2024版高考物理復習：考前特訓 熱點情境突破練 熱點12　恒定電流

熱點12恒定電流1.(2023·江蘇省八市聯(lián)合二模)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖像，圖線b是某電阻R的U－I圖像。在同等光照強度下，當它們組成閉合回路時，下列說法正確的是()A．電源的輸出功率P＝U2I2B．電池的內阻r＝eq\f(U2－U1,I1)C．電池的效率為η＝eq\f(U1,U3)×100%D．硅光電池的內阻消耗的熱功率Pr＝U2I1－U1I2答案B解析根據題意，由題圖可知，電源的路端電壓為U1，電流為I1，則輸出功率P＝U1I1，故A錯誤；由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir當I＝0時，E＝U由a與縱軸的交點讀出電動勢為E＝U2，根據兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U1，則內阻r＝eq\f(E－U1,I1)＝eq\f(U2－U1,I1)，故B正確；根據題意可知，電池的效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U1,U2)×100%，故C錯誤。根據題意可知，內阻消耗的功率Pr＝EI－UI＝U2I1－U1I1，故D錯誤。2.(2023·江蘇揚州市期末)合肥工業(yè)大學科研團隊成功研制出兼具自修復性和高導電性的彈性導體，其阻值會隨著機械形變而發(fā)生變化。如圖所示，電壓表和電流表是理想電表，a、b兩點之間連接一彈性導體。在中間懸掛重物后，下列說法不正確的是()A．彈性導體電阻變大B．定值電阻R的功率變小C．電壓表示數變大D．彈性導體消耗的功率一定變大答案D解析彈性導體受拉力作用，長度變大，截面積減小，則電阻變大，選項A正確；電路電阻變大，則總電流減小，則根據P＝I2R可知，定值電阻R的功率變小，選項B正確；電路總電流減小，則電源內阻和定值電阻R上的電壓減小，則彈性導體的電壓變大，即電壓表示數變大，選項C正確；將定值電阻R等效為電源的內阻，則當彈性導體的電阻等于R＋r時，彈性導體消耗的功率最大，因不明確彈性導體的阻值與R＋r的阻值關系，則當彈性導體的阻值變大時，其消耗的功率不一定變大，選項D錯誤。3.(2023·江蘇無錫市期末)如圖所示為某款掃地機器人，其內置鋰電池容量為5000mA·h，在一般情況下，充滿一次電可供其正常工作的時間為150min。已知該掃地機器人的額定功率為30W，則下列說法正確的是()A．掃地機器人正常工作時的電流是0.2AB．掃地機器人正常工作時的電壓為15VC．掃地機器人正常工作150min消耗的電能為3.6×105JD．掃地機器人電動機的內阻為7.5Ω答案B解析掃地機器人正常工作時的電流是I＝eq\f(5000×10－3×3600,150×60)A＝2A，選項A錯誤；掃地機器人正常工作時的電壓為U＝eq\f(P,I)＝eq\f(30,2)V＝15V，選項B正確；掃地機器人正常工作150min消耗的電能為E＝Pt＝30×150×60J＝2.7×105J，選項C錯誤；由于掃地機器人電動機不是純電阻，其內阻r≠eq\f(U,I)＝eq\f(15,2)Ω＝7.5Ω，選項D錯誤。4．(2023·江蘇省模擬)如圖，電路兩端電壓恒為6V，M、N兩個小燈泡的額定電壓均為3V，額定功率PM＝3W，PN＝1W，調節(jié)可變電阻R，使兩燈皆正常發(fā)光且電路中消耗的總功率最小，應該是圖中哪種連接方式()答案C解析按A中所示方式連接電路可知，M、N串聯(lián)，電流相等，兩燈不可能都正常發(fā)光，故A錯誤；由于正常發(fā)光時流過M的電流應大于流過N的電流，故D錯誤；按B中所示方式連接電路，正常發(fā)光時，流過M的電流為IM＝eq\f(3,3)A＝1A，流過N的電流為IN＝eq\f(1,3)A，所以總電流為I＝eq\f(4,3)A，電路消耗的功率為P＝6×eq\f(4,3)W＝8W；按C中所示方式連接電路，正常發(fā)光時，流過M的電流為IM＝eq\f(3,3)A＝1A，電路消耗的功率為P＝6×1W＝6W；綜上所述，C電路消耗功率最小。5．電容器是一種重要的電學元件，在電工、電子技術中應用廣泛。使用圖甲所示電路觀察電容器的充、放電過程。電路中的電流傳感器(相當于電流表)與計算機相連，可以顯示電路中電流隨時間的變化。圖甲中直流電源電動勢E＝8V，實驗前電容器不帶電。先使S與“1”端相連給電容器充電，充電結束后，使S與“2”端相連，直至放電完畢。計算機記錄的電流隨時間變化的i－t曲線如圖乙所示，下列說法正確的是()A．i－t圖像陰影表示電容器的能量B．陰影部分的面積S1和S2肯定不相等C．阻值R1大于R2D．計算機測得S1＝1203mA·s，則該電容器的電容約為0.15F答案D解析根據q＝it可知i－t圖像與對應時間軸所圍成的面積表示的物理意義是電容器所帶電荷量，故A錯誤；S1表示電容器充電后所帶電荷量，S2表示電容器放電的電荷量，所以S1＝S2，故B錯誤；由題圖乙可知電容器充電瞬間電流比電容器放電瞬間電流大，且電容器充電瞬間電源電壓和放電瞬間電容器兩端電壓相等，則有eq\f(U,R1＋R0)>eq\f(U,R2＋R0)，所以R1<R2，故C錯誤；該電容器的電容為C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(S1,E)≈0.15F，故D正確。6.在如圖所示電路中，電源的電動勢為E，內阻為r，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器(R2>R1)，閉合開關S，不同規(guī)格的燈泡L1和L2均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動變阻器的滑動片P向上移動一定的距離，理想電流表A1、A2、電壓表的示數均會發(fā)生一定變化，其變化量分別用ΔI1、ΔI2和ΔU表示，則下列分析判斷可能正確的是()A．電壓表V示數變小，電流表A1示數變小B．電流表A2示數不可能變?yōu)榱鉉．燈泡L1、L2變暗D．電源的內阻r＝eq\f(ΔU,ΔI1)答案D解析當滑動變阻器的滑片P向上移動時，電阻R2接入電路中的電阻變大，外電路電阻增大，根據閉合電路歐姆定律可得，回路中總電流減小，即電流表A1示數減小，電源內電壓減小，所以路端電壓即電壓表示數U變大，故A錯誤；根據橋式電路特征，當滿足eq\f(R1,R2)＝eq\f(RL1,RL2)時，電路中M、N兩點間的電勢差為零，電流表A2示數變?yōu)榱?，故B錯誤；由于回路中總電流減小，則R1與L1并聯(lián)部分電壓也減小，R2與L2并聯(lián)部分電壓增大，所以通過燈泡L1的電流變小，通過燈泡L2的電流變大，即燈泡L1變暗，L2變亮，故C錯誤；根據閉合電路歐姆定律可得U＝E－I1r，所以r＝eq\f(ΔU,ΔI1)，故D正確。7．(2023·江蘇常州市前黃高級中學二模)如圖甲所示為一個超聲波加濕器，如圖乙所示為其內部濕度監(jiān)測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為12V，定值電阻R0的阻值為30Ω，電流表的量程為0～200mA，電壓表的量程為0～9V，濕敏電阻R的阻值隨濕度RH變化的關系圖像如圖丙所示，其阻值最大為120Ω(圖中未畫出)。則在電路安全工作的前提下，下列說法正確的是()A．濕敏電阻R的電流最小值為80mAB．定值電阻R0的電功率范圍為0.3～1.2WC．電路消耗的總功率最大值為3.6WD．此裝置能監(jiān)測的濕度范圍為30%～80%答案B解析電路允許R的阻值最大時，電路中的電流最小，R兩端的最大電壓為UR＝9V，R0兩端的最小電壓為U0＝U－UR＝12V－9V＝3V，電路中的最小電流為I＝I0＝eq\f(U0,R0)＝eq\f(3,30)A＝0.1A＝90Ω，由題圖丙可知，此裝置可監(jiān)測的最大濕度為RH大＝80%，電路允許的阻值最小時，電路中的電流最大為I′＝200mA＝0.2A，R0兩端的最大電壓為U0′＝I′R0＝0.2×30V＝6V，R0的最大電