十年(2011-2020)高考真题物理分项详解11 恒定电流1(解析版).doc
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1、十年高考分类汇编专题11恒定电流(1)(2011-2020)目录题型一、闭合电路的欧姆定律的综合考查1题型二、电路的动态变化3题型三、含有电容器的电路6题型四、电流的微观表达8题型五、测量电阻R阻值的综合问题9题型一、闭合电路的欧姆定律的综合考查1.(2020北京)图甲表示某金属丝电阻随摄氏温度变化的情况。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. 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系B. 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系C. 应标在电流较大的刻度上,且温度与
2、电流是线性关系D. 应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系【考点】闭合电路的欧姆定律【答案】B【解析】由甲图可知,点对应的电阻阻值较小,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大,故应标在电流较大的刻度上;而点对应的电阻阻值较大,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小,故应标在电流较小的刻度上;由图甲得其中为图线的纵截距,由闭合电路欧姆定律得联立解得可知t与I是非线性关系,故B正确,ACD错误。故选B2.(2019江苏)如图所示的电路中,电阻R=2断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为( )A. 1B. 2C. 3D. 4【考点】闭合电路的欧姆定
3、律【答案】A【解析】:开关s断开时有:,开s闭合时有:,其中,解得:,故A正确。3.(2016江苏卷)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关S,下列说法正确的有( )A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC.a、b间电压的大小为5 VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A 【考点】闭合电路的欧姆定律【答案】AC【解析】由题图知外电路的总电阻为10,回路的总电阻为12,由全电路欧姆定律可知所以路端电压A正确;电源的总功率B错误;由串并联电路特点得a、b的电流均为0.5A,所以C正确;a、b间用导线连接后,根据电路的连接可求得外电路
4、的电阻为7.5回路的总电阻为9.5,所以D错误。题型二、电路的动态变化4.(2020江苏)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,车灯突然变暗,此时() A. 车灯的电流变小B. 路端电压变小C. 电路的总电流变小D. 电源的总功率变大【考点】电路的动态分析【答案】ABD【解析】A开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流变小,A正确;B电路路端电压为变小,路端电压变小,B正确;C总电流即干路电流为减小,干路电流增大,C错误;D电源总功率增大,总功率变大,D正确。故选ABD。5.(2014上海)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻
5、器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为V1、V2、V3,理想电流表示数变化量的绝对值I,则( )A.A的示数增大 B.V2的示数增大C.V3与I的比值大于r D. V1大于V2 【考点】电路的动态分析【答案】:ACD【解析】本题考查闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点,滑片向下滑动,连入电路中的电阻R变减小,由I=E/(R+R变+r),A表示数增大,故A正确;V2表测量的是电源的输出电压U2=EIr减小,故B错误; U3EIrIR,则有V3I×(R+r), V3与I的比值等于R+r,大于r,故C正确。V2I×r , V1I×R,又因为题
6、目告知R>r ,得V1大于V2 ,故D正确,6.(2019全国2)某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中V1和V2为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 );S为开关,E为电源。实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图(b)是该小组在恒定电流为50.0A时得到的某硅二极管U-I关系曲线。回答下列问题: (1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0A,应调节滑动变阻器R,使电压表V1的示数为U1=_mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_(填“变大”或“变小”
7、),电压表V1示数_(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向_(填“A”或“B”)端移动,以使V1示数仍为U1。(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为=_×10-3V/(保留2位有效数字)。 【考点】电路的动态分析【答案】 (1). 5.00 (2). 变小 (3). 增大 (4). B (5). 2.8【解析】(1)U1=IR0=100×50×10-6A=5×10-3V=5mV由 ,I不变,温度升高,U减小,故R减小;由于R变小,总电阻减小,电流增大;R0两端电压增大,即V1表示数变大,只有增
8、大电阻才能使电流减小,故华东变阻器向右调节,即向B短调节。由图可知, =2.8×10-3V/题型三、含有电容器的电路7.(2018江苏) 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【考点】含容电路的处理方法【答案】BCD【解析】充电时,通过R的电流逐渐减小,选项A错误;若R增大,充
9、电的最大电流减小,充电时间变长,选项B正确;若C增大,电容器充满电后带的电荷量增多,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,选项C正确;若E减小为85 V,电容器充满电后电压仍然大于闪光灯导通需要的电压,所以闪光灯闪光一次通过的电荷量不变,选项D正确.8(2014·天津卷)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是() A增大R1的阻值B增大R2的阻值C增大两板间的距离D断开开关S【考点】含容电路的处理方法【答案】B【解析】 本题考查含有电容器
10、的动态电路及受力平衡等知识点,为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动,就要使电容器两板之间的场强E不变电路稳定后,和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不产生影响,而增大R1的阻值将使电容器两端的电压增大,根据E可知,E增大,故A错误;增大R2的阻值,电容器两端的电压不变,E不变,故B正确;增大两板间的距离,E减小,故C错误;断开开关S,电容器两端的电压发生改变,D错误9(全国新课标2)阻值相等的四个电阻,电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为与的比值为( ) ABCD【考点】含容电路的处理方法【答
11、案】C【解析】由已知可得: 则S断开时等效电路如下 S闭合时等效电路如下: 则 题型四、电流的微观表达10.(2015安徽)一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( ) A B Cnev D【考点】电流的围观表达【答案】C【解析】试题分析:,I=neSv,联立得E=nev,故选C。题型五、测量电阻R阻值的综合问题11.(2020全国3)已知一热敏电阻当温度从10升至60时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温
12、度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 )、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 )。(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图_。 (2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和亳安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为_k(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2k。由图(a)求得,此时室温为_(保留3位有效数字
13、)。(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ,则图中_(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为_k(保留2位有效数字)。【考点】闭合电路的欧姆定律、测量待测电阻的阻值【答案】 (1). (2). 1.8 (3). 25.5 (4). R1 (5). 1.2【解析】(1)滑动变阻器由用分压式,电压表可是为理想表,所以用电流表外接。连线如图(2)由部分电路欧姆定律得(3)由该电阻的阻值随
14、温度变化的曲线直接可读得:25.5。(4)温度升高时,该热敏电阻阻值减小,分得电压减少。而温度高时输出电压要升高,以触发报警,所以R1为热敏电阻。由图线可知,温度为50时,R1 =0.8k,由欧姆定律可得代入数据解得。12.(2020全国2)某同学要研究一小灯泡L(3.6 V,0.30 A)伏安特性。所用器材有:电流表A1(量程200 mA,内阻Rg1=10.0 ),电流表A2(量程500 mA,内阻Rg2=1.0 )、定值电阻R0(阻值R0=10.0 )、滑动变阻器R1(最大阻值10 )、电源E(电动势4.5 V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所示。(1)根据图(a
15、),在图(b)的实物图中画出连线_。 (2)若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流,利用I1、I2、Rg1和R0写出:小灯泡两端的电压U=_,流过小灯泡的电流I=_。为保证小灯泡的安全,I1不能超过_mA。(3)实验时,调节滑动变阻器,使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。所得实验数据在下表中给出。I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根据实验数据可算得,当I1=173 mA时,灯丝电阻R=_(保留1位小数)。(4) 如果用另一个电阻替代定值电阻R0,其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用
16、电阻的阻值不能小于_(保留1位小数)。【考点】闭合电路的欧姆定律、测量待测电阻的阻值【答案】 (1). (2). (3). (4). 180 (5). 11.6 (6). 8.0【解析】(1)根据电路图连接实物图如图所示 (2)根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压,故根据欧姆定律有根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为因为小灯泡的额定电压为3.6V,故根据题目中已知数据带入中可知I1不能超过180mA;(3)根据表中数据可知当I1=173mA时,I2=470mA;根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V;流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A;故根
17、据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为(4)要测量完整的伏安特性曲线则灯泡两端的电压至少要达到3.6V,而电流表A1不能超过其量程200mA,此时结合有解得,即要完整的测量小灯泡伏安特性曲线所用电阻的阻值不能小于。13.(2020全国1)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 k,电流表内阻为0.5。该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条UI图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题:(1)图(b)中标记为II的图线是采用电压表跨接在_(填“O、P”或“O、Q
18、”)两点的方案测量得到的。 (2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线_(填“I”或“II”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为_(保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为_(保留1位小数)。【考点】闭合电路的欧姆定律、测量待测电阻的阻值【答案】 (1). 、 (2). I (3). (4). 【解析】(1若将电压表接、之间,则根据一次函数关系可知对应斜率为。若将电压表接在、之间,电流表分压为根据欧姆定律变形可知解得根据一次函数可知对应斜率为,对比图像的斜率可知所以II图线是采用电压表跨接在、之间。(2)2因为待测电阻为
19、几十欧姆的电阻,通过图像斜率大致估算待测电阻为左右,根据说明电流表的分压较小,电流表的分流较大,所以电压表应跨接在、之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。3根据图像可知4考虑电流表内阻,则修正后的电阻为14.(2020江苏)某同学描绘一种电子元件的关系图象,采用的实验电路图如题图1所示,V为电压表,mA为电流表,E为电源(电动势约),R为滑动变阻器(最大阻值),为定值电阻,S为开关。 (1)请用笔画线代替导线,将题图2所示的实物电路连接完整_。(2)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:电压0.0000.2500.5000.6500.7000.7250.750电流0.000.100
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