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專題09 恒定電流 【備考建議】 近年來，本章一般以實驗考查為主，單獨命題的考查角度主要有：1、定性分析電路的動態(tài)變化，一般由某一電阻阻值變化或者部分電路的接入和斷開為變化方式，根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點與規(guī)律分析電路中電流、電壓、功率等變化趨勢。2、含容電路分析，考查電容器所帶電荷量、板間電場強(qiáng)度變化等。3、與電磁感應(yīng)結(jié)合綜合考查電路的規(guī)律。預(yù)計今后仍然以考查實驗為主，主要考查閉合電路歐姆定律、儀器的選取、電路的設(shè)計與創(chuàng)新。 【經(jīng)典例題】 考點一：　電阻　電阻定律的應(yīng)用 【典例1】（2018鹽城三模）電熱水器金屬內(nèi)膽出水口加接一段曲長管道，在電熱水器漏電且接地線失效時，能形成“防電墻”，保障人的安全．如圖所示，當(dāng)熱水器漏電且接地線失效時，其金屬內(nèi)膽與大地間電壓為220 V，由于曲長管道中水具有電阻(簡稱“隔電電阻”)，因而人體兩端的電壓不高于12 V，下列說法正確的是(　　) A. 曲長管道應(yīng)選用導(dǎo)電性能好的材料制成 B. 曲長管道應(yīng)選用不易導(dǎo)電的材料制成 C. “隔電電阻”大于“人體電阻”，且兩者串聯(lián) D. 熱水器漏電且接地線失效時，“防電墻”使人體內(nèi)無電流通過 【參考答案】BC 考點二　歐姆定律及伏安特性曲線 【典例2】(2018重慶第二外國語學(xué)校期中)如圖(甲)所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻不計,L1,L2,L3為3個特殊材料制成的相同規(guī)格小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(乙)所示.當(dāng)開關(guān)S閉合時(　 　) A.L3兩端的電壓為L1的4倍 B.通過L3的電流為L2的2倍 C.L1,L2,L3的電阻都相同 D.L3消耗的電功率為0.75 W 【答案】D 考點三　串、并聯(lián)電路及電表的改裝 【典例3】(2017北京順義一模)電流表和電壓表都是由小量程的電流表(表頭)改裝成的.如圖所示,有一表頭,滿偏電流Ig=500 μA,內(nèi)阻Rg=200 Ω,用它作多用電表的表頭,已知R1=20 Ω,R2=180 Ω,R3=49.9 kΩ,R4=499.9 kΩ. 當(dāng)接線柱接在“公共”與a端當(dāng)電流表使用時量程為　　　mA; 當(dāng)接線柱接在“公共”與c端當(dāng)電壓表使用時量程為　　　V. 【典例4】(2018福建三明模擬)如圖所示的電路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑動變阻器R3的最大值為30 Ω,則A,B兩端的總電阻的最大值為________　Ω,最小值為_________Ω. 【解析】當(dāng)變阻器R3=30 Ω時,A,B兩端的總電阻最大,為Rmax=R1+=10 Ω+ Ω=22 Ω;當(dāng)變阻器R3接入電路的電阻為0時,A,B兩端的總電阻最小,為Rmin=R1=10 Ω. 考點四　電功、電功率及電熱的計算 【典例5】(2018河北石家莊一中模擬)(多選)在如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為8 V,燈泡L標(biāo)有“3 V,6 W”字樣,電動機(jī)線圈的電阻RM=1 Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光,下列說法正確的是(　 　) A.電動機(jī)的輸入電壓是5 V B.電動機(jī)的效率是80% C.流過電動機(jī)的電流是2 A D.整個電路消耗的電功率是10 W 考點五 電路的動態(tài)分析 【典例6】(2017寧夏銀川二模)(多選)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.M為多種元件集成的電子元件,其阻值與兩端所加的電壓成正比(即RM=kU,式中k為正常數(shù))且遵循歐姆定律.R1和R2是兩個定值電阻(其電阻可視為不隨溫度變化而變化).R為滑動變阻器,現(xiàn)閉合開關(guān)S,使變阻器的滑片向上移動,下列說法中正確的是(　 　) A.電壓表V1,V2讀數(shù)增大 B.電子元件M兩端的電壓減小 C.通過電阻R的電流增大 D.電流表讀數(shù)減小 考點六 電路中的功率及效率問題 【典例7】（2018浙江名校聯(lián)考）如圖是某品牌吊扇的相關(guān)參數(shù)，假設(shè)吊扇的吊桿下方的轉(zhuǎn)盤與扇葉的總質(zhì)量為 7 kg, 則吊扇（g=10m/s2） （ ） A.吊扇的內(nèi)電阻為880 Ω B.以額定功率工作時通過吊扇的電流為0.25 A C.正常工作時吊扇機(jī)械功率等于55 W D.正常工作時吊桿對轉(zhuǎn)盤的拉力大于70 N 【參考答案】B 【命題意圖】本題考查對吊扇銘牌數(shù)據(jù)的理解，意在考查運(yùn)用電功率、能量守恒定律、牛頓運(yùn)動定律等相關(guān)知識分析解決實際問題的能力。 【典例8】電源和電阻的U-I圖像的比較(2018上海市楊浦區(qū)檢測)(多選)硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點.如圖所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像,圖線b是某電阻R的U-I 圖像.在同等光照強(qiáng)度下,當(dāng)它們組成閉合回路時,下列說法正確的是(　 　) A.電池的輸出功率P=U1I1 B.電池的內(nèi)阻r= C.電池的效率為η=100% D.硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率Pr=U2I1-U1I2 【典例9】(2017湖南衡陽三模)(多選)如圖所示的U-I圖像中,直線a表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系,直線b為某一電阻R的伏安特性曲線.用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖像可知正確的有(　 　) A.R的阻值為2.0 Ω B.電源電動勢為3 V,內(nèi)阻為1.5 Ω C.電源的輸出功率為2.0 W D.電源內(nèi)部消耗的功率為1.5 W 考點七 含電容器電路的分析 【典例10】（2018江蘇高考物理）如圖所示，電源E對電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電．放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電．這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光．該電路 （A）充電時，通過R的電流不變 （B）若R增大，則充電時間變長 （C）若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大 （D）若E減小為85 V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變 【參考答案】BCD 【命題意圖】本題考查電容器電路、電容器充電和放電及其相關(guān)知識點。 考點八 故障電路分析 【典例11】（2018云南昭通五校聯(lián)考）如圖所示電路L1發(fā)光，L2，L3不亮，A1有讀數(shù)，A2沒有讀數(shù)，則產(chǎn)生的故障應(yīng)是（只有一處有故障）（ ） A． 燈泡L1斷路 B． 燈泡L2斷路 C． 燈泡L2短路 D． 燈泡L3短路 【參考答案】C 【走進(jìn)高考】 1.(多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是(　 　) A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大, B.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻為R= C.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻為R= D.對應(yīng)P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積大小 【答案】ABD 【解析】由圖像可以看出,隨著電壓的增大,圖線的斜率逐漸減小,導(dǎo)體的電阻等于斜率的倒數(shù),所以導(dǎo)體的電阻不斷增大,選項A正確;燈泡的電阻在圖線上每一點都是R=,選項B正確,C錯誤;小燈泡的功率P=UI,選項D正確. 2.(2017山東青島模擬)如圖2所示，a、b、c為不同材料做成的電阻，b與a的長度相等，b的橫截面積是a的兩倍；c與a的橫截面積相等，c的長度是a的兩倍。當(dāng)開關(guān)閉合后，三個理想電壓表的示數(shù)關(guān)系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2。關(guān)于這三種材料的電阻率ρa(bǔ)、ρb、ρc，下列說法正確的是(　　) 圖2 A.ρa(bǔ)是ρb的2倍 B.ρa(bǔ)是ρc的2倍 C.ρb是ρc的2倍 D.ρc是ρa(bǔ)的2倍 【參考答案】C 3.(2016金卷押題)如圖所示的電路，由電源、電阻箱和電流表組成，電源電動勢E=4V，內(nèi)阻r=2Ω．電 流表內(nèi)阻忽略不計，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱讀數(shù)等于R1和R2時，電流表讀數(shù)對應(yīng)的讀數(shù)分別為I1和I2，這 兩種情況下電源的輸出功率相等．下列說法中正確的是 A． B． C． D． 【參考答案】AD 4、（黑龍江省大慶實驗中學(xué)2016屆高三考前得分訓(xùn)練（四）理科綜合物理試題）如圖所示，電阻R1=20Ω，電動機(jī)的繞組R2=10Ω．當(dāng)開關(guān)打開時，電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是（ ） A．I=1.5A B．I＜1.5A C．P=15W D．P＜15W 【參考答案】BD 【名師解析】當(dāng)開關(guān)打開時，由歐姆定律U=I1R1=0.520V=10V.。當(dāng)開關(guān)合上后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓10V不變，通過R1的電流不變，電動機(jī)中電流一定小于U/R2=1A。則電流表示數(shù)I＜1.5A，選項A錯誤B正確。電路消耗的電功率P=UI＜15W，選項C錯誤D正確。 考點：歐姆定律；電功率 【名師點睛】本題要抓住非純電阻電路與純電阻電路的區(qū)別，電動機(jī)正常工作時，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，是關(guān)鍵不等式。 5.（2018朝陽二模）為了確定一個標(biāo)有“3.8V，0.3A”的小燈泡的電阻，小明和小華兩位同學(xué)分別采用了不同的方法：小明同學(xué)用多用電表的歐姆檔測量，測量結(jié)果R1=2Ω；小華同學(xué)由計算可得其阻值R2≈13Ω。小明同學(xué)的操作過程無誤，但R1和R2存在明顯差異。對此，下列說法正確的是 A．小明同學(xué)的方法錯誤，因為測量時沒有電流通過小燈泡 B．小華同學(xué)的方法錯誤，因為小燈泡的電阻不能用來計算 C．兩位同學(xué)的方法都正確，因為多用電表的歐姆檔的精確度不夠 D．兩位同學(xué)的方法都正確，因為小燈泡的工作狀態(tài)不同 【參考答案】D 【名師解析】小明同學(xué)用多用電表的歐姆檔測量，測量的是小燈泡燈絲在常溫下的電阻值，測量結(jié)果R1=2Ω；小華同學(xué)由計算可得其阻值R2≈13Ω，得出的是小燈泡燈絲正常發(fā)光時的電阻值，由于小燈泡燈絲的電阻值隨溫度的升高而增大，所以兩位同學(xué)的方法都正確，因為小燈泡的工作狀態(tài)不同，選項D正確。 6．(2018上海青浦區(qū)調(diào)研)如圖(a)所示是一個歐姆表的外部構(gòu)造示意圖，其正、負(fù)插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆，則虛線內(nèi)的電路圖應(yīng)是(b)圖中的(　　) 【參考答案】A 7..如圖2是有兩個量程的電壓表，當(dāng)使用a、b兩個端點時，量程為0～10 V，當(dāng)使用a、c兩個端點時，量程為0～100 V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500 Ω，滿偏電流Ig為1 mA，則電阻R1、R2的值(　　) 圖2 A.9 500 Ω　90 000 Ω B.90 000 Ω　9 500 Ω C.9 500 Ω　9 000 Ω D.9 000 Ω　9 500 Ω 【參考答案】A 【名師解析】接a、b時，由串聯(lián)電路特點有R總＝R1＋Rg＝得R1＝－Rg＝9 500 Ω。接a、c時，同理有R總′＝R1＋R2＋Rg＝得R2＝－Rg－R1＝90 000 Ω。 8.(2018北京昌平檢測)(多選)用兩個相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1,A2,若把A1,A2分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路,如圖所示,則閉合開關(guān)后,下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是(　 　) A.圖(甲)中的A1,A2的示數(shù)相同 B.圖(甲)中的A1,A2的指針偏角相同 C.圖(乙)中的A1,A2的示數(shù)和偏角都相同 D.圖(乙)中的A1,A2的指針偏角不相同,示數(shù)相同 【答案】BD 9.（2018云南玉溪調(diào)研）.在如圖所示電路中，電壓表，電流表均為理想電表，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器R1的滑片P向右端滑動的過程中（　?。? A． 電壓表的示數(shù)減小 B． 電壓表的示數(shù)增大 C． 電流表的示數(shù)減小 D． 電流表的示數(shù)增大 【參考答案】BD 10．（2018河北衡水六調(diào)）某電路如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1、R2，電位器(滑動變阻器)為R，L1是小燈泡，電壓表和電流表均為理想電表。當(dāng)電位器的觸片滑向b端時，下列說法正確的是 ( ) A．小燈泡L1將變亮 B．電壓表示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值將變大 C．電流表A1的示數(shù)將變大 D．電源的總功率將變大 【參考答案】ACD 【命題意圖】本題考查力的突變、瞬時作用、牛頓運(yùn)動定律及其相關(guān)的知識點。 11.有兩盞電燈L1和L2，用圖3中所示的兩種方式連接到電路中，已知電壓U相同，且兩盞電燈均能發(fā)光，比較在甲、乙兩個電路中電燈L1的亮度，則(　　) 圖3 A.甲圖電路中燈L1比乙圖電路中燈L1亮 B.乙圖電路中燈L1比甲圖電路中燈L1亮 C.兩個電路中燈L1一樣亮 D.不知它們的額定電壓和額定功率，無法判斷 【參考答案】B 12.某電力公司曾舉辦“計量日進(jìn)您家”活動，免費上門為市民進(jìn)行家庭用電耗能診斷分析，針對每戶家庭提出個性化的節(jié)能建議。在上門實測過程中，電力技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，家電待機(jī)耗電成為最容易被市民忽略的問題。以電視機(jī)為例，待機(jī)一天的耗電量在0.2度左右，小小機(jī)頂盒一天待機(jī)耗電量更是高達(dá)0.4度。根據(jù)專家統(tǒng)計：每使用1度(千瓦時)電，就相應(yīng)消耗了0.4 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，同時產(chǎn)生0.272 kg碳粉塵、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物，根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，若按照1度電電費為0.5元，估算一戶普通家庭待機(jī)一年 每戶普通家庭家用電器平均數(shù) 一臺臺式電腦 兩臺平板電視機(jī) 兩臺空調(diào) 一臺洗衣機(jī) 每臺電器待機(jī)平均功率(W) 4 1 4 2 A.多消耗電能14度 B.多交電費7元 C.相應(yīng)多消耗了標(biāo)準(zhǔn)煤56 kg D.相應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳為1 400 kg 【參考答案】C 13（天津市河北區(qū)高三年級總復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測（三）理科綜合試卷物理部分）如圖所示的圖象中，直線表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系，直線為某一電阻的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻連接成閉合電路，由圖象可知： ( ) A．的阻值為 B．電源電動勢為，內(nèi)阻為 C．電源的輸出功率為 D．電源內(nèi)部消耗功率為 【參考答案】AD 考點：閉合電路的歐姆定律；電功；電功率 【名師點睛】本題主要考查了閉合電路的歐姆定律、電功、電功率。對于圖線關(guān)鍵要根據(jù)物理規(guī)律，從數(shù)學(xué)角度來理解其物理意義．本題要抓住圖線的斜率、交點的意義來理解圖象的意義。 14（2018北京20中三模）圖甲是觀察電容器放電的電路。先將開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機(jī)，在屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖乙所示。則下列判斷正確的是 A. 隨著放電過程的進(jìn)行，該電容器的電容逐漸減小 B. 根據(jù)I-t曲線可估算出該電容器的電容大小 C. 電容器充電過程的I-t曲線電流應(yīng)該隨時間的增加而增大 D. 根據(jù)I-t曲線可估算出電容器在整個放電過程中釋放的電荷量 【參考答案】 D 15.（多選）（百校聯(lián)盟2018年高考名師猜題保溫金卷物理試題）如圖所示電路中電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,開關(guān)s閉合后，平行金屬板中的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器滑片P向b端滑動過程中，下列說法正確的是( ) A. R3的功率變大 B. 電壓表、電流表示數(shù)都變大 C. 減小平行板間距則液滴一定向下移動 D. 電容器C所帶電量減少，液滴向下加速運(yùn)動 【參考答案】BD 16在如圖14所示的電路中，閉合開關(guān)S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是(　　) 圖14 A.L1燈絲燒斷 B.電阻R2斷路 C.電阻R2短路 D.電容器被擊穿短路 【參考答案】D 17　如圖15所示，電源電動勢為6 V，當(dāng)開關(guān)S接通時，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uad＝0，Ucd＝6 V，Uab＝6 V，由此可判定(　　) 圖15 A.L1和L2的燈絲都斷了 B.L1的燈絲斷了 C.L2的燈絲斷了 D.變阻器R斷路 【參考答案】C 18(2017四川成都九校期中聯(lián)考)(多選)在如圖所示的電路中,電源的電動勢為E =4 V,內(nèi)電阻為r =2 Ω,定值電阻的阻值為R0 =1 Ω,可變電阻R 的阻值可在0至10 Ω之間調(diào)節(jié)(包括0和10 Ω),則(　 　) A.當(dāng)R =10 Ω時,R0消耗的功率最大,最大值為 W B.當(dāng)R =1 Ω時,電源的輸出功率最大,最大值為2 W C.當(dāng)R =3 Ω時,R消耗的功率最大,最大值為 W D.當(dāng)R =10 Ω時,電源的效率最大,最大值為88% 【答案】BC