2024新教材物理高考二轮专题复习
专题九 恒定电流
专题检测题组(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1．如图所示，为某种电吹风机的电路示意图，a，b，c，d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风机可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原，副线圈的匝数。该电吹风机的各项参数如下表所示（ ）
热风时输入功率
冷风时输入功率
小风扇额定电压
正常工作时小风扇输出功率
A．变压器原副线圈匝数之比
B．吹热风时触点b、c相接触
C．由表中数据可算出小风扇的内阻为
D．由表中数据可算出小风扇的效率
2．空气炸锅的等效简化电路图如图所示，电源的电动势为6V，电源的内阻不计，小风扇M的额定电压为6V，额定功率为3W，线圈内阻为r = 1Ω，电阻R1= R2= 10Ω，则下列说法中正确的是（ ）
A．只闭合开关S1，小风扇正常工作时电流为6A
B．只闭合开关S1，小风扇正常工作时发热功率为2.75W
C．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则通过电阻R1的电流为0.3A
D．同时闭合开关S1和S2，若小风扇正常工作，则电阻R1消耗的功率为3.6W
3．闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为
B．电源的内阻为
C．曲线A的最大功率为
D．外电阻取时外电阻的功率是外电阻取时外电阻的功率的
4．如图所示，电源电动势E=12V，内阻，，直流电动机内阻，当闭合S和S1，断开S2时，调节滑动变阻器R1为某值时，可使电源输出功率最大，闭合S，S2，断开S1，调节R2为某值时，可使电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（电动机额定输出功率P0=4.5W），则下列判断正确的是（ ）
A．电动机额定电流I=2A
B．电动机两端电压为
C．满足题意的R1，R2值分别为，
D．满足题意的R1，R2值分别为，
5．如图所示是某电路的示意图，虚线框内是超导限流器．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．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），以此来限制故障电流．超导部件正常态电阻R1＝6Ω，临界电流IC＝0.6A，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V，3W”字样，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，则下列判断不正确的是
A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为0.5A
B．当灯泡正常发光时，通过R2的电流为0.5A
C．当灯泡L发生故障短路时，通过R1的电流为1A
D．当灯泡L发生故障短路时，通过R2的电流为0.5A
6．2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（ ）
A．电源的电动势为 B．电阻两端的电压为
C．电阻的电流为 D．硅光电池的内阻为5Ω
7．某兴趣小组利用如图甲所示的电路研究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。电路中电源电动势和内阻保持不变，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻。通过实验得到，在0℃~80℃的范围内，电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。则在0℃~80℃的范围内，该热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系图像为（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像，将一定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等。则（ ）
A．电源a、b效率相同
B．电源a的内阻更大
C．若将定值电阻换为大于的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D．若将定值电阻换为小于的电阻，电源b的功率大于电源a的功率
9．某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动，下列说法正确的是（ ）
A．当小车向右做加速直线运动时，电流表示数变大
B．当小车向右做减速直线运动时，电压表示数变小
C．当小车向左做加速直线运动时，电流表示数变大
D．当小车向左做减速直线运动时，电压表示数变小
10．如图所示．直线1和2分别为两个不同电源的路端电压和电流的关系图象，E1、r1，分别为电源1的电动势和内阻，E2、r2分别为电源2的电动势和内阻，则下述说法正确的是（ ）
A．E1=E2
B．r1＞r2
C．当两个电源短路时电源l的短路电流大
D．当两个电源分别接相同电阻时，电源2的输出功率小
11．如图所示是某吊扇的相关参数，测得吊扇正常匀速转动时排风量为Q＝720m3/h，扇叶附近的风速为v＝14.1m/s，电机内阻R＝496Ω，g＝10m/s2，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量
B．正常工作时吊扇电机的发热功率为24W
C．正常工作时电机的输出功率为24W
D．正常工作时天花板对吊杆的拉力约为46.6N
12．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和一定值电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（取图甲所示的磁感应强度方向为正方向），MN始终保持静止，则在时间内（ ）
A．电容器C所带的电荷量始终不变
B．电容器C的a板先带正电后带负电
C．MN中的电流方向始终由M指向N
D．MN所受安培力的方向先向右后向左
13．为响应学校创建绿色校园的倡议，某同学利用光敏电阻的特性（光照强度增加时，其电阻值减小），设计了如图所示节能照明电路，可使电灯的亮度随周围环境亮度的改变而改变。电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．电源路端电压变大 B．两端电压变大
C．B灯变暗，A灯变暗 D．该同学的设计符合节能要求
14．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，C为两块彼此靠近而又绝缘的平行金属板，两金属板中一带电液滴P处于静止状态，R1、R2和R3为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片由图中位置向a端移动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电源总功率逐渐增大
B．带电液滴P将向上运动
C．R2上消耗的功率减小
D．电流表读数减小，电压表读数增大
15．如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，平行板电容器中带电质点P原处于静止状态，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3；的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A1示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A．质点将向下运动，理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流
B．
C．电源的输出功率减小
D．电源的效率变小
二、非选择题(共55分)
16．（8分）如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，求：
（1）电源释放的电功率；
（2）电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率；
（3）电源的输出功率。
17．（10分）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求：
（1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t；
（2）电动机1s内输出的机械能；
（3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。
18．（10分）如图所示的电路中，R1＝4Ω，R2＝2Ω，滑动变阻器R3上标有“10Ω，2A”的字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两挡．闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2V和0.5A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的，电流表指针也指在满偏的．求电源电动势与内阻的大小．（保留两位有效数字）
19．（12分）如图所示，已知电源电动势，内阻，保护电阻。
（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻消耗的电功率最大，并求这个最大值；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率最大，并求这个最大值；
（3）求电源的最大输出功率。
20．（15分）平行板电容器是一种常用的电学元件。
（1）如图甲所示，电源与平行板电容器，定值电阻，开关组成闭合电路。已知平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计，不考虑极板边缘效应，请在图乙中画出充电过程中电容器两板电压u随其所带电荷量q变化的图像，并类化直线运动中由图像求位移的方法，求充电完毕时电容器储存的电能。
（2）如图丙所示，M、N是平行板电容器的两个极板，板间距离为d。用绝缘细线把一个质量为m，电荷最为q的带电小球悬挂在两极板问，已知开关S闭合后，且小球静止时，绝缘细线与竖直方向夹角为，电源电动势为E，内阻不计。三个定值电阻的阻值分别为、、，重力加速度为g，忽略小球的电荷量对极板间电场的影响。
a.求夹角与定值电阻阻值的关系式；
b.若某时刻烧断细线，同时断开开关S，通过分析定性说明小球在两极板间可能出现的运动情况（假设小球的电荷量保持不变，且始终未与极板发生碰撞）。
参考答案：
1．C
【详解】A．小风扇额定电压为，由理想变压器电压比等于匝数比可得
故A错误；
B．当触点b、c相接触时，仅接通了小风扇，而电热丝未被接通，故电吹风处于吹冷风状态，故B错误；
C．由表格数据可知，冷风时输入功率等于正常工作时小风扇的额定功率，则有
输出功率为，故小风扇的内阻消耗的功率为
联立解得小风扇的电阻为
故C正确；
D．小风扇的效率为
故D错误。
故选C。
2．D
【详解】AB．由题图可看出当只闭合S1时，电阻R1与R2串联，再与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则小风扇M的电压刚好为额定电压，则
PM = IME
解得
IM = 0.5A
则小风扇M正常工作时发热功率为
PM热 = IM2r = 0.25W
AB错误；
CD．由题图可看出同时闭合开关S1和S2，电阻R2被短路，则R1与小风扇M并联，且电源的内阻不计，则通过电阻R1的电流为
E = I1R1
解得
I1 = 0.6A
则电阻R1消耗的功率为
P1 = I12R1
解得
P1 = 3.6W
C错误、D正确。
故选D。
3．C
【详解】AB．闭合电路的内电阻功率
闭合电路的外电阻功率
由图像可知，当外电阻时，内、外电阻的功率相等，且均为，可得
故AB错误；
C．当外电阻时，内电阻功率最大，此时
故C正确；
D．当外电阻时，外电阻的功率
当外电阻时，外电阻的功率
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】AB．根据电路规律可知当时电源的输出功率最大，即此时有
同时有
解得
AB错误；
CD．根据前面分析可得
由闭合电路欧姆定律有
解得
C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为
选项A正确；
B．当灯泡正常发光时，超导部件处于超导状态，则通过超导部件的电流为0.5A，通过R2的电流为零，选项B错误；
CD．当灯泡L发生故障短路时，超导部件处于正常状态，此时R1＝6Ω，通过R1的电流为
通过R2的电流为
选项CD正确；
此题选择错误的选项，故选B.
6．D
【详解】A．由欧姆定律可得
当时
由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为
故A错误；
BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为
电流为
故B、C错误；
D．硅光电池的内阻为
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】根据电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系可得
由电路可知
联立解得
则Rt-t图像为非线性图像，且随着t增加，Rt逐渐减小。
故选C。
8．C
【详解】B．由闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
可知，图像与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较小，图像的斜率的绝对值表示电源内阻
则a电源的内阻r较小，故B错误；
A．由于定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等，所以定值电阻两端的电压相等，即交点的纵坐标表示路端电压，由电源的效率
可知电源a效率高，故A错误；
C．电源的输出功率即定值电阻的功率，若将定值电阻换为大于的电阻，如图
图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率，由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值，即电源b的输出功率大于电源a的输出功率，故C正确；
D．电源的功率为，若将定值电阻换为小于的电阻，如图
图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流，可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大，又电源a的电动势小，所以电源b的功率与电源a的功率大小无法比较，故D错误。
故选C。
9．BC
【详解】AD．当小车向右加速或向左减速时，磁铁具有向右的加速度，受到的合力向右，故左侧的弹簧压缩，右侧的弹簧拉伸，磁铁向左靠近磁敏电阻R，R阻值变大，电路中的电流减小，电流表的示数变小，电压表测R两端的电压，由串联分压知，电压表示数变大，AD错误；
BC．当小车向左加速或向右减速时，磁铁具有向左的加速度，受到的合力向左，故左侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，磁铁向右远离磁敏电阻R，R阻值变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电流表示数变大，由串联分压知，电压表示数变小，BC正确。
故选BC。
10．ACD
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律
U=E﹣Ir
当I=0时
U=E
说明图线纵轴截距等于电源的电动势，由图可知，两电源的电动势相等，即
E1=E2
故A正确；
B．根据数学知识可知，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图可知，图线2的斜率大于图线1的斜率，则
r2＞r1
故B错误；
C．短路电流
I=
故电源1的短路电流要大，故C正确；
D．根据
当两个电源分别接相同电阻时，电源内阻大即电源2的输出功率小，故D正确.
故选ACD．
11．CD
【详解】A．吊扇启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量与产生的热量之和，A错误；
B．正常工作时
B错误；
C．正常工作时电机的输出功率为
C正确；
D．对空气，由动量定理
其中m＝ρQt，代入数据解得
F≈3.5N
由牛顿第三定律可知，空气对吊扇向上的作用力为
F'＝F＝3.4N
所以正常工作时天花板对吊杆的拉力约为
F拉＝m'g﹣F'＝2.0×10N﹣3.5N＝46.6 N
故D正确。
故选CD。
12．AD
【详解】AB．磁感应强度均匀变化，则磁感应强度的变化率不变，产生恒定的感应电动势，则电容器C所带的电荷量始终不变，故a板一直带正电，故A正确，B错误；
C．由于磁感应强度变化，由楞次定律可知，MN中电流方向始终由N指向M，故C错误；
D．根据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，故D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】ABC．增加光照强度，则光敏电阻减小，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A灯两端电压减小，流过A灯电流减小，A灯变暗；根据
可知流过电流增大，则两端电压变大；根据
可知B灯两端电压减小，流过B灯电流减小，B灯变暗；故A错误，BC正确；
D．电路消耗的总功率为
由于总电流增大，可知电路消耗的总功率增大，故该同学的设计不符合节能要求，故D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】A．当滑动变阻器R4的滑片由图中位置向a端移动过程中，滑动变阻器连入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流变小，由
可知电源总功率逐渐变小，故A错误；
BD．由
可知电压表读数变小，由
可得，并联电路两端点的电压U变大，则电容器两端电压增大，电容器板间场强增大，质点P所受到的电场力增大，则质点向上运动，根据
可知电流表读数变大，故B正确，D错误；
C．由上述可知，流过两端的电流增大，由于总电流减小，则流过电流减小，根据
可知R2上消耗的功率减小，故C正确。
故选BC。
15．ABD
【详解】A．将电流表看作导线，将电压表看作断路，发现滑动变阻器与定值电阻与电源串联，将滑动变阻器滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路阻值减小，根据串联分压原理，滑动变阻器两端电压减小，则电容器两端电压减小，则电容器放电，则理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流，故A正确；
B．令滑动变阻器接入电路阻值为，根据闭合电路欧姆定律
由此可得
电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，故
故B正确；
C．电源的输出功率
当时，电源输出功率最大，因为一定大于r，故随着 减小，电源的输出功率增大，故C错误；
D．电源的效率
由以上分析可知，滑动变阻器滑片向下滑动， 减小，电源的效率变小，故D正确。
故选ABD。
16．（1）；（2）12W，8W；（3）18W
【详解】（1）电动机正常工作时，总电流为
电源释放的电功率为
（2）电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机消耗的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为
（3）电源的输出功率为
17．（1）1h；（2）48J；（3）2m/s
【详解】（1）由题可得理论上正常工作的最长时间
（2）由能量守恒定律得
所以
（3）当加速度a＝0时速度最大，即
由，解得
18．7.0V，2.0Ω．
【分析】根据滑动变阻器的移动可知电流及电压的变化，是可判断所选量程，从而求出电流表的示数；由闭合电路欧姆定律可得出电动势与内阻的两个表达式，联立即可求得电源的电动势．
【详解】滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6 A，电压表量程选取的是0～15 V，所以第二次电流表的示数为×0.6 A＝0.2 A，电压表的示数为×15 V＝5 V
当电流表示数为0.5A时，R1两端的电压为U1＝I1R1＝0.5×4 V＝2 V
回路的总电流为I总＝I1+＝0.5+A＝1.5 A
由闭合电路欧姆定律得E＝I总r+U1+U3，
即E＝1.5r+2+2①
当电流表示数为0.2 A时，R1两端的电压为U1′＝I1′R1＝0.2×4V＝0.8 V
回路的总电流为I总′＝I1′+＝0.2+A＝0.6A
由闭合电路欧姆定律得E＝I总′r+U1′+U3′，
即E＝0.6r+0.8+5②
联立①②解得E＝7.0 V，r＝2.0Ω
【点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律，但解题时要注意先会分析电流及电压的变化，从而根据题间明确所选电表的量程．
19．（1） 0，；（2） ，；（3）
【详解】（1）保护电阻消耗的电功率为
因和r是常量，而R是变量，故R最小时，最大
即R=0时
（2）把保护电阻与电源内阻r算在一起，当，即时，电阻箱R消耗的功率最大
（3）电功率公式
当时，P出最大，即时
20．（1）， ；（2）a. ；b.某时刻烧断细线，同时断开开关，细线对小球的拉力为零。在竖直方向上，小球只受重力作用，加速度不变，做匀加速直线运动；在水平方向上，小球只受电场力作用，由于平行板电容器会通过电阻放电，使得小球所受电场力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动。若放电时间比较长，小球做加速度减小的曲线运动。若放电时间比较短，在放电完毕前，小球做加速度减小的曲线运动；放电完毕后，小球只在重力作用下做匀变速曲线运动。
【详解】（1）图像如图所示
充电完毕时电容器两端电压等于电源电动势E，电容器所带电荷量为Q，图线与横轴所围面积即为电容器储存的电能
，
联立可得
（2）a.小球在电场中静止时受到重力、电场力及细线的拉力，小球所受电场力为
两极板之间电场强度
根据闭合电路欧姆定律，可得两极板间的电势差
根据平衡条件有
联立可得
b.某时刻烧断细线，同时断开开关，细线对小球的拉力为零。在竖直方向上，小球只受重力作用，加速度不变，做匀加速直线运动；在水平方向上，小球只受电场力作用，由于平行板电容器会通过电阻放电，使得小球所受电场力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动。若放电时间比较长，小球做加速度减小的曲线运动。若放电时间比较短，在放电完毕前，小球做加速度减小的曲线运动；放电完毕后，小球只在重力作用下做匀变速曲线运动。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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