专题09 稳恒电流-三年（2019-2021）高考物理真题分项汇编

专题09 稳恒电流 1．（2021·河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为 ，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A．通过金属棒的电流为 B．金属棒到达 时，电容器极板上的电荷量为 C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 【答案】A 【解析】 C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误； A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L = 2xtanθ，x = vt 则产生的感应电动势为 E = 2Bv2ttanθ 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q = CE = 2BCv2ttanθ 则流过导体棒的电流 I = = 2BCv2tanθ A正确； B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 E′ = 2Bvx0tanθ 则电容器的电荷量为 Q = CE′ = 2BCvx0tanθ B错误； D．由于导体棒做匀速运动则 F = F安 = BIL 由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式 P = Fv 可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化； D错误； 故选A。 2．（2021·湖南卷）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为 ）、一个电流表（内阻为 ）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于 ，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： （1）将器材如图（a）连接： （2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）； （3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角 和电流表示数 ，得到多组数据； （4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为 ，与纵轴截距为 ，设单位角度对应电阻丝的阻值为 ，该电池电动势和内阻可表示为 ___________， ___________（用 、 、 、 、 表示） （5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值 。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）； （6）利用测出的 ，可得该电池的电动势和内阻。 【答案】 【解析】 （2）[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律 可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的 端。 （4）[2]设圆心角为 时，电阻丝接入电路中的电阻为 ，根据闭合电路欧姆定律 可知 整理得 结合图象的斜率和截距满足 ， 解得电源电动势和内阻为 （5）[3]实验器材中有定值电阻 和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图 原理的简单说明： ① 将开关置于 位置，读出电流表示数 ； ② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为 ，读出此时角度θ ； ③ 此时 ，即可求得 的数值。 1．（2020·海南卷）一车载加热器（额定电压为 ）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为 、 、 ，则（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】 接ab，则电路的总电阻为 接ac，则电路的总电阻为 接bc，则电路的总电阻为 由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据 可知 故选D。 2．（2020·北京卷）图甲表示某金属丝的电阻 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 【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