充满电时的能量约为8.4×103 J 答案　C　 4.(2022广东二模,8)(多选)离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为3×105 V。已知,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C,地球表面积近似为5.0×1014 m2,则 A.该大气层的等效电阻约为600 Ω B.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 答案　BC　 5.(2022河北张家口阶段考,2)图为某智能手机电池上的信息,电池支持“9 V　2 A”快充技术,电池充满仅需约1.3小时,轻度使用状态可使用一天。下列说法正确的是(　　) A.9.88 Wh为该电池的电荷量 B.4.35 V为该电池的电动势 C.轻度使用时的平均功率约为1 W D.根据数据可以计算得到该电池的容量为2 600 mAh 答案　D　 6.(2022山西大同一模,5)如图所示,a、b、c为不同材料做成的电阻,b与a的长度相等,横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等,长度是a的两倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3=1∶1∶2。关于这三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc,下列说法中正确的是(　　) A.ρa是ρb的2倍　　　B.ρa是ρc的2倍 C.ρb是ρc的2倍　　　D.ρc是ρa的2倍 答案　C　 7.(2022东北三校期末,3)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长lab=10 cm,lbc=5 cm,当将C与D接入电压恒为U的电路时,电流为2 A,若将A与B接入电压恒为U的电路中,则电流为(　　) A.0.5 A　　　B.1 A　　　C.2 A　　　D.4 A 答案　A　 8.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则(　　) A.I1<I2　　　B.U1U2>R1R2 C.U1U2=R1R2　　　D.U1U2<R1R2 答案　D　 考点二　闭合电路欧姆定律 1.(2022北京北师大实验中学摸底,8)如图所示,用电动势为E、内阻为r的电源向滑动变阻器R供电。下列说法正确的是(　　) A.由电流的微观表达式I=neSv可知,若导体中电流为零,则单位体积内的自由电子数为零 B.由关系式I=UR可知,导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比 C.电流在直流电源内部从负极流向正极,是因为在电源内部静电力对载流子做了正功 D.在该直流电路中,外电阻越大,电源的效率越高,输出功率也越大 答案　B　 2.(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t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.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系 C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系 D.tB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　 3.(2022江苏盐城滨海中学一模,6)交警使用的某型号酒精测试仪如图甲,其工作原理如图乙所示,传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A.电压表的示数变大,电流表的示数变小 B.电压表的示数变小,电流表的示数变小 C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越大 D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 答案　D　 4.(2022广东潮州二模,6)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,下列说法正确的是(　　) A.车灯变暗 B.路端电压变大 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变小 答案　A　 5.(2022河北邯郸阶段联考,6)将电动势为3.0 V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V,当电路中有6 C的电荷流过时,求: (1)电源中有多少其他形式的能转化为电能; (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能; (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能。 答案　(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J 6.(2022福建漳州阶段练习,13)某实验小组想测量元电荷的大小。装置如图,在真空容器中有正对的两平行金属板A和B,两板与外部电路连接,两板间相距d=0.3 m。外部电路电源电动势ε=300 V,内阻r=1.0 Ω,保护电阻R0=19.0 Ω,电阻箱的阻值R可调。实验时,开关S1闭合、S2断开时,小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态,该油滴质量为m=3.2×10-13 kg,取g=10 m/s2,求: (1)该油滴带电性质及所带电荷量q; (2)调节电阻箱使R=20.0 Ω,闭合开关S2,油滴将加速下落,求油滴下落到B板的时间t(结果可以保留根号)。 答案　(1)负电　3.2×10-15 C　(2)610 s 综合篇 拓展一　电路的动态分析 1.(2021河北五校联考,9)(多选)在如图所示的直流电路中,电源内阻r=2 Ω,定值电阻R1=1 Ω,R3=2 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为2 Ω,V1、V2为理想电压表。开关闭合后,在滑动变阻器的滑片从最左端滑向最右端的过程中,下列说法正确的是(　　) A.电压表V1、V2的示数均逐渐增大 B.定值电阻R1的功率逐渐增大 C.流过滑动变阻器的电流逐渐增大 D.电源的输出功率逐渐增大 答案　BC　 2.(2018海南单科,10,5分)(多选)如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r<R,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a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　 3.(2022安徽安庆期末,6)如图所示,电路中R为滑动变阻器,R1、R2是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为I1,电源内阻不能忽略,则下列说法正确的是(　　) A.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,UI1减小,ΔUΔI1不变 B.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,UI1增大,ΔUΔI1增大 C.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U减小,I1增大 D.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U增大,I1增大 答案　A　 4.(2022江苏盱眙阶段测试,8)如图,电路中的定值电阻R0大于电源的内电阻r。现将开关S闭合,将滑动变阻器R的滑片P向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A的示数变化量的绝对值为ΔI,则下列说法中不正确的是(　　) A.电压表V1的示数增大,电压表V2的示数减小 B.电流表A的示数增大,电压表V3的示数增大 C.ΔU3ΔI=r+R0 D.ΔU1>ΔU2 答案　B　 拓展二　电源的U-I图像 1.(2021湖南适应性考试,4)有四个电源甲、乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图像分别如图1、2、3、4所示,将一个6 Ω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(　　) 图1 图2 图3 图4 A.甲电源　　　B.乙电源 C.丙电源　　　D.丁电源 答案　D　 2.(2022福建宁德一检,9)(多选)如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示,已知电流表A读数在0.2 A以下时,电动机没有转动。不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(　　) 甲 乙 A.图线①为V2示数随电流表的变化图线 B.电路中电源电动势为3.4 V C.此电路中,电动机的最大输入功率是0.9 W D.变阻器的最大阻值为30 Ω 答案　AC　 3.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。 (1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。 (2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率; b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 (3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 解析　(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。 (2)a.如图所示。 b.电源输出的电功率 P=I2R=ER+r2R=E2R+2r+r2R 当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为 Pmax=E24r (3)电动势定义式E=Wq 根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq 得E=Ir+IR=U内+U外 应用篇 模型一　电路故障分析模型 1.(2021东北三校联考,5)如图所示的电路中,闭合开关S,灯L1、L2正常发光。由于电路突然出现故障,发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的示数变小,根据分析,发生的故障可能是(电源内阻不计)(　　) A.R1断路　　　B.R2断路 C.R3短路　　　D.R4短路 答案　A　 2.(2022江西上饶六校联考,6)某居民家中的电路如图所示,开始时各部分用电器工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常发光,拔出电饭煲的插头,把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,则(　　) A.仅电热壶所在的C、D间发生了断路故障 B.仅电热壶所在的C、D间发生了短路故障 C.仅导线A、B间断路 D.因为插座用导线接地,所以发生了上述故障 答案　C　 3.(2022黑龙江哈三中期中,5)二极管具有单向导电性,当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管,且二极管的阻值很小,可忽略),当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大,电流为零)。为了验证二极管的这一特性,将其接入如图所示电路c、d之间的D处,闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确,为了确定电路故障的位置,四位同学各自进行了以下操作: 操作步骤 现象 1 S闭合,多用电表调至电压挡,红表笔接a,黑表笔分别接b、c、d、e 示数分别为0、0、6 V、6 V 2 S闭合,断开导线bc的c端,用c端分别接d、e、f 灯泡均亮 3 S断开,多用电表调至欧姆挡,红表笔接c,黑表笔接d 指针有大角度偏转 4 S断开,多用电表调至欧姆挡,红表笔接d,黑表笔接c 指针有微小偏转 由此可判断(　　) A.同学1的操作说明故障在a、b之间 B.同学2的操作说明故障在b、c之间 C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错 D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开 答案　C　 模型二　含电容电路的分析计算模型 1.(2020课标Ⅰ,17,6分)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t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是(　　) 答案　A　 2.(2018江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路(　　) A.充电时,通过R的电流不变 B.若R增大,则充电时间变长 C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 答案　BCD　 3.(2022广西桂林、崇左、贺州联考,8)(多选)在报警电路中常用到蜂鸣器,其原理为当电流从蜂鸣器正极流入负极流出时,蜂鸣器会发出报警声。如图所示是一个断路报警电路,平行板电容器电容为C,电源电动势为E,内阻r≠0,D可视为理想二极管,R1、R2为定值电阻。当电路中的开关K在电路工作过程中断开时,蜂鸣器会发出报警声,对于该电路下列说法正确的是(　　) A.a端为蜂鸣器的正极 B.K闭合稳定后,电容器电荷量为CE C.K闭合稳定后,增加平行板间距离有可能会使蜂鸣器发出报警声 D.K断开时,流过蜂鸣器的电荷量大于流过R2的电荷量 答案　AC　 4.[2021 T8联考(2),10](多选)如图所示,R0为热敏电阻(温度降低电阻增大),R为滑动变阻器,D为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大),真空中水平放置的平行板电容器,上下极板Y和Y'相距d,A为两极板左侧中点,AB线段与两极板等长,到两板距离相等。在开关S闭合后,质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出电场,偏转位移为y。则(　　) A.粒子飞出电场时,速度方向的反向延长线一定交于AB线段中点 B.只将变阻器R的滑动触头P向上移动,则偏转位移y将减小 C.只将上极板Y向上稍微移动,粒子穿过电场过程中,电场力做功不变 D.只将热敏电阻R0升温,粒子穿过电场过程中,粒子的动量变化量不变 答案　AC　 第 15 页 共 15 页