高考物理总复习 恒定电流专题卷-人教版高三全册物理试题.doc
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1、恒定电流专题一、单选题1.(2018卷)如图,导体OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程1):再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程II)。在过程I、II中,流过OM的电荷量相等,则B/B等于。( )A.B.C.D.2【答案】B 【解析】【解答】过程I回路中磁通量变化1= BR2 , 设OM的电阻为R , 流过OM的电荷量Q1=1/R。过程II回路中
2、磁通量变化2= (B-B)R2 , 流过OM的电荷量Q2=2/R。Q2= Q1 , 联立解得:B/B=3/2,B符合题意。故答案为:B【分析】该题可两个过程来讨论。第一个过程:金属杆由OQ转到OS位置,此过程,可根据法拉第电磁感应定律E=/t 、=BS求出感应电动势,然后根据电量与电流关系式Q=It以及欧姆定律I=E/R求出Q1=1/R;第二个过程:由2=SB求出Q2=2/R。然后根据Q1=Q2即可得出答案。该题需要熟练应用公式,作为选择题,可直接应用Q=/R。2.(2018卷)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该
3、电阻上电压的峰值为u0 , 周期为T,如图所示。则Q方: Q正等于( )A.B.C.1:2D.2:1【答案】D 【解析】【解答】根据题述,正弦交变电流的电压有效值为 ,而方波交流电的有效值为u0 , 根据焦耳定律和欧姆定律,Q=I2RT= T , 可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比,Q方Q正= u02( )2=21, D符合题意。故答案为:D【分析】根据题意分别求出正弦式交流电和方波交流电的有效值,再根据焦耳定律和欧姆定律分别求出热量,从而得出Q方: Q正。本题要明确求焦耳热应该利用“四值”中的有效值,能够熟记正(余)弦式交流电的有效值,并能利用热效应的含义求解方波交流电的
4、有效值为解题的关键。3.某市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯,已知高压钠灯功率为400w,LED灯功率为180W,若更换4000盏,则一个月可节约的电能约为( ) A.9102 kW.hB.3105kW.hC.6105 kW.hD.11012 kW.h【答案】B 【解析】【解答】每一盏灯可以减少功率220W,所有的灯可以节约的能源W=40000.22kW36524h=3105kW.h【分析】根据i功率可以求出一段时间消耗的能量,W=Pt,本题就是应用该公式解题。4.传感器在各种领域中有着广泛应用,是自动控制设备中不可缺少的元件。如下图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极间距离而
5、引起电容变化的是:( ) A.B.C.D.【答案】C 【解析】【解答】A图是可变电容器,通过改变电介质,来改变电容器的电容,A不符合题意;B图,电容器的一个极板时金属芯线,另一个极板是导电液,故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的,B不符合题意;C图是通过改变极板间的距离,改变电容器的电容,C符合题意D图,电容器为可变电容器,通过转动动片改变正对面积,改变电容器的电容,D不符合题意;故答案为:C .【分析】利用题目中“改变电容器两极间距离”的条件,结合图中的电容器进行分析即可。5.额定电压都是110 V,额定功率PA100 W、PB40 W的电灯两盏,若接入电压是220 V的电路中,
6、使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的() A.B.C.D.【答案】C 【解析】【解答】判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流,对灯泡有PUI ,可知RARB。对于A电路,由于RARB , 所以UBUA , 且有UB110 V,B灯被烧毁,UA110 V,A灯不能正常发光。对于B电路,由于RBRA , A灯又并联变阻器,并联电阻更小于RB , 所以UBU并 , B灯烧毁。对于C电路,B灯与变阻器并联电阻可能等于RA , 所以可能UAUB110 V,两灯可以正常发光。对于D电路,若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UAUB110 V
7、,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,由于C电路中变阻器功率为(IAIB)110 V,而D电路中变阻器功率为(IAIB)110 V,所以C电路消耗电功率最小。故答案为C。【分析】注意试题两点要求:正常发光,各自到达额定电压;总功率最小,在总电压不变情况下,总电阻最小。两灯额定电压相同,额定功率不同,故电阻不同,不可直接串联,需与负载电阻连接,且需要小电阻灯泡在干路中,大电阻灯泡与变阻器并联。6.如图所示电路中(电源内阻不计),当S断开时,理想电压表的示数为6 V,当S闭合后,a、b两点间的电压可能是()A.11 VB.10 VC.9 VD.8 V【答案】D 【解析】【解答】当S断开时,由电阻
8、R1、R2和R3组成串联电路,电源的电压为: ;当S闭合时,电阻R1被短路,R2、R3组成串联电路;电源的电压为: ;由以上两式可得: 。当R30时,U2=9 V;当R3时,U2=6 V,S闭合后电压表取值范围为6 VU29 V,故D符合题意。故答案为:D。【分析】在串联电路中电流电压的特点是等流分压,各电阻两端的电压之比等于电阻阻值之比。7.下列说法中正确的是( ) A.导体中电荷运动就形成了电流B.在国际单位制中,电流的单位是安培(A)C.电流有方向,是一个矢量D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在【答案】B 【解析】【解答】自由电荷定向移动才形成电流,仅有电荷移动但不是定向移
9、动则不能形成电流,故选项A不符合题意;形成电流的条件是导体两端保持有电压,且必须是导体而非任何物体,故选项D不符合题意;电流有方向,但它是标量,故选项C不符合题意。故答案为:B。【分析】电荷在导体中的定向运动形成电流,电流具有方向,电流的方向与正电荷运动的方向相同、与负电荷运动的方向相反,但却是标量。8.有一条横截面积为S的铜导线,通过的电流为I。已知铜的密度为,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA , 电子的电荷量为e。若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为( ) A.B.C.D.【答案】A 【解析】【解答】设铜导线中自由电子定向移动的速率为 ,导线中
10、自由电子从一端定向移到另一端所用时间为 ,则导线的长度为 ,体积为 ,质量为 ,这段导线中自由电子的数目为 ,在 时间内这些电子都能通过下一截面,则电流 ,代入解得, ,解得电子定向移动的速率: ,故A符合题意。故答案为:A。【分析】导体的质量等于体积乘以导体的密度,导体中原子的个数利用公式即可得出,电流的定义是单位时间内通过导体横截面积的电荷量大小,建立方程联立求解,即可得出结论。9.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1:3,则甲、乙两个电阻阻值的比值为( ) A.1:6B.1:3C.1:4D.1:8【答案】A 【解析】【解答】 和 联立解得:
11、,可得 ,故A符合题意。故答案为:A。【分析】电流的定义式为 I =,故在相同时间内流过导体电荷量之比实际就是刘国道题电流之比,欧姆定律变形式R=,两式联立求解得出结论。10.使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时,如果两手同时分别接触两表笔的金属杆,则造成测量值( ) A.比真实值大B.比真实值小C.与真实值相等D.可能比真实值大,也可能小【答案】B 【解析】【解答】两手同时接触两表笔的金属杆,相当于被测电阻与人体电阻并联,测出电阻为二者并联阻值,比被测电阻真实值小,故选项B符合题意。故答案为:B。【分析】此题比较简单,属于基础题型,人体能导电,当一个定值电阻倍并连一个电阻后,总电阻的值会减小。1
12、1.用电动势E=6 V、内电阻r=4 的直流电源分别单独对下列四个小灯泡供电,实际消耗电功率最大的小灯泡的额定电压和额定功率是(设灯泡电阻不随电压变化)() A.6 V,12 WB.6 V,9 WC.6 V,4 WD.6 V,3 W【答案】B 【解析】【解答】小灯泡的功率为: ,由数学知识可知:当 时,即R=r时电灯功率最大,电灯最亮。根据 可得四个灯泡的电阻分别为3 ,4 ,9 ,12 ,B电灯的电阻等于电源内阻,所以B电灯功率最大。故答案为:B。【分析】根据电源输出功率随外电路电阻变化图像可知,外电阻越接近电源内阻,电源输出功率最大,小灯泡最亮。12.对于不同的电源,工作时的电流为I,下列
13、说法正确的是() A.I越大的电源做功越快B.I越大的电源输出的电能越多C.电动势越大的电源做功越快D.电动势E与电流I的乘积体现了电源做功的快慢【答案】D 【解析】【解答】功率是表示做功快慢的物理量,根据公式 可得电动势E与电流I的乘积体现了电源做功的快慢,D正确,AB错误;电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的强弱,与外电路的结构无关,电源的电动势与电源的功率无关,故C错误。故答案为:D【分析】电源电功率反映了电流做功的快慢,仅与电源电动势和电流有关,与其他因素无关。13.如图3所示,当ab端接入100V电压时,cd两端为20V;当cd两端接入100V时,ab两端电压为5
14、0V,则R1:R2:R3之比是( )A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对【答案】A 【解析】【解答】ab接100 V电压时,由于cd开路,R3两端无电压,UcdUR2 U,所以20 100,R1:R22:1,同理cd接100 V电压时,R1两端无电压,Uab U,所以50 100,R2:R32:1由以上两式,得R1:R2:R34:2:1,A选项符合题意。故答案为:A。【分析】当只在ab两端接入电压或只在cd两端接入电压,此时的电路只是串联电路,此时利用串联电路的分压特点即可得出电阻之间的大小比值。14.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此( ) A.电
15、动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C 【解析】【解答】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量,电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多,故选项A、B错误而选项C正确;闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故选项D错误。【分析】电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功,描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量15.某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使
16、实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( ) A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安排表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D 【解析】【解答】A中根据闭合回路欧姆定律可得 ,可测量多组数据列式求解,A正确;B中根据欧姆定律可得 ,测量多组数据可求解,B正确;C中根据欧姆定律可得 ,可测量多组数据列式求解,C正确;D中两个安培表和一个滑动变阻器,由于不知道滑动变阻器电阻,故无法测量,D错误;【分析】根据U-I图象与坐标轴的交点求解电动势和内阻16.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回
17、,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0 , 输出电压为U0 , 某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学的身高和质量分别为()A.v(t0-t), B.v(t0-t), C.v(t0-t), D.v(t0-t), 【答案】D 【解析】【解答】当测重台没有站人时,则2x=vt0;站人时:2(x-h)=vt;解得h= v(t0-t);无人站立时:U0=KM0g;有人时:U=k(M0g+mg);解得: ;故选D【分析】由速度与时间可确定出距离,
18、距离之差为人的高度;由输出电压与作用在其上的压力成正比知U=KG总, 确定出K即可确定重力G,从而确定质量17.如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;的阻值等于电流表内阻的;的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A【答案】C 【解析】【解答】A、B、当接线柱1、2接入电路时,电阻
19、与电流表内阻并联后等效阻值为电流表电阻的,由于电流表的满偏电压为定值,故量程扩大为原来的3倍,则每小格变为0.023=0.06A,选项A、B均错误。C、D、当接线柱1、3接入电路时,电阻与电流表内阻并联后再和电阻串联,但串联的电阻对于电流表量程无影响,故每一小格仍为0.06A,选项C正确,选项D错误。故选C。【分析】电压表的改装:串联大电阻分压,。电流表的改装:并联小电阻分流,18.一根长为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
20、.B.C.D.【答案】C 【解析】【解答】,I=neSv,联立得E=nev,故选C。【分析】本题考查电阻定律、欧姆定律和电流的微观表达式等,意在考查考生的综合分析能力和建模能力。考查公式组合,公式组合在高中物理的考查是很多的,哪几个容易组合出题,要总结出来,记在心里,当看到类似的的题时,就联想它们。二、多选题19.关于欧姆表,下列说法正确的是( ) A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的B.由于电流和电阻成反比,所以刻度盘上的刻度是均匀的C.使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行欧姆调零D.当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时,可不进行欧姆调零【答案】A,C 【解析】【
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