物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第1期专题8 恒定电流5798.docx
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物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第1期专题8恒定电流5798
2012届高三物理名校试题汇编系列(第1期)
专题8恒定电流
一、单项选择题
1.(江西省南昌二中2012届高三第三次月考理综卷)如图所示,当S闭合后,一带电微粒在平行板电容器间处于静止状态,下列说法正确的是()
A.保持S闭合,使滑动片P向左滑动,微粒将向上动
B.保持S闭合,让两板稍为错开一些,微粒向上移动
C.打开S后,使两极板靠近,则微粒仍保持静止
D.打开S后,使两极板均顺时针转动相同小角度,则微粒仍保持静止
1.C解析:
该带电微粒在平行板电容器间受到的电场力方向竖直向上,大小等于重力,即Eq=mg,所以本题要判断微粒的运动情况,关键是看场强如何变化;保持S闭合,使滑动片P向左滑动或者让两板稍为错开一些,两极板间电势差U都不变,场强E=U/d也不变,所以电场力仍然平衡重力,微粒仍保持静止,选项AB错误;打开S后,两极板上所带电量Q不变,若使两极板靠近,即减小d,极板正对面积S不变,根据U=Q/C,C∝S/d,可知场强E=U/d∝Q/S不变,所以微粒仍保持静止,选项C正确;打开S后,使两极板均顺时针转动相同小角度,即两极板上所带电量Q和两板间距d均不变,改变场强方向,那么该带电粒子受到的电场力方向斜向上,合力不为零,微粒不再保持静止,选项D错误。
本题答案为C。
2.(广西陆川县中学2012届高三段考理综卷)用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电,电动机正常工作后,测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U,则()
A.电路中电流
B.在时间t内,电池组消耗的化学能为IEt
C.在时间t内,电动机输出的机械能是IEt-I2rtD.以上说法都不对
2.B解析:
关系式
只适用于纯电阻电路,选项A错误;可以用W=IEt计
小,电容C不变,极板带电量Q=CU减小,所以电容器要放电,R0上有自右向左的电流,选项B正确,C错误;干路电流I增大,电源的输出功率P=EI增大,选项D错误。
本题答案为B。
4.(陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考)有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图所示,它主要由三部分构成:
踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表
(实质是理想电流表),设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。
下列说法正确是()
A.该秤能测量的最大体重是1300N
B.体重为1300N应标在电流表
刻度盘2A刻度处
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表
刻度盘0刻度处
D.该秤零刻线应标在电流表
刻度盘的最大刻度处
4.B解析:
根据I=
,R=30-0.02F,可得F=1600-
=1600-
,可见,电流表示数越大,表示压力越大,当I=3A时,压力取最大值,即Fmax=1400N,选项A错误;当F=1300N,即1300=1600-
时,I=2A,所以体重为1300N应标在电流表
刻度盘2A刻度处,选项B正确;当F=0,即0=1600-
时,I=0.375A,所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表
刻度盘0.375A刻度处,选项CD错误。
本题答案为B。
5.(湖北省黄冈市黄州区一中2012届高三月考)如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,闭合开关S,增大可变电阻R的阻值后,电压表示数的改变量为△U。
在这个过程中,下列判断正确的是( C )
A.电阻R1两端的电压减小,减小量等于△U
B.电容器的带电量减小,减小量等于C△U
C.电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大
D.电压表示数变化量△U和电流表示数变化量△I的比值增大
5.C解析:
根据串联分压原理知,电压表示数增大,且U=UR1+Ur,知UR1
本题答案为C。
6.(湖北鄂州市2012届高三摸底考试理综卷)在如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R3的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值,现使滑动变阻器的滑片从a端滑向b端,则在移动过程中()
A.电压表V1和V2的示数始终变大
B.电压表V1和V2的示数始终变小
C.电压表V1的示数先变大后变小,电压表V2的示数先变小后变大
D.电压表V1的示数先变大后变小,电压表V2的示数始终变小
6.D解析:
滑动变阻器采取分压接法,其等效电路如上图所示,电压表V1测量并联电路两端的电压,电压表V2测量定值电阻R3两端电压,当滑片从a端滑向b端时,RaP变大,RPb变小,因为定值电阻R3的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值,所以,滑片从a端滑向b端的过程中,先是R3+RaP<RPb,之后出现R3+RaP=RPb,最后R3+RaP>RPb,而并联部分的电阻R并是先变大后变小,干路电流
先变小后变大,所以并联部分的电压U并=E-I(r+R1)先变大后变小,即电压表V1的示数先变大后变小;根据并联电路的分流特点,流过定值电阻R3的电流
,其中
,
,
均为常数),可见,当RPb变小,I3减小,定值电阻R3两端电压减小,电压表V2的示数始终变小。
本题答案为D。
7.(陕西省长安一中2012届高三质检)在如图所示的电路中,当变阻器R3的滑动头P由a端向b端移动时()
A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
7.B解析:
在滑动头P由a端向b端移动时,滑动变阻器Pb部分电阻RPb先与R2并联,然后再与R1串联在电源两端,电压表测量路端电压,电流表测量流过滑动电阻RPb的电流,当滑动头P由a端向b端移动时RPb减小,并联电路的电阻R并减小,干路电流
增大,路端电压U=E-Ir减小,所以电压表示数变小;并联电路的电压R并=E-I(r+R1)变小,流过R2的电流I2=R并/R2变小,所以流过滑动电阻RPb的电流IPb=I-I2变大,即电流表示数变大。
本题答案为B。
8.(河南省开封高中2012届高三定位测试)如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。
下列分析中正确的是()
A.此接法的测量值大于真实值
B.此接法的测量值小于真实值
C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D.开始实验时滑动变阻器滑片P应处在最左端
9.(江西省重点中学协作体2012届高三联考)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、R2串联后接到电源两端B.将R1、R2并联后接到电源两端
C.将R1单独接到电源两端D.将R2单独接到电源两端
9.C解析:
根据U-I图象可知,电源电压E=3V,内阻r=0.5Ω,R1=0.5Ω,R2=1Ω,设外电路电阻为R,则电源的输出功率
,可见,当外电路电阻R=r时,电源的输出功率最大,本题答案为C。
10.(湖北省黄冈中学2012届高三上学期期中考试)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()
A.电压表读数减小B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动D.R3上消耗的功率逐渐增大
10.A解析:
根据电路图,电阻R2与滑动变阻器R4接入电路的部分串联后,再与R3组成并联电路部分,最后,并联部分再与电阻R1串联接入电源两端,电压表测量滑动变阻器R4接入电路部分的电压,电流表测量流过电阻R2的电流,电容器两极板间的电压等于并联部分的电压,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,变阻器接入的电阻变小,并联部分的电阻R并减小,干路电流
增大,并联部分电压U并=E-I(r+R)减小,所以电容器两极板间的电压,极板间场强减小,电场力小于重力,质点向下运动,选项C错误;电阻R3两端电压减小,流过R3的电流I3减小,R3上消耗的功率P3=
逐渐减小,选项D错误;流过R3的电流I3减小,流过R2的电流I2=I-I3增大,所以电流表读数增大,选项B错误;流过R2的电流I2增大,R2两端的电压U2=I2R2增大,而并联部分的电阻R并减小,所以,滑动变阻器R4接入电路部分的电压U4=U并-U2减小,选项A正确。
本题答案为A。
11.(云南省昆明市2012届高三摸底理综卷)在如图甲所示的电路中,RT是半导体热敏电阻,其电阻RT随温度T变化的关系图线如图乙所示。
当RT所在处温度升高时,下列关于通过电流表的电流I和a、b间电压U的说法正确的是()
A.I变大,U变小B.I变小,U变小C.I变小,U变大D.I变大,U变大
11.A解析:
当RT所在处温度升高时,热敏电阻RT阻值减小,并联部分电阻R并减小,干路电流
增大,路端电压即a、b间电压U=E-I干r减小,R2两端的电压即并联部分电压U并=E-I干(r+R1)减小,所以流过R2的电流I2=U并/R2减小,流过热敏电阻RT的电流I=I干-I2变大,所以通过电流表的电流I变大。
综上可知,本题答案为A。
12.(山东省曲阜一中2012届高三摸底考试)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。
它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化,在如图所示的电路中,不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系,观察仪表指针就能判断一氧化碳是否超标。
有一种氧化锡传感器,其电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比,那么,电压表示数U与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是()
A.U越大,表示C越大,C与U成正比
B.U越大,表示C越小,C与U成反比
C.U越大,表示C越大,但是C与U不成正比
D.U越大,表示C越小,但是C与U不成反比
12.C解析:
根据题意,传感器的电阻R传=k/C(k为比例系数),根据闭合电路欧姆定律可求出
,即
,其中a=ER0,b=r+R+R0,a、b、k都是常数,可见,U越大,表示C越大,但是C与U不成正比,本题答案为C。
13.(江西省南昌二中2012届高三第三次月考理综卷)在如图所示的电路中,当变阻器的滑片P向右端移动时()
A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小
13.C解析:
根据电路图,滑动变阻器与灯2串联后,再与灯1组成并联电路,并联电路再与灯3串联接在电源两端,电压表测量滑动变阻器两端电压与灯3两端电压之和,电流表测量流过灯1的电流,当变阻器的滑片P向右端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,并联部分电阻R并变大,干路电流
变小,并联部分电压U并=E-I(r+R3)变大,灯1两端电压变大,流过灯1的电流I1变大,即电流表示数变大;干路电流I减小,流过灯1的电流I1变大,所以流过灯2的电流I2=I-I1变小,滑动变阻器两端电压与灯3两端电压之和U=E-Ir-I2R2变大,所以电压表示数变大。
本题答案为C。
14.(河北省衡水中学2012届高三上学期第三次调研考试)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理图如图所示.当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流.超导部件正常态电阻R1=7.5Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V3W”,电源电动势E=7V,内阻r=2Ω,电路正常工作.若灯泡L突然发生短路,则下列说法正确的是()
A.灯泡L短路前通过R1的电流为1/3AB.灯泡L短路后超导部件电阻为零
C.灯泡L短路后通过R1的电流为2/3AD.灯泡L短路后通过R1的电流为1A
14.C解析:
灯泡的电阻R=U2/P=12Ω,灯泡L短路前,电路正常工作,因为超导部件处于超导态,其阻值为零,流过限流电阻R2的电流为零,通过R1的电流等于灯泡正常发光时的电流,即为I=P/U=3W/6V=0.5A,选项A错误;灯泡L突然短路瞬间,流过电路的电流为7V/2Ω=3.5A>IC=0.6A,超导部件由超导态转变为正常态,即R1=7.5Ω,选项B错误;灯泡L短路后,超导部件R1与限流电阻R2并联在电源两端,并联部分电阻
,所以干路电流
,流过R1的电流为为
,选项C正确,D错误。
本题答案为C。
15.(湖北省襄阳五中2012届高三年级上学期期中考试)如图所示电路,A、B间电压恒为3.2V,3个电阻的阻值均为4
,电容器的电容为30
F,电流表为理想电流表,那么电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是()
A.0,0.8AB.9.6×10─5C,0.8A
C.9.6×10─5C,1AD.1.2×10─4C,0.8A
二、多项选择题
16.(湖北省部分重点中学2012届高三联考试题)如图所示电路,电键闭合后,电压表和电流表有一定示数,后来由于某个电阻出现故障,导致两个电表示数均变大,则可能的是()
A.R1断路B.R2短路C.R3短路D.R4短路
16.AC解析:
出现故障前,R1与R2串联,然后再与R4组成并联电路部分,最后再与R3串联接在电源两端,电压表测量R1两端电压,注意其示数小于并联部分或R4两端的电压值,可记为R并,电流表测量流过R4的电流;若R1断路,R2也被迫断路,电阻R3与R4串联在电源两端,电压表测量R4两端电压,其示数可记为U4,对于R3来说,这相当于原电路并联部分的电阻增大,所以流过R3的电流I变小,R4两端的电压值U4=E-I(r+R3)增大,即U4>R并,流过R4的电流也变大,所以两表示数均变大,选项A正确;若R2短路,并联部分电阻减小,干路电路I变大,并联部分电压减小,即R4两端电压减小,流过R4的电流也变小,选项B错误;若R3短路,并联部分电阻不变,电路总电阻减小,干路电流I变大,流过电阻R1与R4的电流变大,所以两表示数均变大,选项C正确;若R4短路,电压表示数为零,选项D错误。
综上可知,本题答案为AC。
17.(江西省南昌二中2012届高三第三次月考理综卷)如图所示,电流表A1(0-3A)和A2(0-0.6A)由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是()
A.A1、A2的读数之比为1:
1B.A1、A2的读数之比为5:
1
C.A1、A2的指针偏转角度之比为1:
1D.A1、A2的指针偏转角度之比为1:
5
17.BC解析:
同一电流计并联阻值不同的电阻就可改装成量程不同的电流表,电流表量程大小与灵敏电流计两端并联的分流电阻有关,分流电阻越小,电流表量程越大。
而现在两电流表并联,两灵敏电流计也是并联关系,故加在两灵敏电流计两端的电压相同,两灵敏电流计的指针偏转角度相同,即A1、A2的指针偏转角度之比为1:
1正确,选项C正确;偏转角度相同,但所标度的刻度值不同,它们是5倍关系,即选项B正确。
本题答案为BC。
18.(河北省衡水中学2012届高三上学期第三次调研考试)如图所示电路的电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表V的示数减小ΔU(电压表为理想电表),在这个过程中( )
A.通过R1的电流减小,减少量一定等于
B.R2两端的电压增大,增加量一定等于ΔU
C.路端电压减小,减少量一定等于ΔU
D.通过R2的电流增大,但增加量一定小于
18AD解析:
通过R1的电流I1=
,其中阻值R1不变,电压U1可变,所以ΔI1=
,选项A正确;因为U1+U2+U内=E,所以,若电压表V的示数减小ΔU,即U1减小ΔU,那么U2和U内的增大量之和为ΔU,即ΔU=ΔU2+ΔU内,ΔU2=ΔU-ΔU内,所以选项B错误;干路电流I=(E-U1)/(r+R2),当U1减小ΔU时,干路电流增加ΔU/(r+R2),其值小于
,选项D正确;路端电压U=E-Ir,因为干路电流I增加ΔU/(r+R2),所以路端电压减小,减小量等于ΔUr/(r+R2),选项C错误。
本题答案为AD。
19.(黑龙江省大庆实验中学2012届高三期中考试)如图所示,电源电动势均为E=12V,内阻均为r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻
=1Ω。
当调节滑动变阻器使R1=2Ω时,图甲电路输出功率最大。
调节R2使图乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定功率为6W),则此时R2的阻值和电动机的焦耳热功率P为()
A.R2=2ΩB.R2=1.5ΩC.P=6WD.P=4W
19.BD解析:
对于非纯电阻电路,输出功率
,它是电流I的一元二次函数,根据数学知识,可得,当I=E/2r时,输出功率最大;本题中,输出功率最大时的电流为I=E/2r=2A,根据P=UI可求出此时电动机两端的电压为U=P/I=3V,所以电阻R2两端的电压U2=E-U-Ir=3V,所以R2的阻值R2=U2/I=1.5Ω,选项A错误,B正确;电动机的焦耳热功率P=
=4W,选项C错误,D正确。
本题答案为BD。
20.(广西陆川县中学2012届高三段考理综卷)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E和r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,电流表、电压表的示数变化情况为( )
A.电流表的示数一直减小
B.电压表的示数一直增大
C.电流表的示数先减小后增大
D.电压表的示数先增大后减小
20.CD解析:
在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,滑动变阻器被分为上
22.(河北省南宫中学2012届高三第一学期期中考试试题)一个电池组的电动势为E,内阻为r,用它给一电阻为R的直流电动机供电,当电动机正常工作时,通过电动机的电流为I,电动机两端的电压为U,经时间t()
A.电源在内外电路做的功为
B.电池消耗的化学能为EIt
C.电动机输出的机械能为I2(r+R)tD.电池组的效率为
22.ABC解析:
电动机是将电能转化为机械能的装置,电动机消耗的电功率和电能只能用公式P=UI和W=UIt来计算,其输出的机械能用公式W机=UIt-I2Rt来计算。
根据能量的转化与守恒,电源在内外电路做的功等于电池消耗的化学能,即W=EIt=
,电动机输出的机械能为W机=UIt-I2Rt=EIt-I2rt-I2Rt=EIt-I2(r+R)t,电池组的效率
。
综上可知,本题答案为ABC。
三、非选择题
23.(江西省南昌二中2012届高三第三次月考理综卷)如图甲所示的电路中,
、
均为定值电阻,
为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:
(l)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻
的阻值.
23.
(1)20V、20
(2)5
解析:
(1)将乙图中AB线延长,交U轴于20V处,交I轴于1.0A处,所以电源的电动势为E=20V,内阻
。
(2)当P滑到
的右端时,电路参数对应乙图中的B点,即
=4V、
=0.8A,得
。
24.(甘肃省河西五市部分高中2012届高三第一次联考试题)如图所示,电源电动势E=6V,电源内阻不计。
定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ。
(1)若在a、b之间接一个C=100μF的电容器,闭合开关S,电路稳定后,求电容器上所带的电量;
(2)若在a、b之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表,求电压表的示数。