内容正文:
恒定电流
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2024·广西·高考真题)将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
2.(2023·海南·高考真题)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A.CE B. C. D.
3.(2024·安徽·模拟预测)如图所示,在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中,理想电压表、的示数变化量的绝对值分别为、,理想电流表、、示数变化量的绝对值分别为、、,下列说法正确的是( )
A.电压表示数增大,电流表示数增大
B.电压表示数减小,电流表示数增大
C.
D.
4.(2025·辽宁·模拟预测)如图所示,电源电动势的内阻为,为滑动变阻器,、为定值电阻,电路中电表均为理想电表,开关S断开。则下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,的示数都变大
B.闭合开关S,V的示数变大
C.若的滑片向下移动,的示数都变小
D.若的滑片向下移动,V和的示数变化量之比不变
5.(2023·江苏南京·模拟预测)如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器,()和为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),A为理想电流表,G为灵敏电流计,当开关S闭合且电路稳定后,在逐渐增大对的光照强度的过程中( )
A.电源的效率可能变大 B.G表中有从b至a的电流
C.A表的示数一定变小 D.电源的输出功率可能先增大后减小
6.(2024·辽宁·模拟预测)如图所示,长方体金属块的长、宽、高均分别为、、,电源的电动势为,内阻为,通过理想电流表A的示数为,则该金属块的电阻率为( )
A. B.
C. D.
7.(2024·陕西西安·三模)如图中光电管用金属材料铯制成,金属铯的逸出功为1.9eV。电路中定值电阻R0=0.75Ω,电源电动势E=1.5V,内阻r=0.25Ω,图中电路在D点交叉,但不相连。R为滑动变阻器,O是位于变阻器正中央的抽头,P为滑动端。从变阻器的两端点ab可测得其总阻值为14Ω。当用能量为2.55eV的光照射图中的光电管,欲使电流计G中的电流为零,则变阻器aP间所接电阻阻值为( )
A.6.5Ω B.0.5Ω C.7Ω D.0Ω
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,电压表和电流表变化量绝对值分别为ΔU、ΔI,则下列说法正确的是( )
A.电流表的读数变小、电压表的读数变大
B.=R2
C.液滴将向下运动
D.电源的输出功率变大
9.(2024·辽宁朝阳·三模)在如图所示的电路中,电源电压不变,内阻为,R为定值电阻,闭合开关S,电路正常工作,在滑片P向右移动的过程中,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.R两端的电压变大 B.电压表的示数变大
C.灯泡的亮度变亮 D.电压表的示数和电流表示数的比值变小
10.(2024·安徽黄山·模拟预测)在如图所示电路中,已知电容,电源电动势,内电阻忽略不计,定值电阻,,则电容器所带电荷量为( )
A. B. C. D.
11.(2024·湖南长沙·三模)在如图所示的四个电路中,当分别闭合开关S,移动滑动变阻器触头从左端至右端时,一定使其中一个灯由暗变亮同时,另一个灯由亮变暗,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
12.(2024·湖北黄冈·模拟预测)如图所示,在平行板电容器中固定一个带负电质点,电容器下极板接地,电源电动势和内阻分别为和,电流表和电压表均视为理想电表,电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数都变大 B.质点的电势能增加
C.消耗的电功率变大 D.电源的输出功率一定减小
13.(2024·内蒙古包头·模拟预测)如图,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内壁光滑的绝缘轨道。管道横截面半径为a,长度为l。带电粒子束持续以速度v沿轴线进入管道,在磁力作用下垂直打到管壁,发生多次弹性碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为,不计重力及粒子相互作用,则下列说法不正确的是( )
A.粒子运动半径为a B.粒子质量为
C.管道内等效电流为 D.粒子对管道平均作用力为
14.(2024·四川成都·模拟预测)小明利用压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小的特点,设计了一个判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图所示,虚线框内是连接压敏电阻的电路,压敏电阻固定在升降机底板上,其上放置着一个物块,在升降机运动过程中的某一段时间内,发现电流表的示数I恒定不变,且I小于升降机静止时电流表的示数I0,则这段时间内( )
A.升降机可能匀速下降
B.升降机可能匀减速下降
C.升降机可能匀加速下降
D.升降机可能变加速上升
15.(2024·广东·三模)在如图甲所示的电路中,定值电阻。R1=4Ω、R2=5Ω,电容器的电容C=3μF,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为2Ω
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为1.5×10-5C
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
16.(2024·广东·模拟预测)在如图甲所示的电路中,定值电阻、,电容器的电容,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
二、多选题
17.(2023·全国·高考真题)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12= 3.0V,U23= 2.5V,U34= -1.5V。符合上述测量结果的可能接法是( )
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
18.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)将两只规格分别为“220V 40W”和“220V 60W”的灯泡连接起来,再接到220V的电压上,则( )
A.两灯泡串联时,40W的灯泡较亮 B.两灯泡串联时,60W的灯泡较亮
C.两灯泡并联时,40W的灯泡较亮 D.两灯泡并联时,60W的灯泡较亮
三、实验题
19.(2024·贵州·高考真题)某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律,探测温度控制室内的温度。选用的器材有:
热敏电阻;
电流表G(内阻为,满偏电流为);
定值电阻R(阻值为);
电阻箱(阻值);
电源E(电动势恒定,内阻不计);
单刀双掷开关、单刀单掷开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a),在答题卡上完成图(b)中的实物图连线。
(2)开关开,将电阻箱的阻值调到 (填“最大”或“最小”)。开关接1,调节电阻箱,当电阻箱读数为时,电流表示数为。再将改接2,电流表示数为,断开。得到此时热敏电阻的阻值为 Ω。
(3)该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图(c)所示,结合(2)中的结果得到温度控制室内此时的温度约为 ℃。(结果取整数)
(4)开关接1,闭合,调节电阻箱,使电流表示数为。再将改接2,如果电流表示数为,则此时热敏电阻 (用k表示),根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度。
20.(2024·安徽·高考真题)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关闭合前,滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至 。
(3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、、表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱的阻值 B.减小电阻箱的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为 V。(保留2位有效数字)
21.(2024·浙江·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱()、一节干电池、微安表(量程,零刻度在中间位置)、电容器(、)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 (计算结果保留两位有效数字)。
22.(2023·海南·高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选 ,RN应选 ;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整 ;
(3)下列操作顺序合理排列是 :
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为 ,该测量值 (填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为 (用RM、RN表示)
23.(2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与 (选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与 (选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。
则图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
24.(2025·江西南昌·一模)某同学在实验室看见一个损坏的滑动变阻器,如图(a)所示,于是想测量绕制滑动变阻器的电阻丝的电阻率。
(1)该同学首先截取了一段长为的电阻丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为 mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与D相等。
(2)然后将所截取的电阻丝绕制在一个玻璃管上,接入如图(c)所示的实验电路,电阻箱的示数为,电路连接无误。如图(c)所示,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读取电压表的示数U和电流表的示数I,得到多组测量数据,用EXCEL处理数据得到图像如图(d)所示,则这段电阻丝的电阻 (结果保留2位有效数字);
(4)最后可由表达式 (用D、L、、表示)得到电阻丝的电阻率。根据计算结果可知,绕制滑动变阻器的电阻丝的材料最可能是下列材料中的 。
几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
铝
铁
镍铜合金(54%铜,46%镍)
镍铬合金(67.5%镍,15%铬,16%铁,1.5%锰)
25.(2025·湖南永州·一模)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径 mm;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:电池组(电动势为3V),滑动变阻器,额定电流2A)、定值电阻(阻值为,额定电流2A)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、开关和导线若干;闭合前,滑动变阻器的滑片应调到 (选填“端”或“端”)。闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 ,该实验在原理上测量值 真实值。(填大于、或等于、或小于)
26.(2024·广西柳州·三模)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:电流表:量程,内阻;电流表:量程,内阻;定值电阻,,;滑动变阻器,导线及开关;两节干电池组成的电池组。
(1)实验时设计了如图所示电路,将一电流表量程扩大为,再将另一电流表 (选填“”,“”)改装成量程为的电压表,将定值电阻 (选填“”,“”或“”)作为保护电阻;
(2)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表,的示数,作出了图像如图所示,则电池组电动势 V;内阻 。(以上结果小数点后均保留两位)
(3)用本实验电路进行测量,内阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
四、解答题
27.(2024·海南·高考真题)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化,可等效为电阻,已知MN两端电压,A与B的电阻,求:
(1)MN间电阻R的变化范围;
(2)当,电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)
28.(2024·湖南郴州·模拟预测)光伏发电是一种新兴的清洁发电方式。某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900mV,短路电流为90mA,若将该电池板与两电阻器按如图所示连接成闭合电路,其中,。求:
(1)太阳能电池板的内阻r;
(2)电阻器两端的电压U;
(3)电阻器消耗的功率P。
五、填空题
29.(2024·辽宁朝阳·三模)如图是小明观察到自家电能表的情况。根据表盘上的数据可知,该电能表的示数为 。他关掉其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,观察到电能表的转盘在内刚好转动了,则他家的电饭锅加热时的电功率是 W。
试卷第2页,共16页
试卷第1页,共16页
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$$
恒定电流
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2024·广西·高考真题)将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据电阻定律
根据欧姆定律
整理可得
结合题图可知导体、的电阻率之比
故选B。
2.(2023·海南·高考真题)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为( )
A.CE B. C. D.
【答案】C
【详解】电路稳定后,由于电源内阻不计,则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联,若取电源负极为零电势点,则电容器上极板的电势为
电容器下极板的电势为
则电容两端的电压
则电容器上的电荷量为
故选C。
3.(2023·安徽·模拟预测)如图所示,在滑动变阻器的滑片P向下端滑动过程中,理想电压表、的示数变化量的绝对值分别为、,理想电流表、、示数变化量的绝对值分别为、、,下列说法正确的是( )
A.电压表示数增大,电流表示数增大
B.电压表示数减小,电流表示数增大
C.
D.
【答案】B
【详解】AB.滑片P向下滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中总电阻减小,干路电流增大,即电流表示数增大,路端电压
减小,电压表示数减小,电阻分压增大,并联支路电压
减小,即电压表示数减小,通过电阻的电流
减小,即电流表示数减小,总电流等于通过电流表、的电流之和,所以电流表示数
增大,故A错误,B正确;
C.由于电流表示数增大,示数减小,示数增大,根据串并联电路电流关系有
故C错误;
D.由闭合电路欧姆定律
可得
由闭合电路欧姆定律
可得
故
故D错误。
故选B。
4.(2021·辽宁·模拟预测)如图所示,电源电动势的内阻为,为滑动变阻器,、为定值电阻,电路中电表均为理想电表,开关S断开。则下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,的示数都变大
B.闭合开关S,V的示数变大
C.若的滑片向下移动,的示数都变小
D.若的滑片向下移动,V和的示数变化量之比不变
【答案】D
【详解】AB.S闭合,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则的示数变大,两端电压变大,所以电压表V示数变小,根据欧姆定律可知,通过的电流减小,则的示数变小,故AB错误;
C.若的滑片向下移动,接入电路阻值变小,则电路中的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则的示数变大,两端电压变大,两端电压变小,通过的电流变小,则通过的电流变大,所以的示数变大,故C错误;
D.若的滑片向下移动,根据闭合电路欧姆定律可得
可知
即V和的示数变化量之比不变,故D正确。
故选D。
5.(2023·江苏南京·模拟预测)如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器,()和为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),A为理想电流表,G为灵敏电流计,当开关S闭合且电路稳定后,在逐渐增大对的光照强度的过程中( )
A.电源的效率可能变大 B.G表中有从b至a的电流
C.A表的示数一定变小 D.电源的输出功率可能先增大后减小
【答案】B
【详解】AC.电源的效率为
增大对的光照强度,则总电阻减小,电路总电流增大,电源的效率变小,故AC错误;
B.电路总电流增大,电源内阻和两端的电压增大,两端的电压减小,即电容器两极板间的电压减小,电容器带电量减小,电容器放电,G表中有从b至a的电流,故B正确;
D.当电源外电路电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,电源外电路电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,逐渐增大对的光照强度,阻值减小,电路总电阻减小,由于,电阻总电阻一直大于电源内阻,电源的输出功率一直增大,故D错误;
故选B。
6.(2024·辽宁·模拟预测)如图所示,长方体金属块的长、宽、高均分别为、、,电源的电动势为,内阻为,通过理想电流表A的示数为,则该金属块的电阻率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据闭合电路欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
故选B。
7.(2024·陕西西安·三模)如图中光电管用金属材料铯制成,金属铯的逸出功为1.9eV。电路中定值电阻R0=0.75Ω,电源电动势E=1.5V,内阻r=0.25Ω,图中电路在D点交叉,但不相连。R为滑动变阻器,O是位于变阻器正中央的抽头,P为滑动端。从变阻器的两端点ab可测得其总阻值为14Ω。当用能量为2.55eV的光照射图中的光电管,欲使电流计G中的电流为零,则变阻器aP间所接电阻阻值为( )
A.6.5Ω B.0.5Ω C.7Ω D.0Ω
【答案】B
【详解】当用能量为2.55eV的光照射图中的光电管,若电流计G中的电流为零,则
解得
根据闭合电路欧姆定律可得
根据部分电路欧姆定律可得
联立解得
故选B。
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,电压表和电流表变化量绝对值分别为ΔU、ΔI,则下列说法正确的是( )
A.电流表的读数变小、电压表的读数变大
B.=R2
C.液滴将向下运动
D.电源的输出功率变大
【答案】B
【详解】AC.当L的灯丝突然烧断,电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1的电压减小,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上移动,由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,故AC错误;
B.由于电压表测量R2的电压,且R2为定值电阻,所以
故B正确;
D.由于电源的内外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,故D错误。
故选B。
9.(2024·辽宁朝阳·三模)在如图所示的电路中,电源电压不变,内阻为,R为定值电阻,闭合开关S,电路正常工作,在滑片P向右移动的过程中,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.R两端的电压变大 B.电压表的示数变大
C.灯泡的亮度变亮 D.电压表的示数和电流表示数的比值变小
【答案】B
【详解】C.定值电阻R、滑动变阻器、灯泡、电源、电流表、开关串联,当滑片P向右移动的过程中,整个回路总电阻增大,电流减小,故等泡亮度变暗,C错误;
A.由
可知电流减小,定值电阻R两端电压减小,A错误;
B.电压表测量定值电阻、滑动变阻器两端总电压,由闭合电路欧姆定律
可知电流减小,电压表示数变大,B正确;
D.电压表测量灯泡、滑动变阻器两端总电压,由闭合电路欧姆定律
可知
故电压表的示数和电流表示数的比值不变,D错误。
故选B。
10.(2024·安徽黄山·模拟预测)在如图所示电路中,已知电容,电源电动势,内电阻忽略不计,定值电阻,,则电容器所带电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】定值电阻分得的电压
定值电阻分得的电压
故电容器两端电压为
电容器所带电荷量
故选B。
11.(2024·湖南长沙·三模)在如图所示的四个电路中,当分别闭合开关S,移动滑动变阻器触头从左端至右端时,一定使其中一个灯由暗变亮同时,另一个灯由亮变暗,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.采用极限值法,滑片P置于最左端时,被短路,不发光,而两端电压最大,亮度最大,滑片P置于最右端时,两端电压最大,亮度最大,而被短路,不发光,可知,该电路符合题目要求,故A正确;
B.滑动变阻器的滑片从左端至右端时,变阻器干路部分电阻变小,支路部分电阻变大,根据并联与串联电阻的关系可知,总电阻减小,干路电流增大,即对灯泡变亮,当滑片在变阻器最左端时,灯泡短路,不发光,滑片右移时,灯泡变亮,不符合要求,故B错误;
C.利用特殊值法,若两灯泡额定功率相同,取、的阻值均为,变阻器总阻值也为,电源电动势为6V,内阻不计,当滑片P置于最左端时,两灯泡亮度相同,当滑片P置于最右端时,两灯泡两端电压均增大,两灯均变亮,不符合要求,故C错误;
D.灯一直被短路,不发光,不合要求,故D错误。
故选A。
12.(2024·湖北黄冈·模拟预测)如图所示,在平行板电容器中固定一个带负电质点,电容器下极板接地,电源电动势和内阻分别为和,电流表和电压表均视为理想电表,电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表示数都变大 B.质点的电势能增加
C.消耗的电功率变大 D.电源的输出功率一定减小
【答案】B
【详解】AC.当滑动变阻器的滑片向端移动时,外电路总电阻变小,根据欧姆定律可知电路干路的电流增大,和、并联电路两端的电压
可知和、并联电路两端的电压变小,根据欧姆定律可知流过的电流变小,根据可知消耗的电功率变小,总电流减大,则流过、的电流变大,即电流表示数变大,根据
可知电压表示数变小,故AC错误;
B.根据可知电容器极板间的电场强度减小,根据根据可知质点所在位置的电势降低,质点带负电,根据可知质点的电势能增加,故B正确;
D.当外阻等于内阻时电源的输出功率最大,则由于外电阻的电阻以及r的具体数据未知,则无法判断电源的输出功率变化情况,故D错误。
故选B。
13.(2024·内蒙古包头·模拟预测)如图,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内壁光滑的绝缘轨道。管道横截面半径为a,长度为l。带电粒子束持续以速度v沿轴线进入管道,在磁力作用下垂直打到管壁,发生多次弹性碰撞后从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为,不计重力及粒子相互作用,则下列说法不正确的是( )
A.粒子运动半径为a B.粒子质量为
C.管道内等效电流为 D.粒子对管道平均作用力为
【答案】C
【详解】AB.带电粒子沿轴线射入,然后垂直打到管壁上,根据几何关系可知粒子在磁场中运动的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力有
解得粒子质量为
故AB正确,不满足题意要求;
C.根据电流的定义式,管道内的等效电流为
故C错误,满足题意要求;
D.根据牛顿第三定律可知,粒子束对管道的平均作用力大小等于安培力,即
故D正确,不满足题意要求。
故选C。
14.(2024·四川成都·模拟预测)小明利用压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小的特点,设计了一个判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图所示,虚线框内是连接压敏电阻的电路,压敏电阻固定在升降机底板上,其上放置着一个物块,在升降机运动过程中的某一段时间内,发现电流表的示数I恒定不变,且I小于升降机静止时电流表的示数I0,则这段时间内( )
A.升降机可能匀速下降
B.升降机可能匀减速下降
C.升降机可能匀加速下降
D.升降机可能变加速上升
【答案】C
【详解】在升降机运动过程中发现电流表不变,说明是匀变速运动或匀速运动,且小于升降机静止时电流表的示数,说明是匀变速运动,可知压敏电阻阻值变大,则知压力变小,因此加速度方向向下,可能向下匀加速,也可能向上匀减速。
故选C。
15.(2024·广东·三模)在如图甲所示的电路中,定值电阻。R1=4Ω、R2=5Ω,电容器的电容C=3μF,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为2Ω
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为1.5×10-5C
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
【答案】C
【详解】A.由电源路端电压U随总电流I的变化关系有
则可得
故A错误;
B.电源的效率为
故B错误;
C.电容器在电路中为断路,则电路中的电流为
电容器所带电荷量为
故C正确;
D.电容器并联在两端,则其电压不变,若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强为,可知场强变小,故D错误。
故选C。
16.(2024·广东·模拟预测)在如图甲所示的电路中,定值电阻、,电容器的电容,电源路端电压U随总电流I的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后( )
A.电源的内阻为
B.电源的效率为75%
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
【答案】C
【详解】A.由乙图可知
故A错误;
B.电源的效率为
故B错误;
C.电容器极板间电压为
电容器所带电荷量为
故C正确;
D.根据
可知若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强变小。故D错误。
故选C。
二、多选题
17.(2023·全国·高考真题)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12= 3.0V,U23= 2.5V,U34= -1.5V。符合上述测量结果的可能接法是( )
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
【答案】CD
【详解】A.根据题意画出电路图,如下
可见U34 > 0,A错误;
B.根据题意画出电路图,如下
可见U34 > 0,B错误;
C.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,C正确;
D.根据题意画出电路图,如下
可见上述接法可符合上述测量结果,D正确。
故选CD。
18.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)将两只规格分别为“220V 40W”和“220V 60W”的灯泡连接起来,再接到220V的电压上,则( )
A.两灯泡串联时,40W的灯泡较亮 B.两灯泡串联时,60W的灯泡较亮
C.两灯泡并联时,40W的灯泡较亮 D.两灯泡并联时,60W的灯泡较亮
【答案】AD
【详解】“220V 40W” 的灯泡电阻为
“220V 60W” 的灯泡电阻为
AB.两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,根据
可知40W的灯泡的电功率较大,所以40W的灯泡较亮,故A正确,B错误;
CD.两灯泡并联时,灯泡两端的电压都是220V,功率分别是40W和60W,所以60W的灯泡较亮,故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题
19.(2024·贵州·高考真题)某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律,探测温度控制室内的温度。选用的器材有:
热敏电阻;
电流表G(内阻为,满偏电流为);
定值电阻R(阻值为);
电阻箱(阻值);
电源E(电动势恒定,内阻不计);
单刀双掷开关、单刀单掷开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a),在答题卡上完成图(b)中的实物图连线。
(2)开关开,将电阻箱的阻值调到 (填“最大”或“最小”)。开关接1,调节电阻箱,当电阻箱读数为时,电流表示数为。再将改接2,电流表示数为,断开。得到此时热敏电阻的阻值为 Ω。
(3)该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图(c)所示,结合(2)中的结果得到温度控制室内此时的温度约为 ℃。(结果取整数)
(4)开关接1,闭合,调节电阻箱,使电流表示数为。再将改接2,如果电流表示数为,则此时热敏电阻 (用k表示),根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度。
【答案】(1)
(2) 最大
(3)9
(4)
【详解】(1)由图(a)所示的电路图,图(b)中的实物图连线如图所示。
(2)[1]由图(a)可知,电阻箱起到保护电路的作用,因此开关闭合前,将电阻箱的阻值调到最大。
[2]开关接1时,由欧姆定律可得
接2时,则有
联立解得
(3)由图(c)可知,时,对应的温度约为9℃。
(4)开关接1,闭合,调节电阻箱,使电流表示数为。由并联电路的分流作用,结合
,可得干路电流为,则有并联部分的电阻
由欧姆定律可得
结合
解得
接2时,电流表示数为,同理可得干路电流可为,由欧姆定律可得
结合
其中
解得
20.(2024·安徽·高考真题)某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。
(1)开关闭合前,滑片P应移动到 (填“M”或“N”)端。
(2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至 。
(3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为 。(结果用U、I、、表示)
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号)
A.增大电阻箱的阻值 B.减小电阻箱的阻值
C.将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
(5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为 V。(保留2位有效数字)
【答案】(1)M
(2)4000
(3)
(4)A
(5)0.86
【详解】(1)由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端;
(2)当开关S2接b时,电压表量程为1V,根据欧姆定律
当开关S2接a时,电压表量程为3V,根据欧姆定律
其中
联立解得
(3)当开关S2接a时,根据欧姆定律
可得电流表G的内阻可表示为
(4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。
故选A。
(5)根据闭合电路欧姆定律
21.(2024·浙江·高考真题)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱()、一节干电池、微安表(量程,零刻度在中间位置)、电容器(、)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 (计算结果保留两位有效数字)。
【答案】 C 0.50 3.1
【详解】(1)[1]把开关S接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小。
故选C。
(2)[2]由题意可知电压表应选用0~3V量程,由图2可知此时分度值为0.1V,需要估读到0.01V,则读数为0.50V。
[3]当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根据闭合电路欧姆定律有
根据串联电路规律有
联立可得
22.(2023·海南·高考真题)用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选 ,RN应选 ;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整 ;
(3)下列操作顺序合理排列是 :
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为 ,该测量值 (填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为 V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为 (用RM、RN表示)
【答案】 R1 R2 ①③②④ 1998.0Ω 小于 1.28
【详解】(1)[1][2]根据半偏法的测量原理可知,RM与R1相当,当闭合S2之后,变阻器上方的电流应基本不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1,RN应选R2。
(2)[3]根据电路图连接实物图有
(3)[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。
(4)[5]根据RM调节后面板读数为1998.0Ω。
[6]当闭合S2后,原电路可看成如下电路
闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的电流大于原来的电流,则流过RM的电流大于,故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
(5)[7]将该微安表改装成量程为2V的电压表,则需要串联一个电阻R0,则有
U = Ig(Rg+R0)
此时的电压读数有
U′ = I′(Rg+R0)
其中
U = 2V,Ig= 100μA,I′ = 64μA
联立解得
U′ = 1.28V
(6)根据题意OP间电压不变,可得
解得
23.(2023·浙江·高考真题)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与 (选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与 (选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。
则图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1/2.2/2.3/2.4/2.5 0.24/0.25/0.26/0.27/0.28
【详解】(1)[1][2][3]实验中用两节干电池供电,滑动变阻器分压式连接,电压从零开始调节,电流表选较小量程测量电流减小误差 ,则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接,电压表测电阻两端的电压,则金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表,开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度,减少实验的误差,则乙同学通过U-I图像求电阻,求电阻的方法更合理;
(3)[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一:由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表,则并联的电阻
解得
方法二:延长图像可知,当I=9.0mA时可得
即
24.(2025·江西南昌·一模)某同学在实验室看见一个损坏的滑动变阻器,如图(a)所示,于是想测量绕制滑动变阻器的电阻丝的电阻率。
(1)该同学首先截取了一段长为的电阻丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为 mm。多次测量后,得到直径的平均值恰好与D相等。
(2)然后将所截取的电阻丝绕制在一个玻璃管上,接入如图(c)所示的实验电路,电阻箱的示数为,电路连接无误。如图(c)所示,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 端。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读取电压表的示数U和电流表的示数I,得到多组测量数据,用EXCEL处理数据得到图像如图(d)所示,则这段电阻丝的电阻 (结果保留2位有效数字);
(4)最后可由表达式 (用D、L、、表示)得到电阻丝的电阻率。根据计算结果可知,绕制滑动变阻器的电阻丝的材料最可能是下列材料中的 。
几种导体材料在20℃时的电阻率
材料
铝
铁
镍铜合金(54%铜,46%镍)
镍铬合金(67.5%镍,15%铬,16%铁,1.5%锰)
【答案】(1)0.500
(2)左
(3)2.8
(4) 镍铜合金
【详解】(1)如图(b)所示,螺旋测微器测量金属丝直径读数为
(2)为保护实验仪器,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最左端,使电阻丝两端电压最小是零。
(3)由图像的斜率表示被测电阻的电阻值可得
电阻丝的电阻
(4)[1]由电阻定律可得,电阻丝的电阻率表达式
[2]由电阻率表达式
代入数据解得
可知绕制滑动变阻器的电阻丝的材料最可能是镍铜合金。
25.(2025·湖南永州·一模)已知铝的电阻率在20℃时约为,一般家用照明电路采用横截面积为的铝线即可满足要求。现有一捆带绝缘层的铝导线,长度为,小明根据所学的知识,通过实验测量导线的电阻。实验步骤如下:
(1)剥掉导线一端的绝缘层,用螺旋测微器测量铝导线的直径,示数如图甲所示,则铝导线的直径 mm;
(2)小明先用理论知识求出铝导线的电阻的表达式, (用表示);
(3)用如图乙所示的电路测这一捆铝导线的电阻。提供的器材有:电池组(电动势为3V),滑动变阻器,额定电流2A)、定值电阻(阻值为,额定电流2A)、两个相同电流表和(内阻为,刻度清晰但没有刻度值,连接电路时,两电流表选用相同量程)、开关和导线若干;闭合前,滑动变阻器的滑片应调到 (选填“端”或“端”)。闭合S调节滑动变阻器,使电流表指针偏转合适的角度。数出电流表偏转格,偏转格,有,则这捆铝导线的电阻 ,该实验在原理上测量值 真实值。(填大于、或等于、或小于)
【答案】(1)2.254/2.255/2.256/2.257
(2)
(3) 端 1.5 等于
【详解】(1)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以铝导线的直径为
(2)根据电阻定律可得
所以
(3)[1] 为保护电路,闭合S前,滑动变阻器应全部接入电路,所以滑片应调到“a端”;
[2] 设电流表每格的电流为I,则
[3] 由于电流表内阻已知,所以该实验在原理上不存在系统误差,即测量值等于真实值。
26.(2024·广西柳州·三模)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:电流表:量程,内阻;电流表:量程,内阻;定值电阻,,;滑动变阻器,导线及开关;两节干电池组成的电池组。
(1)实验时设计了如图所示电路,将一电流表量程扩大为,再将另一电流表 (选填“”,“”)改装成量程为的电压表,将定值电阻 (选填“”,“”或“”)作为保护电阻;
(2)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表,的示数,作出了图像如图所示,则电池组电动势 V;内阻 。(以上结果小数点后均保留两位)
(3)用本实验电路进行测量,内阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) A2 R2
(2) 2.91 1.35
(3)等于
【详解】(1)[1]若将电流表改装成大量程电流表,需要并联一个电阻,由于
可知,实验中是将与并联改装成量程的电流表,则另一电流表改装成量程为的电压表;
[2]由于改装成量程为的电压表,则串联电阻的阻值为
可知,串联的定值电阻为,结合上述可知,实验中将定值电阻作为保护电阻c与电源串联。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
化简得
结合图像有
,
解得
,
(3)结合上述可知,由于两电流表的内阻已知,数据处理过程是精确处理,可知,用本实验电路进行测量,内阻的测量值等于真实值。
四、解答题
27.(2024·海南·高考真题)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化,可等效为电阻,已知MN两端电压,A与B的电阻,求:
(1)MN间电阻R的变化范围;
(2)当,电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据电路可知当时MN间电阻R的阻值最小,为
当时MN间电阻R的阻值最大,为
故MN间电阻R的变化范围为
(2)当,通过电热器B的电流为
此时电热器B消耗的功率为
解得
28.(2024·湖南郴州·模拟预测)光伏发电是一种新兴的清洁发电方式。某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900mV,短路电流为90mA,若将该电池板与两电阻器按如图所示连接成闭合电路,其中,。求:
(1)太阳能电池板的内阻r;
(2)电阻器两端的电压U;
(3)电阻器消耗的功率P。
【答案】(1);(2)0.45V;(3)
【详解】(1)太阳能电池板的内阻
(2)图示中电流
电阻器两端的电压
(3)电阻器消耗的功率
五、填空题
29.(2024·辽宁朝阳·三模)如图是小明观察到自家电能表的情况。根据表盘上的数据可知,该电能表的示数为 。他关掉其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,观察到电能表的转盘在内刚好转动了,则他家的电饭锅加热时的电功率是 W。
【答案】 1919.8 1200
【详解】[1]根据电能表的读法,最后一位是小数部分,因此读数为
[2]根据电能表参数的意义可知,用电器消耗的电能
故用电器的电功率
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
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