内容正文:
专题04 恒定电流
5大高频考点
1. 电路的基本概念及规律
2. 电容器的充放电现象
3. 闭合电路欧姆定律及应用
4. 动态电路分析
5. 含电动机的电路分析
考点1 电路的基本概念及规律
1.(2025-2026高二上·四川德阳什邡中学·期中)如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S,有个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A. 当时,电流为零
B. 当时,电流方向从A→B,电流为
C. 当时,电流方向从B→A,电流为
D. 无论大小如何,电流方向都从A→B,电流都为
2.(2025-2026高二上·四川成都·期中)家用电热水器发生漏电时,电流会经过水管中的水传到人体从而发生触电事故。如图所示,安装在进出水口处的“防电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,它实则是将水道变得更细更长。关于“防电墙”的功效,以下说法正确的是( )
A. 它能完全隔断电流
B. 它能减小水流速度
C. 它能增大水的电阻率
D. 它能增大水的电阻
3.(2025-2026高二上·四川成都·期中)小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示,为图线上一点,为图线在点的切线。为轴的垂线,为轴的垂线,则下列说法中正确的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
B. 对应点,小灯泡的电阻为
C. 对应点,小灯泡的电阻为
D. 对应点,小灯泡的功率为
4.(2025-2026高二上·四川绵阳中学·期中)一横截面积为的铝导线,导线单位体积内含有的自由电子数为,电子的电荷量为,若电子定向移动的速度为时,则导线中的电流为( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025-2026高二上·四川德阳高中-11月·期中)有一家用电熨斗,其内部电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡,电源电压恒为U,对于不同的连接方式,下列说法正确的是( )
A. 连接1、3时,电熨斗的发热功率为
B. 连接2、4时,电熨斗的发热功率为
C. 连接1、4时,电熨斗的发热功率为
D. 连接2、3时,电熨斗的发热功率为
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)欧姆不仅发现了欧姆定律,还对导体的电阻进行了研究。如图所示,一块均匀长方体的金属样品,边长分别为a、b、c,且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时,样品中电流最大的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示,左边铜导线的横截面积等于右边铜导线横截面积的一半,在左边铜导线上取一横截面A,在右边铜导线上取一横截面B,将该段铜导线左、右两端接入电路中,单位时间内通过两横截面的电子数相等,则电子在左、右两段铜导线内定向移动的平均速度的比值为( )
A. 1
B. 2
C.
D.
8.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,、间的电阻是、间电阻的2倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为,则输入端的电压为( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025-2026高二上·四川师范大学附属中学·期中)(多选)如图所示电路,当开关S闭合时,下列说法中正确的是( )
A. 若①②都是理想电压表,则三个电阻串联
B. 若①是理想电压表,②是理想电流表,则电路中只有一个电阻有电流通过
C. 若①是理想电流表,②是理想电压表,则三个电阻串联
D. 若①②都是理想电流表,则电阻和串联,再和并联
10.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)(多选)一根粗细均匀的金属导线,两端加电压为时,通过导线的电流强度为,导线中自由电子定向移动的平均速率为;若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,两端电压仍为,则( )
A. 通过导线的电流强度为
B. 通过导线的电流强度为
C. 自由电子定向移动的平均速率为
D. 自由电子定向移动的平均速率
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)(多选)如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
2.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
3.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)(多选)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,电压表、电流表均为理想电表。闭合开关S,在电阻箱R的阻值由R2增大到R3(R2<r+R1<R3)的过程中,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数U减小
B. 和的比值不变
C. 电阻箱上的功率先增大后减小
D. 电容器所带的电荷量增加了
4.(2025-2026高二上·四川德阳什邡中学·期中)(多选)如图所示,M、N是两块水平放置的平行金属板,R0为定值电阻,R1和R2为可变电阻,开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后,微粒仍从P点以水平速度v0射入,则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是( )
A. 断开开关S,M极板稍微上移,粒子打在O点右侧
B. 断开开关S,N极板稍微下移,粒子打在O点右侧
C. 保持开关S闭合,增大R1,粒子打在O点左侧
D. 保持开关S闭合,增大R2,粒子打在O点左侧
5.(2025-2026高二上·四川眉山·期中)如图所示,表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电感线圈中的磁场能正在减小
C. 电感线圈中的电流正在减小
D. 此时自感电动势正在阻碍电流的增加
6.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示,电源电动势,内阻不计,,,,电容器的电容C=3.0μF。开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合时,电容器上极板带正电
B. 开关S闭合时,电容器两极板间电势差是4V
C. 将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是C
D. 将开关S断开至电路稳定的过程中通过的电荷量是C
7.(2025-2026高二上·四川成都七中·期中)(多选)电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化,它与计算机相连,可以显示出电流随时间变化的I-t图像。按图甲所示连接电路。直流电源电动势为9V,内阻可忽略;滑动变阻器的阻值开始时取最大值;电容器选用如图乙所示的可变电容器。先使开关与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关投掷向2端,电容器通过电阻放电。传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A. 放电电流从上到下通过电流传感器
B. 充电电量大小等于放电电量大小
C. 若只减小电阻,充电时间将变短
D. 若向外转出电容器金属片的动片,电容器的电容将增大
8.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)如图所示,A、B为水平放置的平行正对金属板,在板中央分别有一小孔M、N,D为理想二极管,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放,小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是()
A. 若仅将B板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
B. 若仅将A板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
C. 若仅将变阻器的滑片上移,带电小球仍可以运动至N处
D. 断开开关S,从P处将小球由静止释放,带电小球将无法运动至N处
9.(2025-2026高二上·四川成都·期中)把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验,观察电容器充、放电过程。
(1)先将开关S接1,观察到电流表示数( )
A. 逐渐增大到某一值后保持不变
B. 迅速增大到某一值后保持不变
C. 迅速增大到某一值后逐渐减小
(2)待电压表示数稳定后,将开关S接2,测得电流随时间变化的图线如图2所示。则用图像与坐标轴围成面积表示通过R的电荷量,该同学在分析数据时,用电容器的电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量,他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断 (选填“>”或“<”),产生这一差异是由于 的影响(选填“电流表”、“电压表”或“电阻”)。
10.(2025-2026高二上·四川内江威远中学·期中)某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有:电源、电压传感器、电解电容器C(,),定值电阻R(阻值)、开关S、导线若干。
(1)设置电源,让电源输出图(b)所示的矩形波,该矩形波的频率为 ;
(2)闭合开关S,一段时间后,通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化,结果如图(c)所示,A、B为实验图线上的两个点。在B点时,电容器处于 状态(填“充电”或“放电”),在 点时(填“A”或“B”),通过电阻R的电流更大;
(3)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像,如图(d)所示。当时电容器所带电荷量的最大值 C(结果保留三位有效数字);
(4)根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随着频率的增大逐渐
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·四川眉山中学校-11月·期中)(多选)在如图所示的U − I图像中,线段I为某电源路端电压与电流的关系图线,线段II为某一电阻R的U − I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A. R的阻值为1.5 Ω
B. 电源电动势为3.0 V
C. 电源的内阻为1.0 Ω
D. 电阻R消耗的功率为1.5 W
2.(2025-2026高二上·四川成都石室中学·期中)如图甲所示电路中,R为电阻箱,电源的电动势为E,内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像,其中功率P0分别对应电流I1、I2,外电阻R1、R2.下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示,直线I为电源的图像,直线II为电阻R的图像,用该电源和该电阻串联组成闭合电路时,下列说法中正确的是( )
A. 电源的电动势为3.0V,电源的内阻为0.5Ω
B. 电源的输出功率为3.0W
C. 电源的热功率为1.5W
D. 电源的效率为60%
4.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)(多选)如图所示,有一段总电阻为15Ω的均质金属丝,两端连接绕成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连,外电路A、B两点直接接在电动势E=3V、内阻r=3.6Ω的电源两端,已知M、N间的劣弧所对应的圆心角为72°,下列说法正确的是( )
A. M、N两点间劣弧对应金属丝的电阻为3Ω
B. 闭合圆环在M、N两点间的电阻为2.1Ω
C. 通过M、N两点间优弧对应金属丝的电流为0.2A
D. 通过M、N两点间劣弧对应金属丝的电流为0.4A
5.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为6V
B. 该电源内阻为2Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示,甲、乙、丙为三个不同的电路结构,其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是( )
A. ①②③
B. ③②①
C. ③①②
D. ②③①
7.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示,现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势,内阻,定值电阻,则( )
A. 由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B. 由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C. 闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
D. 闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
8.(2025-2026高二上·四川师范大学附属中学·期中)用电动势E=4.5V,内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电,电路图如图所示。灯正常发光时,求:
(1)电阻箱接入的阻值R;
(2)电源两端的路端电压U。
9.(2025-2026高二上·四川遂宁高实验学校·期中)如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
10.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示电路中,电阻R1=R2=R3=10Ω,电源内阻r=5Ω,电压表可视为理想电表。开关S1和S2均闭合时,电压表的示数为U1=10V。
(1)电阻R2中的电流为多大;
(2)路端电压为多大;
(3)电源的电动势为多大。
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)如图所示的电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从a端向b滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A示数变小
B. 电压表示数不变,示数变小
C. 电压表与电流表A示数的比值变小
D. 电压表示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变
2.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图,电源的电动势为E,内阻为。R1为定值电阻,R2为滑动变阻器A、B为水平放置的平行金属板,L为小灯泡,电表均为理想电表。开关S闭合后,A、B板间有一带电油滴恰好处于静止状态。则在滑动变阻器的触头P向下滑动的过程中
A. 电压表的示数增大
B. 油滴向上加速运动
C. 板上的电荷量减少
D. 两表示数变化量的比值变大
3.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,滑片P在滑动变阻器的中点位置时,灯泡L正常发光,将滑片P向右移动少许,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 灯泡L消耗的功率变小
D. 电阻R1消耗的功率变小
4.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)如图所示,电源为恒流源,即无论电路中的电阻如何变化,流入电路的总电流始终保持恒定,理想电压表与理想电流表的示数分别为、,当变阻器的滑动触头向上滑动时,理想电压表与理想电流表的示数变化量分别为、,下列说法中正确的有( )
A. 变小
B. 变小
C.
D.
5.(2025-2026高二上·四川眉山中学校-11月·期中)如图所示电路中,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R2=2r,开关S闭合后,当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数增大,电流表的示数减小
B. 电源的输出功率减小
C. R1的电功率先减小后增大
D. R2的电功率先减小后增大
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)图甲为某脂肪测量仪,其原理是根据人体电阻的大小判断脂肪所占比例(人体含水量约为70%,水中含有钠离子、钾离子等容易导电的离子,而脂肪几乎不导电),其模拟电路如图乙所示,电流表、电压表均可视为理想电表。测量时,闭合开关,测试者甲左、右手分别握住A、B,电流表和电压表的示数分别用I、U表示。若换体型极相似但脂肪含量更高的乙进行测量,电流表和电压表示数改变,改变量的大小分别用表示,则( )
A. 电流表示数I变大
B. 电压表的示数变小
C. 变大
D. 变大
7.(2025-2026高二上·四川成都石室中学·期中)如图所示,电源电动势恒定,内阻为,定值电阻和的阻值均等于,滑动变阻器的总阻值也等于,电容器的电容为,电流表可视为理想表。闭合开关,将滑动变阻器滑片P从向缓慢滑动。下列说法正确的是( )
A. 理想电流表A示数一直增大
B. 电容器的电量先增大后减小
C. 电源的效率一直减小
D. 电源的输出功率一直减小
8.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,为可变电阻,为定值电阻,电表都为理想电表。现调节,使其阻值增大,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示,则下列说法正确的是( )
A. 电流表A、电压表V示数均增大
B. 电阻的功率可能不变
C. 大于
D. 增大,不变
9.(2025-2026高二上·四川射洪中学·期中)某学校正创建绿色校园,如图1为新装的一批节能路灯,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变,如图2为同学设计的其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度减小时,其电阻值增大)。光照强度减小时( )
A. 路端电压变小
B. 电源的总功率不变
C. 电阻R0的消耗功率变小
D. 灯泡功率变小
10.(2025-2026高二上·四川南充百校·期中)如图所示的电路中,将滑动变阻器与电阻箱的阻值调到合适位置,闭合开关、,带电小球在平行板电容器间刚好保持静止。下列说法正确的是( )
A. 小球可能带负电
B. 仅增大电阻箱接入电路的电阻,小球将向下运动
C. 仅将的滑片向右移动,小球将向下运动
D. 断开开关和,小球将向下运动
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)电磁炮是一种新式兵器,炮弹的出射速度可达当前海军舰炮的3倍以上,其原理是利用磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速。图为电磁炮的示意图,两根间距为的光滑平行金属导轨、固定在水平面内,质量为的金属炮弹垂直于、放在轨道上,距轨道右端的距离为,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,闭合开关后,恒流源输出的电流恒为,炮弹由静止开始加速距离后脱离导轨高速射出,不计导轨及导体棒的电阻,不计空气阻力,则此过程中恒流源输出的最大功率为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025-2026高二上·四川成都树德中学·期中)如图所示,某款军用机器狗的直流电动机的额定电压为,额定电流为,线圈电阻为,将它与电动势为,内阻为的直流电源构成闭合回路,电机恰好能正常工作。机器狗质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 电源损耗的热功率为
B. 电源的效率为
C. 电源的输出功率为
D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑,受到的阻力恒为重力的倍,则机器狗能达到的最大速度
3.(2025-2026高二上·四川成都·期中)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;当重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )
A. 电动机的内电阻为7.5Ω
B. 电动机的内电阻发热功率为8W
C. 电动机的输出功率为30W
D. 电动机的效率约为27%
4.(2025-2026高二上·四川遂宁高实验学校·期中)(多选)如图电路图,电源电动势E =12V,电源内阻r=1.0 Ω,电路中的电阻R0为1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻r0 =0.5Ω,电流表内阻不计。闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数I =2A,则下列判断正确的是( )
A. 电动机两端的电压为7V
B. 电动机的输出功率为14W
C. 电动机的热功率为3W
D. 电源的总电功率为24W
5.(2025-2026高二上·四川成都·期中)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示,一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上,电动机内阻r1=0.5 Ω,电灯灯丝电阻R=10Ω(阻值认为保持不变),电源电动势E=12 V,内阻r2=1.0 Ω,开关S闭合,电动机正常工作时,电压表读数为10V.求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机对外输出的机械功率.
(3)电源的效率.
6.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示为直流电动机提升重物的装置,在电动机两端施加电压1V时,电动机不转,测得流过电动机电流为1A;当电动机两端电压为5V时正常工作,电路中的电流也为1A,物体A重4N,不计摩擦力,求此时:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率;
(2)6s内,此电动机可以把重物A匀速提升的高度。
7.(2025-2026高二上·四川射洪中学·期中)直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示,电源的电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,电动机M的线圈电阻为R=0.5Ω,限流电阻,电键S闭合,电动机处于正常工作状态,理想电压表的示数为4.5V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)如果电动机突然卡住,则电动机的热功率是多少?(电动机未被烧坏)
8.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)共享电动自行车大大方便了居民的出行,同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣,现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息,该电动车的电源电动势E=40V,内阻r=1Ω,电动机的内阻为RM=0.8Ω,车灯电阻R=24Ω(不变),电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时,电流表示数为I=4A,此时电动机正常工作。求:
(1)当只有S1接通时,电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1;
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P;
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。
9.(2025-2026高二上·四川成都七中·期中)如图所示为某款四足机器人和它的配套电池以及电池上的铭牌。
(1)某同学查阅资料后发现①铭牌上标注的额定电压就是电源电动势;②该电池的内阻在使用初期约为;③该机器人低强度负重工作时,通过电池的电流约为4.0A。求:一台崭新的充满电的四足机器人在该状态下工作时,电池的输出电压和机器人的最长工作时间。
(2)该同学进一步查阅资料后发现机器人身上有多个电动机通过多种方式与电源相连。现在考查其中的一个电动机,发现在电动机所加电压较小为时,电动机没有转动,此时通过电动机的电流为;在电动机所加电压较大为时,电动机正常工作,此时通过电动机的电流为。求:该电动机正常工作时的效率。
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专题04 恒定电流
5大高频考点
1. 电路的基本概念及规律
2. 电容器的充放电现象
3. 闭合电路欧姆定律及应用
4. 动态电路分析
5. 含电动机的电路分析
考点1 电路的基本概念及规律
1.(2025-2026高二上·四川德阳什邡中学·期中)如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S,有个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A. 当时,电流为零
B. 当时,电流方向从A→B,电流为
C. 当时,电流方向从B→A,电流为
D. 无论大小如何,电流方向都从A→B,电流都为
【答案】D
【详解】由题意可知,在t秒内通过溶液内截面的电荷量为则电流为电流的方向与正电荷的运动方向相同,故由A到B,D正确。故选D。
2.(2025-2026高二上·四川成都·期中)家用电热水器发生漏电时,电流会经过水管中的水传到人体从而发生触电事故。如图所示,安装在进出水口处的“防电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,它实则是将水道变得更细更长。关于“防电墙”的功效,以下说法正确的是( )
A. 它能完全隔断电流
B. 它能减小水流速度
C. 它能增大水的电阻率
D. 它能增大水的电阻
【答案】D
【详解】A.漏电时“防电墙”没有完全隔断电流,故A错误;B.“防电墙”将水管的水道变得更细更长,水流速增大,故B错误;C.“防电墙”不能改变水的电阻率,故C错误;D.根据电阻定律可知,“防电墙”实际上是将水管的水道变得更细更长,水的电阻率不变,S减小、L增大,管道中水的电阻增大,漏电电流减小,从而保护人体安全。故选D 。
3.(2025-2026高二上·四川成都·期中)小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示,为图线上一点,为图线在点的切线。为轴的垂线,为轴的垂线,则下列说法中正确的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
B. 对应点,小灯泡的电阻为
C. 对应点,小灯泡的电阻为
D. 对应点,小灯泡的功率为
【答案】B
【详解】A.图像上某一点与坐标原点连线的斜率随着所加电压的增大,斜率变小,则电阻增大,故A错误;BC.对应点,小灯泡的电阻为,故B正确,C错误; D.对应点,小灯泡的功率为,故D错误。故选B。
4.(2025-2026高二上·四川绵阳中学·期中)一横截面积为的铝导线,导线单位体积内含有的自由电子数为,电子的电荷量为,若电子定向移动的速度为时,则导线中的电流为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】时间通过导线的电量为导线中的电流为故选C。
5.(2025-2026高二上·四川德阳高中-11月·期中)有一家用电熨斗,其内部电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡,电源电压恒为U,对于不同的连接方式,下列说法正确的是( )
A. 连接1、3时,电熨斗的发热功率为
B. 连接2、4时,电熨斗的发热功率为
C. 连接1、4时,电熨斗的发热功率为
D. 连接2、3时,电熨斗的发热功率为
【答案】D
【详解】A.连接1、3时,由电路图可知电熨斗的发热功率为,故A错误;B.连接2、4时,由电路图可知电熨斗的发热功率为0,故B错误;C.连接1、4时,由电路图可知电熨斗的发热功率为0,故C错误;D.连接2、3时,由电路图可知电熨斗的发热功率为,故D正确。故选D。
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)欧姆不仅发现了欧姆定律,还对导体的电阻进行了研究。如图所示,一块均匀长方体的金属样品,边长分别为a、b、c,且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时,样品中电流最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】当样品两侧面加上相同的电压U时,样品中电流最大时,电阻最小,根据当L最小,S最大时电阻最小,因为a>b>c,则图B中电阻最小,电流最大。故选B。
7.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示,左边铜导线的横截面积等于右边铜导线横截面积的一半,在左边铜导线上取一横截面A,在右边铜导线上取一横截面B,将该段铜导线左、右两端接入电路中,单位时间内通过两横截面的电子数相等,则电子在左、右两段铜导线内定向移动的平均速度的比值为( )
A. 1
B. 2
C.
D.
【答案】B
【详解】通过两横截面的电子数在单位时间内相等,根据可知电流相等,根据可知。故选B。
8.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,、间的电阻是、间电阻的2倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为,则输入端的电压为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设c、d间电阻为,则a、c间的电阻为,根据欧姆定律可知,可得故选C。
9.(2025-2026高二上·四川师范大学附属中学·期中)(多选)如图所示电路,当开关S闭合时,下列说法中正确的是( )
A. 若①②都是理想电压表,则三个电阻串联
B. 若①是理想电压表,②是理想电流表,则电路中只有一个电阻有电流通过
C. 若①是理想电流表,②是理想电压表,则三个电阻串联
D. 若①②都是理想电流表,则电阻和串联,再和并联
【答案】AB
【详解】A.理想电压表相当于断路,① 、② 所在支路均断开,电流依次通过,和,三个电阻串联,故A正确;B.理想电压表① 相当于断路,理想电流表② 相当于导线,此时,所在部分没有电流通过,电源电流只经过,故B正确;C.理想电流表① 相当于导线,理想电压表② 相当于断路,此时电源电流只经过,三个电阻不构成串联,故C错误;D.理想电流表相当于导线,① 、② 均接入时,,和的两端分别接在相同的两个节点上,三个电阻并联,故D错误。故选AB。
10.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)(多选)一根粗细均匀的金属导线,两端加电压为时,通过导线的电流强度为,导线中自由电子定向移动的平均速率为;若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,两端电压仍为,则( )
A. 通过导线的电流强度为
B. 通过导线的电流强度为
C. 自由电子定向移动的平均速率为
D. 自由电子定向移动的平均速率
【答案】AC
【详解】AB.若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,根据可知,横截面积变为原来的,长度变为原来的4倍;根据电阻定律可知,电阻变为原来的16倍;根据可知,通过导线的电流强度变为,故A正确,B错误;CD.电流的微观表达式,其中n、e不变,电流为原来的,横截面积变为原来的,此时自由电子定向移动的平均速率变为原来的,即自由电子定向移动的平均速率变为,故C正确,D错误。故选AC。
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)(多选)如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
【答案】AC
【详解】A.断开开关S,电量保持不变,根据电容决定式M板稍微上移,d变大,电容减小,根据电容定义式可知板间电压U变大,所以静电计指针偏角变大,故A正确;B.根据电容决定式电容定义式板间场强为联立可得断开开关S,电量保持不变,所以板间场强不变;P与下极板间电势差为可知P与下极板间电势差变大,而N板的电势始终为零,所以P点电势降低,且为负值。由图可知N板为正极板,液滴处于静止状态,根据平衡条件可知液滴带正电;根据可知N板稍微下移,带电油滴的电势能降低,故B错误;C.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R1的阻值,R0两端的电压减小,电容器两板间电压降低,根据可知电容器将会放电,因为二极管单向导电性,电容器的电量不能减少,所以保持电量不变,根据电容决定式电容定义式板间场强为联立可得由此可知板间场强不变,所以液滴仍然静止不动,故C正确;D.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R2的阻值,电容器两板间电压与R2的阻值无关,根据可知平行板电容器的带电荷量保持不变,故D错误。故选AC。
2.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
【答案】B
【详解】A.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电路中的电流逐渐减小,电容器充电结束后,电流表示数为零,故A错误;B.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电压表测量电容器两端的电压,电容器两端的电压迅速增大,电容器充电结束后,最后趋于稳定,故B正确;CD.电容器放电过程中,两极板间的电荷量越来越少,电压越来越小,电荷所受电场力越来小,则其移动的速度越来越小,故电流越来越小,所以电压表、电流表的示数都是不均匀减小至零,故CD错误。故选B。
3.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)(多选)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,电压表、电流表均为理想电表。闭合开关S,在电阻箱R的阻值由R2增大到R3(R2<r+R1<R3)的过程中,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数U减小
B. 和的比值不变
C. 电阻箱上的功率先增大后减小
D. 电容器所带的电荷量增加了
【答案】BC
【详解】A.电阻箱R的阻值增大,总电阻变大,总电流减小,则R1和电源内阻上的电压减小,路端电压变大,即电压表的示数变大,A错误;B.根据,可知,不变,B正确;C.将R1视为电源的内阻,则当R1+r=R时电阻箱的功率最大,则在电阻箱R的阻值由R2增大到R3(R2<r+R1<R3)的过程中,电阻箱上的功率先增大后减小,C正确;D.电容器所带的电荷量增加了,D错误。故选BC。【点睛】电源输出功率设电源电动势为,内电阻为,外电阻为电源的输出功率当时,电源的输出功率有最大值
4.(2025-2026高二上·四川德阳什邡中学·期中)(多选)如图所示,M、N是两块水平放置的平行金属板,R0为定值电阻,R1和R2为可变电阻,开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后,微粒仍从P点以水平速度v0射入,则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是( )
A. 断开开关S,M极板稍微上移,粒子打在O点右侧
B. 断开开关S,N极板稍微下移,粒子打在O点右侧
C. 保持开关S闭合,增大R1,粒子打在O点左侧
D. 保持开关S闭合,增大R2,粒子打在O点左侧
【答案】BC
【详解】粒子在平行板间运动时,粒子加速度为A.断开开关,平行板带电量不变,平行板间的电场强度为结合,可得断开开关,若M极板稍微上移,电场强度不变,故加速度不变,不会影响离子的运动,还打在O点,故A错误;B.断开开关,若N极板稍微下移,电场强度不变,加速度不变,但y增大,则水平位移将增大,粒子打在O点右侧,故B正确;C.保持开关S闭合,由串并联电压关系可知,R0两端电压为增大R1,U减小,电容器两端的电压减小,则粒子受到的电场力减小,受到的重力不变,则产生的加速度增大。从P点以水平速度v0射入金属板间打在极板上,则有水平位移为水平位移减小,则粒子打在O点左侧,故C正确;D.保持开关S闭合,增大R2,R0两端电压为两端电压不变,则电容器两端的电压不变,加速度不变,粒子仍打在O点,故D错误。故选BC。
5.(2025-2026高二上·四川眉山·期中)如图所示,表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电感线圈中的磁场能正在减小
C. 电感线圈中的电流正在减小
D. 此时自感电动势正在阻碍电流的增加
【答案】D
【详解】A.根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针,再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器在放电,故A错误;BCD.电容器在放电,所以电流在增加,磁场能在增加,自感电动势正在阻碍电流的增加,故BC错误,D正确。故选D。
6.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示,电源电动势,内阻不计,,,,电容器的电容C=3.0μF。开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合时,电容器上极板带正电
B. 开关S闭合时,电容器两极板间电势差是4V
C. 将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是C
D. 将开关S断开至电路稳定的过程中通过的电荷量是C
【答案】B
【详解】AB.当开关闭合时,由图可知,电容器C两端电压等于两端电压,可知电容器下极板带正电,两端电压电容器两极板间电势差是4V,此时电容器所带电荷量,故A错误,B正确;CD.开关S断开时,电容器C两端电压等于两端电压,此时电容器所带电荷量且上极板带正电,下极板带负电,故通过的电荷量故CD错误。故选B。
7.(2025-2026高二上·四川成都七中·期中)(多选)电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化,它与计算机相连,可以显示出电流随时间变化的I-t图像。按图甲所示连接电路。直流电源电动势为9V,内阻可忽略;滑动变阻器的阻值开始时取最大值;电容器选用如图乙所示的可变电容器。先使开关与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关投掷向2端,电容器通过电阻放电。传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A. 放电电流从上到下通过电流传感器
B. 充电电量大小等于放电电量大小
C. 若只减小电阻,充电时间将变短
D. 若向外转出电容器金属片的动片,电容器的电容将增大
【答案】BC
【详解】A.充电时,电容器左极板带正电,右极板带负电,因此放电时,通过电流传感器的电流由下到上,故A错误;B.理想电容器充电后的电荷量全部通过放电释放,因此电容器充电电荷量等于放电电荷量的大小,故B正确;C.只减小电阻R,由闭合电路欧姆定律可知,将开关掷向1时电容器开始充电的电流增大,则曲线与纵轴交点的位置将向上移动,而充电时曲线与横轴所围成的面积不变,所以充电时间将变短,故C正确;D.根据可知若向外转出电容器金属片的动片,则正对面积S减小,其他因素不变,电容器的电容减小,故D错误。故选BC。
8.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)如图所示,A、B为水平放置的平行正对金属板,在板中央分别有一小孔M、N,D为理想二极管,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放,小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是()
A. 若仅将B板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
B. 若仅将A板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
C. 若仅将变阻器的滑片上移,带电小球仍可以运动至N处
D. 断开开关S,从P处将小球由静止释放,带电小球将无法运动至N处
【答案】C
【详解】A.设P与N的竖直距离为H,平行板电容器两极板间的电压为U,距离为d,正对面积为s,由题可得小球由P到N用动能定理根据开关闭合,二极管左边为负极右边为正极,平行板电容器的公式仅将B板稍微上移,电容增大,电容器充电,稳定时平行板电容器上下极板的电压U不变,N到P的距离变小为,假设小球仍可以运动到N点,速度为v,重新对小球由P点到N用动能定理得动能为负值,则带电小球不可以运动至N处。故A错误;B.若将A板上移,板间距增大,电容减小,由于二极管左边为负极右边为正极,电容器无法放电,电量不变,则两板间电压增大,由前面分析中方程分析可得到N处时动能为负值,则带电小球不可以运动至N处,故B错误;C.若仅将变阻器的滑片上移,则滑动变阻器的电阻变大,电路稳定时通过的电流减小,电阻两端电压变小,上端电势降低,但二极管左边为负极右边为正极,无法放电,所以电容器两端的电压保持不变,则带电小球仍恰好运动至N处。故C正确;D.断开开关S,电容器电容不变,板间电压不会变化,所以带电小球仍可以运动至N处,故D错误。故选C。
9.(2025-2026高二上·四川成都·期中)把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验,观察电容器充、放电过程。
(1)先将开关S接1,观察到电流表示数( )
A. 逐渐增大到某一值后保持不变
B. 迅速增大到某一值后保持不变
C. 迅速增大到某一值后逐渐减小
(2)待电压表示数稳定后,将开关S接2,测得电流随时间变化的图线如图2所示。则用图像与坐标轴围成面积表示通过R的电荷量,该同学在分析数据时,用电容器的电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量,他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断 (选填“>”或“<”),产生这一差异是由于 的影响(选填“电流表”、“电压表”或“电阻”)。
【答案】(1)C (2)① < ② 电压表
【讲解】(1) 先将开关S接1,电容器充电,回路中的电流迅速增加,然后随充电电量的增加回路电流逐渐减小,则观察到电流表示数迅速增大到某一值后逐渐减小,故选C。
(2) [1][2]因为有电压表的存在,所以在放电时总有一部分电荷经过电压表放电,电容器所带电荷量不能全部经过电阻R,所以Q1<Q2,产生这一差异是由于电压表的影响。
10.(2025-2026高二上·四川内江威远中学·期中)某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有:电源、电压传感器、电解电容器C(,),定值电阻R(阻值)、开关S、导线若干。
(1)设置电源,让电源输出图(b)所示的矩形波,该矩形波的频率为 ;
(2)闭合开关S,一段时间后,通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化,结果如图(c)所示,A、B为实验图线上的两个点。在B点时,电容器处于 状态(填“充电”或“放电”),在 点时(填“A”或“B”),通过电阻R的电流更大;
(3)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像,如图(d)所示。当时电容器所带电荷量的最大值 C(结果保留三位有效数字);
(4)根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随着频率的增大逐渐
【答案】(1) (2)① 充电 ② B (3) (4)减小
【讲解】(1) 由图(c)可知周期所以该矩形波的频率为
(2) [1][2]由图(d)可知,B点后电容器两端的电压慢慢增大,即电容器处于充电状态;从图中可得出,A点为放电快结束阶段,B点为充电开始阶段,所以在B点时通过电阻R的电流更大。
(3) 由图(e)可知当时,电容器此时两端的电压最大值约为根据电容的定义式解得此时电容器所带电荷量的最大值为
(4) 由图(e)可知,频率较低时基本不变,根据可知电容器所带的最大电荷量在频率较低时基本不变;随着频率增大,逐渐减小,故也逐渐减小。
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·四川眉山中学校-11月·期中)(多选)在如图所示的U − I图像中,线段I为某电源路端电压与电流的关系图线,线段II为某一电阻R的U − I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A. R的阻值为1.5 Ω
B. 电源电动势为3.0 V
C. 电源的内阻为1.0 Ω
D. 电阻R消耗的功率为1.5 W
【答案】ABD
【详解】A.由题图两图线的交点知故A正确;BC.线段I在纵轴上的截距表示电源电动势,即斜率的绝对值表示电源内阻,即故B正确,C错误;D.电阻R消耗的功率故D正确。故选ABD。
2.(2025-2026高二上·四川成都石室中学·期中)如图甲所示电路中,R为电阻箱,电源的电动势为E,内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像,其中功率P0分别对应电流I1、I2,外电阻R1、R2.下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】AB.根据闭合回路欧姆定律有电源的输出功率为结合图乙可得整理可得故A错误B正确;CD.根据闭合回路欧姆定律有电源的输出功率为结合图乙有,,整理可得故CD错误。故选B。
3.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示,直线I为电源的图像,直线II为电阻R的图像,用该电源和该电阻串联组成闭合电路时,下列说法中正确的是( )
A. 电源的电动势为3.0V,电源的内阻为0.5Ω
B. 电源的输出功率为3.0W
C. 电源的热功率为1.5W
D. 电源的效率为60%
【答案】C
【详解】A.由电源的图像可知,电源的电动势为电源的内阻为,故A错误;B.电源的输出功率为,故B错误;C.电源的热功率为,故C正确;D.电源的效率为,故D错误。故选C。
4.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)(多选)如图所示,有一段总电阻为15Ω的均质金属丝,两端连接绕成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连,外电路A、B两点直接接在电动势E=3V、内阻r=3.6Ω的电源两端,已知M、N间的劣弧所对应的圆心角为72°,下列说法正确的是( )
A. M、N两点间劣弧对应金属丝的电阻为3Ω
B. 闭合圆环在M、N两点间的电阻为2.1Ω
C. 通过M、N两点间优弧对应金属丝的电流为0.2A
D. 通过M、N两点间劣弧对应金属丝的电流为0.4A
【答案】AD
【详解】A.根据比例关系,M、N两点间劣弧对应金属丝的电阻为,故A正确;B.闭合圆环在M、N两点间的电阻为优弧与劣弧电阻的并联值,为,故B错误;CD.总电流由并联分流可知:通过M、N两点间优弧对应金属丝的电流为通过M、N两点间劣弧对应金属丝的电流为,故C错误,D正确。故选AD。
5.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为6V
B. 该电源内阻为2Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
【答案】AB
【详解】B.根据等效电源思想,将移入电源内部形成新的等效电源,此时电阻箱为外电阻,当时,电阻箱消耗的功率最大,解得,故B正确;A.当时,电阻箱消耗的功率最大解得,故A正确;C.调整R,当时电源最大输出功率,故C错误;D.电阻箱功率最大时电源效率为故D错误。故选AB。
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示,甲、乙、丙为三个不同的电路结构,其回路的电势升降情况与甲、乙、丙一一对应的是( )
A. ①②③
B. ③②①
C. ③①②
D. ②③①
【答案】B
【详解】电动势的跃升集中在两极,电流通过电阻,电势下降;甲图中外电阻为零,与③ 对应;乙图中电路断路,与② 对应;丙图中电流通过外电阻,电势下降,与① 对应。故选B。
7.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示,现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势,内阻,定值电阻,则( )
A. 由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B. 由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C. 闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
D. 闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
【答案】AD
【详解】AB.由甲图可知,随电压的升高各点与原点连线的斜率变大,则小灯泡的电阻值增大,即小灯泡的电阻值随电压的升高而增大,故B错误,A正确;CD.将定值电阻看作电源的内阻,由闭合回路欧姆定律有将此函数关系的图像画在灯泡的图像上,如图所示 由图可知,闭合乙图开关,灯泡两端的电压约为,流过灯泡的电流约为,则小灯泡的实际功率约为故C错误,D正确。故选AD。
8.(2025-2026高二上·四川师范大学附属中学·期中)用电动势E=4.5V,内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电,电路图如图所示。灯正常发光时,求:
(1)电阻箱接入的阻值R;
(2)电源两端的路端电压U。
【答案】(1)R=12Ω (2)4.2V
【讲解】(1) 由闭合电路欧姆定律,电流对灯有可得R=12Ω
(2) 电源的路端电压为U=E-Ir=4.2V
9.(2025-2026高二上·四川遂宁高实验学校·期中)如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
【答案】(1)、;(2),;(3),
【详解】
(1)当变阻器的滑动片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻的电压增大,路端电压减小,由图分析可得对应、对应。
(2)由题意得当滑动变阻器取最大值时,电流最小,而所以(3)因为,则内阻所以
10.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图所示电路中,电阻R1=R2=R3=10Ω,电源内阻r=5Ω,电压表可视为理想电表。开关S1和S2均闭合时,电压表的示数为U1=10V。
(1)电阻R2中的电流为多大;
(2)路端电压为多大;
(3)电源的电动势为多大。
【答案】(1) 1A;(2) 15V;(3) 20V
【详解】
(1)如图所示,电阻R2中的电流(2)外电阻R=R2+=10+=15Ω所以路端电压为U=IR=15×1V=15V
(3)根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)代入数据解得E=20V
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·四川成都·期中)(多选)如图所示的电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从a端向b滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A示数变小
B. 电压表示数不变,示数变小
C. 电压表与电流表A示数的比值变小
D. 电压表示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变
【答案】AD
【详解】AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,变阻器接入电路的阻值增大,电源电压不变,则电路中电流减小,电流表A示数变小,R1两端电压变小,电压表V1变小,R1和R2总电压不变,则R2两端电压变大,电压表V2变大,故A正确,B错误;C.电压表V2示数与电流表A示数比值即为变阻器接入电路阻值,则电压表V2示数与电流表A示数比值变大,故C错误;D.电压表示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于电阻R1的值,不变,选项D正确。故选AD。
2.(2025-2026高二上·四川成都·期中)如图,电源的电动势为E,内阻为。R1为定值电阻,R2为滑动变阻器A、B为水平放置的平行金属板,L为小灯泡,电表均为理想电表。开关S闭合后,A、B板间有一带电油滴恰好处于静止状态。则在滑动变阻器的触头P向下滑动的过程中
A. 电压表的示数增大
B. 油滴向上加速运动
C. 板上的电荷量减少
D. 两表示数变化量的比值变大
【答案】B
【详解】滑动变阻器的触头P向下滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,根据“串反并同”,由于定值电阻R1与滑动变阻器串联,所以电压表示数变小,电容器与滑动变阻器并联,所以电容器两端电压变大,由公式可知,板间电场强度变大,电场力变大,所以油滴向上加速运动,由公式可知,板上的电荷量变大,电压表测的是电阻R1两端的电压,电流表测的是流过R1的电流,所以两表示数变化量的比值即为R1的阻值即不变,故B正确。故选B。
3.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,滑片P在滑动变阻器的中点位置时,灯泡L正常发光,将滑片P向右移动少许,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 灯泡L消耗的功率变小
D. 电阻R1消耗的功率变小
【答案】C
【详解】B.滑片P向右移动少许,滑动变阻器接入电路的电阻减小,滑动变阻器与R1串联,串联电阻变小,然后与L并联,并联的电阻变小,即外电路电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流变大,电流表示数变大,故B错误;C.灯泡L的电压由干路电流变大知,灯泡L两端的电压变小,通过灯泡的电流变小,灯泡消耗的功率变小,故C正确;D.由干路电流可知通过电阻的电流增大,电阻两端的电压变大,所以电阻R1消耗的功率变大,故D错误;A.由可知滑动变阻器两端的电压减小,所以电压表的示数变小,故A错误。故选C。
4.(2025-2026高二上·四川成都双流中学·期中)如图所示,电源为恒流源,即无论电路中的电阻如何变化,流入电路的总电流始终保持恒定,理想电压表与理想电流表的示数分别为、,当变阻器的滑动触头向上滑动时,理想电压表与理想电流表的示数变化量分别为、,下列说法中正确的有( )
A. 变小
B. 变小
C.
D.
【答案】A
【详解】AB.据题意,电源为恒流源,能够提供持续的定值电流,电阻R2两端电压不变,则当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时,阻值增大,则并联部分电阻增大,根据欧姆定律可知,并联部分电压增大,电压表示数U增大,流过定值电阻R1的电流增大,则流过定值电阻R3和滑动变阻器R0的电流I减小,故A正确,B错误;CD.电压表读数的变化量等于电阻R1两端电压的变化量,设通过R1的电流变化为,则电阻R1两端电压变化则得故CD错误。故选A。
5.(2025-2026高二上·四川眉山中学校-11月·期中)如图所示电路中,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R1=2r,滑动变阻器的最大阻值R2=2r,开关S闭合后,当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数增大,电流表的示数减小
B. 电源的输出功率减小
C. R1的电功率先减小后增大
D. R2的电功率先减小后增大
【答案】B
【详解】AC.开关S闭合后,当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路总电阻减小,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;则电压表示数减小,通过的电流减小,则的电功率减小;根据可知通过的电流增大,则电流表的示数增大,故AC错误;B.电源的输出功率为可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;根据电路图可知,当滑动变阻器滑片处于最下端时,外电阻最大,为可知此时电源的输出功率最大,则滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中,电源的输出功率逐渐减小,故B正确;D.将与电源看成一个等效电源,则等效内阻为根据B选项分析可知,当时,消耗的功率最大,则滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中,消耗的功率先增大后减小,故D错误。故选B。
6.(2025-2026高二上·四川成都·期中)图甲为某脂肪测量仪,其原理是根据人体电阻的大小判断脂肪所占比例(人体含水量约为70%,水中含有钠离子、钾离子等容易导电的离子,而脂肪几乎不导电),其模拟电路如图乙所示,电流表、电压表均可视为理想电表。测量时,闭合开关,测试者甲左、右手分别握住A、B,电流表和电压表的示数分别用I、U表示。若换体型极相似但脂肪含量更高的乙进行测量,电流表和电压表示数改变,改变量的大小分别用表示,则( )
A. 电流表示数I变大
B. 电压表的示数变小
C. 变大
D. 变大
【答案】C
【详解】若换体型极相似但脂肪含量更高的乙进行测量,可知AB间电阻变大,总电阻变大,总电流减小,即安培表的示数I减小,电阻R以及内阻r上的电压减小,则电压表示数变大,因可知,变大;根据可知不变。故选C。
7.(2025-2026高二上·四川成都石室中学·期中)如图所示,电源电动势恒定,内阻为,定值电阻和的阻值均等于,滑动变阻器的总阻值也等于,电容器的电容为,电流表可视为理想表。闭合开关,将滑动变阻器滑片P从向缓慢滑动。下列说法正确的是( )
A. 理想电流表A示数一直增大
B. 电容器的电量先增大后减小
C. 电源的效率一直减小
D. 电源的输出功率一直减小
【答案】C
【详解】A.将滑动变阻器滑片P从向缓慢滑动,并联部分总电阻一直减小,故外电路的总电阻一直减小,根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增大;根据可知并联部分电压减小;电流表示数为因滑动变阻器滑片P从向缓慢滑动,则一直增大,故理想电流表A示数一直减小,故A错误;B.由图可知,电容器与电路中并联部分的电压相等,根据因并联部分电压减小,可知电容器的电量减小,故B错误;C.外电路的电压为可知外电路的电压减小;电源的效率可知电源的效率一直减小,故C正确;D.由题知的阻值等于,所以外电路总电阻大于内阻,根据电源输出功率与外电阻关系可知,当外电路总电阻等于电源内阻时,输出功率最大,因为外电路总电阻减小,所以电源的输出功率一直增大,故D错误。故选C。
8.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,为可变电阻,为定值电阻,电表都为理想电表。现调节,使其阻值增大,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示,则下列说法正确的是( )
A. 电流表A、电压表V示数均增大
B. 电阻的功率可能不变
C. 大于
D. 增大,不变
【答案】B
【详解】A.调节,使其阻值增大,电路总电阻增大,电路总电流减小,路端电压增大,故A错误;B.由上面分析可知,可变电阻两端的电压增大,而电流减小,若电压增大的倍数与电流减小的倍数相等时,则功率不变,故B正确;C.根据可知增大,根据可知减小,则可知小于,故C错误;D.由于电路串联,因此各个电子器件相等,因此而,均恒定不变,则不变,故D错误。故选B。
9.(2025-2026高二上·四川射洪中学·期中)某学校正创建绿色校园,如图1为新装的一批节能路灯,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变,如图2为同学设计的其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度减小时,其电阻值增大)。光照强度减小时( )
A. 路端电压变小
B. 电源的总功率不变
C. 电阻R0的消耗功率变小
D. 灯泡功率变小
【答案】C
【详解】AD.减小光照强度,Rt增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律有 可知,干路电流I减小,由U=E﹣Ir可知路端电压增大,灯泡两端电压增大,则灯泡功率变大,AD错误。C.通过R0电流为I0=I﹣IL,因I减小,而IL增大,则I0减小,R0两端电压U0减小,R0消耗的功率减小,C正确。B.电源的总功率为P=EI,因E不变,I减小,故电源的总功率P减小,故B错误。故选C。
10.(2025-2026高二上·四川南充百校·期中)如图所示的电路中,将滑动变阻器与电阻箱的阻值调到合适位置,闭合开关、,带电小球在平行板电容器间刚好保持静止。下列说法正确的是( )
A. 小球可能带负电
B. 仅增大电阻箱接入电路的电阻,小球将向下运动
C. 仅将的滑片向右移动,小球将向下运动
D. 断开开关和,小球将向下运动
【答案】D
【详解】A.带电小球在平行板电容器间刚好保持静止,可知小球受电场力和重力等大反向。电容器上极板带负电,电场方向向上,小球受电场力向上,可知小球带正电,故A错误;B.仅增大电阻箱接入电路的电阻,总电阻变大,总电流减小,则电容器两板间电压可知增大,电场强度增大,小球将向上运动,故B错误;C.仅将的滑片向右移动,接入电路的电阻减小,则总电阻减小,总电流变大,两端电压变大,电容器两板间电压变大,电场强度变大,小球受到向上的电场力变大,则小球将向上运动,故C错误;D.断开开关和,电容器放电,最终小球只受重力,小球将向下运动,故D正确。故选D。
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·四川资阳安岳实验中学-12月·期中)电磁炮是一种新式兵器,炮弹的出射速度可达当前海军舰炮的3倍以上,其原理是利用磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速。图为电磁炮的示意图,两根间距为的光滑平行金属导轨、固定在水平面内,质量为的金属炮弹垂直于、放在轨道上,距轨道右端的距离为,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,闭合开关后,恒流源输出的电流恒为,炮弹由静止开始加速距离后脱离导轨高速射出,不计导轨及导体棒的电阻,不计空气阻力,则此过程中恒流源输出的最大功率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】由于电流不变,金属炮弹受到的安培力大小炮弹在导轨上做匀加速直线运动,加速度大小炮弹到达导轨右端时速度最大,由得最大速度所以恒流源输出的最大功率选项C正确。
2.(2025-2026高二上·四川成都树德中学·期中)如图所示,某款军用机器狗的直流电动机的额定电压为,额定电流为,线圈电阻为,将它与电动势为,内阻为的直流电源构成闭合回路,电机恰好能正常工作。机器狗质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 电源损耗的热功率为
B. 电源的效率为
C. 电源的输出功率为
D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑,受到的阻力恒为重力的倍,则机器狗能达到的最大速度
【答案】D
【详解】A.电源损耗的热功率为,故A错误;B.由题知,直流电动机的额定电压为,额定电流为,故电源的效率为,故B错误;C.电源的输出功率为,故C错误;D.当电动机的牵引力等于阻力时,机器狗的速度最大,此时额定功率等于电动机的输出功率,即又且联立解得,故D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·四川成都·期中)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V;当重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )
A. 电动机的内电阻为7.5Ω
B. 电动机的内电阻发热功率为8W
C. 电动机的输出功率为30W
D. 电动机的效率约为27%
【答案】B
【分析】【详解】A.当电流表和电压表示数为0.5A和1.0V时电动机停止工作,电路只有电动机的内阻消耗电能,其阻值r = = 2ΩA错误;BCD.当电动机正常工作时电流表和电压表示数分别为2.0A和15.0V,此时电动机消耗的总功率P总 = U2 × I2 = 15.0 × 2.0W = 30.0W其中内阻消耗功率P内 = I22r = 2.02 × 2W = 8.0W则输出功率为22W,效率约为73%,B正确、CD错误。故选B。电功率
4.(2025-2026高二上·四川遂宁高实验学校·期中)(多选)如图电路图,电源电动势E =12V,电源内阻r=1.0 Ω,电路中的电阻R0为1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻r0 =0.5Ω,电流表内阻不计。闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数I =2A,则下列判断正确的是( )
A. 电动机两端的电压为7V
B. 电动机的输出功率为14W
C. 电动机的热功率为3W
D. 电源的总电功率为24W
【答案】AD
【详解】A.电动机两端的电压为故A正确;BC.电路中电流表的示数为2.0A,所以电动机的输入功率电动机的发热功率为所以电动机的输出功率为故BC错误;D.电源的总功率为,故D正确。故选AD。
5.(2025-2026高二上·四川成都·期中)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用.如图所示,一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上,电动机内阻r1=0.5 Ω,电灯灯丝电阻R=10Ω(阻值认为保持不变),电源电动势E=12 V,内阻r2=1.0 Ω,开关S闭合,电动机正常工作时,电压表读数为10V.求:
(1)流过电源的电流;
(2)电动机对外输出的机械功率.
(3)电源的效率.
【答案】(1)2A (2)9.5W (3)
【分析】由电压表读数可求得电源的内电压,进而可由闭合电路欧姆定律求得流过电源的电流;由电动机两端电压和电流可得输入功率,再由发热功率可得输出的机械功率;由电源总功率和发热功率之差可求得电源的输出功率,即可求出电源效率.【详解】(1)由电压表读数 U=10V,电动势为E=12V,可知电源内电压为:U内=E-U=12-10=2V则流过电源的电流为:
(2)电动机两端电压为 U=10V通过电灯的电流:电流为:IM=I-IL=2-1=1A则电动机输入功率为:P0=UIM=10×1W=10W发热功率为:故机械功率为:P机=P0-PQ=10-0.5=9.5W
(3)电源的总功率为:P=EI=12×2W=24W发热功率为:P1=I2r2=22×1J=4W故电源的输出功率为:P出=P-P1=24-4=20W所以电源效率为:【点睛】本题中电动机工作时的电路是非纯电阻电路,欧姆定律不成立,要注意电功率和电热率的区别,电功率只能根据公式P=UI求解.
6.(2025-2026高二上·四川南充高中学-11月·期中)如图所示为直流电动机提升重物的装置,在电动机两端施加电压1V时,电动机不转,测得流过电动机电流为1A;当电动机两端电压为5V时正常工作,电路中的电流也为1A,物体A重4N,不计摩擦力,求此时:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率;
(2)6s内,此电动机可以把重物A匀速提升的高度。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 电动机两端电压为1V时,卡住电动机,电路中电流为1A,可知电动机线圈电阻为正常工作时电路中的电流为1A,则电动机线圈电阻消耗的热功率为
(2) 电动机正常工作时的电功率为电动机的输出功率为根据可得6s内电动机可以把重物匀速提升的高度为
7.(2025-2026高二上·四川射洪中学·期中)直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示,电源的电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,电动机M的线圈电阻为R=0.5Ω,限流电阻,电键S闭合,电动机处于正常工作状态,理想电压表的示数为4.5V,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)如果电动机突然卡住,则电动机的热功率是多少?(电动机未被烧坏)
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 根据闭合电路欧姆定律可知,通过电动机的电流为(2) 电动机的输入功率为电动机的热功率为则电动机的输出功率为(3) 电动机卡住后,相当于纯电阻元件,由闭合电路欧姆定律可得则电动机的热功率为
8.(2025-2026高二上·四川成都成都外国语学校-11月·期中)共享电动自行车大大方便了居民的出行,同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣,现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息,该电动车的电源电动势E=40V,内阻r=1Ω,电动机的内阻为RM=0.8Ω,车灯电阻R=24Ω(不变),电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时,电流表示数为I=4A,此时电动机正常工作。求:
(1)当只有S1接通时,电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1;
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P;
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。
【答案】(1)1.6A,38.4V;(2)160W,144W;(3)85W
【详解】
(1)只接通S1时,由闭合电路欧姆定律可得车灯的两端电压(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率电源的输出功率(3)S1、S2都接通时,路端电压为电动机中的电流为电动机消耗的功率为电动机的发热功率为电动机的输出功率为
9.(2025-2026高二上·四川成都七中·期中)如图所示为某款四足机器人和它的配套电池以及电池上的铭牌。
(1)某同学查阅资料后发现①铭牌上标注的额定电压就是电源电动势;②该电池的内阻在使用初期约为;③该机器人低强度负重工作时,通过电池的电流约为4.0A。求:一台崭新的充满电的四足机器人在该状态下工作时,电池的输出电压和机器人的最长工作时间。
(2)该同学进一步查阅资料后发现机器人身上有多个电动机通过多种方式与电源相连。现在考查其中的一个电动机,发现在电动机所加电压较小为时,电动机没有转动,此时通过电动机的电流为;在电动机所加电压较大为时,电动机正常工作,此时通过电动机的电流为。求:该电动机正常工作时的效率。
【答案】(1), (2)
【讲解】(1) 设该状态下工作时,电池的输出电压为,机器人的最长工作时间为,闭合电路欧姆定律其中,,联立解得根据其中,联立解得
(2) 电动机没有转动时,电动机的绕线电阻电动机正常工作时,电动机的总功率热功率电动机效率联立解得
试卷第1页,共3页
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考点1电路的基本概念及规律
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】AB
10.【答案】AC
》
考点2电容器的充放电现象
1.【答案】AC
2.【答案】B
3.【答案】BC
4.【答案】BC
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专题04恒定电流
1/4
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5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】BC
8.【答案】C
9.【答案】(1)C
(2)①<
②电压表
10.【答案】(1)40
(2)①充电
②B
(4)减小
2》
考点3闭合电路欧姆定律及应用
1.【答案】ABD
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】AD
5.【答案】AB
6.【答案】B
7.【答案】AD
8.【答案】(1)R=122
(2)4.2V
9.【答案】1)AC、BC:(2)32,122;3)8V,12
10.【答案】(1)1A;(2)15V;(3)20V
214
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(3)1.75×105
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考点4动态电路分析
1.【答案】AD
2.【答案】B
3.【答案】c
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】D
考点5含电动机的电路分析
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】AD
5.【答案】(1)2A(2)9.5W(3)83.3□/口
3/4
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6.【答案】(1)1W
7.【答案】(1)1.5A
8.【答案】(1)1.6A,38.4V:
9.【答案】(1)29.4V2.0h
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(2)6m
(2)5.625W
(3)8W
(2)160W,144W;(3)85W
(2)
U12
×100%
U,I
4/4