高二物理恒定电流检测题

一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1.(2010年高考浙江理综卷)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(　　)

A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全

B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好

C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死

D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险

解析：选B.由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错;金属可以消除多余的静电，B项正确;单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误.

2.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，如图2-7所示的I-U图象中能表示金属铂的电阻情况的是(　　)

图2-7

解析：选C.铂属于金属导体，其电阻率将随温度的升高而增大，当有电流通过时，由于热效应，所以导体的温度升高，并且电流越大，温度越高，电阻也将越大.在I-U图线中各点的切线斜率表示电阻的倒数，故电阻增大时，I-U图线斜率应减小，故C正确，A、B、D错误.

3.(2011年漳州高二检测)一台电动机，额定电压是100 V，电阻是1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为(　　)

A.500 W　　　　　　　　 B.25 W

C.1000 W   D.475 W

解析：选B.电动机的热功率P=I2r=(5 A)2•1 Ω=25 W，B正确，A、C、D错误.

4.如图2-8所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，则下列说法中正确的是(　　)

图2-8

A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等

B.电流都是I0时，两电源的内电压相等

C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势

D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻

解析：选AC.在U-I图象中甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻R=U0I0相等，A正确.图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，与I轴交点坐标值表示外电路短路时的电流，图线斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(也即电动势与外电路短路时电流的比值)，由图线可得E甲>E乙，r甲>r乙，C正确，D错误.电流都是I0时，U内=I0r，所以U内甲>U内乙，B错误.

5.在如图2-9所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是(　　)

图2-9

A.R1短路

B.R2断路

C.R3断路

D.R4短路

解析：选BC.由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.

若假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流的变化，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B对.

若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，灯B中分得电流也变大，B灯变亮，故选项C正确.

6.如图2-10所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示.由该图可知(　　)

图2-10

A.电源的电动势为8 V

B.电源的内电阻为2 Ω

C.电源输出功率的最大值为16 W

D.电源消耗的最大功率为16 W

解析：选D.图中交点表示内、外电路消耗功率相等，此时的功率和电流分别为4 W和2 A，由P内=I2r，代入数据得r=1 Ω，故B错误;由P外=I2R知R=1 Ω，内电阻等于外电阻，电动势为E=I(R+r)=4 V，A错误.外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为4 W，C错误.电源消耗的功率为Pm=EI，当R=0时电流最大为4 A，Pm=16 W，故D正确.

7.小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图2-11所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是(　　)

图2-11

A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B.对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2

C.对应P点，小灯泡的电阻为R=U1I2-I1

D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

解析：选C.在I-U图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大;对应P点，小灯泡的电压为U1，电流为I2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R=U1I2;其工作功率为P=U1I2，即为图中矩形PQOM所围的面积，因此本题应选择C项.

8.在如图2-12所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动?(　　)

图2-12

A.S1　　　　　　　　　　 B.S2

C.S3   D.S4

答案：C

9.(2011年北京海淀二模)在如图2-13所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱，则(　　)

图2-13

A.电压表的示数变大

B.小灯泡消耗的功率变小

C.通过R2的电流变小

D.电源两极间的电压变小

解析：选B.若照射R3的光的强度减弱，则R3阻值增大，R总增大，由I=ER总知I减小，由UR1=IR1可知UR1减小，A错;UR2增大，则由IR2=UR2R2可知IR2增大，C错;灯泡的功率PL=I2L•RL，由IL=I-IR2可知IL减小，故PL减小，B正确;电源两极间电压U=E-Ir，所以U增大，D错.

10.(2011年东北三校联考)如图2-14所示，一个电饭煲和一台洗衣机同时并联接入有效电压为220 V的电源上，均正常工作.设电饭煲的电阻为R1、洗衣机电动机线圈的电阻为R2.开关闭合后，用电流表分别测得流过电饭煲的电流是5 A，流过洗衣机的电流是0.5 A.经过时间t后，电饭煲消耗的电能为E1，产生的电热为Q1;洗衣机消耗的电能为E2，产生的电热为Q2;电饭煲消耗的功率为P1、洗衣机电动机消耗的功率为P2.则下列关系正确的是(　　)

图2-14

A.R2=10R1   B.E1=10E2

C.Q1=10Q2   D.P1=1555 W，P2=155.5 W

解析：选B.电源电压的有效值U=220 V，电饭煲为纯电阻用电器，故E1=Q1=U1I1t=220×5t=1100t，R1=U1I1=44 Ω，P1=U1I1=1100 W.而洗衣机为非纯电阻用电器，R2=UR2I2

二、实验题(本题包括2小题，每小题8分，共16分.按题目要求作答) 新课标第一网

11.(2009年高考安徽卷)用如图2-15所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

图2-15

a.电流表(量程0.6 A、3 A);

b.电压表(量程3 V、15 V);

c.定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W);

d.定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W);

e.滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A);

f.滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A).那么

(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择________ V，电流表的量程应选择________ A;R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器.

(2)引起该实验系统误差的主要原因是________.

答案：(1)3　0.6　1　0～10　(2)电压表的分流

12.(2010年高考福建理综卷)如图2-16所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：

器材 规格

待测电阻Rx

电源E

电压表V1

电压表V2

电流表A

滑动变阻器R

开关S、导线若干 阻值在900 Ω～1000 Ω之间

具有一定内阻，电动势约9.0 V

量程2.0 V，内阻r1=1000 Ω

量程5.0 V，内阻r2=2500 Ω

量程3.0 A，内阻r=0.10 Ω

最大阻值约100 Ω，额定电流0.5 A

图2-16

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路.

解析：实验要求测量时电表读数大于其量程的一半，而电流表量程为3.0 A，过大不可用.两电压表内阻均已知，故其中一表可当做电流表使用，考虑两表量程和电源电动势，宜选V1当做电流表.滑动变阻器采用分压式接法，测量电路图和连线如下.

答案：见解析

三、计算题(本题包括4小题，共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13.(10分)(2011年聊城三中高二物理检测)在图2-17所示电路中，电源电动势E=6 V，内阻r=1 Ω.D为直流电动机，其电枢线圈电阻R=2 Ω，限流电阻R′=3 Ω.当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V.求：

图2-17

(1)通过电动机的电流是多大?

(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少?

解析：(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同，由I=UR′得：I=0.33 A= 0.1 A.

(2)由E=Ir+U+UD可得电动机两端电压

UD=E-Ir-U=6 V-0.1×1 V-0.3 V=5.6 V.

所以电动机输入的电功率P入=UDI=0.56 W.

电动机的发热功率P热=I2R=0.02 W.

电动机的输出功率P出=P入-P热=0.54 W.

答案：(1)0.1 A　(2)0.56 W　0.02 W　0.54 W

14.(10分) (2011年广安高二检测)如图2-18所示的电路中，电源电动势E=6.0 V，内阻r=0.6 Ω，电阻R2=0.5 Ω，当开关S断开时;电流表的示数为1.5 A，电压表的示数为3.0 V，试求：

图2-18

(1)电阻R1和R3的阻值;

(2)当S闭合后，电压表的示数、以及R2上消耗的电功率.

解析：(1)R3=U3I3=3.01.5 Ω=2.0 Ω

由于E=I3(R1+R3+r)

代入数据有6.0=1.5(R1+2.0+0.6)

解得：R1=1.4 Ω.

(2)S闭合后，

R总=R1+r+R2•R3R2+R3=2.4 Ω

电压表的示数

U=ER总×R2•R3R2+R3=62.4×0.4 V=1.0 V

R2上消耗的功率

P2=U2R2=120.5 W=2.0 W.

答案：(1)1.4 Ω　2.0 Ω　(2)1.0 V　2.0 W

15.(12分)如图2-19所示的电路中，电源电动势E=24 V，内阻不计，电容C=12 μF，R1=10 Ω，R3=60 Ω，R4=20 Ω，R5=40 Ω，电流表G的示数为零，此时电容器所带电荷量Q=7.2×10-5 C.求电阻R2的阻值.

图2-19

解析：电容器两端电压UC=QC=6 V，R4R5=U4E-U4，所以U4=8 V，

若U1=6 V+8 V=14 V，则U1E-U1=R1R2，

所以R2=7.14 Ω.

若U′1=8 V-6 V=2 V，则U′1E-U′1=R1R2，

所以R2=110 Ω.

答案：110 Ω或7.14 Ω

16.(12分)(2011年苏州高二检测)如图2-20甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220 V).R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响.

(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W，温度最高时的耗电功率为484 W，求R0的阻值及R的阻值变化范围.

(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 ℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220 ℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大?

图2-20

高二物理恒定电流检测解析：(1)温度最低时应该是电路中电阻最大时，此时有

P1=U2Rmax+R0

温度最高时应该是电路中电阻最小时，此时有

P2=U2R0

联立以上两式解得R0=100 Ω

Rmax=300 Ω

所以变阻器阻值范围是0到300 Ω.

(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差

Δt=220 ℃-20 ℃=200 ℃

由图象知电熨斗每秒钟散发的热量

q=440 J

要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率

P=440 W

又有：P=U2R+R0

代入数据解得R=10 Ω

所以应将R的阻值调至10 Ω.

答案：(1)100 Ω　0到300 Ω　(2)10 Ω

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