恒定电流 选择题专项强化练习 - 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦恒定电流核心模块，以小专题形式系统覆盖电学元件、动态电路、含电容电路三大高频考点，题型典型，注重物理观念与科学思维的结合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |小专题1|7题|两类元件辨析与U-I图像分析（含多选）|从元件特性（纯电阻/非纯电阻）到图像应用，构建“概念-规律-图像”认知链| |小专题2|7题|闭合电路动态变化与故障判断（含滑动变阻器/开关引起的动态问题）|从电路结构变化到故障诊断，形成“条件-推理-结论”科学推理路径| |小专题3|7题|含电容器的直流电路分析（含充放电/极板问题）|从电容基本规律到复杂电路中的动态分析，深化能量观念与模型建构能力|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 选择题专项强化练习 恒定电流 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　两类电学元件和两类U-I图像 1.BD　[当开关打开时,由欧姆定律得U=I1R1=10 V,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压为10 V不变,通过R1的电流不变,电动机中电流IM<=1 A,则电流表示数I<1.5 A,故A错误,B正确;电路消耗的电功率为P=UI<15 W,故C错误,D正确。] 2.BC　[电动机的输出功率为P出==800 W,故A错误;在提升重物的10 s内重物增加的重力势能为ΔEp=mgh=8 000 J,故B正确;电动机的输入功率为P入=UI=1 320 W,在提升重物的10 s内电动机线圈产生的热量为Q=(P入-P出)t=5 200 J,故C正确;根据焦耳定律有Q=I2Rt,解得R= Ω,故D错误。] 3.B　[灯泡正常发光,流过电路的电流大小为I==0.5 A,电路消耗的总功率P=UI=80×0.5 W=40 W,故A错误;电解槽两端的电压为U1=U-UL=80 V-40 V=40 V,电解槽消耗的电功率P1=U1I=40×0.5 W=20 W,故B正确;电解槽的发热功率为P1'=I2r=0.5×0.5×4.4 W=1.1 W,故C错误;电解槽的输出电功率P输=P1-P1'=20 W-1.1 W=18.9 W,故D错误。] 4.D　[根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,结合电源的I-U图线可知,电源的电动势E=6 V,内阻r== Ω=2 Ω,故A错误;电阻的阻值R== Ω=1 Ω,故B错误;两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态,由题图可知,电压U=2 V,电流I=2 A,则电源的输出功率为P出=UI=4 W,故C错误;电源的效率η=×100%=×100%=×100%=33.3%,故D正确。] 5.D　[设恒流源电流为I',根据闭合电路欧姆定律及题图甲可得电压表和电流表示数的关系为U=I'R1+(I'-I)R2,整理可得U=-IR2+I'(R1+R2),结合题图乙可得R2=15 Ω,I'(R1+R2)=60 V可知当I=3 A时,U=15 V,所以B点的纵坐标为15 V,故D正确,B错误;由于B点对应滑动变阻器阻值为0的情况,则此时I'=I=3 A,可得R1=5 Ω,故A、C错误。] 6.A　[根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,结合题图可知电源的电动势为E=3 V,内阻为r= Ω=0.5 Ω。由电阻的伏安特性曲线可得R1=0.5 Ω,R2=1 Ω。R1单独接到电源两端时,两图线的交点表示电路的工作状态,可知,电路中的电流为3 A,路端电压为1.5 V,则电源的输出功率为=1.5×3 W=4.5 W;当将R1、R2串联后接到电源两端,由欧姆定律可得电路电流I串==1.5 A,此时电源的输出功率P串=(R1+R2)=3.375 W;两电阻并联时,R并== Ω,由欧姆定律可得干路电流I并==3.6 A,此时电源的输出功率P并=R并=4.32 W;R2单独接到电源两端时,输出功率为P出2=2×2 W=4 W。所以将R1单独接到电源两端时电源的输出功率最大,故A正确,B、C、D错误。] 7.AB　[根据题图可知E1=E2=10 V,电源U-I图像斜率的绝对值表示电源内阻,则r1= Ω,r2= Ω,所以r1∶r2=3∶2,E1∶E2=1∶1,A、B正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压,根据坐标值可得,此时小灯泡消耗的功率分别为P1=I1U1=5.2×3.5 W=18.2 W,P2=I2U2=6×5 W=30 W,则P1∶P2=91∶150,小灯泡的电阻分别为R1== Ω,R2== Ω,则R1∶R2=21∶26,C、D错误。] 小专题2　闭合电路动态分析与故障分析 1.B　[R2的滑动触点向b端移动时,R2减小,整个电路的总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,即电压表示数U减小,R3两端电压增大,R1、R2并联电压减小,通过R1的电流I1减小,即A1示数减小,而总电流I增大,则流过R2的电流I2增大,即A2示数增大,故A、C、D错误,B正确。] 2.B　[由闭合电路欧姆定律的推论可知,当外电阻R外等于电源内阻r时,电源的输出功率最大,最大值为Pm=,把定值电阻看成电源内阻,由题图乙可知,当Rr=R1=R+r=6 Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为P2==1.5 W,A错误;滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等,有R0=R2,解得R2=12 Ω,B正确;由P=I2R知,当回路中电流最大,即Rr=0时定值电阻R消耗的功率最大,C错误;当滑动变阻器Rr的阻值为0时,电路中电流最大,最大值为Im== A=1 A,则调整滑动变阻器Rr的阻值,不可能使电源的输出电流达到2 A,D错误。] 3.C　[只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作,再合上S2,并联部分的电阻减小,电路中的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流增大,即通过R1的电流增大,故C正确;由于电源的内阻不计,电源的输出功率P=EI,则电源输出功率增大,故A错误;由于并联部分的电阻减小,根据串联电路的特点,并联部分分得的电压减小,L1两端的电压减小,其消耗的功率减小;通过R3上的电流将减小,故B、D错误。] 4.C　[S两端电压U增大,故传感器两端电压一定减小;当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液时,RM变小;当R>RM时,R越大,M与R并联的电阻R并越接近RM,U增大越明显,故C正确。] 5.BC　[由图可知电压表测量的是电源两端的电压,由于电源内阻忽略不计,则电压表的示数总是不变,故A错误;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,滑动变阻器R1的电阻先增大后减小,由于电源电压不变,根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大,U与I的比值就等于接入电路的R1的电阻与R2的电阻的和,所以U与I的比值先变大后变小,故B、C正确;由于电压表示数没有变化,所以U变化量与I变化量比值等于0,故D错误。] 6.ABD　[开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流I灯变小,A正确;电路的路端电压为U路=U灯=I灯R灯,I灯变小,路端电压变小,B正确;总电流即干路电流为I干==,U路减小,则干路电流增大,C错误;电源总功率为P总=EI干,I干增大,总功率变大,D正确。] 7.A　[若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压。若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,故A正确;若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,故B错误;若R3短路,则电压表示数为零,故C错误;若R1断路,则电流表示数为零,故D错误。] 小专题3　含电容器的直流电路分析 1.C　[闭合开关瞬间,电容器C相当于通路,线圈L相当于断路,所以A1、A2瞬间亮起,A3逐渐变亮,A错误;闭合开关后,电容器充电,充电完成后相当于断路,所以A2亮一下后熄灭,B错误;稳定后,电容器相当于断路,线圈相当于短路,所以A1、A3串联,所以一样亮,C正确;稳定后,电容器与A3并联,两端电压等于A3两端电压,由于线圈电阻和电源内阻忽略不计,且A1、A3串联,A3两端电压为E,根据Q=CU,可得电容器的电荷量等于CE,D错误。] 2.A　[根据电容器电容的定义式C=可知UC==t,结合题图(b)可知,UC-t图像的斜率为,则1~2 s内的电流I12与3~5 s内的电流I35关系为I12=2I35,且两段时间中的电流方向相反,根据欧姆定律I=可知R两端电压大小关系满足UR12=2UR35,由于电流方向不同,所以电压方向不同,故A正确。] 3.B　[以油滴为研究对象进行受力分析可知,油滴静止不动,所受静电力与重力平衡,即mg=qE=q,现欲使油滴仍能处于平衡状态,则保证电场强度不发生变化即可,即R1两端的电压不变即可,题中R2没有电流通过,改变R2时对电路工作状态无影响,B正确,A错误;而增大两板间的距离时,电场强度减小,油滴下落,C错误;断开开关S时,电容器与可变电阻构成闭合回路,电容器放电,油滴下落,D错误。] 4.AB　[光照逐渐增强时,光敏电阻阻值减小,总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,结合串反并同可知,L1灯、L2灯均变暗,故A正确;L2灯是定值电阻,电压与电流的变化量之比为定值,故B正确;由于Rt的电阻减小,外电路总电阻在减小,因无法确定外电路电阻与电源内阻的关系,则无法确定电源的输出功率的变化,故C错误;由于干路电流增大,L1两端电压减小,电容器C两端的电压减小,电场强度减小,电场力减小后小于重力,小液滴向下运动,电场力做负功,机械能减少,故D错误。] 5.A　[正常工作时,由图可知,电容器与智能锁并联,电阻R2相当于导线作用,没有电压;故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压,即为6 V,则Q=CU=6 C,故A正确;断电前,由主电源对智能锁供电,电流方向由上到下;主电源也对电容器充电,电容器上端为正极,下端为负极;断电后,由电容器对智能锁供电,电流方向由上到下,所以断电前、后,流经智能锁的电流方向相同,故B错误;当主电源断电后,电容器放电,R2阻值越大,回路中的电流越小,因电容器储存的总电荷量是一个定值,根据Q=It,可知电容器放电时间越长,故C错误;当电容器放电时,电阻R2与智能锁串联,所以当智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报,此时电阻R2两端也有电压,故此时电容器两端的电压大于4.5 V而小于6 V,所以电容器变化的电压小于1.5 V,根据ΔQ=CΔU,可知流经智能锁的电荷量小于1.5 C,故D错误。] 6.C　[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φ上=·2R=,电容器下极板的电势为φ下=·4R=,则电容器两端的电压U下上=,则电容器极板上所带的电荷量为Q=CU下上=CE,故C正确。] 7.C　[滑片缓慢向右滑动全程,电容器两极板由“下正上负”逐渐转变为“上正下负”,电容器经历先放电再充电的过程,则两极板间的电压先减小后增大,故A错误;根据“充电电流流向正极板,放电电流流向负极板”可知,充放电流全程由d点经R3流向c点,由于过程缓慢,则充放电流很小,所以R3两端电压很小,即d点电势比c点略高,故B错误;P点的电势先比上极板高,后比上极板低,故P点电势降低,故D错误;放电过程,向下流过R3的电荷量为q1=C·E,充电过程,向下流过R3的电荷量为q2=C·E,全程向下流过R3的电荷量为q=q1+q2=C·E+C·E=CE,故C正确。] 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 选择题专项强化练习 恒定电流 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　两类电学元件和两类U-I图像 (分值:42分) 1~7题,每小题6分,共42分。 1.(两类电学元件)(多选)如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机的线圈阻值R2=10 Ω。当开关打开时,电流表的示数是0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　) A.I=1.5 A B.I<1.5 A C.P=15 W D.P<15 W 2.(非纯电阻电路) (多选)如图所示,直流电动机正常工作时,两端电压为220 V,通过电动机的电流为6 A,能在10 s内把一质量为100 kg的重物匀速提高8 m,不计绳重、摩擦与空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.电动机的输出功率为1 320 W B.在提升重物的10 s内重物增加的重力势能为8 000 J C.在提升重物的10 s内电动机线圈产生的热量为5 200 J D.电动机线圈的电阻为10 Ω 3.(两类电学元件)如图所示,将一盏标有“40 V　20 W”的灯泡和一电阻为4.4 Ω的电解槽串联后,接在电压为80 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则(　　) A.电路消耗的总功率为20 W B.电解槽消耗的电功率为20 W C.电解槽的发热功率为20 W D.电解槽的输出电功率为20 W 4.(I-U图像)在如图所示的I-U图像中,直线Ⅰ为某一电源中流过的电流与其路端电压的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的I-U图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图像可知(　　) A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 Ω B.电阻R的阻值为2 Ω C.电源的输出功率为2 W D.电源的效率约为33.3% 5.(U-I图像)恒流源是一个能输出恒定电流的电源,应用领域非常广阔。如图甲所示的电路中的电源为恒流电源,R1和R2为定值电阻,R为滑动变阻器。调节滑动变阻器,电压表和电流表的数值变化如图乙所示,A、B为线段的两个端点,则(　　) A.R1=15 Ω B.R2=5 Ω C.恒流源的电流为4 A D.B点的纵坐标为15 V 6.(一个电源接不同电阻)某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系图如图所示。用此电源和电阻R1、R2组成电路。R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的接法是(　　) A.将R1单独接到电源两端 B.将R1、R2并联后接到电源两端 C.将R1、R2串联后接到电源两端 D.将R2单独接到电源两端 7.(不同电源接同一个电阻)(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　　) A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2 B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1 C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2 D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10 小专题2　闭合电路动态分析与故障分析 (分值:42分) 1~7题,每小题6分,共42分。 1.(滑动变阻器引起的动态变化)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器,当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是(　　) A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小 C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,U减小 2.(功率最值问题)如图甲所示的电路,其中电源电动势E=6 V,内阻r=2 Ω,定值电阻R=4 Ω,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是(　　) A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2 W B.图乙中R1=6 Ω,R2=12 Ω C.滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R也消耗功率最大 D.调整滑动变阻器Rr的阻值,可以使电源的输出电流达到2 A 3.(开关闭合引起的动态变化)如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接,只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作,如果再合上S2,则下列表述正确的是(　　) A.电源输出功率减小 B.L1上消耗的功率增大 C.通过R1上的电流增大 D.通过R3上的电流增大 4.(传感器引起的动态变化)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示,M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时(　　) A.RM变大,且R越大,U增大越明显 B.RM变大,且R越小,U增大越明显 C.RM变小,且R越大,U增大越明显 D.RM变小,且R越小,U增大越明显 5.(复杂电路的动态变化)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计,闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(　　) A.U先变大后变小 B.I先变小后变大 C.U与I比值先变大后变小 D.U变化量与I变化量比值等于R3 6.(含电动机的动态变化)(多选)某汽车的电源与启动电动机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电动机工作,车灯突然变暗,假设车灯电阻恒定。此时(　　) A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 7.(电路故障)在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表和电流表的读数都增大,电压表和电流表均为理想电表,则可能出现了下列哪种故障(　　) A.R1短路 B.R2短路 C.R3短路 D.R1断路 小专题3　含电容器的直流电路分析 (分值:42分) 1~7题,每小题6分,共42分。 1.(电容、电感对电流的影响)如图所示,线圈自感系数为L,电容器电容为C,电源电动势为E,A1、A2和A3是三个相同的小灯泡。开始时,开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻,将开关S闭合,下列说法正确的是(　　) A.闭合瞬间,A1与A3同时亮起 B.闭合后,A2亮起后亮度不变 C.稳定后,A1与A3亮度一样 D.稳定后,电容器的电荷量是CE 2.(电容器的图像问题)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是(　　) A.A B.B C.C D.D 3.(串联电阻对电容的影响)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是(　　) A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大两板间的距离 D.断开开关S 4.(动态分析)(多选)光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其阻值减小),忽略灯阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时(　　) A.L1灯、L2灯均逐渐变暗 B.L2灯的电压与电流的变化量之比不变 C.电源的输出功率一定是先变大后变小 D.小液滴向上运动,在接触极板前机械能增加 5.(超级电容的充放电)某智能锁利用超级电容器作为待用电源,其简化电路如图所示。主电源正常工作时(开关S闭合),智能锁的输入电压为6 V;当主电源断电(开关S断开),则启用备用电源,智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1 F,R1及R2是电路中的小电阻,下列说法正确的是(　　) A.正常工作时,电容器储存电荷量为6 C B.断电前后,流经智能锁的电流方向相反 C.R2阻值越大,当主电源断电后,电容器放电时间一定越短 D.从主电源断电后至智能锁发出低电压警报,流经智能锁的电荷量为1.5 C 6.(电桥问题)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S,待电路稳定后,电容器极板上所带电荷量为(　　) A.CE B.CE C.CE D.CE 7.(极板电性变化的电容器问题)如图所示电路,电源内阻不计,P点是电容器两极板间的一个定点,C为电容器的电容,E为电源的电动势,滑动变阻器滑片最初处于a端且电路处于稳定状态,现滑片从a端缓慢滑到b端,则该过程中(　　) A.电容器两极板间的电压先增大后减小 B.c点电势比d点电势略高 C.流过R3横截面的电荷量等于CE D.P点的电势升高 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $