专题17 恒定电流基础问题-备战2021年高考物理精选考点专项突破题集

专题17 恒定电流基础问题（解析版） 1.（2020·四川省成都一中高三联考）（单选）安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为顺时针 B．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为顺时针 C．电流大小为eq \f(ve,2πr)，电流方向为逆时针 D．电流大小为eq \f(ve,r)，电流方向为逆时针 【答案】C　 【解析】电子做圆周运动的周期T＝eq \f(2πr,v)，由I＝eq \f(e,T)得I＝eq \f(ve,2πr)，电流的方向与电子运动方向相反，故电流方向为逆时针。 2.（2020·甘肃省兰州第一中学高三期末测试）（单选）如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为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.eq \f(mv2,2eL) B．eq \f(mv2Sn,e) C．ρnev D．eq \f(ρev,SL) 【答案】C　 【解析】由电流定义可知：I＝eq \f(q,t)＝eq \f(nvtSe,t)＝neSv。由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρeq \f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq \f(U,L)，故E＝ρnev，选项C正确。 3.（2020·青海省西宁市第五中学11月月考）(多选)如图所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L的规格为“2 V　0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则(　　) A．电源内阻为1 Ω B．电动机的内阻为4 Ω C．电动机正常工作电压为1 V D．电源效率约为93.3% 【答案】AD 【解析】小灯泡正常工作时的电阻RL＝eq \f(U2,P)＝10 Ω，流过小灯泡的电流I＝eq \f(P,U)＝0.2 A，当开关S接1时，R总＝eq \f(E,I)＝15 Ω，电源内阻r＝R总－R－RL＝1 Ω，A正确；当开关S接2时，电动机M两端的电压UM＝E－Ir－U＝0.8 V，电源效率η＝eq \f(E－Ir,E)×100%＝eq \f(2.8 V,3 V)×100%≈93.3%，D正确。 4.（2019·内蒙古北重三中高三期末测试）（单选）如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人(　　) A．额定工作电流为20 A B．充满电后最长工作时间为2 h C．电池充满电后总电量为7.2×104 C D．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 【答案】C　 【解析】根据P＝UI可知，额定电流应该为2 A，选项A错误。电池的容量为20 A·h，即在额定电流2 A下工作时，能够工作的最长时间为10 h，选项B错误。电池充满电后的总电量为Q＝It＝20×3 600 C＝7.2×104 C，选项C正确。在额定电流下，机器人的功率为48 W，即每秒消耗能量48 J，选D错误。 5．（2019·浙江省萧山中学高考模拟测试）(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　) 自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 W A.电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N 【答案】AD　 【解析】由于U＝48 V，I＝12 A，则P＝IU＝576 W，故选项A正确；因P入＝P出＋I2r，r＝eq \f(P入－P出,I2)＝eq \f(576－350,122) Ω＝1.57 Ω，故选项B错误；由P出＝Fv＝Ffv，F＝Ff＝63 N，故选项C错误，D正确。 6．（2019·上海交大附中高三联考）（单选）有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯泡，要把它们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D 【答案】B　 【解析】 额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由P＝U2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若滑动变阻器的分得电