2023版高考物理一轮总复习专题8恒定电流热点强化13课后提能演练

专题八热点强化13
1．超高亮LED灯与传统的照明灯相比，有寿命长、低耗、彩色鲜艳、点亮速度快等特点．被广泛应用于商场照明、舞台灯光控制、汽车尾灯等诸多领域．为探究LED灯的性能，某兴趣小组想描绘某发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示．
序号U/V I/mA
10.000.00
2 2.560.30
3 2.83 2.60
4 2.908.21
5 3.0030.24
(1)实验应该选择的电路图为________；并根据你选择的电路图，用笔画线代替导线将实物图甲中的连线补充完整．
A B C D
甲乙
(2)根据实验得到的数据，在如图乙所示的坐标纸上描绘出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线．
(3)采用(1)中所选的电路，发光二极管(LED灯)电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
(4)若实验中该发光二极管(LED灯)最佳工作电流为8 mA，现将此发光二极管(LED灯)与电动势为3 V、内阻不计的电源两端相接，还需要串联一个阻值R＝________Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态．(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)C 如图甲(2)如图乙(3)大于(4)15
甲乙
2．如图甲所示为实验室的一直流电流表，其使用说明书上附的该电流表的内部电路如图乙所示．
(1)某次用0～3 A量程测量时，示数如图丙所示，其读数为________A．
(2)该电流表0～0.6 A量程对应的内阻约为______Ω．(结果保留两位小数)．
(3)若电阻R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为________mA(结果保留两位有效数字)．
【答案】(1)1.20 (2)0.50 (3)5.0
【解析】(1)电流表量程为0～3 A，由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1 A，示数为
1.20 A．
(2)由图乙所示电路图可知，电流表量程为0～0.6 A时，电流表内阻为
R＝R1＋R2R3＋R g
R1＋R2＋R3＋R g
＝
0.1＋0.4×5＋55
0.1＋0.4＋5＋55
Ω≈0.50 Ω．
(3)由图示电路图可知，电流表量程为0～3 A时 3 A＝I g＋I g R g＋R3＋R2
R1
＝I g＋
I g5＋55＋0.4
0.1
＝605I g
解得I g≈0.005 0 A＝5.0 mA．
3．随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要工具．可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源，其电动势约 5 V．某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，他剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电
宝的正极，黑导线为负极，另外两根导线空置不用．实验室还提供了如下器材：
甲乙
A．量程是3.0 A，内阻约为0.2 Ω的电流表；
B．量程是6 V，内阻约为6 kΩ的电压表；
C．量程是15 V，内阻约为30 kΩ的电压表；
D．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；
E．阻值为0～10 Ω，额定电流为3 A的滑动变阻器；
F．阻值为2.5 Ω的定值电阻；
G．阻值为20 Ω的定值电阻；
H．开关S一个，导线若干．
(1)实验中滑动变阻器应选用________(填相应器材前的字母)．
(2)根据所给器材，该同学设计了如图甲所示的电路，其中R0应选择________(填相应器材前的字母)，它在电路中的作用是____________．
(3)该同学记录的8组数据如表中所示，请在图乙的坐标纸上画出该充电宝的U－I图线．由图线可知该充电宝的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω．(结果保留两位小数) 次数12345678
电流I/A0.170.310.660.93 1.18 1.37 1.63 1.89
电压U/V 5.05 5.03 5.00 4.97 4.94 4.93 4.90 4.86
【答案】(1)E (2)F 防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏
(3)如图 5.07 0.11
【解析】(1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流，从安全和方便性原则应选E．
(2)R0作为保护电阻，除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外，还要保证测量，
因此不能选G ，只能选F ．
(3)由E ＝U ＋Ir 可知，充电宝的电动势为E ＝5.07 V ，U －I 图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小，则内阻为r ＝0.11 Ω．
4．如图甲所示为某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题．
(1)小明首先在P 、Q 间接上一直流电源，P 接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压2.5 V ”挡位，红表笔接P ，黑表笔接Q ，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则P 、Q 之间的电压是________V ．
(2)小明又将红表笔接P ，黑表笔接M ，若多用电表示数与P 、Q 之间的电压完全相同，则可以确定必定是______发生了断路．
(3)小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，调零后红表笔接P ，黑表笔接M ，电表指针在表盘上的位置如图丙所示，由于多用电表最上面的刻度线被磨损得很严重，无法直接读取数据，他进一步观察发现，此时指针偏转的角度恰好位于表盘0～15 Ω之间的正中位置，其中15 Ω的位置是多用电表指针半偏时所指的位置，则此时多用电表所测的阻值是________Ω，小亮据此确定电阻R 2没有断路，你认为他的判断是________(填“正确”或“错误”)的．
【答案】(1)2.00 (2)R 2 (3)50 错误
【解析】(1)根据多用电表电压挡读数规则，P 、Q 之间的电压为2.00 V ．
(2)红表笔接P ，黑表笔接M ，若多用电表示数与P 、Q 之间的电压相同，说明多用电表测量的是电源电压，可以确定是R 2发生了断路．
(3)在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆挡倍率“×10”的挡位，指针偏转34，根据多用电表欧姆挡测量原理，由闭合电路欧姆定律有I g ＝E R 内，12I g ＝E R 内＋R 中
，
34I g ＝E R 内＋R ，又R 中＝150 Ω，联立解得R ＝50 Ω．P 、M 之间的电阻值可能为R 1和R 3串联后的电阻值，小亮确定R 2没有断路是错误的．
5．某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中MN 为电阻丝，R 0是阻值为1.0 Ω的定值电阻，实验中调节滑片P ，记录电压表示数U ，电流表示数I 以及对应的PN 长度x ，绘制了U －I 图线如图乙所示．
(1)由图乙求得电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω．
(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)其真实值．
(3)根据实验数据可绘出图像，如图丙所示．图像斜率为k ，电阻丝横截面积为S ，可求得电阻丝的电阻率ρ＝________，电表内阻对电阻率的测量________(填“有”或“没有”)影响．
【答案】(1)1.49 0.45 (2)小于 (3)kS 没有
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律可知U ＝E －I (r ＋R 0)，则可知，图乙中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故E ＝1.49 V ；图像的斜率表示r ＋R 0，则r ＋R 0＝1.49－1.20.20 Ω＝
1.45 Ω，解得r ＝1.45 Ω－1.0 Ω＝0.45 Ω．
(2)由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电压表不再有分流作用，电流测量值等于真实值，电源的U －I 图像如图所示，由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值．
(3)根据欧姆定律可知，电阻R ＝U I ＝
ρx S ＋R A ，则可知k ＝ρ
S
，解得ρ＝kS ，电表内阻对图像的斜率无影响，所以得出的电阻率没有影响．。