专题05 恒定电流与交变电流(辽宁专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)高考1年模拟物理真题分类汇编
2025-07-24
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2份
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34页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 恒定电流 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.40 MB |
| 发布时间 | 2025-07-24 |
| 更新时间 | 2025-08-14 |
| 作者 | 学科网物理精品工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53195193.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题05 恒定电流与交变电流
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
考点1 恒定电流
2021、2022、2025
辽宁省高考物理卷对恒定电流与交变电流的考查呈现情境化建模与跨模块深度融合的特点,核心命题趋势聚焦于真实问题抽象、多规律联立及核心素养导向。选择题侧重闭合电路动态分析、交变电流有效值计算,常以新能源技术、智能家居(如 “智能温控电路设计”)等前沿场景切入,要求考生从复杂信息中提炼 “电流 - 电压” 或 “功率 - 效率” 关系。计算题强调多过程动态分析。备考需精准掌握矢量运算、临界条件分析等核心方法,通过 “电容器动态模型”“变压器多绕组问题” 等典型例题训练多体系统的电路 - 力学综合能力,同时关注实验设计的开放性(如改进伏安法测电阻方案)。
考点2 交变电流
2021、2024、2025
考点01 恒定电流
1.(2025·辽宁·高考)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
【答案】(1)a
(2)0.377/0.376/0.378
(3)
(4)甲
【详解】(1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.5V的直流电压挡,分度值为0.01V,由图可知此时电压表读数为0.377V。
(3)由图可知,当表笔分别连a、c接点时测得是元件和电流表两端的电压和电流,则 当表笔分别连a、b接点时测得是元件两端的电压和电流,则 由于 所以相同电流情况下, 故图(b)中乙是曲线。
(4)由题意可知,图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与曲线更接近。
2.(2022·辽宁·高考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为___________;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时___________(填“大”或“小”)
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用___________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】 1 大 乙
【详解】(1)[1]由图可知当S接A时,R1和R2串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端的电压为
此时R1和R2的电流为所以总电流为即量程为0~1mA。
(2)[2]当开关S接B端时,由图可知R1和电流表串联再和R2并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电流表满偏时,流过R2的电流变大,干路电流变大,即量程变大;所以比接在A端时大。
(3)[3]图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。
3.(2021·辽宁·高考)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
【答案】 2 A 减小
【详解】(1)[1]微安表的内阻,满偏电流,串联后改装为的电压表,所以满足代入数据解得
(2)[2]开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移动到2端,这样测量电路部分的分压为0,便于检测改装后的电表。
(3)[3]开关闭合,调节滑动变阻器,电表示数变化不明显,说明分压电路未起作用,可能是1、2之间断路,整个电路变为限流线路,滑动变阻器的阻值远小于检测电表的电路部分的电阻,所以微安表示数变化不明显;若是3、4间断路,电路断开,微安表无示数,若是3、5之间短路会导致微安表的示数变化比较明显。
故选A。
(4)[4]标准电压表的示数为,若改装电压表也为,此时微安表的示数为
但此时微安表示数为,说明的阻值偏大,所以应该减小的阻值。
考点02 交变电流
4.(2025·辽宁·高考)如图,“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直,各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动,be与磁场方向垂直。时,abef与水平面平行,则( )
A.时,电流方向为abcdefa
B.时,感应电动势为
C.时,感应电动势为0
D.到过程中,感应电动势平均值为0
【答案】AB
【详解】AB.线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和,时刻边速度与磁场方向平行,不产生电动势,因此此时边切割产生电动势,由右手定则可知电流方向为,电动势为,AB正确;
C.时,线框旋转180°,此时依旧是边切割磁场产生电动势,感应电动势不为零,C错误;
D.到时,线框的磁通量变化量为零,线框的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为,D错误。
故选AB。
5.(2024·辽宁·高考)如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2 = 5:1,原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热,加热前气体温度为T0。
(1)求变压器的输出功率P;
(2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比,即Q = CΔT,其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,要使容器内的气体压强达到加热前的2倍,求电热丝的通电时间t。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为U2,根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的热功率,即
(2)设加热前容器内气体的压强为p0,则加热后气体的压强为2p0,温度为T2,容器内的气体做等容变化,则有 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律,气体的体积不变,所以W = 0,容器是绝热容器,则 电热丝产生的热量全部被气体吸收 联立整理得 解得
6.(2021·辽宁·高考)如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动,ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关,为 因此有效值为
故选B。
1.(2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模)如图所示,边长、匝数匝的正方形线圈绕垂直于磁场的中心轴以的角速度在磁感应强度大小的匀强磁场中转动,磁场只分布在中心轴的左侧。理想变压器原线圈接有理想交流电压表,副线圈连接标有“10 V 1 A”的电动机,该电动机恰好能正常工作,电动机线圈的内阻,不计正方形线圈的内阻,下列说法正确的是( )
A.图示位置交流电压表的示数为零
B.理想变压器原、副线圈的匝数之比为
C.电动机发热的功率为10W
D.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,则理想变压器的输入功率将变大
【答案】D
【详解】A.交流电压表的示数为有效值,不为零,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律得正方形线圈产生的感应电动势的最大值 带入数值得
感应电动势的有效值 故理想变压器原线圈的电压 因电动机正常工作,故理想变压器副线圈的电压 所以理想变压器原、副线圈的匝数之比 故B错误;
C.电动机发热功率 故C项错误;
D.滑动变阻器的滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,不变,理想变压器的输出功率变大,输入功率也变大,故D正确。
故选D。
2.(24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模)物理学中有很多物理量,这些物理量的单位之间存在关系。下列关于单位制的说法正确的是( )
A.长度、质量、时间都是基本量,因此都属于基本单位
B.电容的单位也可以表示为
C.库仑定律中静电力常量的单位,如果用国际单位制中的基本单位表示,可以写作
D.已知球状液滴小振动频率,式中为液滴密度,为液滴半径,则比例系数的单位为
【答案】A
【详解】A.长度、质量、时间都是基本量,基本量的单位都属于基本单位,因此都属于基本单位,而国际单位制的基本单位是m,kg,s,故A正确;
B.根据,, 电容的单位也可以表示为,故B错误;
C.根据库仑定律,库仑定律中静电力常量的单位,如果用国际单位制中的基本单位表示,可以写作,故C错误;
D.比例系数,的单位为,而,故D错误。
故选 A。
3.(2025·辽宁·三模)我国“南锟”号是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置,它可以将波浪能转化为机械能,再通过发电机转化为电能,为南海各岛提供了强有力的电力保障。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如右图所示,矩形线圈abcd固定不动,磁铁绕OO'轴转动,abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是( )
A.兆瓦是能量的单位
B.磁铁匀速转动时线圈中电流保持不变
C.图示时刻线圈中电流为零
D.图示时刻线圈中电流方向为dcba
【答案】D
【详解】A.兆瓦是功率的单位,A错误;
BC.磁铁匀速转动时线圈中电流周期性变化,当如图所示位置时,线圈切割磁感线的有效速度最大,线圈电流最大,BC错误;
D.根据楞次定律,图示时刻线圈中电流方向为dcba,D正确。
故选D。
4.(24-25高三下·辽宁·一模)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻阻值为,且,电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器,为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当电键S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.只逐渐增大的光照强度,稳定后电源的输出功率减小
B.只逐渐增大电容器极板的距离,电阻中有向上的电流流过
C.只调节滑动变阻器的滑片向下端移动时,带点微粒向下移动
D.只调节滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电压表示数不变
【答案】D
【详解】A.电源的输出功率由于可知 若逐渐增大的光照强度,接入电阻减小,减小,根据对勾函数的规律可知,电源的输出功率增大,故A错误;
B.根据, 电容器极板之间电压一定时,当逐渐增大电容器极板的距离,电容减小,极板所带电荷量减小,由于电容器下极板带正电,可知下极板将得到电子,则电阻中有向下的电流流过,故B错误;
C.滑动变阻器与电容器串联,电路稳定时相当于一根导线,可知,只调节滑动变阻器的滑片向下端移动时,电容器两端电压不变,带点微粒仍然静止不动,故C错误;
D.滑动变阻器的滑动端向下端移动,接入电路中电阻不变,则路端电压不变,即电压表示数不变,故D正确。
故选D。
5.(2025·辽宁·模拟押题三)如图所示,虚线MN左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,单匝正方形金属线框abcd的bc边刚好与虚线MN重合。情景1:保持磁场的磁感应强度大小为B0不变,让线框以 bc为轴、以角速度ω转动;情景2:保持线框在图示位置不动,让磁感应强度大小随时间均匀增大,线框内产生的感应电流与情景1中线框内电流的有效值大小相等,则情景2中磁场的磁感应强度大小在时间t0内的变化量为( )
A. B. C. D.2B₀ωt₀
【答案】A
【详解】情景1中感应电动势最大值 感应电动势有效值
解得 情景2中感应电动势 根据题意得
解得,故选A。
6.(24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中)等效替代思想的核心在于“效果相同,形式简化”,以下不属于等效替代思想的是( )
A.合力与分力 B.交流电的有效值
C.重心 D.点电荷
【答案】D
【详解】A.合力与分力是用一个力单独作用的效果与多个力共同作用的效果相同,可知合力与分力利用了等效替代思想,故A错误;
B.交流电的有效值是用直流电的热效应等效交流电的效果,属于等效替代思想,故B错误;
C.重心是用一点等效物体整体的重力作用,属于等效替代思想,故C错误;
D.点电荷是将带电体简化为无体积的点,忽略次要因素,属于理想化模型思想,即点电荷不属于等效替代思想,故D正确。
故选D。
7.(2025·辽宁名校联盟·三模)如图所示的电路接在有效值恒为U的交流电源两端,理想变压器原、副线圈的匝数之比,定值电阻、,电表均为理想电表。滑动变阻器的滑片位于最下端a与最上端b时,变压器的输出功率相同,则下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器滑片从a向b滑动时,电压表示数变大
B.当滑动变阻器滑片从a向b滑动时,电流表示数变小
C.滑动变阻器的最大阻值
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω时,变压器的输出功率最大
【答案】C
【详解】C.变压器副线圈等效电阻为 又因为滑动变阻器触片滑到最下端与最上端时,变压器的输出功率相同,所以 解得 故C正确;
AB.当滑动变阻器滑片从a向b滑动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,等效电阻减小,根据
可知原线圈电流增大,即电流表示数变大,两端电压变大,则原线圈输入电压变小,根据可知,副线圈输出电压变小,即电压表示数变小,故AB错误;
D.将看成电源内阻,可知当 变压器输出功率最大,解得滑动变阻器接入电路的阻值为
故D错误。
故选C。
8.(2025·辽宁部分重点中学协作体·模拟)如图所示,理想变压器的匝数比n1:n2=2:1,定值电阻R1=4Ω,R2=1Ω,滑动变阻器R的最大阻值为3Ω。在c、d两端输入正弦交流电,电压的表达式为。当滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数的最小值为0.6A
B.当滑片P处在a端与b端的中点时,整个电路的功率达到最大
C.理想变压器的最大输出功率为6W
D.电阻R2的功率一直增大
【答案】D
【详解】A.对原线圈回路有, 对副线圈回路有 根据原副线圈电压、电流与匝数的关系有, 所以
由此可知,当R阻值最大时,I1最小,即电流表示数最小,代入数据可解得 故A错误;
B.整个电路的功率为 由以上分析可知,当R等于0时,I1最大,则整个电路的功率最大,即当滑片P处在b端时,整个电路的功率达到最大,故B错误;
C.根据等效电源法可知,当时,变压器的输出功率最大,则,, 所以 故C错误;
D.电阻R2的功率为
当滑片P从a端滑到b端的过程中,R不断减小,I1不断增大,则I2不断增大,则电阻R2的功率一直增大,故D正确。
故选D。
9.(2025·辽宁名校联盟·联考)如图所示,一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈匝数之比为,电路中灯泡的额定电压为,额定功率为。当输入端接有效值为的正弦交变电源时,灯泡正常发光,则电路中定值电阻的阻值为( )
A. B.45Ω C.25Ω D.
【答案】A
【详解】题意知灯泡电压,功率,输入端接有效值电压为,灯泡L正常发光时的电流为 理想变压器有 解得变压器原线圈两端电压为 根据 解得原线圈回路中的电流大小为 定值电阻两端的电压 所以定值电阻的阻值为
故选A。
10.(2025·辽宁名校联盟·高考模拟一)一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈匝数之比为,定值电阻 ,定值电阻,正弦交流电的有效值一定,电路中的电表均为理想交流电表。增大电阻箱接入电路的阻值,电流表A的示数变化用表示,电压表V的示数变化用表示,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,理想变压器原、副线圈两端的电压有 原、副线圈中的电流有 根据闭合电路欧姆定律可知,原线圈所在回路中 副线圈所在回路中 解得 整理变形得 可知
故选C。
11.(24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模)变压器在生活中随处可见,比如手机充电器。某同学在使用“超级快充”模式给手机充电时,发现充电器发热严重,他猜想可能是因为线圈的绕线电阻不能忽略所致。已知有绕线电阻的线圈可看作是理想线圈与相应电阻串联。为了进一步详细研究绕线电阻对变压器性能的影响,该同学连接了如图所示的电路,图中变压器原、副线圈的匝数比。原线圈绕线电阻忽略不计,电阻箱电阻可调范围足够大。副线圈绕线电阻为,负载电阻为,交流电流表内阻可忽略。现接入如图的交流电压,下列说法正确的是( )
A.若,副线圈两端电压为
B.若,原线圈电流为
C.无论取定何值,在时刻,流过的电流瞬时值为0
D.为了使消耗功率最大,应调节,此时电流表示数为
【答案】BD
【详解】AB.交流电压的有效值为 若,则变压器原线圈的电压 副线圈有绕线电阻,可将副线圈等效为电源,设等效电源的电动势为E,则根据理想变压器原副线圈的电压与匝数的关系可得 解得 根据闭合电路欧姆定律得副线圈中的电流为 副线圈两端电压为 根据变压器的输入功率等于输出功率得 解得原线圈电流为,故A错误,B正确;
C.由可知,在时刻,可得交流电压的瞬时值等于零,此时原线圈的电流为零,穿过副线圈的磁通量为零,但是此时副线圈的磁通量的变化率最大,电源电动势最大,可知流过R的电流瞬时值最大,而不是零,故C错误;
D.将变压器副线圈与负载等效为电阻,等效电阻为 再将等效电阻作为交流电源的等效内阻,这样R0消耗的功率就等于交流电源的输出功率,根据电源输出功率与外电阻的关系可知,当外电阻与内阻相等时电源输出功率最大,即当时,R0消耗功率最大。此时原线圈的电流为
根据 解得此时副线圈的电流 可得此时电流表示数为0.5A,故D正确。
故选BD。
12.(2025·辽宁沈阳·三测)我国自主研发的"海能-3号"波浪发电装置在南海海域成功运行。下图为时刻沿轴正方向传播的海水波的图像。圆柱形浮子定位在处的波面上,随波浪做简谐运动,此时质点的速率为,浮子上端固定连接匝的圆形线圈,线圈半径,线圈在磁感应强度的辐向稳定磁场中垂直切割磁感线运动,发电系统通过匝数比的理想变压器接入的纯电阻负载,磁铁、变压器、纯电阻负载等固定,下列判断正确的是( )
A.t=0时刻浮杆正随海水向下振动
B.t=0时刻发电机产生的电动势为
C.变压器副线圈输出电压的峰值为
D.负载消耗的功率为
【答案】ABD
【详解】A.波向x轴正方向传播,根据峰前质点上振,可知位于x坐标值4m的质点在t=0时刻,沿y轴负方向振动,所以浮杆正随海水向下振动,故A正确;
B.在t= 0时刻发电机产生的电动势的瞬时值最大且为 故B正确;
C.根据变压器电压之比与线圈匝数之比关系 解得变压器副线圈输出电压的峰值为 故C错误;
D.负载消耗的功率为 故D正确;
故选ABD。
13.(2025·东北三省四城市&辽宁沈阳·二测)如图,一光滑金属细导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,I区是长度为、间距为的平行导轨。II区两导轨均呈一个完整的正弦波形,上下叠放交点处彼此绝缘,沿斜面方向长度为,下方接有一个阻值为的定值电阻。空间分布着垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为的导体棒从区上边缘由静止释放,离开区瞬间加速度为零。进入II区后,在外力作用下,导体棒以离开I区时的速度保持匀速运动。导体棒与导轨接触良好并与平行导轨垂直,不计其他电阻,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.导体棒在I区中运动时棒中电流由到
B.导体棒在I区运动所用的时间为
C.导体棒在II区运动过程中,外力做功为
D.导体棒在II区运动过程中,电阻产生的焦耳热为
【答案】AC
【详解】A.根据右手定则可知,导体棒在Ⅰ区中运动时棒中电流由M到N,故A正确;
B.设导体棒离开Ⅰ区瞬间速度为v。根据导体棒离开Ⅰ区瞬间加速度为零,根据平衡条件得mgsinθ=BId 又
解得 导体棒在Ⅰ区运动过程中,取沿斜面向下为正方向,根据动量定理得其中 联立解得导体棒在Ⅰ区运动所用的时间为 故B错误;
CD.因Ⅱ区两导轨均呈一个完整的正弦波形,导体棒匀速通过Ⅱ区时,回路中产生正弦式交流电,电动势最大值为E=Bdv 电阻R产生的焦耳热为 联立解得Q=mglsinθ 设导体棒在Ⅱ区运动过程中,外力做功为W,根据功能关系可得mg•2lsinθ+W=Q 解得W=-mglsinθ 故C正确,D错误。
故选AC。
14.(24-25高三下·辽宁·三模)如图所示,一台理想变压器原、副线圈匝数之比为,原线圈接在电压的交流电源上,副线圈接有的定值电阻,图中电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为40V B.电流表的示数为1A
C.变压器的输入功率为20W D.变压器的输出功率为40W
【答案】AD
【详解】A.原线圈两端电压的有效值为 根据 则副线圈两端电压为V,故A正确;
B.副线圈中的电流为A 根据 解得电流表的示数为 ,故B错误;
CD.变压器的输入功率为W,输出功率也为40W,故C错误,D正确。
故选AD。
15.(2025·辽宁重点中学协作校·二模)风能是21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,如图a所示,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率,发电机输出电压为250V,理想升压变压器原、副线圈的匝数比为,用户需要的电压是220V,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.导线上损失的功率为40kW
B.用户得到的电功率为96kW
C.在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比为
D.在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】BC
【详解】AB.升压变压器次级电压 次级电流 导线上损失的功率为 用户得到的电功率为100kW-4kW=96kW,选项A错误,B正确;
CD.降压变压器初级电压 在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比为 选项C正确,D错误。
故选BC。
16.(2025·辽宁大连·三校联考模拟考)如图所示,在水平面内质量为0.2kg的导体棒置于AB、CD组成的宽为2m导轨上,导轨电阻不计,导体棒电阻r0=1Ω,轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为0.4T的磁场,导轨BD端连接一原副线圈匝数比为2∶1的理想变压器,副线圈接有阻值为R=2Ω的电阻。某时刻开始,导体棒在外力的作用下以的速度开始运动,取向右为正方向,不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A.导体棒中产生的电动势
B.原线圈两端的电压
C.电阻R的消耗功率为2W
D.0~0.025s内外力对导体棒做的功为
【答案】ABD
【详解】A.导棒中产生的电动势为 故A正确;
B.根据理想变压器的电压比和电流比可得, 对于导体棒和原线圈组成的回路,由闭合电路欧姆定律得 对于R,由欧姆定律得 导棒中产生的电动势有效值为 综合以上各式可得,,, 故B正确;
C.电阻R的消耗功率为 故C错误;
D.该正弦交流电的周期为 0~0.025s刚好是个周期,在这段时间内电动势有效值为E=4V
所以在本段时间内产生的热量为 0.025s时刻导体棒的速度为
由能量守恒定律得0~0.025s内外力对导棒做的功为 解得 故D正确。
故选ABD。
17.(2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模)如图甲所示为欧姆表的原理简化示意图,表头G的满偏电流、内阻,定值电阻,电源的电动势、内阻,R为滑动变阻器。
(1)Q为________(填“红”或“黑”)表笔。
(2)将红、黑表笔短接进行欧姆调零后,滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω。
(3)当指针指在表头G的3 mA刻度处时,被测电阻的阻值为________Ω。
(4)用多用电表“直流5 V”挡测某电阻两端的电压时,其示数如图乙所示,则读数为________V。
【答案】(1)黑
(2)129
(3)150
(4)2.40
【详解】(1)根据“红进黑出”可知,Q为黑表笔。
(2)表头G与定值电阻并联后,改装成的大量程电流表的内阻 满偏电流
欧姆表的内阻 滑动变阻器接入电路的阻值 将红、黑表笔短接进行欧姆调零,此时滑动变阻器接入电路的阻值为129 Ω;
(3)当指针指在表头G的3 mA刻度处时,通过滑动变阻器的电流,根据电路图可知
解得;
(4)电压表每小格表示0.1 V,所以读数为2.40 V
18.(24-25高三下·辽宁·开学联考)某学习小组要测一电池组的电动势和内阻,先用图甲电路测量一个量程为,内阻约为的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10V,有两个电阻箱可选,,;之后再用图乙电路测量电池组的电动势和内阻(电动势约为3.2V,内阻约为),定值电阻。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将断开,闭合,调节滑片P和电阻箱,使微安表满偏;然后保持滑片P和不变,闭合,调节电阻箱,使微安表半偏,读出此时的读数;则微安表内阻测量值等于的读数。该实验中应选__________(填“”或“”),微安表内阻的测量值__________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值,把该微安表改装成量程为4V的电压表,需要__________(填“串联”或“并联”)电阻箱,并调节其阻值__________。
(3)学习小组测一电池组的电动势和内阻实验时,根据采集到的微安表的读数I和电阻箱的读数R,作出的图像如图丙,已知图线的斜率为k,纵截距为b,电源中的电流远大于微安表中的电流,则所测得电池组的电动势__________,内阻__________。(用字母k,b,,,表示)
【答案】(1) 小于
(2) 串联 37975
(3)
【详解】(1)[1]根据半偏法的测量原理可知,与电表内阻阻值相当,当闭合之后,与滑动变阻器并联的支路的电流应基本不变,则较大,故应选。
[2]闭合后,与的并联阻值小于的阻值,则流过的电流大于原来的电流,则流过的电流大于,故的测量值小于真实值。
(2)[1][2]微安表内阻测量值,把该微安表改装成量程为4V的电压表,需要串联电阻箱,根据电表改装原理可知
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 变形可得 结合图丙有, 解得,
19.(24-25高二·辽宁大连·期末)图甲为电阻式触摸屏的简化原理:按压屏幕时,相互绝缘的两导电层就在按压点位置有了接触,从而改变接入电路的电阻。
粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。某研究小组的同学想较准确测量此电阻,可供使用的器材有:
A.电源电动势为6V,内阻约为;
B.电流表量程为3mA,内阻为;
C.电流表量程为60mA,内阻约为;
D.滑动变阻器总阻值约为;
E.电阻箱,最大阻值为;
F.开关S,导线若干。
(1)该小组同学将电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表,电阻箱的阻值应调为______;
(2)该小组同学设计了图丙测量电路,为了尽量减小实验误差,电阻箱右边的导线应该接______(填“a”或“b”);按正确选择连接好电路之后,改变滑动变阻器滑片位置,测得多组对应的电流表和电流表的示数、,得到了图丁的图像,由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为______(结果保留2位有效数字);该测量方法中电流表的内阻对测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)1495
(2) a 79 没有
【详解】(1)把电流表改装成的电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值
(2)[1]电压表是由电流表改装成的,流过电压表的电流可以直接读出,为减小实验误差,电流表应采用外接法,即导线应接a。
[2]根据图丙所示电路图由欧姆定律得 整理得 由图示图像可知 代入数据解得
[3]由图示电路图可知,电流表采用外接法,该测量方法中电流表的内阻对测量结果没有影响。
20.(2025·辽宁沈阳·三测)我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。为探究弹射过程,某项目组设计了如图所示的简化模型(俯视图)。已知电源的电动势为,电容器的电容为,定值电阻的阻值为,两足够长的水平固定导轨间距为,金属棒MN的质量为,静置在导轨上,不计金属棒与导轨间的阻力,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度大小可在一定范围内调节。不计电源、金属棒及导轨电阻,金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。
(1)若导轨只放金属棒,调节磁感应强度大小为,断开,将接,电源给电容器充电,充电完成后断开,将接,求金属棒运动达到稳定状态时速度的大小;
(2)将一绝缘材料制成的飞机模型与金属棒固定,组合体总质量为,运动过程中所受阻力恒为;调节磁感应强度也为,开关分别接。若组合体从静止开始运动,当位移为时速度为,求此时组合体加速度的大小及此过程所用时间;
(3)开关分别接,调节磁感应强度,组合体能达到的稳定速度也随之改变。求理论上可实现的稳定速度的最大值以及对应的磁感应强度的大小。
【答案】(1)
(2),
(3),
【详解】(1)解法一:当金属棒运动达到稳定状态时,设金属棒的稳定速度为,此时电容器两端电压
在此过程中,由动量定理得 其中 解得
解法二:金属棒由静止开始运动至稳定的过程中,由动量定理得 其中 代入上式解得
(2)当组合体速度大小为时,由牛顿第二定律得 因为, 解得
组合体从静止开始运动到通过位移为的过程中,由动量定理得其中
代入上式解得
(3)解法一:当组合体最终达到稳定时,有 整理得,由求根公式得 使有解,则 即,解得 此时
解法二:当组合体达到稳定状态时,有 整理得 根据数学知识可知,当时,取最大值,为 此时
解法三:将定值电阻与电源看成等效电源,电动势为,内阻为,当组合体达到稳定时,等效电源的输出功率达到最大,为 且 由以上两式得 此时 解得
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专题05 恒定电流与交变电流
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
考点1 恒定电流
2021、2022、2025
辽宁省高考物理卷对恒定电流与交变电流的考查呈现情境化建模与跨模块深度融合的特点,核心命题趋势聚焦于真实问题抽象、多规律联立及核心素养导向。选择题侧重闭合电路动态分析、交变电流有效值计算,常以新能源技术、智能家居(如 “智能温控电路设计”)等前沿场景切入,要求考生从复杂信息中提炼 “电流 - 电压” 或 “功率 - 效率” 关系。计算题强调多过程动态分析。备考需精准掌握矢量运算、临界条件分析等核心方法,通过 “电容器动态模型”“变压器多绕组问题” 等典型例题训练多体系统的电路 - 力学综合能力,同时关注实验设计的开放性(如改进伏安法测电阻方案)。
考点2 交变电流
2021、2024、2025
考点01 恒定电流
1.(2025·辽宁·高考)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压,计算;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出、及曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连_________接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为________V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是_________(填“”或“”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,_________(填“甲”或“乙”)曲线与曲线更接近。
2.(2022·辽宁·高考)某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为___________;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时___________(填“大”或“小”)
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用___________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
3.(2021·辽宁·高考)某同学将一量程为250的微安表改装成量程为1.5V的电压表。先将电阻箱R1与该微安表串联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、定值电阻R3、开关S和标准电压表对改装后的电表进行检测,设计电路如图所示。
(1)微安表铭牌标示内阻为0.8k,据此计算R1的阻值应为___________k。按照电路图连接电路,并将R1调为该阻值。
(2)开关闭合前,R2的滑片应移动到___________端。
(3)开关闭合后,调节R2的滑片位置,微安表有示数,但变化不显著,故障原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.1、2间断路 B.3、4间断路 C.3、5间短路
(4)排除故障后,调节R2的滑片位置,当标准电压表的示数为0.60V时,微安表的示数为98,此时需要___________(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程达到预期值。
考点02 交变电流
4.(2025·辽宁·高考)如图,“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直,各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动,be与磁场方向垂直。时,abef与水平面平行,则( )
A.时,电流方向为abcdefa
B.时,感应电动势为
C.时,感应电动势为0
D.到过程中,感应电动势平均值为0
5.(2024·辽宁·高考)如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2 = 5:1,原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热,加热前气体温度为T0。
(1)求变压器的输出功率P;
(2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比,即Q = CΔT,其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,要使容器内的气体压强达到加热前的2倍,求电热丝的通电时间t。
6.(2021·辽宁·高考)如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动,ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为( )
A. B. C. D.
1.(2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模)如图所示,边长、匝数匝的正方形线圈绕垂直于磁场的中心轴以的角速度在磁感应强度大小的匀强磁场中转动,磁场只分布在中心轴的左侧。理想变压器原线圈接有理想交流电压表,副线圈连接标有“10 V 1 A”的电动机,该电动机恰好能正常工作,电动机线圈的内阻,不计正方形线圈的内阻,下列说法正确的是( )
A.图示位置交流电压表的示数为零
B.理想变压器原、副线圈的匝数之比为
C.电动机发热的功率为10W
D.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,则理想变压器的输入功率将变大
2.(24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模)物理学中有很多物理量,这些物理量的单位之间存在关系。下列关于单位制的说法正确的是( )
A.长度、质量、时间都是基本量,因此都属于基本单位
B.电容的单位也可以表示为
C.库仑定律中静电力常量的单位,如果用国际单位制中的基本单位表示,可以写作
D.已知球状液滴小振动频率,式中为液滴密度,为液滴半径,则比例系数的单位为
3.(2025·辽宁·三模)我国“南锟”号是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置,它可以将波浪能转化为机械能,再通过发电机转化为电能,为南海各岛提供了强有力的电力保障。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如右图所示,矩形线圈abcd固定不动,磁铁绕OO'轴转动,abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是( )
A.兆瓦是能量的单位
B.磁铁匀速转动时线圈中电流保持不变
C.图示时刻线圈中电流为零
D.图示时刻线圈中电流方向为dcba
4.(24-25高三下·辽宁·一模)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻阻值为,且,电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器,为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当电键S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.只逐渐增大的光照强度,稳定后电源的输出功率减小
B.只逐渐增大电容器极板的距离,电阻中有向上的电流流过
C.只调节滑动变阻器的滑片向下端移动时,带点微粒向下移动
D.只调节滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电压表示数不变
5.(2025·辽宁·模拟押题三)如图所示,虚线MN左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,单匝正方形金属线框abcd的bc边刚好与虚线MN重合。情景1:保持磁场的磁感应强度大小为B0不变,让线框以 bc为轴、以角速度ω转动;情景2:保持线框在图示位置不动,让磁感应强度大小随时间均匀增大,线框内产生的感应电流与情景1中线框内电流的有效值大小相等,则情景2中磁场的磁感应强度大小在时间t0内的变化量为( )
A. B. C. D.2B₀ωt₀
6.(24-25高三下·辽宁重点中学协作校·期中)等效替代思想的核心在于“效果相同,形式简化”,以下不属于等效替代思想的是( )
A.合力与分力 B.交流电的有效值
C.重心 D.点电荷
7.(2025·辽宁名校联盟·三模)如图所示的电路接在有效值恒为U的交流电源两端,理想变压器原、副线圈的匝数之比,定值电阻、,电表均为理想电表。滑动变阻器的滑片位于最下端a与最上端b时,变压器的输出功率相同,则下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器滑片从a向b滑动时,电压表示数变大
B.当滑动变阻器滑片从a向b滑动时,电流表示数变小
C.滑动变阻器的最大阻值
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω时,变压器的输出功率最大
8.(2025·辽宁部分重点中学协作体·模拟)如图所示,理想变压器的匝数比n1:n2=2:1,定值电阻R1=4Ω,R2=1Ω,滑动变阻器R的最大阻值为3Ω。在c、d两端输入正弦交流电,电压的表达式为。当滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数的最小值为0.6A
B.当滑片P处在a端与b端的中点时,整个电路的功率达到最大
C.理想变压器的最大输出功率为6W
D.电阻R2的功率一直增大
9.(2025·辽宁名校联盟·联考)如图所示,一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈匝数之比为,电路中灯泡的额定电压为,额定功率为。当输入端接有效值为的正弦交变电源时,灯泡正常发光,则电路中定值电阻的阻值为( )
A. B.45Ω C.25Ω D.
10.(2025·辽宁名校联盟·高考模拟一)一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈匝数之比为,定值电阻 ,定值电阻,正弦交流电的有效值一定,电路中的电表均为理想交流电表。增大电阻箱接入电路的阻值,电流表A的示数变化用表示,电压表V的示数变化用表示,则( )
A. B. C. D.
11.(24-25高三下·辽宁沈阳省实验中学·四模)变压器在生活中随处可见,比如手机充电器。某同学在使用“超级快充”模式给手机充电时,发现充电器发热严重,他猜想可能是因为线圈的绕线电阻不能忽略所致。已知有绕线电阻的线圈可看作是理想线圈与相应电阻串联。为了进一步详细研究绕线电阻对变压器性能的影响,该同学连接了如图所示的电路,图中变压器原、副线圈的匝数比。原线圈绕线电阻忽略不计,电阻箱电阻可调范围足够大。副线圈绕线电阻为,负载电阻为,交流电流表内阻可忽略。现接入如图的交流电压,下列说法正确的是( )
A.若,副线圈两端电压为
B.若,原线圈电流为
C.无论取定何值,在时刻,流过的电流瞬时值为0
D.为了使消耗功率最大,应调节,此时电流表示数为
12.(2025·辽宁沈阳·三测)我国自主研发的"海能-3号"波浪发电装置在南海海域成功运行。下图为时刻沿轴正方向传播的海水波的图像。圆柱形浮子定位在处的波面上,随波浪做简谐运动,此时质点的速率为,浮子上端固定连接匝的圆形线圈,线圈半径,线圈在磁感应强度的辐向稳定磁场中垂直切割磁感线运动,发电系统通过匝数比的理想变压器接入的纯电阻负载,磁铁、变压器、纯电阻负载等固定,下列判断正确的是( )
A.t=0时刻浮杆正随海水向下振动
B.t=0时刻发电机产生的电动势为
C.变压器副线圈输出电压的峰值为
D.负载消耗的功率为
13.(2025·东北三省四城市&辽宁沈阳·二测)如图,一光滑金属细导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,I区是长度为、间距为的平行导轨。II区两导轨均呈一个完整的正弦波形,上下叠放交点处彼此绝缘,沿斜面方向长度为,下方接有一个阻值为的定值电阻。空间分布着垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为的导体棒从区上边缘由静止释放,离开区瞬间加速度为零。进入II区后,在外力作用下,导体棒以离开I区时的速度保持匀速运动。导体棒与导轨接触良好并与平行导轨垂直,不计其他电阻,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.导体棒在I区中运动时棒中电流由到
B.导体棒在I区运动所用的时间为
C.导体棒在II区运动过程中,外力做功为
D.导体棒在II区运动过程中,电阻产生的焦耳热为
14.(24-25高三下·辽宁·三模)如图所示,一台理想变压器原、副线圈匝数之比为,原线圈接在电压的交流电源上,副线圈接有的定值电阻,图中电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为40V B.电流表的示数为1A
C.变压器的输入功率为20W D.变压器的输出功率为40W
15.(2025·辽宁重点中学协作校·二模)风能是21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,如图a所示,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率,发电机输出电压为250V,理想升压变压器原、副线圈的匝数比为,用户需要的电压是220V,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A.导线上损失的功率为40kW
B.用户得到的电功率为96kW
C.在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比为
D.在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比为
16.(2025·辽宁大连·三校联考模拟考)如图所示,在水平面内质量为0.2kg的导体棒置于AB、CD组成的宽为2m导轨上,导轨电阻不计,导体棒电阻r0=1Ω,轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为0.4T的磁场,导轨BD端连接一原副线圈匝数比为2∶1的理想变压器,副线圈接有阻值为R=2Ω的电阻。某时刻开始,导体棒在外力的作用下以的速度开始运动,取向右为正方向,不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A.导体棒中产生的电动势
B.原线圈两端的电压
C.电阻R的消耗功率为2W
D.0~0.025s内外力对导体棒做的功为
17.(2025·辽宁沈阳辽宁省实验中学·二模)如图甲所示为欧姆表的原理简化示意图,表头G的满偏电流、内阻,定值电阻,电源的电动势、内阻,R为滑动变阻器。
(1)Q为________(填“红”或“黑”)表笔。
(2)将红、黑表笔短接进行欧姆调零后,滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω。
(3)当指针指在表头G的3 mA刻度处时,被测电阻的阻值为________Ω。
(4)用多用电表“直流5 V”挡测某电阻两端的电压时,其示数如图乙所示,则读数为________V。
18.(24-25高三下·辽宁·开学联考)某学习小组要测一电池组的电动势和内阻,先用图甲电路测量一个量程为,内阻约为的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10V,有两个电阻箱可选,,;之后再用图乙电路测量电池组的电动势和内阻(电动势约为3.2V,内阻约为),定值电阻。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将断开,闭合,调节滑片P和电阻箱,使微安表满偏;然后保持滑片P和不变,闭合,调节电阻箱,使微安表半偏,读出此时的读数;则微安表内阻测量值等于的读数。该实验中应选__________(填“”或“”),微安表内阻的测量值__________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值,把该微安表改装成量程为4V的电压表,需要__________(填“串联”或“并联”)电阻箱,并调节其阻值__________。
(3)学习小组测一电池组的电动势和内阻实验时,根据采集到的微安表的读数I和电阻箱的读数R,作出的图像如图丙,已知图线的斜率为k,纵截距为b,电源中的电流远大于微安表中的电流,则所测得电池组的电动势__________,内阻__________。(用字母k,b,,,表示)
19.(24-25高二·辽宁大连·期末)图甲为电阻式触摸屏的简化原理:按压屏幕时,相互绝缘的两导电层就在按压点位置有了接触,从而改变接入电路的电阻。
粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。某研究小组的同学想较准确测量此电阻,可供使用的器材有:
A.电源电动势为6V,内阻约为;
B.电流表量程为3mA,内阻为;
C.电流表量程为60mA,内阻约为;
D.滑动变阻器总阻值约为;
E.电阻箱,最大阻值为;
F.开关S,导线若干。
(1)该小组同学将电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表,电阻箱的阻值应调为______;
(2)该小组同学设计了图丙测量电路,为了尽量减小实验误差,电阻箱右边的导线应该接______(填“a”或“b”);按正确选择连接好电路之后,改变滑动变阻器滑片位置,测得多组对应的电流表和电流表的示数、,得到了图丁的图像,由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为______(结果保留2位有效数字);该测量方法中电流表的内阻对测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
20.(2025·辽宁沈阳·三测)我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。为探究弹射过程,某项目组设计了如图所示的简化模型(俯视图)。已知电源的电动势为,电容器的电容为,定值电阻的阻值为,两足够长的水平固定导轨间距为,金属棒MN的质量为,静置在导轨上,不计金属棒与导轨间的阻力,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度大小可在一定范围内调节。不计电源、金属棒及导轨电阻,金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。
(1)若导轨只放金属棒,调节磁感应强度大小为,断开,将接,电源给电容器充电,充电完成后断开,将接,求金属棒运动达到稳定状态时速度的大小;
(2)将一绝缘材料制成的飞机模型与金属棒固定,组合体总质量为,运动过程中所受阻力恒为;调节磁感应强度也为,开关分别接。若组合体从静止开始运动,当位移为时速度为,求此时组合体加速度的大小及此过程所用时间;
(3)开关分别接,调节磁感应强度,组合体能达到的稳定速度也随之改变。求理论上可实现的稳定速度的最大值以及对应的磁感应强度的大小。
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