北京版物理高考總復(fù)習(xí)專題十恒定電流（試題練）教學(xué)講練

1、物理高考總復(fù)習(xí)PAGE PAGE 24學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題十恒定電流探考情悟真題【考情探究】考點(diǎn)考向10年考情預(yù)測熱度考題示例學(xué)業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點(diǎn)素養(yǎng)要素部分電路的基本概念和規(guī)律部分電路的基本概念和規(guī)律與電場、磁場、電磁感應(yīng)等知識的綜合問題2017北京理綜,23(2)3核反應(yīng);帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng);動(dòng)量守恒定律科學(xué)推理電表的改裝2015北京理綜,19,6分3電阻的串、并聯(lián);并聯(lián)電路的分流作用科學(xué)推理運(yùn)用電流的定義式及微觀表達(dá)式的論證計(jì)算題2014北京理綜,24,20分5感應(yīng)電動(dòng)勢;安培力;能量守恒定律模型建構(gòu)2013北京理綜,24(1)4科學(xué)思維閉合電路歐姆定律運(yùn)用電動(dòng)勢概

2、念和含義的論證計(jì)算題2018北京理綜,23,18分4閉合電路的U-I圖像;電源的輸出功率科學(xué)論證電路實(shí)驗(yàn)大題選擇化2016北京理綜,19,6分3測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻科學(xué)推理閉合電路的基本概念和規(guī)律與電場、磁場、電磁感應(yīng)等知識的綜合問題2019北京理綜,23,18分4電容;部分電路歐姆定律科學(xué)論證2015北京理綜,22(1)(3)4感應(yīng)電動(dòng)勢;安培力;沖量科學(xué)推理2011北京理綜,17,6分3部分電路歐姆定律科學(xué)思維分析解讀近幾年內(nèi)對本專題能力的考查主要集中在實(shí)驗(yàn)探究能力和推理論證能力;在知識內(nèi)容上的考查主要集中在對電動(dòng)勢、電流等概念的理解上和運(yùn)用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律對電路問題的分

3、析上;從題型上看2015年以來沒有在21題的實(shí)驗(yàn)大題出現(xiàn),換以實(shí)驗(yàn)選擇題和論證大題的形式出現(xiàn),從考查方法上又經(jīng)常和圖像結(jié)合,本專題在今后高考中實(shí)驗(yàn)題、推理論證題的考查形式和方向預(yù)計(jì)還會繼續(xù)?！菊骖}探秘】破考點(diǎn)練考向【考點(diǎn)集訓(xùn)】考點(diǎn)一部分電路的基本概念和規(guī)律1.(2019豐臺二模,19)用伏安法測電阻,當(dāng)對被測電阻的阻值一無所知而無法選擇用何種接法時(shí),可采用試觸的方法。如圖所示,某同學(xué)測量未知電阻R時(shí),讓電壓表的一端接在A點(diǎn),另一端先后接到B點(diǎn)和C點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化,而電壓表示數(shù)無明顯變化。則下列說法中正確的是()A.R與電壓表阻值接近,應(yīng)選擇電流表內(nèi)接電路B.R與電壓表阻值接近,應(yīng)

4、選擇電流表外接電路C.R與電流表阻值接近,應(yīng)選擇電流表外接電路D.R與電流表阻值接近,應(yīng)選擇電流表內(nèi)接電路答案A2.(2019平谷一模,19)某同學(xué)將一毫安表改裝成雙量程電流表。如圖所示,已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100 ,滿偏電流為1 mA;R1和R2為定值電阻,且R1=5 ,R2=20 ,則下列說法正確的是()A.若使用a和b兩個(gè)接線柱,電表量程為24 mAB.若使用a和b兩個(gè)接線柱,電表量程為25 mAC.若使用a和c兩個(gè)接線柱,電表量程為4 mAD.若使用a和c兩個(gè)接線柱,電表量程為10 mA答案B3.(2018石景山一模,19)兩個(gè)電壓表V1和V2是由完全相同的兩個(gè)電流表改裝而成的,V1

5、量程是05 V,V2量程是015 V。現(xiàn)把V1和V2串聯(lián)起來測量1520 V電壓。下列說法中正確的是()A.V1和V2的示數(shù)相同B.V1和V2指針偏轉(zhuǎn)的角度相同C.V1和V2示數(shù)不同,指針偏轉(zhuǎn)的角度也不同D.V1和V2的示數(shù)與V1和V2的內(nèi)阻成反比答案B4.(2019朝陽二模,23,18分)建立理想化的物理模型既是物理學(xué)的基本思想方法,也是物理學(xué)在應(yīng)用中解決實(shí)際問題的重要途徑。(1)一段直導(dǎo)線,單位長度內(nèi)有n個(gè)自由電子,電子電荷量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v,求導(dǎo)線中的電流I。(2)一水平放置的細(xì)水管,距地面的高度為h,有水從管口處以不變的速度源源不斷地沿水平方向射出

6、,水流穩(wěn)定后落地的位置到管口的水平距離為2h。已知管口處水柱的橫截面積為S,水的密度為,重力加速度為g。水流在空中不散開,不計(jì)空氣阻力。求:a.水從管口水平射出速度v0的大小;b.水流穩(wěn)定后,空中水的總質(zhì)量m。(3)現(xiàn)有一個(gè)點(diǎn)光源以功率P均勻地向各個(gè)方向發(fā)射波長為的光,如果每秒有n個(gè)光子射入人的瞳孔,就能引起人眼的視覺效應(yīng)。已知人眼瞳孔的直徑為d,普朗克常量為h,光在空氣中速度為c,不計(jì)空氣對光的吸收。求人眼能看到這個(gè)光源的最大距離Lm。答案(1)設(shè)單位時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為Q,則有Q=n(vt)e所以I=Q(2)a.水從管口射出后,做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)水在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則在水平方

7、向上有2h=v0t在豎直方向上有h=12gt解得v0=ghb.空中水的總質(zhì)量m=Sv0t=2Sh(3)每個(gè)光子的能量E0=h=hc光源每秒輻射的光子數(shù)目N=PE0人眼在離光源Lm處,每秒進(jìn)入人眼瞳孔的光子數(shù)n=14所以Lm=Pd25.(2019房山二模,23)對于同一物理問題,常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。如圖所示,一段橫截面積為S、長為l的金屬電阻絲,單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子,每一個(gè)電子電荷量為e。該電阻絲通有恒定電流時(shí),兩端的電勢差為U,假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。(1)求電阻絲中的電流I;(2)有人說“電阻絲中電流做功,實(shí)質(zhì)

8、上就是電阻絲中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。”這種說法是否正確,通過計(jì)算說明;(3)為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況,物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的電荷量。若已知該電阻絲中的電流密度為j,電阻絲的電阻率為,試證明: Ul=j答案(1)由I=q/t可得;I=nevtS/t=nevS。(2)這種說法正確。電流做功W=UIt,電阻絲中電場強(qiáng)度E=Ul,l為電阻絲長度,U自由電荷在電阻絲中受力f=Ee,電場對每個(gè)自由電荷做功W1=fvt,電阻絲中含有自由電荷數(shù)N=nSl,電阻絲對自由電荷做功W=NW1=nSlUlevt=UIt(3)根據(jù)電流密度和電流定

9、義可得,I=qt=jStt,所以I=jS=UR=U考點(diǎn)二閉合電路歐姆定律1.(2019海淀期末,7)(多選)圖為某手機(jī)電池的銘牌,第一行標(biāo)有“3.8 V3 000 mAh(11.4 Wh)”。對該銘牌參數(shù)的分析,下列說法中正確的是()3.8 V3 000 mAh(11.4 Wh)GB/T18287-2013鋰聚合物電池/Li-Polymer Battery充電限制電壓4.35 VLimited charge voltage4.35 V警告只能使用專用充電器充電請按照說明書指示使用電池A.銘牌中的Wh是能量的單位B.銘牌中的mAh是功率的單位C.該電池放電時(shí)輸出的總能量約為11.4 JD.該電池

10、放電時(shí)輸出的總電荷量約為1.08104 C答案AD2.圖1是實(shí)驗(yàn)室的可拆卸鉛蓄電池裝置,圖2是其示意圖。利用鉛與稀硫酸的化學(xué)反應(yīng),該裝置可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。圖中M為電池正極(二氧化鉛棒上端),N為電池負(fù)極(鉛棒上端),P、Q分別為與正、負(fù)極非?？拷奶结?探針是為測量內(nèi)電壓而加入電池的,它們不參與化學(xué)反應(yīng))。用電壓傳感器(可看做理想電壓表)測量各端間的電勢差,數(shù)據(jù)如表。則下列說法正確的是()圖1圖2UMPUPQUQN外電路斷開時(shí)1.51 V約為00.59 V在M、N之間接入10 電阻時(shí)1.47 V-0.42 V0.63 VA.外電路接通時(shí)稀硫酸溶液中的電流方向向右B.該電池的電動(dòng)勢約為0.

11、59 VC.該電池的電動(dòng)勢約為1.51 VD.該電池的內(nèi)阻約為2.5 答案D3.(2019朝陽期末, 20)如圖1所示的電路,電源的電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r,R為電阻箱,電流表可視為理想電表。閉合開關(guān)S,改變電阻箱R的阻值,電流表的示數(shù)I隨之變化。(1)當(dāng)電阻箱的阻值為R1時(shí),求電流表的示數(shù)I1。(2)以1I為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),在圖2中畫出電阻箱阻值R變化過程中1I-R圖像的示意圖,(3)在金屬導(dǎo)體中,自由電子定向移動(dòng)形成電流。已知自由電子在導(dǎo)線內(nèi)定向移動(dòng)速率的數(shù)量級為10-5 m/s,但實(shí)際上,閉合開關(guān)S后,電路中幾乎瞬間就形成了電流,請說明理由。答案(1)ER1+r(2)見解析(3)閉合開關(guān)

12、的瞬間,電路中的各個(gè)位置迅速建立了電場,在電場的作用下煉技法提能力【方法集訓(xùn)】方法1動(dòng)態(tài)直流電路的分析方法1.(多選)如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上移動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是() A.電流表示數(shù)變大B.電壓表示數(shù)變小C.電阻R0的電功率變大D.電源的總功率變小答案CD2.如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可以視為不變),R1和R2為定值電阻,R3為光敏電阻,其阻值的大小隨照射光強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。閉合開關(guān)S后,將照射光強(qiáng)度增強(qiáng),則()A.R1兩端的電壓將增大B.R2兩端的電壓將增大C.路端電壓將增大D.燈泡L將變暗答案A方法2含容電路的分

13、析與計(jì)算方法1.如圖所示的電路中,A是電容器兩極板之間的一點(diǎn),在A點(diǎn)有一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)在重力和電場力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小時(shí),帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是() A.向上加速B.向下加速C.保持靜止D.向上勻速答案A2.(2019海淀二模,19)某同學(xué)按如圖1所示連接電路,利用電流傳感器研究電容器的放電過程。先使開關(guān)S接1,電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2,可視為理想電流表的電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線,如圖2所示。已知定值電阻R,從圖中可讀出最大放電電流I0,以及圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積S。但電源電動(dòng)勢、內(nèi)電阻、電容器的電容

14、均未知,根據(jù)題目所給的信息,下列物理量不能求出的是()圖1圖2A.電容器放出的總電荷量B.電阻R兩端的最大電壓C.電容器的電容D.電源的內(nèi)電阻答案D方法3非純電阻電路的計(jì)算方法現(xiàn)有規(guī)格為“220 V,36 W”的排氣扇,如圖所示,排氣扇電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為40 。當(dāng)正常工作時(shí),排氣扇的()A.通電電流計(jì)算式為I=22040 B.輸出功率計(jì)算式為P出=(36-220240C.發(fā)熱功率計(jì)算式為P熱=(36220)240 D.電功率大于36 W答案C【五年高考】A組自主命題北京卷題組 1.(2018北京理綜,23,18分)如圖1所示,用電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源,向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值

15、,路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖,并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。(2)a.請?jiān)趫D2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點(diǎn),畫出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率;b.請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請寫出電源電動(dòng)勢定義式,并結(jié)合能量守恒定律證明:電源電動(dòng)勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。答案(1)U-I圖像如圖所示。圖像與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢,與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為短路電流。(2)a.如圖所示。b.電源輸出的電功率P=I2R=ER+當(dāng)外電路電阻R=r時(shí),電源輸出

16、的電功率最大,為Pmax=E(3)電動(dòng)勢定義式E=W根據(jù)能量守恒定律,在題圖所示電路中,非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq得E=Ir+IR=U內(nèi)+U外2.(2015北京理綜,24,20分)真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置,如圖所示。光照前兩板都不帶電。以光照射A板,則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運(yùn)動(dòng),忽略電子之間的相互作用。保持光照條件不變。a和b為接線柱。已知單位時(shí)間內(nèi)從A板逸出的電子數(shù)為N,電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為Ekm。元電荷為e。(1)求A板和B板之間的最大電勢差Um,以及將

17、a、b短接時(shí)回路中的電流I短。(2)圖示裝置可看做直流電源,求其電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r。(3)在a和b之間連接一個(gè)外電阻時(shí),該電阻兩端的電壓為U。外電阻上消耗的電功率設(shè)為P;單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)B板的電子,在從A板運(yùn)動(dòng)到B板的過程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為Ek。請推導(dǎo)證明:P=Ek。(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題中做必要的說明)答案(1)EkmeNe(2)EkmeEkmNe由動(dòng)能定理,一個(gè)電子經(jīng)電源內(nèi)部電場后損失的動(dòng)能Eke=eU設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有N個(gè)電子到達(dá)B板,則損失的動(dòng)能之和Ek=NEke=NeU根據(jù)電流的定義,此時(shí)電源內(nèi)部的電流I=Ne此時(shí)流過外電阻的電流也是I=Ne,外電阻上

18、消耗的電功率P=IU=NeU所以P=Ek3.(2019北京理綜,23,18分)電容器作為儲能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電,無論采用何種充電方式,其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同。(1)請?jiān)趫D1中畫出上述u-q圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v-t圖像求位移的方法,求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能Ep。(2)在如圖2所示的充電電路中,R表示電阻,E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電,對應(yīng)的q-t曲線如圖3中所示。a.兩條曲線不同是(選填E或R)的改變造成的;b.電容器有時(shí)需要快速充電,有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論,說明

19、實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。圖1圖2圖3(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電,可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程,填寫下表(選填“增大”、“減小”或“不變”)?！昂懔髟础?2)中電源電源兩端電壓通過電源的電流答案(1)u-q圖線如圖12CU(2)a.Rb.減小電阻R,可以實(shí)現(xiàn)對電容器更快速充電;增大電阻R,可以實(shí)現(xiàn)更均勻充電。(3)“恒流源”(2)中電源電源兩端電壓增大不變通過電源的電流不變減小B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2019江蘇單科,3,3分)如圖所示的電路中,電阻R=2 。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3 V

20、;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2 V,則電源的內(nèi)阻r為()A.1 B.2 C.3 D.4 答案A2.(2018江蘇單科,8,4分)(多選)如圖所示,電源E對電容器C充電,當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時(shí),閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光,C放電。放電后,閃光燈斷開并熄滅,電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電,閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路() A.充電時(shí),通過R的電流不變B.若R增大,則充電時(shí)間變長C.若C增大,則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D.若E減小為85 V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變答案BCD3.(2016課標(biāo),17,6分)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷

21、開且電流穩(wěn)定時(shí),C所帶的電荷量為Q1;閉合開關(guān)S,電流再次穩(wěn)定后,C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A.25B.12C.35答案CC組教師專用題組1.(2013安徽理綜,19,6分)用圖示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻,R0是定值電阻,是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過電流表的電流為零時(shí),測得MP=l1,PN=l2,則Rx的阻值為() A.l1l2R0B.l1l1+l2R0答案C2.(2013江蘇單科,4,3分)在輸液時(shí),藥液有時(shí)會從針口流出體外,為了及時(shí)發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置,電路如圖所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時(shí)其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報(bào),此時(shí)() A.RM變大,且R越大,U增大越明顯B.RM變大,且R越小,U增大越明顯C.RM變小,且R越大,U增大越明顯D.RM變小,且R越小,U增大越明顯答案C3.(2018海南單科,10,5分)(多選)如圖,三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻rR,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。閉合開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng),下列說法正確的是()A.R2消耗的功率變小B.R3消耗的功率變大C.電源輸出的功率變大D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大答案CD4.(2014上海單科,18,4分)(