新教材2023年高考物理總復(fù)習(xí)考案16周測卷十三恒定電流

考案(十六)周測卷十三恒定電流本試卷滿分100分，考試時間90分鐘。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個選項符合題目要求。1．(2022·北京海淀高三期末)如圖所示，一根均勻帶電的長直橡膠棒沿其軸線方向做速度為v的勻速直線運動。已知棒的橫截面積為S，單位長度所帶的電荷量為－q。由于棒的運動而形成的等效電流(B)A．大小為qv，方向與v相同B．大小為qv，方向與v相反C．大小為qSv，方向與v相同D．大小為qSv，方向與v相反[解析]橡膠棒帶負電，等效電流方向與v的方向相反，由電流的定義式可得I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(Lq,t)＝qv，故B正確，ACD錯誤。2．(2023·哈爾濱高三檢測)國產(chǎn)某5G手機電池容量為4100mA·h，待機時間為22d(天)，用超級快充裝置對其充電時的電功率為66W。由此可估算手機電池(B)A．待機時的電壓B．待機時的電流C．快充時的電流D．快充過程獲得的電能[解析]根據(jù)手機電池容量為4100mA·h以及待機時間為22d，根據(jù)I＝eq\f(q,t)，可求解待機時的電流，但是無法求解待機時的電壓，選項A錯誤，B正確；根據(jù)題中條件無法求解快充時的電流，也不能求解快充過程獲得的電能，選項CD錯誤。3．(2023·山東德州高三期末)如圖所示，長方體金屬塊各處的電阻率相同，三邊長分別為a、b、c，當M、N兩端的電壓為U時，金屬塊中的電流為I；當P、Q兩端的電壓為U時，金屬塊中的電流為(B)A．I B．eq\f(a2,c2)IC．eq\f(a2,b2)I D．eq\f(b2,c2)I[解析]根據(jù)電阻定律和歐姆定律可知RMN＝ρeq\f(a,bc)，U＝IRMN，同理RPQ＝ρeq\f(c,ab)，U＝I′RPQ，解得I′＝eq\f(a2,c2)I，故選B。4．(2022·全國高三專題練習(xí))演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是(B)A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M不動時，AB間電壓為0V[解析]物體M運動時，回路的總電阻不變，電源內(nèi)的電流不會發(fā)生變化，A錯誤；物體M運動時，滑動變阻器AP段的電阻發(fā)生變化，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化，B正確；物體M不動時，電路中有電流，C錯誤；物體M不動時，AB間電壓等于電源兩端電壓，不等于0，D錯誤。5．(2023·北京市高三階段練習(xí))如圖所示為兩個量程的電流表，已知表頭G的滿偏電流為Ig，R1、R2的阻值均等于表頭的內(nèi)阻。當使用1和2兩個端點時，電流表的量程為I1，當使用1和3兩個端點時，電流表的量程為I2。下列說法正確的是(C)A．量程大小I1<I2B．I1＝4I2C．若僅使R1阻值變小為原來一半，則I2變?yōu)樵瓉淼膃q\f(10,9)倍D．若僅使R2阻值變小為原來一半，則I1變?yōu)樵瓉淼膃q\f(6,5)倍[解析]設(shè)R1＝R2＝Rg＝R，根據(jù)電路圖結(jié)構(gòu)可知，I1＝Ig＋eq\f(IgR2＋Rg,R1)＝Ig＋eq\f(Ig×2R,R)＝3Ig，I2＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R2)＝Ig＋eq\f(IgR,2R)＝1.5Ig，A、B錯誤；若僅使R1阻值變小為原來一半，I2′＝Ig＋eq\f(IgRg,\f(1,2)R1＋R2)＝Ig＋eq\f(IgR,\f(3,2)R)＝eq\f(5,3)Ig，原來I2＝1.5Ig，則I2變?yōu)樵瓉淼膃q\f(10,9)倍，C正確；若僅使R2阻值變小為原來一半，I1′＝Ig＋eq\f(IgR2＋Rg,R1)＝Ig＋eq\f(Ig×\f(3,2)R,R)＝eq\f(5,2)Ig，原來I1＝3Ig，則I1變?yōu)樵瓉淼膃q\f(5,6)倍，D錯誤。6．(2022·海南嘉積中學(xué)三模)如圖所示為汽車啟動電路原理圖，汽車電動機啟動時車燈會瞬間變暗。在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表的示數(shù)為10A；電動機啟動時電流表的示數(shù)為58A。已知電源的電動勢為12.5V，內(nèi)阻為0.05Ω，設(shè)電流表的內(nèi)阻不計、車燈的電阻不變。則(C)A．車燈的電阻為1.0ΩB．電動機的內(nèi)阻為0.2ΩC．打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入功率為480WD．打開車燈、電動機啟動時，電源的工作效率為60%[解析]根據(jù)閉合電路歐姆定律，車燈的電阻為R＝eq\f(E,I)－r＝eq\f(12.5,10)Ω－0.05Ω＝1.2Ω，A錯誤；電動機啟動時，電路外電壓為U外＝E－I′r＝12.5V－58×0.05V＝9.6V，流過車燈電流為I1＝eq\f(U外,R)＝eq\f(9.6,1.2)A＝8A，流過電動機電流為I2＝I′－I1＝50A，由于電動機啟動時會產(chǎn)生反向電動勢E，可知電動機的內(nèi)阻應(yīng)滿足rM<eq\f(U外,I2)＝eq\f(9.6,50)Ω＝0.192Ω，B錯誤；打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入功率為P＝U外I2＝9.6×50W＝480W，C正確；打開車燈、電動機啟動時，電源的工作效率為η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(U外,E)＝eq\f(9.6,12.5)＝76.8%，D錯誤。7．(2023·山東煙臺高三檢測)如圖所示，E為電源，其內(nèi)阻不可忽略，RT為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，R為定值電阻，C為平行板電容器，G為靈敏電流計。閉合開關(guān)S，當環(huán)境溫度明顯升高且穩(wěn)定后，下列說法正確的是(D)A．R兩端電壓變小B．RT兩端電壓變大C．C所帶電荷量增大D．溫度升高的過程中，G中電流方向由a到b[解析]由圖可知，熱敏電阻RT與電阻R串聯(lián)，當環(huán)境溫度升高時熱敏電阻阻值減小，則電路中電流增大，電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，電容器的電壓等于路端電壓，故電容器的電壓減小，所帶電荷量減小，電路中電流增大，電源的內(nèi)電壓及電阻R兩端的電壓均增大，由E＝U內(nèi)＋U外，可得，RT兩端電壓減小，ABC錯誤；由于電容器電荷量減小，則電容器要放電，故G中電流由a→b，D正確。8．(2023·四川廣安模擬預(yù)測)如圖所示，D為理想二極管，R為滑動變阻器，C1、C2為電容器，且電容相等，P、Q為帶電粒子，開關(guān)S閉合后，P、Q均處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是(C)A．C1、C2所帶的電荷量不相等B．保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片下滑，P加速向上運動，Q仍靜止C．保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，P加速向下運動，Q仍靜止D．保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑，P加速向下運動，Q也加速向下運動[解析]兩電容器兩端的電壓都等于R3兩端的電壓，電容又相等，所以所帶的電荷量相等，故A錯誤；兩電荷靜止，電場力與重力等大反向，保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片下滑時，兩電容器兩端的電壓都變大，C2電壓變大需要正向充電，二極管導(dǎo)通，場強變大，電場力變大，P、Q都加速向上運動，故B錯誤；保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器的滑片上滑時，電容器C1兩端的電壓變小，場強變小，電場力變小，P加速向下運動，因為二極管具有單向?qū)щ娦?，所以C2電壓減小要放電二極管不導(dǎo)通，所帶的電荷量不變，電壓不變，場強不變，電場力不變，故Q仍靜止，故C正確，D錯誤。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．(2023·遼寧高三模擬)儀器中常用兩個阻值不同的可變電阻來調(diào)節(jié)電路的電流，一個作粗調(diào)，一個作細調(diào)，這兩個變阻器可以按圖甲串聯(lián)起來或按圖乙并聯(lián)起來再接入電路。已知R1阻值較大，R2阻值較小，則(BD)A．圖甲中R1作細調(diào) B．圖甲中R1作粗調(diào)C．圖乙中R2作細調(diào) D．圖乙中R2作粗調(diào)[解析]甲圖中，兩個電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(V,R1＋R2＋R3)，調(diào)節(jié)R1時，電阻變化大，故電流改變大，是粗調(diào)，A錯誤，B正確；乙圖中，兩個電阻并聯(lián)，電阻小的電流大，調(diào)節(jié)電阻R2是粗調(diào)，C錯誤，D正確。故選BD。10．(2023·陜西武功縣高三期末)如圖所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)電阻，以下說法中正確的是(AC)A．當R2＝R1＋r時，R2上獲得最大功率B．當R2＝R1＋r時，R1上獲得最大功率C．當R2＝0時，R1上獲得最大功率D．當R2＝0時，電源的輸出功率最大[解析]當外電路電阻等于電源內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，當把R1和電源看作一個整體時，即把電源內(nèi)阻看作R1＋r，因此當R2＝R1＋r時，電源輸出功率最大，R2上獲得最大功率，A正確；由電功率公式P＝I2R可知，當R2＝0時，電路中總電流最大，此時R1上獲得最大功率，B錯誤，C正確；當R2＝0時，如果R1＝r，電源的輸出功率最大，可題目中沒有給出這個條件，所以電源的輸出功率不一定最大，D錯誤。11．(2023·重慶一中高三階段練習(xí))智能手機屏幕的光線過強會對眼睛造成傷害，因此手機都有一項可以調(diào)節(jié)亮度的功能，該功能既可以自動調(diào)節(jié)，也可以手動調(diào)節(jié)，其簡化電路如圖。已知小燈泡電阻RL不隨電流發(fā)生變化，且有RL>r，光敏電阻在光照增強時，電阻會減小。閉合開關(guān)，僅當光照強度增大時，下列說法正確的是(AD)A．小燈泡變亮 B．光敏電阻的功率減小C．電源的輸出功率減小 D．電源的效率減小[解析]閉合開關(guān)，僅當光照強度增大時，光敏電阻阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流增大，則小燈泡變亮，故A正確；因為光敏電阻的阻值減小，電流增大，設(shè)光敏電阻為R1，由P1＝I2R1，無法判斷光敏電阻的功率如何變化，故B錯誤；設(shè)滑動變阻器的電阻為R，由閉合電路歐姆定律可知I＝eq\f(E,RL＋R＋r＋R1)，電源的輸出功率為P＝EI－I2r＝eq\f(E2,\f(R＋R1＋RL－r2,R＋R1＋RL)＋4r)，因為RL>r，所以外電阻大于電源內(nèi)電阻，則光敏電阻減小時，電源輸出功率變大，故C錯誤；電源的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，因為電路中電流增大，所以電源的效率減小，故D正確。12．(2023·湖南長沙一中高三階段練習(xí))如圖所示電路中，電源內(nèi)阻r不能忽略，R0為定值電阻，Rm為滑動變阻器R的最大阻值，且有R0>Rm；開關(guān)S1閉合、S2斷開時，理想電流表A的示數(shù)為I，理想電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，三個電表示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔI、ΔU1、ΔU2，則下列說法正確的是(AC)A．保持開關(guān)S2斷開，將R的滑片向右移動，則電流A示數(shù)變小、電壓表V2示數(shù)變小B．保持開關(guān)S2斷開，將R的滑片向右移動，則有eq\f(ΔU1,ΔI)＝eq\f(ΔU2,ΔI)C．保持開關(guān)S2斷開，將R的滑片向右移動，則滑動變阻器消耗的電功率增大D．保持R的滑片不動，閉合開關(guān)S2，則電流表A示數(shù)變大、電壓表V1示數(shù)變小[解析]斷開開關(guān)S2時，將R的滑片向右移動，R阻值增大，由閉合電路歐姆定律可知，電流減小，電流表A示數(shù)減小，電壓表V2測得的電壓是R0兩端的電壓IR0，顯然是減小的。將R0和r合并成等效電源的內(nèi)阻r等，由輸出功率與外電阻R的關(guān)系曲線可知，此時R是靠近r等的，滑動變阻器消耗的電功率是增大的。ΔU1是R兩端的電壓變化的絕時值，ΔI是干路電流變化的絕時值，eq\f(ΔU1,ΔI)在數(shù)值上等于r等，eq\f(ΔU2,ΔI)在數(shù)值上等于R0，前者較大，由以上可知，B錯誤，A、C正確；保持R的滑片不動，閉合開關(guān)S2，R0短路，總電阻減小，電流表A示數(shù)變大、電壓表V1示數(shù)變大，D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共52分。13．(10分)(2023·遼寧高三模擬)利用伏安法測電阻，可以選電流表內(nèi)接法和電流表外接法兩種方法。(1)關(guān)于兩種方法測得的電阻值Rx產(chǎn)生的誤差，下列說法正確的是(BC)A．無論哪種方法，只要采用多次測量取平均值的方式，就能有效減小誤差，使誤差幾乎為0B．采用圖甲電路，電壓表的測量值大于Rx兩端的電壓值，電流表的測量值等于流經(jīng)Rx的電流值C．采用圖乙電路，電壓表的測量值等于Rx兩端的電壓值，電流表的測量值大于流經(jīng)Rx的電流值(2)利用電流表內(nèi)接法，待測電阻阻值讀數(shù)記為“R內(nèi)”；利用電流表外接法，待測電阻阻值記為“R外”；該電阻阻值的真實值記為“R真”。請按照從大到小的順序?qū)⑦@三個量依次排序為：_R內(nèi)__>_R真__>_R外__。(3)有人提出以下建議：利用一恒壓源(輸出電壓為恒定值的電源)，分別采用電流表內(nèi)接法和電流表外接法對電阻進行測量，在兩次測量中選用電流表內(nèi)接法的電流“I內(nèi)”和電流表外接法的電壓“U外”，作為測量數(shù)據(jù)，得到“eq\f(U外,I內(nèi))”的值等于Rx的準確值。請判斷這個建議是否正確，并說明理由。_不正確，電流表內(nèi)接和外接，整個電路的電阻會發(fā)生變化，故不能得到Rx的準確值__[解析](1)無論哪種方法，由于電壓表的分流和電流表的分壓都屬于系統(tǒng)誤差，多次測量取平均值的方式，并不能有效減小誤差，使誤差幾乎為0，A錯誤；采用圖甲電路，由于電流表的分壓，電壓表的測量值實際為Rx和電流表兩端的電壓，測量值大于Rx兩端的電壓值，電流表的測量值等于流經(jīng)Rx的電流值，B正確；采用圖乙電路，電壓表的測量值等于Rx兩端的電壓值，電流表的測量值為Rx和電壓表兩條支路的總電流，故其測量值大于流經(jīng)Rx的電流值，C正確。(2)利用電流表內(nèi)接，電壓表兩側(cè)的電壓是Rx上的電壓與電流表上的電壓的和，故電流表內(nèi)接電阻測量值為R內(nèi)＝eq\f(UR＋UA,R)>eq\f(UR,R)利用電流表外接，電流表測的電流是Rx上的電流與電壓表上的電流之和，故電流表外接電阻測量值為R外＝eq\f(U,IR＋IV)<eq\f(U,R)可得R內(nèi)>R真>R外(3)不正確，因為當電流表內(nèi)接和外接時，整個電路的總電阻會發(fā)生變化，不是同一個電路，這樣不能得到Rx的準確值。14．(8分)(2022·云南玉溪市高三開學(xué)考試)如圖1所示的截面為同心圓環(huán)的直導(dǎo)電材料，電阻約為100歐姆，欲測量該樣品的內(nèi)徑，但內(nèi)徑太小無法直接測量．現(xiàn)提供以下實驗器材：A．20等分刻度的游標卡尺；B．螺旋測微器C．電流表A1(量程為50mA，內(nèi)阻r1＝100歐姆)D．電流表A2(量程為100mA，內(nèi)阻r2約為40歐姆)E．滑動變阻器R1(0～10歐姆，額定電流2A)F．直流電源E(12V，內(nèi)阻約為100歐姆)G．上述導(dǎo)電材料R2(長約為3cm，電阻約為100歐姆，電阻率為ρ)H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干用上述器材設(shè)計一個盡可能精確測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案，回答下列問題：(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖2所示，其讀數(shù)L＝_3.035__cm，用螺旋測微器測得該樣品的外徑D如圖3所示，則D＝_2.695__mm。(2)請在圖4中畫出設(shè)計的實驗電路圖，并標明所選擇器材的字母代號_見解析__；(3)用已知的物理和所測得的物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d＝eq\r(D2－\f(4ρLI2－I1,πI1r1))。[解析](1)游標卡尺讀數(shù)為L＝30mm＋7×0.05mm＝30.35mm＝3.035cm；螺旋測微器測得該樣品的外徑d＝2.5mm＋19.5×0.01mm＝2.695mm。(2)因兩個電流表中，電流表A2的滿偏電流大于電流表A1的滿偏電流，又電流表A1內(nèi)阻為定值，根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識，應(yīng)將電流表A1與待測材料并聯(lián)后再與電流表A2串聯(lián)，又因滑動變阻器阻值太小應(yīng)用分壓式接法，可設(shè)計電路圖如圖所示。(3)設(shè)A1電流表示數(shù)為I1，A2電流表示數(shù)為I2，由歐姆定律可得待測電阻阻值R2＝eq\f(I1r1,I2－I1)由電阻定律得R2＝ρeq\f(L,S)樣品的橫截面積為S＝eq\f(πD2－d2,4)解得樣品的內(nèi)徑為d＝eq\r(D2－\f(4ρLI2－I1,πI1r1))15．(10分)(2023·重慶高三檢測)如圖所示，電解槽與電阻R并聯(lián)后接到電源上，電源的電動勢E＝120V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R＝19Ω，電解槽電阻r′＝0.5Ω。S閉合時電阻R消耗的功率為475W，求：(1)此時通過電阻R的電流；(2)電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率。[答案](1)5A(2)1700W[解析](1)根據(jù)P＝I2R可得通過電阻R的電流IR＝5A(2)路端電壓U＝IRR＝95V總電流I＝eq\f(E－U,r)＝25A則電解槽的電流I1＝I－IR＝20A電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P′＝UI1－Ieq\o\al(2,1)r′＝1700W16．(12分)(2022·上海交大附中高三期中)圖示電路中，R1＝12Ω，R2＝6Ω，滑動變阻器R3上標有“20Ω，2A”字樣，理想電壓表的量程有0～3V和0～15V兩檔，理想電流表的量程有0～0.6A和0～3A兩檔。閉合開關(guān)S，將滑片P從最左端向右移動到某位置時，電壓表、電流表示數(shù)分別為2.5V和0.3A；繼續(xù)向右移動滑片P到另一位置，電壓表指針指在滿偏的eq\f(1,3)，電流表指針指在滿偏的eq\f(1,4)。求：(1)此時電流表示數(shù)是多少？(2)該電源的電動勢為多大？[答案](1)0.15A(2)7.5V[解析](1)當P向右移動時，R3接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，電源內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，R1和R2兩端電壓減小，R3兩端電壓增大，所以電壓表示數(shù)增