专题14 恒定电流(6年汇编)(湖北专用)2021-2026年高考物理真题分类汇编
2026-08-16
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3份
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摘要:
**基本信息**
聚焦恒定电流专题,整合2020-2026年湖北、浙江高考真题及模拟题,突出实验能力与跨模块综合应用,如测量铅笔芯电阻率实验融合欧姆定律与图像分析,磁场检测芯片题结合安培力与桥式电路。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|实验题|多题|欧姆定律、电阻定律、仪器读数、图像处理|2026湖北真题以铅笔芯测量为情境,考螺旋测微器读数及U-IL图像斜率计算|
|计算题|综合题|桥式电路、安培力、变压器原理|2026浙江真题结合电阻应变片与“H”形支架,实现力学与电学跨模块综合|
|多选题|典型题|远距离输电、动态电路分析|2025湖北真题考查输电线路功率损耗及负载变化对电压的影响|
内容正文:
专题14 恒定电流
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
欧姆定律
2026 湖北高考真题(测量铅笔芯电阻率,实验电路+U-IL图像处理,实验填空)
・情境:用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;
・考点:欧姆定律(R=U/I)、电阻定律(R=ρL/S)、螺旋测微器读数、图像法处理数据(斜率k=4ρ/(πd²))、实验误差分析(电源内阻增大对测量结果无影响);
・题型:实验填空(4小问),侧重基本仪器读数、公式推导与图像斜率计算;
・综合:纯电学实验综合,融合电阻定律、欧姆定律、图像分析与误差判断,考查基础实验能力。
考点 02
电路分析
2026 浙江高考真题(磁场检测芯片,电阻应变片+桥式电路+安培力,计算题);
2025 湖北高考真题(远距离输电,升压变压器+输电线路+降压变压器,多选)
・情境:①“H”形支架上四个电阻应变片在安培力作用下阻值变化,构成桥式电路,通过电势差Uef求磁感应强度B;②远距离输电系统中,升压变压器原副线圈匝数比、输电线路电阻r、用户负载变化对功率和电压的影响;
・考点:电阻应变片原理(拉伸→阻值增大,压缩→阻值减小)、串联电路分压原理、电势差计算(Uef=φe-φf)、安培力公式(F=BIl)、变压器原理(U₁/U₂=n₁/n₂,P₁=P₂)、输电线路功率损耗(ΔP=I²r)、动态电路分析(负载变化对电流/电压的影响);
・题型:计算题(2026浙江)与多选题(2025湖北),2026年融合力学(安培力)与电学(桥式电路)的综合;
・综合:2026年跨模块综合(力学+电学),融合安培力、电阻应变片、串并联电路与电势差计算;2025年为纯电学综合,融合变压器原理、远距离输电与动态电路分析,对电路分析能力要求较高。
考点01 欧姆定律
1.(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
考点02 电路分析
1.(1)ab竖直向下,cd竖直向上
(2),,,
(3)
2.AC
1.C
2.B
3.D
4.ACD
5.AD
6.(1) 小于
(2)37974.0
(3)
7.(1)3000
(2) 5.0 0.42
8.(1)红
(2)B
(3)8
(4)3.50(3.48~3.52均可)
(5)3000
9.(1)
(2)
(3) 正极
(4)
10.(1)5
(2)1145
(3) 断开 需要
(4)285
11.(1) A E F
(2)
(3)小于
(4)1.52
12.(1) 小于
(2)
13.(1)左
(2)0.6
(3)
14.(1) 黑 150
(2) 14.5mA/14.6mA/14.7mA/14.8mA
(3) 50 偏大
15.(1)1.2
(2) 串联
(3)7.5
16.(1)C
(2)c、d
(3)两个线圈的匝数之比
(4)A
(5)
17.(1)B
(2) a
(3) < <
18.(1) D E
(2)甲
(3) 1.15 等于
19.(1) 497.0/497 右
(2)7500
(3) 1500 7.5
试卷第1页,共3页
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专题14 恒定电流
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
欧姆定律
2026 湖北高考真题(测量铅笔芯电阻率,实验电路+U-IL图像处理,实验填空)
・情境:用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;
・考点:欧姆定律(R=U/I)、电阻定律(R=ρL/S)、螺旋测微器读数、图像法处理数据(斜率k=4ρ/(πd²))、实验误差分析(电源内阻增大对测量结果无影响);
・题型:实验填空(4小问),侧重基本仪器读数、公式推导与图像斜率计算;
・综合:纯电学实验综合,融合电阻定律、欧姆定律、图像分析与误差判断,考查基础实验能力。
考点 02
电路分析
2026 浙江高考真题(磁场检测芯片,电阻应变片+桥式电路+安培力,计算题);
2025 湖北高考真题(远距离输电,升压变压器+输电线路+降压变压器,多选)
・情境:①“H”形支架上四个电阻应变片在安培力作用下阻值变化,构成桥式电路,通过电势差Uef求磁感应强度B;②远距离输电系统中,升压变压器原副线圈匝数比、输电线路电阻r、用户负载变化对功率和电压的影响;
・考点:电阻应变片原理(拉伸→阻值增大,压缩→阻值减小)、串联电路分压原理、电势差计算(Uef=φe-φf)、安培力公式(F=BIl)、变压器原理(U₁/U₂=n₁/n₂,P₁=P₂)、输电线路功率损耗(ΔP=I²r)、动态电路分析(负载变化对电流/电压的影响);
・题型:计算题(2026浙江)与多选题(2025湖北),2026年融合力学(安培力)与电学(桥式电路)的综合;
・综合:2026年跨模块综合(力学+电学),融合安培力、电阻应变片、串并联电路与电势差计算;2025年为纯电学综合,融合变压器原理、远距离输电与动态电路分析,对电路分析能力要求较高。
考点01 欧姆定律
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
考点02 电路分析
1.(2026·浙江·高考真题)测量局域磁场,科学家基于电阻应变片开发出一种磁场检测芯片,其简化结构如图1所示。长度均为l、通有恒定电流I0(方向相反)的两刚性金属杆ab、cd,与具有良 好弹性的绝缘悬梁OA、OD构成“H”形支架,对称固定于底座O处。在悬梁上、下表面对称安装四个相同的电阻应变片(各自引出两导线),其阻值分别为R1、R2、R3和R4,将它们 按图2方式与电动势为E的电源(不计内阻)相连。未加磁场时,支架处于水平平衡状态, 此时R1=R2=R3=R4=R0,测得e、f两端的电势差为0。现施加待测磁场,其方向水平向右、且垂直于金属杆,则金属杆ab、cd受安培力作用,使悬梁OA、OD产生形变,四个应变片的阻值发生相应变化,其变化量的绝对值均为ΔR,此时测得e、f两端的电势差为Uef,从而得到待测磁场磁感应强度B的大小。
(1)判断金属杆ab和cd所受安培力的方向;
(2)写出上述四个电阻的阻值(用R0和ΔR表示);
(3)已知电阻变化量和所受的安培力成正比关系,且比例系数为,求与B之间的关系。
2.(2025·湖北·高考真题)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是( )
A.仅增加用户数,r消耗的功率增大 B.仅增加用户数,用户端的电压增大
C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小
一、单选题
1.(2026·湖北黄冈·三模)如图所示,理想变压器原线圈接的交流电,原、副线圈匝数比,已知定值电阻,,R是滑动变阻器,其最大阻值为,电压表和电流表均为理想交流电表,当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端,电压表和电流表示数变化的绝对值为和,以下说法正确的是( )
A.滑片向下滑动的过程中,电压表、电流表的示数均变大
B.滑片向下滑动的过程中,理想变压器的输出功率一直增大
C.时,理想变压器的输出功率最大
D.
2.(2026·湖北孝感·二模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,在副线圈接上内阻为的电动机,原线圈接在电压恒为的正弦交流电源上,已知电动机的机械效率为60%,下列说法正确的是( )
A.原线圈的电流为 B.副线圈的电流为
C.电动机两端的电压为 D.原线圈的输入功率为
3.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示,单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为,两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场,磁感应强度随时间的的变化规律满足()。下列说法中正确的是( )
A.流经电阻的电流方向由到 B.回路中的电流增大
C.电阻两端的电压为 D.时间内通过电阻的电荷量为
二、多选题
4.(2026·湖北·二模)如图所示,半径为r的金属球远离其他物体,通过电阻R接地。电子束从远处以速度v均匀落到球上,每秒钟有n个电子落到球上,全部被吸收而不反弹。电子电荷量为e,质量为m。不计电子重力,不计导线电阻,取大地电势恒为零,稳定后金属球的能量状态与电子落到球上之前的状态没有变化,下列判断正确的是( )
A.通过电阻R的电流方向由地面流向金属球
B.电子对金属球表面单位面积撞击力为nmv
C.电阻R消耗的电功率为n2e2R
D.金属球单位时间释放的热量为
5.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示电路中,两平行金属板A、B水平放置,两极板间距离,电源电动势,内电阻,电阻。闭合开关S,调节电阻为某一阻值,将一小球从A板小孔上方处静止释放,小球恰好不能到达B板。已知小球电量,质量,不考虑空气阻力,g取,以下操作过程,小球均从原位置静止释放,则下列说法正确的是( )
A.此时电阻阻值为
B.若只增大阻值,则小球会打在B板上
C.若保持阻值不变,只将A板向下移,使d减为原来的一半,则小球会打在B板上
D.若保持阻值不变,只将B板向上移,使d减为原来的一半,则小球不会打在B板上
三、实验题
6.(2026·湖北十堰·模拟预测)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100 μA,内阻约为2000 Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10 V,有两个电阻箱可选,R1(0-9999.9 Ω),R2(0-99999.9 Ω);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3.2 V,内阻约为1 Ω),定值电阻R0=1 Ω。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将S2断开,闭合S1,调节滑片P和电阻箱RN,使微安表满偏;然后保持滑片P和RN不变,闭合S2,调节电阻箱RM,使微安表半偏,读出此时RM的读数;则微安表内阻测量值等于RM的读数。该实验中RN应选________(填“R1”或“R2”),微安表内阻Rg的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值Rg=2026.0 Ω,把该微安表改装成量程为4 V的电压表,需要串联电阻箱R2,并调节其阻值R2=________Ω。(结果保留小数点后一位)
(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R1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,若学习小组测得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E=________,内阻r=________。(均用字母k,b,Rg,R2,R0表示)
7.(2026·湖北荆州·三模)2026年4月,国家发布了充电宝新规,对充电宝的功能和安全标准提出了更高要求。甲同学准备测量某款旧充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,大约为5 V,内阻大约为0.3 Ω,该同学设计了图一所示电路。其中:
电压表V(量程为3 V,内阻为3 kΩ) 电流表A(量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
电阻箱 滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)
定值电阻 一个开关及导线若干
(1)为了将电压表的量程扩大为原来的两倍,需要把电阻箱的阻值调为________Ω。
(2)调节滑动变阻器,该同学得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图二,则该充电宝的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留2位有效数字)
8.(2026·湖北襄阳·二模)图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,下列说法正确的是___________(填正确答案标号);
A.在使用多用电表之前,调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
9.(2026·湖北·模拟预测)图甲为多用电表刻度盘,图乙为多用电表功能选择开关。
(1)使用多用电表前发现其指针出现在图甲①位置,则需要调节图乙中__________(选填“”或“”)处的旋钮。
(2)某同学用欧姆表“×10”倍率的电阻挡测某未知电阻的阻值,指针位于图甲中③位置,为了得到比较准确的测量结果,应选择倍率为__________(选填“×1”或“×100”)的电阻挡,重新进行欧姆调零并完成测量。
(3)该同学粗测一节干电池的电动势,将图乙中挡位旋钮旋至直流电压量程处,红表笔接电池_____(选填“正极”或“负极”),黑表笔接另一极,指针位于图甲中②位置,对应的数值为_____。
(4)某同学用多用电表欧姆挡探测一个不含电源的黑箱中电学元件,如图丙,已知黑箱中只有两个元件,且分别在、和、之间。当红、黑表笔分别接在、或、时,都观察到指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“0”刻线。在图丙的黑箱图中画出电学元件_____。
10.(2026·湖北襄阳·二模)某物理兴趣小组利用压敏电阻设计制作了一个量程广泛的质量秤,能够直接称量出物体的质量大小,其原理图如图(1)所示。其中S1是总开关,S2是量程切换开关,R1是保护电阻(阻值为800Ω),R2是调零电阻(最大阻值为9999.9Ω的电阻箱),R3是阻值为5Ω的定值电阻,电流表量程为5mA(内阻为5Ω),电源电动势E=10V(内阻不计),已知压敏电阻阻值R与所受压力大小F的关系如图(2)所示,要求将电流表的表盘全部刻度都赋值成质量值,重力加速度g取10m/s2。
(1)电流表表盘赋值后,质量为零的刻度线对应电流表________mA(填“0”或“5”)刻度线。
(2)断开开关S2,小组同学对质量秤进行调零时,电阻箱R2阻值应为________Ω。
(3)当称量质量较大的物体时,想使结果比较准确,开关S2应________。(填“闭合”或“断开”);每一次换挡________重新调零(填“需要”或“不需要”)。
(4)闭合开关S2,其他操作均无误,当流过电流表的电流为2.5mA时,物体的质量为________kg。
11.(2026·湖北·二模)某研究性学习小组的同学欲做实验——描绘小电珠两端的电压和通过它的电流两者之间关系的曲线。已知所用新型小电珠的额定电压和额定功率分别为5.0 V、2.5 W,实验使用的直流电源的电动势为6.0 V、内阻忽略不计,实验可供选择的器材规格如下:
A.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
D.定值电阻R1=1 kΩ
E.定值电阻R2=3 kΩ
F.滑动变阻器R3(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器R4(阻值0~5000 Ω,额定电流500 mA)
H.开关S一个
请回答下列问题:
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选择________,定值电阻应选择________与电压表串联改装成量程合适的电压表,滑动变阻器应选择________(填写实验器材前的序号)。
(2)根据所选的实验器材,请设计合理的电路原理图补填在下面方框中,然后根据方框中的电路图完成该实验______________。
(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了该小电珠两端的电压U和通过电流表的电流I,由计算得到的小电珠的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据,并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图,如图所示。如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为3.0Ω的定值电阻串联,并接在电动势为6.0V、内阻忽略不计的直流电源两端,则每个小电珠消耗的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
12.(2026·湖北武汉·三模)某同学用图(a)所示电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据实验测量的电流表和电压表读数,作出图像如图(b)所示,则电源的电动势_______V,内阻_________,(均保留3位有效数字)电动势的测量值__________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)为了准确测量电源的电动势E和内阻r,该同学重新设计了实验,电路如图(c)所示,实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,调节使灵敏电流表G示数为零,此时电压表示数为;
②再闭合开关,调节电阻使灵敏电流表G示数为零,此时电压表和电流表的示数分别为、;
③测得电源的电动势__________,内阻__________。(均用、、表示)
13.(2026·湖北·二模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
D.电阻R0=6Ω
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)按照图甲连接电路,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到最___________侧(填“左”或“右”)。
(2)根据图乙所示,则该电池的内阻r=___________Ω;(结果保留到小数点后一位)。
(3)该实验小组还设计了图丙所示的电路,其中E0为工作电源,R0为限流电阻,MN为粗细均匀同种材料的电阻丝,P为滑动触头,G为灵敏电流计,R1为它的保护电阻,R2为阻值已知的工作电阻。为了测量电源Ex的内阻r,现作如下操作:
①先闭合S1,断开S2,调节滑动触头P的位置,当其位于A位置时,灵敏电流计示数为零;
②再闭合S2,调节滑动触头P的位置,当其位于B位置时,灵敏电流计示数再次为零,此时R2两端电压U=___________;(用Ex、r、R2表示)
③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为l1和l2,则电源内阻r=___________。(用l1、l2,R2表示)
14.(2026·湖北黄冈·二模)如图(a)为简易多用电表的电路图。图中E是电池;、、、、均为定值电阻,是可变电阻;电流表G的满偏电流为2.5mA,内阻为,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表的五个挡位分别为直流电压1V挡和5V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)表笔相连接,根据题给数据可得________;
(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;(结果均保留三位有效数字)。
(3)若电池E的电动势为1.5V,当B端与“3”相连,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G满偏刻度的处,则该电阻阻值为________。若该电池由于使用时间过长,导致其电动势变小,电池内阻变大,但还可以欧姆调零,在规范操作下,它的测量值将________。(填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)
15.(2026·湖北宜昌·一模)某同学设计实验,测量电压表的内阻,并进行改装扩大其量程。实验器材如下:
学生电源(电动势为3V,内阻不计)
待测电压表(量程,内阻未知)
电阻箱()
开关、导线若干
(1)该同学按图(a)连接好实验电路,改变电阻箱的阻值,读取多组电压表示数U与电阻箱的阻值R,并描绘如图(b)所示的图像,由图像可得电压表内阻为__________;
(2)要将该电压表量程改装为,先将电阻箱的阻值调到__________,并与该电压表__________(填“串联”或“并联”),然后对表盘进行重新标注;
(3)该同学在改装过程中,误将电阻箱阻值调整为,然后用改装后的电压表测量某电阻两端电压,示数为,则电阻两端电压的真实值为__________V。
16.(25-26高二下·湖北随州·阶段检测)某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。
图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表:
实验序号
原线圈匝数n1=400
原线圈两端电压U1(V)
副线圈匝数n2=200
副线圈两端电压U2(V)
副线圈匝数n2=1400
副线圈两端电压U2(V)
1
5.8
2.9
20.3
2
8.0
4.0
28.1
3
12.6
6.2
44.0
请回答下列问题:
(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是( )
A.连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源
B.因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
C.为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
(2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________(填“a、b”或“c、d”)连接。
(3)由表中数据得出的结论是:变压器原、副线圈的电压之比等于_________。
(4)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压( )
A.一定小于4.0V B.一定等于4.0V C.一定大于4.0V
(5)图丁为某电学仪器原理图,图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分,该部分与一理想变压器的原线圈连接;一可变电阻R与该变压器的副线圈相连,原、副线圈的匝数分别为n1、n2,在交流电源的电压有效值U0不变的情况下,调节可变电阻R的过程中,当=__________时,R获得的功率最大。
17.(2026·湖北恩施·二模)某兴趣小组利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。可供选择的器材有:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω);
B.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ);
C.电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ);
D.电阻箱R(调节范围0~999.9Ω);
E.定值电阻(阻值为5Ω);
F.开关S一个,导线若干。
(1)实验中电压表应该选取________。(填B或C)
(2)该兴趣小组得到了多组电压表V和电阻箱R的读数并作出乙图,根据图像可得该电池的电动势________,内阻________。(用“a”“b”、“”表示)
(3)该兴趣小组再将甲图中电阻箱R和定值电阻进行交换,得到多组电压表V和电阻箱R的读数,在未考虑电压表内阻的情况下,求出了电池的电动势和内阻,则其与电池电动势的真实值和内阻的真实值的关系为________,________。(填“>”或“<”或“=”)
18.(2026·湖北襄阳·一模)某同学测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材。
A.待测干电池一节
B.电流表:量程,内阻
C.电压表1:量程,内阻未知
D.电压表2:量程,内阻未知
E.滑动变阻器1:阻值范围为,允许通过最大电流2A
F.滑动变阻器2:阻值范围为,允许通过最大电流1A
G.开关、导线若干
(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材,电压表选择_________,滑动变阻器选择____________。(填写器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图___________(填“甲”或“乙”)。
(3)正确选择电路图后,根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则于电池的内阻__________(保留三位有效数字),此电路测得的电动势数值___________真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
19.(2026·湖北孝感·二模)某研究性学习小组,将毫安表的表盘改装成可直接读取重力数值的表盘,电路图如图甲所示。
实验器材如下:
电源E(电动势15V,内阻为)
灵敏毫安表mA(满偏电流10mA,内阻为)
电阻箱R(最大阻值为)
拉力敏感电阻丝
开关S,导线若干
已知拉力敏感电阻丝的阻值随拉力F变化的规律如图乙所示。
(1)未悬挂重物时,调节电阻箱,使灵敏毫安表满偏,此时电阻箱R的阻值为________,改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的________(填“左”或“右”)端。
(2)若毫安表指针指向表盘正中间刻度,此时拉力敏感电阻丝所受的拉力________N。
(3)若所挂重物的重力为,此时电阻丝与竖直方向的夹角,则拉力敏感电阻丝的阻值________,通过毫安表的电流为________mA(,)。
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专题14 恒定电流
6年真题1年模拟
考点分类
湖北考情(2020-2026)
命题规律
考点 01
欧姆定律
2026 湖北高考真题(测量铅笔芯电阻率,实验电路+U-IL图像处理,实验填空)
・情境:用电压表、电流表、电阻箱、滑片P等测量圆柱形铅笔芯的电阻率,通过改变B、P间长度L,记录U和I,绘制U-IL图像求ρ;
・考点:欧姆定律(R=U/I)、电阻定律(R=ρL/S)、螺旋测微器读数、图像法处理数据(斜率k=4ρ/(πd²))、实验误差分析(电源内阻增大对测量结果无影响);
・题型:实验填空(4小问),侧重基本仪器读数、公式推导与图像斜率计算;
・综合:纯电学实验综合,融合电阻定律、欧姆定律、图像分析与误差判断,考查基础实验能力。
考点 02
电路分析
2026 浙江高考真题(磁场检测芯片,电阻应变片+桥式电路+安培力,计算题);
2025 湖北高考真题(远距离输电,升压变压器+输电线路+降压变压器,多选)
・情境:①“H”形支架上四个电阻应变片在安培力作用下阻值变化,构成桥式电路,通过电势差Uef求磁感应强度B;②远距离输电系统中,升压变压器原副线圈匝数比、输电线路电阻r、用户负载变化对功率和电压的影响;
・考点:电阻应变片原理(拉伸→阻值增大,压缩→阻值减小)、串联电路分压原理、电势差计算(Uef=φe-φf)、安培力公式(F=BIl)、变压器原理(U₁/U₂=n₁/n₂,P₁=P₂)、输电线路功率损耗(ΔP=I²r)、动态电路分析(负载变化对电流/电压的影响);
・题型:计算题(2026浙江)与多选题(2025湖北),2026年融合力学(安培力)与电学(桥式电路)的综合;
・综合:2026年跨模块综合(力学+电学),融合安培力、电阻应变片、串并联电路与电势差计算;2025年为纯电学综合,融合变压器原理、远距离输电与动态电路分析,对电路分析能力要求较高。
考点01 欧姆定律
1.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【详解】(1)读数为
(2)根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
(3)根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
(4)干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
考点02 电路分析
1.(2026·浙江·高考真题)测量局域磁场,科学家基于电阻应变片开发出一种磁场检测芯片,其简化结构如图1所示。长度均为l、通有恒定电流I0(方向相反)的两刚性金属杆ab、cd,与具有良 好弹性的绝缘悬梁OA、OD构成“H”形支架,对称固定于底座O处。在悬梁上、下表面对称安装四个相同的电阻应变片(各自引出两导线),其阻值分别为R1、R2、R3和R4,将它们 按图2方式与电动势为E的电源(不计内阻)相连。未加磁场时,支架处于水平平衡状态, 此时R1=R2=R3=R4=R0,测得e、f两端的电势差为0。现施加待测磁场,其方向水平向右、且垂直于金属杆,则金属杆ab、cd受安培力作用,使悬梁OA、OD产生形变,四个应变片的阻值发生相应变化,其变化量的绝对值均为ΔR,此时测得e、f两端的电势差为Uef,从而得到待测磁场磁感应强度B的大小。
(1)判断金属杆ab和cd所受安培力的方向;
(2)写出上述四个电阻的阻值(用R0和ΔR表示);
(3)已知电阻变化量和所受的安培力成正比关系,且比例系数为,求与B之间的关系。
【答案】(1)ab竖直向下,cd竖直向上
(2),,,
(3)
【详解】(1)根据左手定则可知ab所受安培力方向竖直向下;cd所受安培力方向竖直向上。
(2)由题意可知ab向上弯曲,使R1被拉伸(阻值增大)、R3被压缩(阻值减小),故
cd向下弯曲,使R2被压缩(阻值减小)、R4被拉伸(阻值增大),故
(3)由图可知R1与R2串联,R3与R4串联,两条支路并联。
上支路总电阻为
电流
f点电势
下支路总电阻为
电流
e点电势
e、f两点间的电势差绝对值
安培力与ΔR的关系:,而,所以
联立得
2.(2025·湖北·高考真题)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是( )
A.仅增加用户数,r消耗的功率增大 B.仅增加用户数,用户端的电压增大
C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小
【答案】AC
【详解】A.整个电路物理量标注如图
设用户端总电阻为R用户,降压器输入端等效为电阻Rx,则有
因为
其中I2=I3,则对于输电线有
联立整理可得
仅增加用户数,则R用户减小,可知I2增大,根据
可知r消耗的功率增大,故A正确;
B.仅增加用户数,I2增大,根据
可知U3减小,根据用户端的电压
可知用户端的电压减小,故B错误;
C.仅适当增加n2,根据
可知U2增大,根据
可知I2增大,根据
可知U3增大,根据用户端的电压
可知用户端的电压增大,故C正确;
D.由C选项可知,仅适当增加n2,I2增大,整个电路消耗的电功率
由于U2增大,故整个电路消耗的电功率变大,故D错误。
故选AC。
一、单选题
1.(2026·湖北黄冈·三模)如图所示,理想变压器原线圈接的交流电,原、副线圈匝数比,已知定值电阻,,R是滑动变阻器,其最大阻值为,电压表和电流表均为理想交流电表,当滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端,电压表和电流表示数变化的绝对值为和,以下说法正确的是( )
A.滑片向下滑动的过程中,电压表、电流表的示数均变大
B.滑片向下滑动的过程中,理想变压器的输出功率一直增大
C.时,理想变压器的输出功率最大
D.
【答案】C
【详解】A.将变压器与负载等效为一个电阻,则有
根据,,
联立解得
又理想变压器原线圈接的交流电,则原线圈电路中接入的交流电源电压有效值保持不变,为
在原线圈电路中,根据闭合电路欧姆定律,可得
滑片向下滑动的过程中,的有效电阻变大,根据
可知变大,故原线圈中的电流变小,根据
可知副线圈中的电流变小,即电流表的示数变小;
在原线圈电路中有
可知原线圈两端的电压变大,根据
可知副线圈两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;
BC.将电阻视为电源内阻,可知当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大;即
代入数据解得
说明当时电源输出功率最大,又因R的最大阻值为,故滑片向下滑动的过程中,理想变压器的输出功率先增大再减小,故B错误,C正确;
D.在原线圈电路中有
根据,
联立解得
可得,故D错误。
故选C。
2.(2026·湖北孝感·二模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,在副线圈接上内阻为的电动机,原线圈接在电压恒为的正弦交流电源上,已知电动机的机械效率为60%,下列说法正确的是( )
A.原线圈的电流为 B.副线圈的电流为
C.电动机两端的电压为 D.原线圈的输入功率为
【答案】B
【详解】C.理想变压器原副线圈电压比满足
因此副线圈电压,即电动机两端电压,故C错误;
B.电动机是非纯电阻用电器,总功率
内阻发热功率
已知机械效率,因此发热功率
得
即副线圈电流为,故B正确;
A.根据变压器电流比
得原线圈电流,故A错误;
D.原线圈输入功率等于副线圈输出功率,故D错误。
故选B。
3.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示,单匝铜线制成的正方形线框边长为、电阻为,两端点用导线与阻值为的电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场,磁感应强度随时间的的变化规律满足()。下列说法中正确的是( )
A.流经电阻的电流方向由到 B.回路中的电流增大
C.电阻两端的电压为 D.时间内通过电阻的电荷量为
【答案】D
【详解】A.由楞次定律可得,正方形线框中感应电流为逆时针方向,故通过中电流方向为,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可得,正方形线框中产生的感应电动势
回路中感应电流
可知电流大小不变,故B错误;
C.两端电压,故C错误;
D.时间内通过的电荷量,故D正确。
故选D。
二、多选题
4.(2026·湖北·二模)如图所示,半径为r的金属球远离其他物体,通过电阻R接地。电子束从远处以速度v均匀落到球上,每秒钟有n个电子落到球上,全部被吸收而不反弹。电子电荷量为e,质量为m。不计电子重力,不计导线电阻,取大地电势恒为零,稳定后金属球的能量状态与电子落到球上之前的状态没有变化,下列判断正确的是( )
A.通过电阻R的电流方向由地面流向金属球
B.电子对金属球表面单位面积撞击力为nmv
C.电阻R消耗的电功率为n2e2R
D.金属球单位时间释放的热量为
【答案】ACD
【详解】A.落到球面上的电子通过电阻R流向大地,由于电子带负电,故通过电阻R的电流方向由地面流向金属球,A正确;
B.每秒钟金属球单位面积上有个电子落上,电子的末速度由变为零,根据动量定理有,其中
联立解得,电子对金属球表面单位面积上的撞击力为,故B错误;
C.每秒钟金属球上有个电子落上,根据,其中
电阻R消耗的电功率为
联立解得,C正确;
D.单位时间内落到金属球上电子的总动能为
单位时间电阻上产生的热为,其中
根据能量守恒定律,金属球单位时间释放的热量为
联立解得,金属球单位时间释放的热量为,故D正确。
故选ACD。
5.(2026·湖北黄冈·二模)如图所示电路中,两平行金属板A、B水平放置,两极板间距离,电源电动势,内电阻,电阻。闭合开关S,调节电阻为某一阻值,将一小球从A板小孔上方处静止释放,小球恰好不能到达B板。已知小球电量,质量,不考虑空气阻力,g取,以下操作过程,小球均从原位置静止释放,则下列说法正确的是( )
A.此时电阻阻值为
B.若只增大阻值,则小球会打在B板上
C.若保持阻值不变,只将A板向下移,使d减为原来的一半,则小球会打在B板上
D.若保持阻值不变,只将B板向上移,使d减为原来的一半,则小球不会打在B板上
【答案】AD
【详解】A.对小球由动能定理有
由闭合电路的欧姆定律有
联立解得,,故A正确;
B.由A选项知,若只增大阻值,则增大,则小球不会到达B板,故B错误;
C.若保持阻值不变,只将A板向下移,使d减为原来的一半,但不变,仍有成立
则小球恰好不能到达B板,故C错误;
D.若保持阻值不变,则不变,只将B板向上移,使d减为原来的一半,则
故小球不会打在B板上,故D正确。
故选AD。
三、实验题
6.(2026·湖北十堰·模拟预测)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100 μA,内阻约为2000 Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为10 V,有两个电阻箱可选,R1(0-9999.9 Ω),R2(0-99999.9 Ω);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3.2 V,内阻约为1 Ω),定值电阻R0=1 Ω。
(1)某次测微安表内阻的实验中,先将S2断开,闭合S1,调节滑片P和电阻箱RN,使微安表满偏;然后保持滑片P和RN不变,闭合S2,调节电阻箱RM,使微安表半偏,读出此时RM的读数;则微安表内阻测量值等于RM的读数。该实验中RN应选________(填“R1”或“R2”),微安表内阻Rg的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)微安表内阻测量值Rg=2026.0 Ω,把该微安表改装成量程为4 V的电压表,需要串联电阻箱R2,并调节其阻值R2=________Ω。(结果保留小数点后一位)
(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R1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,若学习小组测得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E=________,内阻r=________。(均用字母k,b,Rg,R2,R0表示)
【答案】(1) 小于
(2)37974.0
(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S2之后,与滑动变阻器并联的支路的电流应基本不变,则需要较大。
故应选。
[2]闭合S2后,与的并联阻值小于的阻值,则流过的电流大于原来的满偏电流,流过电表的电流为半偏电流,则流过的电流大于,的电阻小于,实验中用的阻值来当作微安表内阻,故的测量值小于真实值。
故填小于。
(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R2,根据电表改装原理可知
根据,
可得
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
结合图丙可得,
电池组的内阻约为1 Ω,定值电阻。则
解得电池组的电动势,内阻
7.(2026·湖北荆州·三模)2026年4月,国家发布了充电宝新规,对充电宝的功能和安全标准提出了更高要求。甲同学准备测量某款旧充电宝的电动势与内阻,经查阅资料后获悉,充电宝电动势稳定,大约为5 V,内阻大约为0.3 Ω,该同学设计了图一所示电路。其中:
电压表V(量程为3 V,内阻为3 kΩ) 电流表A(量程为0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
电阻箱 滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)
定值电阻 一个开关及导线若干
(1)为了将电压表的量程扩大为原来的两倍,需要把电阻箱的阻值调为________Ω。
(2)调节滑动变阻器,该同学得到多组电压表与电流表的读数,以电压表读数为纵坐标,电流表读数为横坐标,作出图线如图二,则该充电宝的电动势________V,内阻________Ω。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)3000
(2) 5.0 0.42
【详解】(1)为了将量程扩大为原来的2倍,电阻和电压表分压各为3V,二者串联,电阻应该相等,故电阻箱应该调为3000Ω。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
由题图二中可得纵轴截距为2.5V,故电源电动势为E=5.0V
斜率,故内阻r=0.42Ω
8.(2026·湖北襄阳·二模)图(a)是简易多用电表的电路图,图中是电池;、、、和是固定电阻,是可变电阻;表头的满偏电流为,内阻为。虚线方框内为换挡开关,端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压挡和挡,直流电流挡和挡,欧姆挡,正中间刻度为15。
(1)图(a)中的端与___________(填“红”或“黑”)色表笔相连接;
(2)关于的使用,下列说法正确的是___________(填正确答案标号);
A.在使用多用电表之前,调整使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整使电表指针指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题中条件可得___________;
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“4”相连的,则读数为________V;
(5)若该多用电表使用一段时间后,电池电动势降低为,内阻不变,此表仍能欧姆调零,按照正确使用方法测的电阻,测量读数为___________。
【答案】(1)红
(2)B
(3)8
(4)3.50(3.48~3.52均可)
(5)3000
【详解】(1)与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔,与欧姆表内电源负极相连的是红表笔,可知端与红色表笔相连接。
(2)AB.在使用多用电表之前,应该先进行机械调零,调整的是表头指针定位螺丝,再进行欧姆调零。是可变电阻,它的作用是欧姆表调零的作用,也就是使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置,故A错误,B正确;
C.使用电流挡时,应该先进行机械调零,不需要调节,故C错误;
故选B。
(3)直流电流挡和挡,接端时,是量程较大的电流表,电流最大值为,有
接2端时,是量程较小的电流表,电流最大值为,有
联立可得
(4)此时B端是与“4”相连的,可知是测电压,根据电压表改装
可知串联电阻越大,电压量程越大,可知与“4”相连的量程为直流电压,最小分度为,读数为
(5)欧姆挡,正中间刻度为15,可知中值电阻为
根据
测量电阻时,接3端时干路电流为
联立解得
电池电动势降低为,内阻不变,有,
此表仍能欧姆调零,有,
以上联立得
可得测量读数为
9.(2026·湖北·模拟预测)图甲为多用电表刻度盘,图乙为多用电表功能选择开关。
(1)使用多用电表前发现其指针出现在图甲①位置,则需要调节图乙中__________(选填“”或“”)处的旋钮。
(2)某同学用欧姆表“×10”倍率的电阻挡测某未知电阻的阻值,指针位于图甲中③位置,为了得到比较准确的测量结果,应选择倍率为__________(选填“×1”或“×100”)的电阻挡,重新进行欧姆调零并完成测量。
(3)该同学粗测一节干电池的电动势,将图乙中挡位旋钮旋至直流电压量程处,红表笔接电池_____(选填“正极”或“负极”),黑表笔接另一极,指针位于图甲中②位置,对应的数值为_____。
(4)某同学用多用电表欧姆挡探测一个不含电源的黑箱中电学元件,如图丙,已知黑箱中只有两个元件,且分别在、和、之间。当红、黑表笔分别接在、或、时,都观察到指针首先向右摆动,然后又慢慢地向左回归至“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“”位置,将红、黑表笔分别接在、,指针指在“0”刻线。在图丙的黑箱图中画出电学元件_____。
【答案】(1)
(2)
(3) 正极
(4)
【详解】(1)使用多用电表前,若指针未指向左侧零刻度线,需要进行机械调零,调节的是图乙中的(机械调零旋钮)。
(2)欧姆表用“×10”倍率测量时,指针位于③位置,说明被测电阻阻值较小,所选倍率偏大,应换用更小的倍率,重新欧姆调零后再测量。
(3)测量直流电压时,多用电表红表笔需接高电势,即接电池的正极。
选择直流电压量程时,表盘分度值为,指针位于②位置,对应读数为。
(4)红、黑表笔正反接、时,指针先右摆后回归“”位置,说明、间为电容器(充电时有瞬时电流,充电完成后断路);
接红表笔、接黑表笔时指针指“”(反向截止),接红表笔、接黑表笔时指针指0(正向导通),说明、间为二极管,且接二极管正极、接二极管负极。
10.(2026·湖北襄阳·二模)某物理兴趣小组利用压敏电阻设计制作了一个量程广泛的质量秤,能够直接称量出物体的质量大小,其原理图如图(1)所示。其中S1是总开关,S2是量程切换开关,R1是保护电阻(阻值为800Ω),R2是调零电阻(最大阻值为9999.9Ω的电阻箱),R3是阻值为5Ω的定值电阻,电流表量程为5mA(内阻为5Ω),电源电动势E=10V(内阻不计),已知压敏电阻阻值R与所受压力大小F的关系如图(2)所示,要求将电流表的表盘全部刻度都赋值成质量值,重力加速度g取10m/s2。
(1)电流表表盘赋值后,质量为零的刻度线对应电流表________mA(填“0”或“5”)刻度线。
(2)断开开关S2,小组同学对质量秤进行调零时,电阻箱R2阻值应为________Ω。
(3)当称量质量较大的物体时,想使结果比较准确,开关S2应________。(填“闭合”或“断开”);每一次换挡________重新调零(填“需要”或“不需要”)。
(4)闭合开关S2,其他操作均无误,当流过电流表的电流为2.5mA时,物体的质量为________kg。
【答案】(1)5
(2)1145
(3) 断开 需要
(4)285
【详解】(1)由题图2可知,压敏电阻的阻值随压力F的增大而增大,压力为0时,回路总电阻最小,电流最大,故压力值为零的刻度线对应电流表5mA。
(2)断开开关,由闭合电路欧姆定律
其中,,代入数据解得。
(3)[1][2]该测量仪换挡原理类似于欧姆表换挡原理,电流表量程越小,其测量仪量程越大,故开关S2应断开,每一次换挡,都会导致电路电阻发生变化,所以需要重新调零。
(4)由图2及
可得
先调零,由闭合电路欧姆定律可得
设,
又
联立上述式子解得
代入关系式得。
11.(2026·湖北·二模)某研究性学习小组的同学欲做实验——描绘小电珠两端的电压和通过它的电流两者之间关系的曲线。已知所用新型小电珠的额定电压和额定功率分别为5.0 V、2.5 W,实验使用的直流电源的电动势为6.0 V、内阻忽略不计,实验可供选择的器材规格如下:
A.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
D.定值电阻R1=1 kΩ
E.定值电阻R2=3 kΩ
F.滑动变阻器R3(阻值0~10 Ω,额定电流1 A)
G.滑动变阻器R4(阻值0~5000 Ω,额定电流500 mA)
H.开关S一个
请回答下列问题:
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选择________,定值电阻应选择________与电压表串联改装成量程合适的电压表,滑动变阻器应选择________(填写实验器材前的序号)。
(2)根据所选的实验器材,请设计合理的电路原理图补填在下面方框中,然后根据方框中的电路图完成该实验______________。
(3)该研究性学习小组的同学用设计好的电路测得了该小电珠两端的电压U和通过电流表的电流I,由计算得到的小电珠的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)该研究性学习小组的同学通过设计好的电路得到了多组实验数据,并根据得到的多组数据在坐标系中描点画图,如图所示。如果取两个这样的小电珠并联以后再与一阻值为3.0Ω的定值电阻串联,并接在电动势为6.0V、内阻忽略不计的直流电源两端,则每个小电珠消耗的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
【答案】(1) A E F
(2)
(3)小于
(4)1.52
【详解】(1)小电珠的额定电压为,额定功率为,额定电流
额定电流与电流表更为接近,故电流表选A。
电压表需要将量程改为,其满偏电流
量程变为时,内阻为
没有提供的电阻,但是可以串联大于的电阻,因此电阻选择E,此时的量程为
为了小电珠的电压可以从0开始取,滑动变阻器应使用分压法接入,选择电压范围较小的更易调节,故选F。
(2)小电珠在额定功率下的电阻为
电压表电流已知,电流表外接更好,电路图如下。
(3)在电流表外接的情况下,小电珠的电压没有测量误差,测得的电流是小电珠和电压表的电流之和。因此测得的电流偏大,小电阻计算得到电阻值小于真实值。
(4)将直流电源与电阻构成的整体视为一个有内阻的电源,则此电源的电动势为,内阻为,由于两个小电珠并联,设通过一个小电珠的电流为,通过电源的电流实际上是图中的二倍,因此把电源的伏安特性曲线画在图中表示时,其表达式为
这一直线与原直线交于,附近,因此
12.(2026·湖北武汉·三模)某同学用图(a)所示电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据实验测量的电流表和电压表读数,作出图像如图(b)所示,则电源的电动势_______V,内阻_________,(均保留3位有效数字)电动势的测量值__________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)为了准确测量电源的电动势E和内阻r,该同学重新设计了实验,电路如图(c)所示,实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,调节使灵敏电流表G示数为零,此时电压表示数为;
②再闭合开关,调节电阻使灵敏电流表G示数为零,此时电压表和电流表的示数分别为、;
③测得电源的电动势__________,内阻__________。(均用、、表示)
【答案】(1) 小于
(2)
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
图像的截距为电源电动势,由图可知电动势
图像的斜率的绝对值为电源内阻,
[3]电压表不是理想电表,可知电压表分流,有
可得
由此可知图像截距满足
可得电动势的测量值小于真实值。
(2)[1]闭合开关和,断开,灵敏电流表G示数为零,则电流表G两端电势差为零,说明待测电源两端电压等于电压表示数;此时待测电源无电流,路端电压等于电动势,因此
[2]闭合开关,调节电阻,电流表G再次示数为零时,待测电源的路端电压等于电压表示数,电流表的测量值即为流过待测电源的真实电流,根据闭合电路欧姆定律
代入
解得
13.(2026·湖北·二模)新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
D.电阻R0=6Ω
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)按照图甲连接电路,开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到最___________侧(填“左”或“右”)。
(2)根据图乙所示,则该电池的内阻r=___________Ω;(结果保留到小数点后一位)。
(3)该实验小组还设计了图丙所示的电路,其中E0为工作电源,R0为限流电阻,MN为粗细均匀同种材料的电阻丝,P为滑动触头,G为灵敏电流计,R1为它的保护电阻,R2为阻值已知的工作电阻。为了测量电源Ex的内阻r,现作如下操作:
①先闭合S1,断开S2,调节滑动触头P的位置,当其位于A位置时,灵敏电流计示数为零;
②再闭合S2,调节滑动触头P的位置,当其位于B位置时,灵敏电流计示数再次为零,此时R2两端电压U=___________;(用Ex、r、R2表示)
③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为l1和l2,则电源内阻r=___________。(用l1、l2,R2表示)
【答案】(1)左
(2)0.6
(3)
【详解】(1)开关闭合前,滑动变阻器应调到最大阻值,以保护电路。由图甲可知,滑片滑到左侧时,接入电路的电阻最大。
(2)根据
可知图像斜率为
由图乙可知
联立解得
(3)[1]对回路分析,根据闭合电路的欧姆定律可得
则两端电压
[2]只闭合时则有
同时闭合,则有
又因为
联立解得
14.(2026·湖北黄冈·二模)如图(a)为简易多用电表的电路图。图中E是电池;、、、、均为定值电阻,是可变电阻;电流表G的满偏电流为2.5mA,内阻为,虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表的五个挡位分别为直流电压1V挡和5V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧姆挡。
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)表笔相连接,根据题给数据可得________;
(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;(结果均保留三位有效数字)。
(3)若电池E的电动势为1.5V,当B端与“3”相连,短接A、B表笔进行欧姆调零后,用该挡测量一个未知电阻阻值,指针偏转到电流表G满偏刻度的处,则该电阻阻值为________。若该电池由于使用时间过长,导致其电动势变小,电池内阻变大,但还可以欧姆调零,在规范操作下,它的测量值将________。(填“偏小”、“偏大”或“不受影响”)
【答案】(1) 黑 150
(2) 14.5mA/14.6mA/14.7mA/14.8mA
(3) 50 偏大
【详解】(1)[1]多用电表内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔,以保证电流从黑表笔流出、红表笔流入。图(a)中A端接内部电源的正极,因此A端与黑表笔相连。
[2]表头参数:满偏电流,内阻
当B端接“2”时,为10mA直流电流挡,此时串联分流,表头满偏时总电流。
根据并联电路电压相等:
代入数据:
求得
(2)[1]B端接“1”(25mA 直流电流挡)
电流表量程25mA,表盘每大格5mA,每小格0.5mA,指针位置对应读数为14.6mA(14.5~14.8mA均合理)。
[2]B端接“3”(欧姆×10Ω挡)
欧姆表中心刻度为15Ω,倍率×10,指针指在11Ω刻度处,因此读数为。
(3)[1]欧姆调零后,欧姆表内阻
欧姆×10挡满偏电流对应表头满偏,结合电路可知该挡满偏电流
因此
指针偏转到满偏的,即电流
根据闭合电路欧姆定律:
得
[2]电池电动势变小、内阻变大时,欧姆调零仍满足
为保证满偏,需调小使(原内阻)。
测量电阻时,电流
由于变小、变小,相同对应的电流会变小,指针偏左,对应欧姆刻度读数偏大。
15.(2026·湖北宜昌·一模)某同学设计实验,测量电压表的内阻,并进行改装扩大其量程。实验器材如下:
学生电源(电动势为3V,内阻不计)
待测电压表(量程,内阻未知)
电阻箱()
开关、导线若干
(1)该同学按图(a)连接好实验电路,改变电阻箱的阻值,读取多组电压表示数U与电阻箱的阻值R,并描绘如图(b)所示的图像,由图像可得电压表内阻为__________;
(2)要将该电压表量程改装为,先将电阻箱的阻值调到__________,并与该电压表__________(填“串联”或“并联”),然后对表盘进行重新标注;
(3)该同学在改装过程中,误将电阻箱阻值调整为,然后用改装后的电压表测量某电阻两端电压,示数为,则电阻两端电压的真实值为__________V。
【答案】(1)1.2
(2) 串联
(3)7.5
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律有
整理可得
可得图像的斜率
可得电压表内阻为
学生电源的电动势为3V,斜率,代入数据解得
(2)[1]要将该电压表量程由,改装为,设串联电阻箱的阻值为,则有
代入数据有
得
[2]连接方式为串联。
(3)用改装后的电压表测量某电阻两端电压,示数为,有
设电阻两端的真实电压为U,电阻箱阻值调整为,有
16.(25-26高二下·湖北随州·阶段检测)某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。
图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表:
实验序号
原线圈匝数n1=400
原线圈两端电压U1(V)
副线圈匝数n2=200
副线圈两端电压U2(V)
副线圈匝数n2=1400
副线圈两端电压U2(V)
1
5.8
2.9
20.3
2
8.0
4.0
28.1
3
12.6
6.2
44.0
请回答下列问题:
(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是( )
A.连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源
B.因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
C.为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
(2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________(填“a、b”或“c、d”)连接。
(3)由表中数据得出的结论是:变压器原、副线圈的电压之比等于_________。
(4)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压( )
A.一定小于4.0V B.一定等于4.0V C.一定大于4.0V
(5)图丁为某电学仪器原理图,图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分,该部分与一理想变压器的原线圈连接;一可变电阻R与该变压器的副线圈相连,原、副线圈的匝数分别为n1、n2,在交流电源的电压有效值U0不变的情况下,调节可变电阻R的过程中,当=__________时,R获得的功率最大。
【答案】(1)C
(2)c、d
(3)两个线圈的匝数之比
(4)A
(5)
【详解】(1)A.实验接通电源前必须先检查电路,故A错误;
B.无论电压高低,通电时都不能用手接触裸露接线柱/导线,故B错误;
C.使用交流电压挡测电压时,为了防止超量程损坏电表,需先用最大量程试测,故C正确。
故选C。
(2)变压器原线圈需要接交流电源,图乙中是学生电源的交流输出端,为直流输出端,因此应接。
(3)分析表格数据,误差允许范围内满足
因此结论为变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。
(4)取走可动铁芯后,变压器漏磁增加,穿过副线圈的磁通量减少,副线圈感应电动势降低,因此副线圈电压一定小于原有的,故A正确。
(5)副线圈电阻R等效到原线圈侧,等效电阻为
根据电源输出功率最大的条件,外电阻等于等效内阻,可得
整理得
此时获得的功率最大。
17.(2026·湖北恩施·二模)某兴趣小组利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。可供选择的器材有:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω);
B.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ);
C.电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ);
D.电阻箱R(调节范围0~999.9Ω);
E.定值电阻(阻值为5Ω);
F.开关S一个,导线若干。
(1)实验中电压表应该选取________。(填B或C)
(2)该兴趣小组得到了多组电压表V和电阻箱R的读数并作出乙图,根据图像可得该电池的电动势________,内阻________。(用“a”“b”、“”表示)
(3)该兴趣小组再将甲图中电阻箱R和定值电阻进行交换,得到多组电压表V和电阻箱R的读数,在未考虑电压表内阻的情况下,求出了电池的电动势和内阻,则其与电池电动势的真实值和内阻的真实值的关系为________,________。(填“>”或“<”或“=”)
【答案】(1)B
(2) a
(3) < <
【详解】(1)待测干电池电动势约为,选用量程的电压表精度更高,量程误差过大,故选B。
(2)根据闭合电路欧姆定律
电路中电流
代入整理得
结合图像,纵轴截距等于电动势,即;
图像与横轴交点为时
代入得
整理得内阻
因此电动势,内阻
(3)[1]交换电阻箱和定值电阻后,电压表并联在两端,串联在干路,设电压表内阻为,待测电池真实电动势,真实内阻。
当电压表是理想的(无分流),干路电流
根据闭合电路欧姆定律
整理为线性形式
若做图像,可得斜率和截距为,
即,
实际电压表有分流,干路电流为和电压表的电流之和
代入真实的闭合电路欧姆定律
整理得真实的线性关系
因此真实的斜率和截距为,
,
则
故
[2]根据等效电阻原理有,故可得
故
18.(2026·湖北襄阳·一模)某同学测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材。
A.待测干电池一节
B.电流表:量程,内阻
C.电压表1:量程,内阻未知
D.电压表2:量程,内阻未知
E.滑动变阻器1:阻值范围为,允许通过最大电流2A
F.滑动变阻器2:阻值范围为,允许通过最大电流1A
G.开关、导线若干
(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材,电压表选择_________,滑动变阻器选择____________。(填写器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图___________(填“甲”或“乙”)。
(3)正确选择电路图后,根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则于电池的内阻__________(保留三位有效数字),此电路测得的电动势数值___________真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1) D E
(2)甲
(3) 1.15 等于
【详解】(1)[1]一节干电池电动势约为,因此选量程的电压表,即D;
[2]干电池内阻较小,为方便调节,选阻值范围的滑动变阻器,即E。
(2)因为电流表的内阻已知,把它接入干路中,可以准确测出流过电源的干路电流,把它的内阻等效为电源内阻,电压表的示数即可看作路端电压,则应选甲图。
(3)[1]由闭合电路欧姆定律有
结合图像可得
解得
[2]由等效电源法可知电源电动势的测量值等于真实值。
19.(2026·湖北孝感·二模)某研究性学习小组,将毫安表的表盘改装成可直接读取重力数值的表盘,电路图如图甲所示。
实验器材如下:
电源E(电动势15V,内阻为)
灵敏毫安表mA(满偏电流10mA,内阻为)
电阻箱R(最大阻值为)
拉力敏感电阻丝
开关S,导线若干
已知拉力敏感电阻丝的阻值随拉力F变化的规律如图乙所示。
(1)未悬挂重物时,调节电阻箱,使灵敏毫安表满偏,此时电阻箱R的阻值为________,改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的________(填“左”或“右”)端。
(2)若毫安表指针指向表盘正中间刻度,此时拉力敏感电阻丝所受的拉力________N。
(3)若所挂重物的重力为,此时电阻丝与竖直方向的夹角,则拉力敏感电阻丝的阻值________,通过毫安表的电流为________mA(,)。
【答案】(1) 497.0/497 右
(2)7500
(3) 1500 7.5
【详解】(1)[1]由图可知没有悬挂重物时
根据闭合电路欧姆定律有
解得
[2]由于电阻丝的阻值随拉力F的增大而增大,因此电流随拉力的增大而减小,因此重力为零时,电流最大,毫安表的示数最大,故改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的“右端”。
(2)若毫安表指针指向表盘正中间刻度,根据闭合电路欧姆定律有
解得
图乙可知
联立解得
(3)[1]若所挂重物的重力为,则拉力大小为
根据图乙可知
则拉力敏感电阻丝的阻值
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
试卷第1页,共3页
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