2021届高三三轮物理重难点培优：恒定电流

2021届高三三轮物理重难点培优：恒定电流
1.某电池板开路电压是800mV ，短路电流为40mA ，若将该电池板与阻值为
20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A ．0.10V
B ．0.20V
C ．0.30V
D ．0.40V
2.如图所示的电路中,电源的电动势E 和内阻r 恒定不变,灯泡L 恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b 端滑动,则( )
A.灯泡L 变亮,电流表的示数减小
B.灯泡L 变亮,电流表的示数增大
C.灯泡L 变暗,电流表的示数减小
D.灯泡L 变亮,电流表的示数不变
3.一台发电机用0.5 A 电流向外输电，在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( ) A.6 V
B.360 V
C.120 V
D.12 V
4.如图所示是一个电路的一部分，其中
123125130.20.1R R R I A I A =Ω=Ω=Ω==，，，，，
那么电流表测得的电流为（ ）
A ．0.2A ，方向向左
B ．0.15A ，方向向左
C ．0.2A ，方向向右
D ．0.3A ，方向向右
5.分别测量两个电池的路端电压和电流,得到如图所示的a 、b 两条U I -图线,比较两图线,可得出结论( )
A. a 电池的电动势较小、内阻较大
B. a 电池的电动势较大、内阻较大
C. b 电池的电动势较大、内阻较小
D. b 电池的电动势较小、内阻较大
6.在如图所示的U I -图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线.用该电源与电阻R 组成闭合电路.由图象判断错误的是( )
A.电源的电动势为3V ,内阻为0.5Ω
B.电阻R 的阻值为1Ω
C.电源的效率为80%
D.电源的输出功率为4W
7.如图电路中,电源电动势为E 、内阻为r ,0R 为定值电阻,电容器的电容为C .闭合开关S,增大可变电阻R 的阻值,电压表示数的变化量为U ∆,电流表示数的变化量为I ∆,则( )
A.电压表示数U 和电流表示数I 的比值不变
B.变化过程中U ∆和I ∆的比值保持不变
C.电阻0R 两端电压减小,减小量为U ∆
D.电容器的带电量减小,减小量为C U ∆
8.如图所示是温度自动报警器的工作原理图,图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电).则下列说法正确的是( )
A.温度高于警戒温度时,电铃不报警、指示灯亮
B.温度低于警戒温度时,电铃报警、指示灯熄灭
C.温度高于警戒温度时,指示灯亮、电铃报警
D.温度低于警戒温度时,指示灯亮、电铃不报警
9.如图所示,t R 为金属热电阻,1R 为光敏电阻,2R 和3R 均为定值电阻,电源电动势为E ,内阻为r ,V 为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( )
A.金属热电阻温度升高,其他条件不变
B.金属热电阻温度降低,光照强度减弱,其他条件不变
C.光照强度增强,其他条件不变
D.光照强度增强,金属热电阻温度升高,其他条件不变
10.在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，1R 和3R 均为定值电阻，2R 为滑动变阻器．当2R 的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表12A A 、和V 的示数分别为12I I 、和U ．现将2R 的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )
A.1I增大，2I不变，U增大
B.1I减小，2I增大，U减小
C.1I增大，2I减小，U增大
D.1I减小，2I不变，U减小
11.为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应采取下列哪些措施( )
A.保持电阻不变，使电流减半
B.保持电阻不变，使电压减半
C.保持电炉两端电压不变，使其电阻减半
D.使电压和电阻各减半
12.研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路。

当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2.0 V。

重新调节R使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V。

则这台电动机正
常运转时输出功率为( )
A.32 W
B.44 W
C.47 W
D.48 W
13.如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片B在图示位置时，电压表和电流表的示数分别为1.6V、0.4A，当滑动变阻器滑片B从图示位置向右滑到另一位置时，它们的示数各改变了0.1V和0.1A，则此时( )
A.电压表示数为1.7V，电源电动势为2V
B.电流表示数为
0.3A，电源的效率为65%
C.电压表示数为1.5V，电源电动势为3V
D.电流表示数为
0.5A，电源的效率为75%
14.如图所示，一个内阻不可忽略的电源，
R为定值电阻，1L和2L是小灯
1
泡，R为滑动变阻器，P为滑片。

若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，灯泡
L的亮度及1R消耗的电功率分别（）
2
A．变亮，一直减小B．变亮，先增大后减小C．变暗，无法确定D．变暗，一直增大
15.电动势为E，内阻为r的电源，向可变电阻R供电，关于路端电压说法正确的是( )
A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B.因为U IR
=，所以当I增大时，路端电压也增大
C.因为U E Ir
=-，所以当I增大时，路端电压减小
D.若外电路断开，则路端电压为E
16.如图所示,电源的电动势为L,内阻为r,
R为定值电阻,2R为光敏电阻
1
(随光照强度增大,阻值减小),C为电容器,L为小灯泡,电表均为理想电表,闭合开关S后,若增大照射光强度,则( )
A.小灯泡的功率增大
B.电容器极板上的电荷量增加
C.电源的输出功率增大
D.两表示数变化量的比值|
|U
I
∆∆不变 17.如图所示, 直线Ⅰ、Ⅱ分別是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U I -图线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比是11:7
B.电源1与电源2的电动势之比是1:1
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1:2
D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:2
18.如图所示为火警报警装置,1R 为热敏电阻,若温度升高,则1R 的阻值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响.下列说法正确的是( )
A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势
B.要使报警的临界温度升高,可以把2R的滑片P适当向下移
C.要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势
D.要使报警的临界温度降低,可以把2R的滑片P适当向下移
19.某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表；
（1）先用如图(a)所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图（b）所示位置，则电压表的读数为______V。

由以上数据可得电压表的内阻R V=______kΩ;
（2）将图(a)的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图(c)所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为______（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为______kΩ;
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将（）
A.偏大
B.偏小
C.不变
D.无法确定
20.某课外实验兴趣小组用图甲所示的电路对电流表进行改装，改装后的
电流表有两个量程，分别为0.1A和0.6A，其中表头的满偏电流I g=1mA，内阻r g=200Ω。

请回答下面问题：
(1)甲电路中，定值电阻R1=_____Ω，定值电阻R2=_____Ω。

(结果保留2位小数)
(2)该小组将改装后量程为0.1A的电流表接入图乙所示的电路中，电流表用A1表示，来测量某电池的电动势和内阻。

当电阻箱R阻值为25.40Ω时，表头示数为0.50mA；当电阻箱R阻值为14.70Ω时，表头的示数为0.80mA，则该电池电动势E=______V，内阻r=_______Ω。

(结果保留2位小数)
(3)该小组设计了图丙所示电路对改装后量程为0.1A的电流表A1进行校对，校对电路中使用了(2)中电池作为电源，电路中标准电流表A的量程为0.1A，内阻为6.0Ω，校对过程中标准电流表示数调节范围为0.02A-0.1A，则电路中定值电阻R0应选用_______，R'应选用最大阻值为_____的滑动变阻器。

(选填选项字母代号)
A．5ΩB．10ΩC．30ΩD．100Ω
(4)校对过程中发现，改装后的电流表A1、A2的示数都总小于标准电流表的示数，则应该采取的最佳措施是_________________________。

21.如图所示,电源内阻1
r=Ω,电阻
12
R=Ω,小灯泡L上标有“3V,1.5W”,滑动变阻器的最大阻值为
R(大小未知),当触头P移到最上端a时,电流表的读数为1A,小灯泡L恰好正常发光,求:
（1）.滑动变阻器的最大阻值
R;
（2）.当P移到a时电源的总功率;
（3）.当P移到最下端b时电源的输出功率.
22.如图所示,电源电动势20V
R=Ω,
r=Ω,定值电阻90
E=,内阻10
R为可变电
阻,在
R的阻值由零增大到400Ω的过程中,求:
（1）.可变电阻
R上消耗的电功率最大的条件和最大功率;
（2）.定值电阻R和电源内阻r上消耗的功率之和的最小值;
（3）.定值电阻R上消耗的电功率最大的条件及最大功率.
参考答案
1.答案：D
该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流：
解析：滑动变阻器的滑片向b端滑动,可知电阻
1
R变大,外电阻变大,干路电流减小,电流表的示数减小,路端电压U E Ir
=-变大,灯泡变亮,故选A.
3.答案：A
解析：设发电机的电动势为E，电流0.5 A
I=，时间60s
t=，产生的电能
180J
W=，则由电功公式W EIt
=得发电机的电动势
180
V6V
0.560
W
E
It
===
⨯
故选 A。

4.答案：A
解析：由题图所示电流方向可计算出和两端的电压
,.电势左高右低,比较可判定两端电势上高下
低,通过的电流,方向向上.由题图可知上的
电流是由和共同提供的,故
,方向向左.故A 正确.
5.答案：B
6.答案：C
解析：A 、根据闭合电路欧姆定律得U E Ir =-,当0I =时, U E =,由读出电源的电动势3E V =,内阻等于图线的斜率大小, 3
0.56
U r I ∆==Ω=Ω∆则.故A 正确.B 、
电阻2
12
U
R I ==
Ω=Ω.故B 正确.C 、电源的效率. 2
=
66.7%3
P UI P E η=
==出总
故C 错
误.D 、两图线的交点表示该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路时工作状态,由图读出电压2U V =,2I A =,电流,则电源的输出功率为4P UI W ==出.故D 正确.
本题选择错误的,故选:C.
由电源的路端电压与电流的关系图象可知,图象与纵轴的交点等于电源的电动势,其斜率大小等于电源的内阻.电阻R 的伏安特性曲线的斜率等于电阻.两图线的交点读出电流与电压,求出电源的输出功率和效率.
对于图线关键要根据物理规律,从数学角度来理解其物理意义.本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义. 7.答案：B
解析：由图分析知U
R I
=
,R 增大,则电压表的示数U 和电流表的示数I 的比值变大,故A 错误.根据闭合电路欧姆定律得0()U E I R r =-+,由数学知识得知,
0U
R r I
∆=+∆,保持不变,故B 正确.闭合开关S,增大可变电阻R 的阻值后,电路中电流减小,由欧姆定律分析可知,电阻0R 两端电压减小,R 两端电压增大,而它们的总电压即路端电压增大,所以电阻0R 两端的电压减小量小于
U
∆,故C错误.电容器两极板间的电压等于R两端的电压,可知电容器板间电压增大,带电荷量增大,增大量为C U
∆,故D错误.
8.答案：D
解析：温度低于警戒温度时,水银柱下降,控制电路处于开路状态,电磁铁线圈中没有电流通过,电磁铁没有磁性,此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通,指示灯亮,电铃不报警,故B错误,D正确;温度高于警戒温度时,水银柱上升,控制电路处于接通状态,电磁铁线圈中有电流通过,电磁铁有磁性,此时电铃通过触点3与工作电路接通,电铃报警,此时指示灯所在的电路中没有电流,指示灯不亮,故A、C错误.
9.答案：B
解析：金属热电阻温度升高,则电路中的总电阻增大,总电流减小,光敏电阻
两端的电压增大,所以通过光敏电阻的电流增大,而总电流减小,所以通过
R
3的电流减小,故电压表的示数减小,A错误;金属热电阻温度降低,光照强度减
弱,外电路电阻可能减小,则干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,而
R两
2
端电压增大,所以光敏电阻两端的电压减小,即通过光敏电阻的电流减小,而
总电流增大,所以通过
R的电流增大,故电压表的示数增大,B正确;光照强度
3
增强,则光敏电阻减小,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,而
R两端电压
2
增大,即
R和热电阻两端的电压减小,通过3R的电流减小,电压表的示数减3
小,C错误;光照强度增强,金属热电阻温度升高,
R减小,t R增大,若总电阻减小,
1
则总电流增大,路端电压减小,而
R两端的电压增大,所以并联电路电压减
2
小,
R所在支路的电阻增大,所以支路电流减小,电压表示数减小;1R减小,t R增3
大,若总电阻增大,则路端电压增大,总电流减小,而
R两端的电压减小,所以并
2
联电路电压增大,所以光敏电阻两端的电压增大,通过光敏电阻的电流增大,
而总电流减小,所以
R所在支路的电流减小,故电压表的示数减小,D错误.
3
10.答案：B
解析：2R 的滑动触点向b 端移动时，2R 减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，3R 电压增大，
12R R 、并联电压减小，通过1R 的电流1I 减小，即1A 示数减小，而总电流
I 增
大，则流过2R 的电流2I 增大，即2A 示数增大．故A 、C 、D 错误，B 正确． 11.答案：D 12.答案：A 13.答案：D
解析：向右滑则总电阻变小，电流增加，则电压减小，由闭合电路欧姆定律得： 1.60.4E r =+； 1.50.5E r =+；联立解得：12V r E =Ω=；则电动势为2V ，内阻1Ω电压表示数为1.5V ，则AC 错误；电流表示数为0.5A ，电源的效
率为：100%75%v
E ⨯=，则
B 错误，D 正确；故选D 。

14.答案：D 15.答案：CD
解析：A 、电源的电动势不变，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．故A 错误．
B 、I 增大是由于外电阻R 减小造成的，所以不能根据U IR =判断路端电压的变化，当I 增大时，电源的内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压应减小，故B 错误．
C 、由U E Ir =-分析，E r 、不变，I 减小，得到U 增大．即路端电压增大，故C 正确；
D 、若外电路断开，电流为零，根据U
E Ir =-，路端电压为E ，故D 正确。

故选CD 。

16.答案：AD
解析：增大光照强度,电阻2R 的阻值变小,电路中的总电阻变小,总电流变大,根据2P I R =可知,小灯泡的功率增大,选项A 正确;电容器两端电压为灯
泡与2R 两端电压之和,因为总电流增大,所以电源内阻和定值电阻1R 的分压均变大,则灯泡与2R 两端电压之和变小,电容器两端电压变小,由Q CU =可知电容器极板上的电荷量减小,选项B 错误;电源的输出功率为2P EI I r =-出,由已知条件无法知道外电路总电阻与电源内阻的大小关系,所以电源输出功率的变化无法确定,选项C 错误;根据欧姆定律可知,两电表示数变化量的比值|
|U
I
∆∆不变,等于定值电阻1R 的阻值,选项D 正确. 17.答案：ABC
解析：电源的U I -图象的斜率的绝对值表示内阻,可得1107r =
Ω,210
11
r =Ω,则12:11:7r r =,A 正确;电源的U I -图象的纵轴截距表示电动势,故
1210V E E ==,B 正确;灯泡U I -图线与电源U I -图线的交点即为灯泡与电源
连接时的工作状态,则连接电源1时,13V U =,15A I =,故
11115W P U I ==,1113
5
U R I =
=Ω,连接电源2时,25V U =,26A I =,故22230W P U I ==,2225
6
U R I =
=Ω,故12:1:2P P =,12:18:25R R =.C 正确,D 错误. 18.答案：CD
解析：要使报警的临界温度升高,1R 对应的阻值减小,电路中电流会增大,电铃两端的电压会增大,而电铃两端电压达到一定值时,电铃会响,要使电铃两端的电压仍为原来的值,可以适当减小电源的电动势,相反,要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势,故A 错误,C 正确.要使报警的临界温度升高,1R 对应的阻值减小,电路中的电流会增大,电铃两端的电压增大,要使电铃两端的电压仍为原来的值,可以把2R 的滑片P 适当向上移,以减小2R ,相反,要使报警的临界温度降低,可以把2R 的滑片P 适当向下移,故B 错误,D 正确.
19.答案：(1)1.50；6(2)∞；1(3)C
20.答案：（1）1.66、0.34（2）1.43、1.13（3）A 、D （4）适当增大R 2 21.答案：（1）.6Ω
（2）.6W
（3）.8W
解析：（1）.当触头P 滑动的最上端a 时,流过小灯泡L 的电流
L L L 1.5A 0.5A 3
P I U =
==, 流过滑动变阻器的电流0A L 1A 0.5A 0.5A I I I =-=-=, 故L 003
60.5
U R I =
=Ω=Ω. （2）.根据闭合电路欧姆定律L A 1()3V 1(21)V 6V E U I R r =++=+⨯+=,
22
L L L 361.5
U R P ==Ω=Ω,
P 滑到a 端时,0L 0L 66
366
R R R R R ⨯=
=Ω=Ω++并, 总电阻13216R R R r =++=Ω+Ω+Ω=Ω总并, 总电流6
A 1A 6
E I R =
==总总, 电源的总功率16W 6W P I E ==⨯=总.
（3）.当触头P 滑动到最下端b 时,滑动变阻器和小灯泡均被短路,电路中总电流为16
A 2A 21
E I R r =
==++, 输出功率为2212W 21W 8W P EI I r =-=-⨯=出. 22.答案：（1）.0100R =Ω;1W （2）.0.16W
（3）.00R =;3.6W
解析：（1）.当0100R r R =+=Ω时,0R 上消耗的电功率最大,最大功率
2
max
1W 4()
E P r R ==+.
（2）.当0'400R =Ω时,R 和r 上消耗功率之和最小,2min 0(
)()0.16W 'E
P R r R R r
=+=++.
（3）.当00R =时,R 上消耗的电功率最大,最大功率2
max '(
) 3.6W E P R R r
==+.。