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·江西赣州十三校·期中)小明同学在参观于都兰花小镇的时候,手机没电了。他用充电宝给手机充电,他的充电宝其一参数为20000mAh/3.7V。其中单位“mAh”(毫安时)对应的物理量是( )
A. 电荷量
B. 电能
C. 电流
D. 电容
【答案】A
【详解】“mAh”是毫安时(milliampere-hour)的缩写,其中“mA”表示电流(单位为毫安),“h”表示时间(单位为小时)。根据电荷量定义,电荷量(电流乘以时间),因此“mAh”是电流与时间的乘积,对应电荷量。故选A。
2.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A.
B.
C. 将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2:1
D. 将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2:1
【答案】D
【详解】AB.根据电阻的定义式和题中图像可知,当电流都为2A时,电阻之比等于电压之比故A、B错误;C.根据公式得当两个电阻中的电流相等时,它们两端的电压之比故C错误;D.将与并联在电路中,流过它们的电压是相等的,所以通过它们的电流之比为电阻之比的反比,得故D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)量纲分析是物理学中的一种很重要的研究方法。例如,同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,导体电阻还与构成它的材料有关。其表达式为,式中为电阻率,结合单位换算(量纲分析),可以判断的单位是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】将电阻决定式的表达式变形有对上述表达式进行单位运算有即电阻率的单位是。故选D。
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)根据部分电路欧姆定律,下列判断正确的有( )
A. 导体两端的电压越大,电阻就越大
B. 由可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C. 比较几只电阻的I—U图像可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的
D. 导体中的电流越大,电阻就越小
【答案】B
【详解】A.电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定,与导体两端电压无关,故A错误;B.是电流的宏观决定式,可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比,故B正确;C.根据可知,I—U图像的斜率表示电阻的倒数,则有可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较小的那个电阻的,故C错误;D.电阻由导体自身材料、长度与横截面积共同决定,与导体中的电流无关,故D错误。故选B。
5.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某手机的电池容量为,则意味着该电池充满电后能搬运的电荷量为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】电流强度公式为 将转换为,转换为。代入公式得 故选A。
6.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)两个电阻和的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 为定值电阻,其阻值为0.5Ω
B. 的电阻随外加电压的增大而增大
C. 当电阻两端的电压时,的电阻大于的电阻
D. 当电阻两端的电压时,的电阻小于的电阻
【答案】B
【详解】A.由题图可知,的伏安特性曲线是过原点的倾斜直线,所以是定值电阻。根据欧姆定律可得的阻值为,故A错误;B.由题图可知,的伏安特性曲线上各点的横坐标U与纵坐标I的比值随电压的增大而增大,所以根据欧姆定律可知的电阻随电压的增大而增大,故B正确;CD.由题图可知当时,两电阻两端的电压和流过电阻的电流都相等,所以此时两电阻的阻值相等,故CD错误。故选B。
7.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为,,当将与接入电压恒为的电路时,电流为2A,若将与接入电压恒为的电路中,则电流为( )
A. 0.5A
B. 1A
C. 2A
D. 4A
【答案】B
【详解】根据电阻定律得可得根据欧姆定律得解得故选B。【点睛】
8.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)电路中有一段导体(导体电阻不随温度而变化),给他加20V的电压时,通过他的电流为5A,可知这段导体的电阻为 Ω,如果给他加30V的电压时,他的电阻为 Ω.
A. 0.25;0.25
B. 4;6
C. 6;4
D. 4;4
【答案】D
【详解】试题分析:导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小取决于导体的材料、长度、横截面积,与两端的电压和通过的电流无关,据此可知当导体两端的电压改变时,电阻的阻值不变.根据欧姆定律可得,一个特定的电阻,其阻值不随两端的电压的变化而变化,故加30V电压时,电阻仍为4Ω,故D正确.
9.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)(多选)如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长,当A与B之间接入的电压为15V时,通过金属片的电流为3.0A。当C与D之间接入的电压为15V时,下列说法正确的是( )
A. 通过金属片的电流为0.75A
B. 通过金属片的电流为12.0A
C. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为1:1
D. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为1:4
【答案】BC
【详解】CD.电阻率是导体材料的属性,与接入电路的情况无关,故C正确,D错误;AB.根据电阻定律可知,A、B之间接入电路时与C,D之间接入电路时,矩形金属片电阻之比为4:1,结合欧姆定律可知,C与D之间接入的电压为15V时,通过导体的电流为12.0A,故A错误,B正确。故选BC。
10.(2025-2026高二上·江西·期中)手持式电热丝切割刀的工作原理是:当电流通过电热丝时,电热丝的温度急剧升高,当其接触或靠近被切割材料时,材料局部被加热并熔化或升华,从而被切开,广泛应用于建筑模型、航模制作、雕塑和包装等行业。图甲为其结构简图,一根长度为0.8m的镍铬合金丝缠绕在弹性绝缘弓上,已知该镍铬合金丝的电阻率为,横截面积为,不考虑温度对电阻率的影响,求:
(1)该镍铬合金丝的电阻值;
(2)如图乙,为了调节该镍铬合金丝的发热功率,让其和一个最大阻值为20Ω的滑动变阻器串联后再接到电动势为(内阻不计)的电源上,则该镍铬合金丝最小发热功率为多少?
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据电阻定律解得
(2) 根据闭合欧姆定律当时,电流最小,该镍铬合金丝最小发热功率为解得
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,下列说法正确的是( )
A. 保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量为
B. 保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量为
C. 保持开关S2闭合,断开开关S1,电路稳定后,流过R1的电荷量约为
D. 保持开关S2闭合,断开开关S1,电路稳定后,流过R1的电荷量约为
【答案】BC
【详解】AB.闭合开关S1、S2,电路稳定后,设电源负极的电势为0,根据闭合电路欧姆定律得,下极板带正电,电容器两端电压电容器所带电荷量为保持开关S1闭合,断开开关S2,电容器并联在两端,上极板带正电,电路稳定后,电容器两端电压为此时电容器所带电荷量为流过R5的电荷量为,故A错误,B正确;CD.保持开关S2闭合,断开开关S1,电容器放电,、串联,、串联,两者再并联,、串联电阻为,、串联为,则流过、的电流是流过、的倍,则流过的电荷量为,故C正确,D错误。故选BC。
2.(2025-2026高二上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)(多选)小王同学想通过实验观察电容器充、放电并估测一个电容器的电容。采用直流稳压电源、单刀双掷开关、电流传感器(与电脑相连,能描绘出电流I随时间t变化的图线)、定值电阻和导线若干,连成如图甲所示的电路。
(1)下列说法正确的是( )
A. 将开关S掷向1端,电容器放电
B. 电容器充电后,将开关S掷向2端,会有电流向左流经电阻R
C. 先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器电容先增大后减小
D. 电容器充电时,与电源正极相连的极板带正电
(2)传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电容器在全部放电过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示,曲线与坐标轴所围区域包含的小格的个数大约为40个,根据图像估算出释放的电荷量为 C(结果保留两位有效数字)。若不改变其他参数,只减小电阻R的阻值,放电过程的曲线与坐标轴所围区域的面积将会 (填“变大”“变小”或“不变”)
(3)如图乙所示的图像是用4V的稳压电源对电容器充满电后放电形成的,请估算该电容器的电容为 F。
【答案】(1)BD (2)① ② 不变 (3)
【讲解】(1) A.由图甲可知,将开关S掷向1端,电容器与电源连接,电容器充电,故A错误;B.电容器充电后,由图甲可知,上极板带正电,下极板带负电;将开关S掷向2端,会有电流向左流经电阻R,故B正确;C.电容只由电容器自身决定,先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器电容保持不变,故C错误;D.电容器充电时,与电源正极相连的极板带正电,故D正确。故选BD。
(2) [1]根据可知,图像与横轴围成的面积表示电荷量,由图乙曲线与坐标轴所围区域包含的小格的个数大约为40个,则释放的电荷量为[2]若不改变其他参数,只减小电阻R的阻值,根据可知电容器充完电后所带的电荷量不变,则电容器释放的电荷量不变,放电过程的曲线与坐标轴所围区域的面积不变。
(3) 如图乙所示的图像是用4V的稳压电源对电容器充满电后放电形成的,则该电容器的电容为
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量,并说明电容器哪个极板带正电?
(2)保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量;
(3)保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,流过R5的电荷量。
【答案】(1)1.4×10-5C,下极板带正电 (2)2.4×10-5C (3)3.0×10-5C
【讲解】(1) 设电源负极的电势为0,根据闭合电路欧姆定律得下极板带正电;电容器所带电荷量为(2) 断开开关S2,电容器并联在R3两端,稳定后a、b的电势分别为上极板带正电,电容器所带电荷量为流过R5的电荷量为(3) R3突然断路,电容器并联在R2两端,稳定后a、b的电势分别为上极板带正电,电容器所带电荷量为流过R5的电荷量为
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)图甲当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带 (选填“正”或“负”)电。
(2)图甲开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“?”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图,丙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是 。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s,则电容器的电容C= F(结果保留两位有效数字)。
(4)图丙中,静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。
A. 电荷量
B. 电容
C. 电势差
(5)保持两极板所带的电荷量Q不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)正 (2)① 电荷量 ② 不变 (3) (4)C (5)减小
【讲解】(1) 当开关S接“1”后,电源给电容器充电,根据充电电流方向可知,电容器上极板带正电,下极板带负电。
(2) [1]当开关S接“2”,电容器进行放电,I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量;[2]只增大电阻R的阻值,只是使得放电过程变慢,而放电的电荷量不变,则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。
(3) 根据电容的定义式可得(4) 静电计是测量电势差的仪器。故选C。
(5) 静电计指针偏角变大,则电压变大,根据可知,电容变小,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某同学将一直流电源的总功率输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的、、所示,根据图线可知( )
A. 电源电动势为
B. 电源电动势为
C. 反映变化的图线是
D. 反映变化的图线是
【答案】C
【详解】CD.直流电源的总功率为电源内部的发热功率为输出功率为可知反映变化是图线a,反映变化是图线b,反映变化的图线是c,故C正确,D错误;AB.根据,由图线a可知电源电动势为,故AB错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)(多选)为响应国家严禁在公共场所吸烟的号召,小硕同学设计了一种烟雾报警装置,其工作原理电路图如图-1所示,电源电压恒为12V,内阻不计,为定值电阻,阻值为30Ω,为烟雾传感器,它的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图-2所示,当空气中烟雾浓度达到15%时,电路发出警报。下列说法不正确的是( )
A. 电流表示数为0.2A时,电路发出警报
B. 当烟雾浓度为10%时,的功率为2.7W
C. 空气中烟雾浓度升高,电流表示数变小
D. 若需要降低烟雾报警的最低浓度,可以将换成阻值更小的电阻
【答案】AC
【详解】A.当烟雾浓度时,由图2知,电路总电阻电流,A错误;B.烟雾浓度 10%时,由图-2知,总电阻电流的功率,B正确;C.烟雾浓度升高,由图-2知减小,总电阻减小,电源电压不变,根据,电流表示数变大,C错误;D.若降低报警浓度(即烟雾浓度更小、更大),要使总电阻对应的电流仍达到报警电流,需减小,D正确。本题选择不正确的,故选AC。
3.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,R3为滑动变阻器,当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时,测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示,其中A(1.0A,10.0V)、B(0.5A,12.5V)两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,图像中点对应电路中路端电压的最大值,下列说法正确的是( )
A. 电源的最大热功率为5W
B. 定值电阻R2的最小热功率为2W
C. 定值电阻R2的最大热功率为10W
D. 定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W
【答案】AC
【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得则图线的纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻。图乙中AB延长线,交U轴于15V处,所以电源的电动势为内阻为当滑片P滑到的下端时,电路外电阻只有,此时电路参数对应图乙中的A点,得A.电源的热功率为则电路中电流最大时,电源的热功率最大,由图乙可知,最大电流为则电源的最大热功率为,故A正确;BC.定值电阻的热功率为则电路中电流最大时,的热功率最大,为电路中电流最小时,的热功率最小,由图乙可知,最小电流为则最小热功率为,故B错误,C正确;D.将看成电源内阻的一部分,则等效电源的内阻为若定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和最大,则定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻等于,此时电流为在和之间,即定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻可以等于,定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率最大值为,故D错误。故选AC。
4.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)(多选)如图所示,电源电动势E=9V,内电阻r=4.5Ω,变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,那么下列说法正确的是( )
A. R1接入电路的阻值为3Ω,电源的输出功率为4.5W
B. 当开关与a断开但未与b接触时,流过R3的电流方向为c→d
C. R1的阻值增大时,R2两端的电压增大
D. 当开关接向b后,流过R3的电流方向为d→c
【答案】AD
【详解】A.在开关S与接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,可知由于,则。电源的输出功率故A正确;B.当开关与a断开但未与b接触时,电容所在支路没有形成通路,因此没有电流流过R3。故B错误;C.电容器所在的支路相当于断路,在题设条件下,和及电源构成串联电路,的阻值增大时,总电阻增大,总电流减小,两端的电压减小。故C错误;D.在题设条件下,开关接时,上极板带正电,当开关接后,下极板带正电,则流过的电流方向为。故D正确。故选AD。
5.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)(多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法中正确的是( )
A. 电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B. 电动势E1=E2,内阻r1>r2
C. 电动势E1>E2,内阻r1>r2
D. 当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
【答案】AD
【详解】ABC. 全电路的欧姆定律结合U-I图象可知,图象与U轴的交点表示电源的电动势,斜率表示内阻,则知电动势E1=E2,内阻r1<r2,U-I图象与I轴的交点表示短路电流,故发生短路时的电流I1>I2;故A项正确,B项、C项错误.D.根据U=E-Ir可知,△U=r•△I,因内阻r1<r2,故当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大;故D正确.
6.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某电源的路端电压U随外电路的电阻R变化的图像如图所示,则该电源的电动势和内阻分别为( )
A. 和
B. 和
C. 和
D. 和
【答案】C
【详解】根据闭合电路的欧姆定律有代入数据可得联立解得,;故选C。
7.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)(多选)一种新型环保电源电动势E恒定不变,内阻r是变化的。现将该电源与滑动变阻器串联,构成一个闭合电路,其输出电压与电流的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电流越大,电源的内电阻越大
B. 滑动变阻器阻值减小,电流也减小
C. 电源内电阻的阻值等于图线切线斜率的绝对值
D. 图线与U轴的截距值等于电源电动势E
【答案】AD
【详解】A.由闭合电路路端电压和负载的关系可得电源输出电压与电流的U-I图像的斜率的绝对值表示电源内阻r,根据图线可知斜率绝对值在变大,所以电流越大,内电阻越大,故A正确;B.若滑动变阻器阻值减小,电流也减小,则根据图像可知电源输出电压U增大,这与欧姆定律相矛盾,故B错误;C.图线上某点切线的斜率的绝对值,并不表示为此状态下的电源内电阻的阻值。图像上该点与纵轴截距值之间的直线(是原图像的一条割线)的斜率的绝对值,才表示内阻。故C错误;D.由可知,当I=0时,U=E,即图线与U轴的截距值等于电源电动势E,故D正确。故选AD。
8.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列相关叙述说法正确的是( )
A. 此时硅光电池的内阻为12
B. 此时硅光电池的总功率为0.72W
C. 此时硅光电池的输出功率为0.3W
D. 此时硅光电池的输出效率为30%
【答案】B
【详解】A.从图线a与U轴的交点可知,电源的电动势 从图中可以看出两图线的交点坐标,根据闭合电路欧姆定律有此时硅光电池的内阻为,A错误;B.此时硅光电池的总功率,B正确;C.此时硅光电池的输出功率,C错误;D.此时硅光电池的输出效率,D错误。故选B。
9.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)如图所示的电路中,电源电动势E=6V、内阻r=3、电阻,,滑动变阻器的最大阻值为6,闭合开关S,当滑动变阻器滑片从左向右滑动时,求:
(1)电源最大输出功率P及对应的滑动变阻器的阻值大小。
(2)消耗的功率最大值。
【答案】(1)3W, (2)1W
【讲解】(1) 闭合开关S,R2与R3串联,然后与R1并联,则外电阻为当时,可解得电源最大输出功率为
(2) 令R3的阻值为R时,R3消耗的功率最大值,由上可得总电流为通过R3的电流为R3消耗的功率联立可得当时,输出功率最大,即时,R3输出的最大功率为。
10.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
【答案】(1)4W (2)2W
【详解】
(1)从图像的交点可读出:路端电压,电流强度电源的输出功率为
(2)从图线A可读出:电源的电动势,短路电流可算出电源的内阻电源内部损耗的电功率
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)(多选)冰箱里的温控电路简图如图所示,为定值电阻,为热敏电阻,温度越低,其阻值越大,C为电容器,电压表为理想电压表。随着冰箱温度的降低,下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流减小
B. 电压表的示数减小
C. 电容器充电
D. 电源的输出功率一定变大
【答案】AC
【详解】AB.温度降低时,热敏电阻的阻值增大,则电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,路中电流减小,路端电压增大,即电压表的示数增大,故A正确,B错误;C.通过的电流减小,则两端电压减小,由于路端电压增大,则两端电压增大,电容器两端电压增大,根据可知,电容器电荷量增大,则电容器充电,故C正确;D.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;由于不清楚外电阻与内阻的关系,所以无法判断电源的输出功率变化情况,故D错误。故选AC。
2.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(多选)某同学设计了如图所示的电路图,其中电源电动势为E,内阻为r,R1是定值电阻,L是白炽灯,电表A、V1、V2、V3均为理想电表,它们的示数分别为I、U1、U2、U3,示数变化量的绝对值分别为△I、△U1、△U2、△U3,则下列说法正确的是( )
A. 将滑动变阻器R2滑片往下移,灯泡亮度变暗
B. 将滑动变阻器R2滑片往下移,灯泡亮度变亮
C. 无论滑片往上移还是往下移,的值为定值,大小为
D. 无论滑片往上移还是往下移,的值为定值,大小为
【答案】AC
【详解】AB.该电路中R1与电源串联,灯泡L与R2并联后再与R1串联,V1测量R1两端电压,V2测量路端电压,V3测量L以及R2两端电压,A测量总电流;将滑动变阻器滑片往下移,电阻减小,电路总电阻减小,则I变大,由U1=IR1,U2=E-Ir,U3=E-I(r+R1)可得,U1变大,U2、U3变小,灯泡亮度变暗,故A正确,B错误;CD.由上面分析可得,大小为定值;,大小为电源内阻,故C正确,D错误。故选AC。
3.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)(多选)如图所示的电路,电源电动势为E、内阻为r,为滑动变阻器,为定值电阻。开关闭合后,带电油滴P在平行板电容器中保持静止。下列说法中正确的是( )
A. 若使滑动变阻器滑片向下移动,则电压表示数减小
B. 若使滑动变阻器滑片向下移动,则电流表示数减小
C. 若仅使电容器上极板靠近下极板移动,则油滴将向下移动
D. 若仅使电容器下极板远离上极板移动,则电容器会有短暂的放电过程
【答案】AD
【详解】AB.若使滑动变阻器滑片向下移动,接入电路中的电阻变小,总电阻变小,则干路电流变大,所以电流表示数变大,由得电压表示数减小,A正确, B错误;C.若使电容器上极板向下移动,则场强变大,电场力增大,电场力大于重力,则油滴向上移动,故C错误;D.若使电容器下极板向下移动,由得电容器电容变小,则电容器带电量由会变小,电容器放电,故D正确。故选AD。
4.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)(多选)如图所示,电路中E、r为电源的电动势和内电阻,、、为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,开关闭合时,平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器的滑片向b端移动时,则( )
A. 电阻消耗的功率减小
B. 电源的效率减小
C. 带电小液滴将向上运动
D. 若电流表、电压表的示数变化量分别为和,则
【答案】BD
【详解】A.当滑动变阻器的滑片向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路总电流增大,故电阻消耗的功率增大,故A错误;B.电源的效率为,电路总电流增大,可知电源的效率减小,故B正确;C.电路总电流增大,电源内阻和两端的电压增大,可知电容器两端的电压减小,两极板间电场强度减小,带电小液滴所受电场力小于重力,带电小液滴的将向下运动,故C错误;D.根据电路可知电容器两端的电压减小,可知通过R3的电流减小,电路总电流增大,可知通过R2的电流增大,且满足根据闭合电路的欧姆定律可得故,故D正确。故选BD。
5.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)(多选)如图所示,电源电动势、内阻恒定,定值电阻R1的阻值等于,定值电阻R2的阻值等于,闭合开关,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动,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为,下列说法正确的是( )
A. 理想电压表示数增大,理想电压表示数增大,理想电流表示数减小
B. 带电液滴将向上运动,定值电阻中有从流向的瞬间电流
C.
D. 电源的输出功率先减少后增大
【答案】BC
【详解】A.滑动变阻器滑片向上滑动,接入电阻增大,电路总电阻增大,干路电流减小,即电流表示数减小,定值电阻R1两端电压减小,即电压表示数减小,根据干路电流减小,则路端电压增大,即电压表示数增大,故A错误;B.根据干路电流减小,则电压表V3示数U3增大,电容器两端电压增大,电容器内电场强度增大,液滴所受电场力增大,则带电液滴将向上运动,根据可知,电容器极板所带电荷量增大,电容器上极板带正电,电容器处于充电状态,定值电阻R2中有从b流向a的瞬间电流,故B正确;C.结合上述,根据欧姆定律与闭合电路欧姆定律有,,解得,,由于定值电阻R1的阻值等于r,则有,故C正确;D.电源的输出功率其中根据函数的规律,滑动变阻器滑片向上滑动,接入电阻增大,电路外电阻增大,电源的输出功率减小,故D错误。故选BC。
6.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)图甲为某品牌智能手表,它可以测量血压,内部模拟电路如图乙,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,相当于传感器。当智能手表测量收缩压时,阻值会变小,当测量舒张压时,阻值会变大。电表视为理想电表,某次由测量收缩压转测舒张压时( )
A. 电容器的电荷量变小
B. 消耗的功率变大
C. 电源的效率变小
D. 电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值不变
【答案】D
【详解】A.根据题意可知,当由测量收缩压转测舒张压时,的阻值增大,故电路的总电阻增大。根据闭合电路欧姆定律可知,干路的电流为所以干路的电流减小。又因为两端的电压为所以两端的电压增大,电容器并联在两端,则电容器的电荷量为所以电容器的电荷量变大,故A错误;B.消耗的功率为由于干路的电流减小,所以消耗的功率变小。故B错误;C.电源的效率为所以当的阻值增大时,电源的效率也增大,故C错误;D.根据闭合电路欧姆定律可知,电压表示数为所以有即电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值不变,故D正确。故选D。
7.(2025-2026高二上·江西·期中)如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由上端向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表A、V1、V2、V3的示数分别用、、和表示,示数变化量的绝对值分别用、、和表示,下列判断正确的是( )
A.
B. 增大
C. 减小
D. 不变
【答案】D
【详解】A.根据,可知又,故A错误;BC.由,为定值,故BC错误;D.由,可知为定值,不变,故D正确。故选D。
8.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)如图,当滑动变阻器的滑动头向上滑动时,两灯亮度的变化情况为( )
A. A灯和B灯都变亮
B. A灯和B灯都变暗
C. A灯变亮,B灯变暗
D. A灯变暗,B灯变亮
【答案】A
【详解】当滑动变阻器的滑动头向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,并联部分的总电阻变大,所以总电阻变大,总电流变小,路端电压即A灯两端的电压变大,则A灯变亮,流过A灯的电流变大,总电流减小,则流过滑动变阻器和灯B支路的总电流减小,则定值电阻两端的电压变小,滑动变阻器和灯B并联部分电压变大,则灯B变亮。故选A。
9.(2025-2026高二上·江西·期中)如图为某款装饰夜灯的内部电路图。闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从中间位置向端移动,三个灯泡(阻值均不变)始终能够发光,则该过程中,三个灯泡的亮度变化是( )
A. 灯泡和均变暗
B. 灯泡和均变亮
C. 变暗,和均变亮
D. 变亮,和均变暗
【答案】C
【详解】当滑片P向端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻Rp减小,则整个外电路的总电阻减小。根据闭合电路欧姆定律 ,由于减小,总电流增大。灯泡在干路上,通过的电流即为总电流,所以变亮。并联部分的电压则U减小,灯泡两端的电压等于U,因此变暗。通过的电流减小,通过的电流为可知通过的电流增大,因此,灯泡变亮。故选C。
10.(2025-2026高二上·江西临川第一中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,L为小灯泡(电阻可视为不变),C为大电容电容器,电压表与电流表均为理想电表。闭合开关S,小灯泡发光,使滑动变阻器的滑片向下缓慢移动一小段距离,该过程中电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,电流表A示数变化量的绝对值为,小灯泡没有烧坏,则下列说法正确的是( )
A. 小灯泡逐渐变亮
B.
C. 电压表的示数增大
D. 断开开关S的瞬间小灯泡立即熄灭
【答案】AB
【详解】A.滑动变阻器的滑片向下缓慢移动一小段距离,则滑动变阻器阻值变小,根据串反并同,可知通过灯泡电流增大,小灯泡逐渐变亮,故A正确;B.电路可知电压表测的是电压、根据欧姆定律可知测的是灯泡L的电压,根据闭合电路欧姆定律有则有测的是和灯泡的电压,根据闭合电路欧姆定律有则有联立整理得故B正确;C.结合A选项分析,根据串反并同,可知电压表的示数减小,故C错误;D.断开开关S的瞬间,电容器放电,其相当于电源,故小灯泡不会立即熄灭,故D错误。故选AB。
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)直流电动机提升重物的装置图如图所示,重物的质量为20kg,电源的电动势为36V,内阻为0.6Ω,当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输入功率为165W
B. 电源的工作效率为97.0%
C. 电动机的工作效率为91.7%
D. 电动机线圈的电阻为0.2Ω
【答案】AD
【详解】A.电动机两端的电压为电动机的输入功率为,故A正确;B.电源的工作效率为,故B错误;C.电动机的输出功率为电动机的工作效率为,故C错误;D.电动机的热功率为根据解得,故D正确。故选AD。
2.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。已知当地地下水源距离地表8.75m,水泵出水口离水平地面的高度为1.25m。水流由出水口水平喷出时的速度为,每秒出水量为4kg。水泵由电功率为660W的电动机带动,电动机的额定电压为220V,水泵的抽水效率为80%,取重力加速度大小,忽略其他能量损失,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出效率不足90%
B. 此时电流大小为1A
C. 电动机的输出功率为500W
D. 电动机线圈的电阻约为4Ω
【答案】D
【详解】根据题干数据水提升总高度 每秒出水质量每秒势能增加每秒动能增加每秒做功水泵输出功率 故水泵输入功率 水泵输入功率即为电动机输出功率(忽略其他损失),故电动机输出功率为625W A.动机输出效率 ,故“不足90%”说法错误,故A错误;B.输入电功率 解得,故B错误;C.电动机输出功率为625W,非500W,故C错误;D.电动机损失功率 损失功率由线圈电阻产生代入 得 ,故D正确。故选D。
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某市小科学家协会的一位同学设计了一台玩具车,其内部结构的简化电路图如图所示。电源电动势为,内阻,直流电动机M的线圈电阻,与的保护电阻串联后接入电路中,电动机正常工作时,通过电动机的电流强度,电压表示数。求:
(1)电源的电动势;
(2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据闭合电路欧姆定律可得代入数据解得电源的电动势为
(2) 电动机的两端电压为电动机输出的机械功率为
4.(2025-2026高二上·江西临川第一中学·期中)由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,小灯泡上标有“3V,4.5W”字样,电动机线圈电阻=1Ω,开关闭合时,小灯泡和电动机均恰好正常工作。求:
(1)电动机的总功率;
(2)电动机的输出功率。
【答案】(1)14.25W;(2)12W
【详解】
(1)电路中电流=1.5A电动机两端的电压=9.5V电动机的总功率(2)电动机线圈热功率 电动机的输出功率
5.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)如图所示,电源的电动势,内阻,定值电阻,电动机M内部线圈电阻。当开关、均闭合时,电阻的电功率,求:
(1)此时流过电源的干路电流I;
(2)电动机的输出功率。
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)电阻的电功率根据闭合电路欧姆定律,有解得(2)开关与均闭合时,流过电阻的电流流过电动机M的电流电动机的输入功率电动机的热功率电动机的输出功率解得
6.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)小明在夏天手持一款可充电小风扇降温,风扇工作时扇叶高速转动,吹出的风能让他感到凉爽,他利用如图所示电路研究一手持小风扇的电动机性能,调节滑动变阻器,使风扇正常运转,此时电压表示数为,电流表示数为;当扇叶被卡住停止转动时,电压表示数为,电流表示数为。(电表均为理想电表)求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)风扇正常运转时电动机输出的机械效率
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 当电动机扇叶被卡住停止转动时,电能全部转为内能,可以当作纯电阻
(2) 风扇正常运转时电动机消耗的总功率电动机内部消耗的热功率电动机输出的机械功率风扇正常运转时电动机输出的机械效率为
7.(2025-2026高二上·江西·期中)如图甲所示的电路中,电源的电动势,内阻,现仅将定值电阻换成内阻的直流电动机,如图乙所示。当滑动变阻器的滑片处于正中间时,甲电路中滑动变阻器消耗的功率最大,乙电路中直流电动机的输入功率,输出功率,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)乙电路中,当滑片处于正中间时,滑动变阻器消耗的功率;
(4)甲电路中,当滑片处于正中间时,定值电阻消耗的功率。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【讲解】(1) 电动机的热功率为根据解得,通过电动机的电流为
(2) 由乙电路可得,滑动变阻器两端的电压为其中解得则解得,滑动变阻器的最大阻值为
(3) 乙电路中,当滑片处于正中间时,滑动变阻器消耗的功率为
(4) 当滑动变阻器的滑片处于正中间时,甲电路中滑动变阻器消耗的功率最大,则解得此时,电路中的电流为定值电阻R0消耗的功率为
8.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“6V,3W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电源的总功率和电源的输出功率;
(3)电动机的发热功率和电动机对外做功的功率。
【答案】(1);(2),;(3),
【详解】
(1)由于灯泡正常发光,可知路端电压为,则电源的内电压为故流过电源的电流为(2)电源的总功率为电源的输出功率(3)流过灯泡的电流为则流过电动机的电流为故电动机的发热功率为电动机消耗的电功率为电动机对外做功的功率为
9.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)某农场为了方便将粮食运送到一定高度的仓库,设计了一个小型运粮装置,其工作原理可简化为如图所示的电路图,电源电动势、内阻,定值电阻R的阻值为40Ω,M为电动机。闭合开关S,稳定后,理想电流表A的示数,电动机带动质量的一袋粮食以速度匀速上升,重力加速度。求
(1)定值电阻R两端的电压;
(2)电动机的机械效率;
(3)电动机线圈的内阻。
【答案】(1)100V (2)80% (3)
【讲解】(1) 电动机与定值电阻并联,根据闭合电路欧姆定律可知定值电阻R两端电压为
(2) 通过R的电流为根据并联电路规律可知电动机的工作电流为电动机的输入功率为电动机的输出功率为电动机的机械效率为
(3) 电动机线圈的发热功率为则电动机线圈的内阻为
10.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为R0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少;
(2)电动机正常工作时,电动机效率与电源效率比值为多少。
【答案】(1)1.44W (2)
【讲解】(1) 电动机卡死不转,电动机线圈相当于一个纯电阻,且将其等效为电源内阻的一部分,电源的总内阻为根据图3可得图线斜率为,电源电动势为故此时电路简化为一个电动势为内阻为的等效电源,外接小灯泡,在灯泡的U-I图线中作出等效电源的外特性曲线,两图线交点即为灯泡的工作点,如图所示 由图可得此时灯泡电流为所以流过电动机线圈电流也为,此时线圈上的热功率为
(2) 根据闭合电路欧姆定律可得根据图3可得电源电动势为图线斜率为在图1电路中,电动机正常工作电流为0.4A,电动机两端电压为2.5V,电源内阻的电压为根据闭合电路欧姆定律解得所以灯泡的电功率为电动机功率为电动机效率为电源效率为电动机效率与电源效率比值为
试卷第1页,共3页
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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·江西赣州十三校·期中)小明同学在参观于都兰花小镇的时候,手机没电了。他用充电宝给手机充电,他的充电宝其一参数为20000mAh/3.7V。其中单位“mAh”(毫安时)对应的物理量是( )
A. 电荷量
B. 电能
C. 电流
D. 电容
2.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A.
B.
C. 将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2:1
D. 将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2:1
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)量纲分析是物理学中的一种很重要的研究方法。例如,同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,导体电阻还与构成它的材料有关。其表达式为,式中为电阻率,结合单位换算(量纲分析),可以判断的单位是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)根据部分电路欧姆定律,下列判断正确的有( )
A. 导体两端的电压越大,电阻就越大
B. 由可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C. 比较几只电阻的I—U图像可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的
D. 导体中的电流越大,电阻就越小
5.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某手机的电池容量为,则意味着该电池充满电后能搬运的电荷量为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)两个电阻和的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 为定值电阻,其阻值为0.5Ω
B. 的电阻随外加电压的增大而增大
C. 当电阻两端的电压时,的电阻大于的电阻
D. 当电阻两端的电压时,的电阻小于的电阻
7.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为,,当将与接入电压恒为的电路时,电流为2A,若将与接入电压恒为的电路中,则电流为( )
A. 0.5A
B. 1A
C. 2A
D. 4A
8.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)电路中有一段导体(导体电阻不随温度而变化),给他加20V的电压时,通过他的电流为5A,可知这段导体的电阻为 Ω,如果给他加30V的电压时,他的电阻为 Ω.
A. 0.25;0.25
B. 4;6
C. 6;4
D. 4;4
9.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)(多选)如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长,当A与B之间接入的电压为15V时,通过金属片的电流为3.0A。当C与D之间接入的电压为15V时,下列说法正确的是( )
A. 通过金属片的电流为0.75A
B. 通过金属片的电流为12.0A
C. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为1:1
D. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时,矩形金属片的电阻率之比为1:4
10.(2025-2026高二上·江西·期中)手持式电热丝切割刀的工作原理是:当电流通过电热丝时,电热丝的温度急剧升高,当其接触或靠近被切割材料时,材料局部被加热并熔化或升华,从而被切开,广泛应用于建筑模型、航模制作、雕塑和包装等行业。图甲为其结构简图,一根长度为0.8m的镍铬合金丝缠绕在弹性绝缘弓上,已知该镍铬合金丝的电阻率为,横截面积为,不考虑温度对电阻率的影响,求:
(1)该镍铬合金丝的电阻值;
(2)如图乙,为了调节该镍铬合金丝的发热功率,让其和一个最大阻值为20Ω的滑动变阻器串联后再接到电动势为(内阻不计)的电源上,则该镍铬合金丝最小发热功率为多少?
考点2 电容器的充放电现象
1.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,下列说法正确的是( )
A. 保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量为
B. 保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量为
C. 保持开关S2闭合,断开开关S1,电路稳定后,流过R1的电荷量约为
D. 保持开关S2闭合,断开开关S1,电路稳定后,流过R1的电荷量约为
2.(2025-2026高二上·江西南昌江西师范大学附属中学·期中)(多选)小王同学想通过实验观察电容器充、放电并估测一个电容器的电容。采用直流稳压电源、单刀双掷开关、电流传感器(与电脑相连,能描绘出电流I随时间t变化的图线)、定值电阻和导线若干,连成如图甲所示的电路。
(1)下列说法正确的是( )
A. 将开关S掷向1端,电容器放电
B. 电容器充电后,将开关S掷向2端,会有电流向左流经电阻R
C. 先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器电容先增大后减小
D. 电容器充电时,与电源正极相连的极板带正电
(2)传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电容器在全部放电过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示,曲线与坐标轴所围区域包含的小格的个数大约为40个,根据图像估算出释放的电荷量为 C(结果保留两位有效数字)。若不改变其他参数,只减小电阻R的阻值,放电过程的曲线与坐标轴所围区域的面积将会 (填“变大”“变小”或“不变”)
(3)如图乙所示的图像是用4V的稳压电源对电容器充满电后放电形成的,请估算该电容器的电容为 F。
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量,并说明电容器哪个极板带正电?
(2)保持开关S1闭合,断开开关S2,电路稳定后,流过R5的电荷量;
(3)保持开关S1、S2闭合,电阻R3突然断路,电路稳定后,流过R5的电荷量。
4.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)图甲当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带 (选填“正”或“负”)电。
(2)图甲开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“?”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图,丙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是 。不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
(3)已知电源电压为3V,通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s,则电容器的电容C= F(结果保留两位有效数字)。
(4)图丙中,静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。
A. 电荷量
B. 电容
C. 电势差
(5)保持两极板所带的电荷量Q不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
考点3 闭合电路欧姆定律及应用
1.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某同学将一直流电源的总功率输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的、、所示,根据图线可知( )
A. 电源电动势为
B. 电源电动势为
C. 反映变化的图线是
D. 反映变化的图线是
2.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)(多选)为响应国家严禁在公共场所吸烟的号召,小硕同学设计了一种烟雾报警装置,其工作原理电路图如图-1所示,电源电压恒为12V,内阻不计,为定值电阻,阻值为30Ω,为烟雾传感器,它的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图-2所示,当空气中烟雾浓度达到15%时,电路发出警报。下列说法不正确的是( )
A. 电流表示数为0.2A时,电路发出警报
B. 当烟雾浓度为10%时,的功率为2.7W
C. 空气中烟雾浓度升高,电流表示数变小
D. 若需要降低烟雾报警的最低浓度,可以将换成阻值更小的电阻
3.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,R3为滑动变阻器,当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时,测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示,其中A(1.0A,10.0V)、B(0.5A,12.5V)两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,图像中点对应电路中路端电压的最大值,下列说法正确的是( )
A. 电源的最大热功率为5W
B. 定值电阻R2的最小热功率为2W
C. 定值电阻R2的最大热功率为10W
D. 定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W
4.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)(多选)如图所示,电源电动势E=9V,内电阻r=4.5Ω,变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,那么下列说法正确的是( )
A. R1接入电路的阻值为3Ω,电源的输出功率为4.5W
B. 当开关与a断开但未与b接触时,流过R3的电流方向为c→d
C. R1的阻值增大时,R2两端的电压增大
D. 当开关接向b后,流过R3的电流方向为d→c
5.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)(多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法中正确的是( )
A. 电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B. 电动势E1=E2,内阻r1>r2
C. 电动势E1>E2,内阻r1>r2
D. 当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
6.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)某电源的路端电压U随外电路的电阻R变化的图像如图所示,则该电源的电动势和内阻分别为( )
A. 和
B. 和
C. 和
D. 和
7.(2025-2026高二上·江西南昌中学三经路校区·期中)(多选)一种新型环保电源电动势E恒定不变,内阻r是变化的。现将该电源与滑动变阻器串联,构成一个闭合电路,其输出电压与电流的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电流越大,电源的内电阻越大
B. 滑动变阻器阻值减小,电流也减小
C. 电源内电阻的阻值等于图线切线斜率的绝对值
D. 图线与U轴的截距值等于电源电动势E
8.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列相关叙述说法正确的是( )
A. 此时硅光电池的内阻为12
B. 此时硅光电池的总功率为0.72W
C. 此时硅光电池的输出功率为0.3W
D. 此时硅光电池的输出效率为30%
9.(2025-2026高二上·江西景德镇·期中)如图所示的电路中,电源电动势E=6V、内阻r=3、电阻,,滑动变阻器的最大阻值为6,闭合开关S,当滑动变阻器滑片从左向右滑动时,求:
(1)电源最大输出功率P及对应的滑动变阻器的阻值大小。
(2)消耗的功率最大值。
10.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)如图所示,线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻R的U-I图线,由上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出是多大?
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?
考点4 动态电路分析
1.(2025-2026高二上·江西赣州十八·期中)(多选)冰箱里的温控电路简图如图所示,为定值电阻,为热敏电阻,温度越低,其阻值越大,C为电容器,电压表为理想电压表。随着冰箱温度的降低,下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流减小
B. 电压表的示数减小
C. 电容器充电
D. 电源的输出功率一定变大
2.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)(多选)某同学设计了如图所示的电路图,其中电源电动势为E,内阻为r,R1是定值电阻,L是白炽灯,电表A、V1、V2、V3均为理想电表,它们的示数分别为I、U1、U2、U3,示数变化量的绝对值分别为△I、△U1、△U2、△U3,则下列说法正确的是( )
A. 将滑动变阻器R2滑片往下移,灯泡亮度变暗
B. 将滑动变阻器R2滑片往下移,灯泡亮度变亮
C. 无论滑片往上移还是往下移,的值为定值,大小为
D. 无论滑片往上移还是往下移,的值为定值,大小为
3.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)(多选)如图所示的电路,电源电动势为E、内阻为r,为滑动变阻器,为定值电阻。开关闭合后,带电油滴P在平行板电容器中保持静止。下列说法中正确的是( )
A. 若使滑动变阻器滑片向下移动,则电压表示数减小
B. 若使滑动变阻器滑片向下移动,则电流表示数减小
C. 若仅使电容器上极板靠近下极板移动,则油滴将向下移动
D. 若仅使电容器下极板远离上极板移动,则电容器会有短暂的放电过程
4.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)(多选)如图所示,电路中E、r为电源的电动势和内电阻,、、为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,开关闭合时,平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器的滑片向b端移动时,则( )
A. 电阻消耗的功率减小
B. 电源的效率减小
C. 带电小液滴将向上运动
D. 若电流表、电压表的示数变化量分别为和,则
5.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)(多选)如图所示,电源电动势、内阻恒定,定值电阻R1的阻值等于,定值电阻R2的阻值等于,闭合开关,平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动,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为,下列说法正确的是( )
A. 理想电压表示数增大,理想电压表示数增大,理想电流表示数减小
B. 带电液滴将向上运动,定值电阻中有从流向的瞬间电流
C.
D. 电源的输出功率先减少后增大
6.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)图甲为某品牌智能手表,它可以测量血压,内部模拟电路如图乙,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,相当于传感器。当智能手表测量收缩压时,阻值会变小,当测量舒张压时,阻值会变大。电表视为理想电表,某次由测量收缩压转测舒张压时( )
A. 电容器的电荷量变小
B. 消耗的功率变大
C. 电源的效率变小
D. 电压表示数变化量和电流表示数变化量绝对值的比值不变
7.(2025-2026高二上·江西·期中)如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由上端向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表A、V1、V2、V3的示数分别用、、和表示,示数变化量的绝对值分别用、、和表示,下列判断正确的是( )
A.
B. 增大
C. 减小
D. 不变
8.(2025-2026高二上·江西上饶·期中)如图,当滑动变阻器的滑动头向上滑动时,两灯亮度的变化情况为( )
A. A灯和B灯都变亮
B. A灯和B灯都变暗
C. A灯变亮,B灯变暗
D. A灯变暗,B灯变亮
9.(2025-2026高二上·江西·期中)如图为某款装饰夜灯的内部电路图。闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从中间位置向端移动,三个灯泡(阻值均不变)始终能够发光,则该过程中,三个灯泡的亮度变化是( )
A. 灯泡和均变暗
B. 灯泡和均变亮
C. 变暗,和均变亮
D. 变亮,和均变暗
10.(2025-2026高二上·江西临川第一中学·期中)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,L为小灯泡(电阻可视为不变),C为大电容电容器,电压表与电流表均为理想电表。闭合开关S,小灯泡发光,使滑动变阻器的滑片向下缓慢移动一小段距离,该过程中电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,电流表A示数变化量的绝对值为,小灯泡没有烧坏,则下列说法正确的是( )
A. 小灯泡逐渐变亮
B.
C. 电压表的示数增大
D. 断开开关S的瞬间小灯泡立即熄灭
考点5 含电动机的电路分析
1.(2025-2026高二上·江西·期中)(多选)直流电动机提升重物的装置图如图所示,重物的质量为20kg,电源的电动势为36V,内阻为0.6Ω,当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输入功率为165W
B. 电源的工作效率为97.0%
C. 电动机的工作效率为91.7%
D. 电动机线圈的电阻为0.2Ω
2.(2025-2026高二上·江西南昌南昌县莲塘第一中学·期中)潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。已知当地地下水源距离地表8.75m,水泵出水口离水平地面的高度为1.25m。水流由出水口水平喷出时的速度为,每秒出水量为4kg。水泵由电功率为660W的电动机带动,电动机的额定电压为220V,水泵的抽水效率为80%,取重力加速度大小,忽略其他能量损失,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出效率不足90%
B. 此时电流大小为1A
C. 电动机的输出功率为500W
D. 电动机线圈的电阻约为4Ω
3.(2025-2026高二上·江西南昌中学·期中)某市小科学家协会的一位同学设计了一台玩具车,其内部结构的简化电路图如图所示。电源电动势为,内阻,直流电动机M的线圈电阻,与的保护电阻串联后接入电路中,电动机正常工作时,通过电动机的电流强度,电压表示数。求:
(1)电源的电动势;
(2)电动机输出的机械功率。
4.(2025-2026高二上·江西临川第一中学·期中)由小型直流电动机、小灯泡和定值电阻组成的电路如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,小灯泡上标有“3V,4.5W”字样,电动机线圈电阻=1Ω,开关闭合时,小灯泡和电动机均恰好正常工作。求:
(1)电动机的总功率;
(2)电动机的输出功率。
5.(2025-2026高二上·江西萍乡·期中)如图所示,电源的电动势,内阻,定值电阻,电动机M内部线圈电阻。当开关、均闭合时,电阻的电功率,求:
(1)此时流过电源的干路电流I;
(2)电动机的输出功率。
6.(2025-2026高二上·江西赣州十三校·期中)小明在夏天手持一款可充电小风扇降温,风扇工作时扇叶高速转动,吹出的风能让他感到凉爽,他利用如图所示电路研究一手持小风扇的电动机性能,调节滑动变阻器,使风扇正常运转,此时电压表示数为,电流表示数为;当扇叶被卡住停止转动时,电压表示数为,电流表示数为。(电表均为理想电表)求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)风扇正常运转时电动机输出的机械效率
7.(2025-2026高二上·江西·期中)如图甲所示的电路中,电源的电动势,内阻,现仅将定值电阻换成内阻的直流电动机,如图乙所示。当滑动变阻器的滑片处于正中间时,甲电路中滑动变阻器消耗的功率最大,乙电路中直流电动机的输入功率,输出功率,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)乙电路中,当滑片处于正中间时,滑动变阻器消耗的功率;
(4)甲电路中,当滑片处于正中间时,定值电阻消耗的功率。
8.(2025-2026高二上·江西定南中学·期中)如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“6V,3W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻,求:
(1)流过电源的电流;
(2)电源的总功率和电源的输出功率;
(3)电动机的发热功率和电动机对外做功的功率。
9.(2025-2026高二上·江西宜春中-11月·期中)某农场为了方便将粮食运送到一定高度的仓库,设计了一个小型运粮装置,其工作原理可简化为如图所示的电路图,电源电动势、内阻,定值电阻R的阻值为40Ω,M为电动机。闭合开关S,稳定后,理想电流表A的示数,电动机带动质量的一袋粮食以速度匀速上升,重力加速度。求
(1)定值电阻R两端的电压;
(2)电动机的机械效率;
(3)电动机线圈的内阻。
10.(2025-2026高二上·江西南昌第二中学·期中)图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为R0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少;
(2)电动机正常工作时,电动机效率与电源效率比值为多少。
试卷第1页,共3页
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专题04恒定电流
》
考点1电路的基本概念及规律
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】B
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】BC
10.【答案】(1)R=402
(2)P=14.4W
》
考点2电容器的充放电现象
1.【答案】BC
2.【答案】(1)BD
(2)①1.6×103
②不变
3.【答案】(1)1.4×105C,下极板带正电
(2)2.4×105C
4.【答案】(1)正
(2)①电荷量
②不变
(4)C
(5)减小
1/3
让教与学更高效
(3)4×104
(3)3.0×10-5C
(3)8.3×104
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考点3闭合电路欧姆定律及应用
1.【答案】C
2.【答案】AC
3.【答案】AC
4.【答案】AD
5.【答案】AD
6.【答案】c
7.【答案】AD
8.【答案】B
9.【答案】(1)3W,42
(2)1W
10.【答案】(1)4w
(2)2W
考点4动态电路分析
1.【答案】AC
2.【答案】AC
3.【答案】AD
4.【答案】BD
5.【答案】BC
2/3
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6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】C
10.【答案】AB
考点5含电动机的电路分析
1.【答案】AD
2.【答案】D
3.【答案】(1)12V
(2)9W
4.【答案】(1)14.25W;(2)12W
5.【答案】(1)3A;(2)4W
6.【答案】(1)4.02
(2)73%
7.【答案】(1)I=1.5A
(2)R1m=102
P。=5.76W
8.【答案】(1)2.5A;(2)20W,15W:(3)4W,8W
9.【答案】(1)100V
(2)80%
(3)
2
3
63
10.【答案】(1)1.44W
(2)
0.97
65
313
(五)
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举皇重点与谁