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1、恒定電流 專練十四 恒定電流 一、考點內(nèi)容 (1)閉合電路歐姆定律、電動勢與內(nèi)阻；(2)伏安特性曲線；(3)電路的動態(tài)變化分析；(4)電路的故障分析等；(3)電功、電功率、電熱等。 二、考點突破 1．如圖所示，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運動電荷。導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁場中，內(nèi)部磁感應(yīng)強度大小為B。當通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時，測得導電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢比下表面的低。由此可得該導電材料單位體積內(nèi)自由運動電荷數(shù)及自由運動電荷的正負分別為(　　) A．，負 B

2、．，正 C．，負 D．，正 2．(多選)“等效”是簡化電路的一種常用方法。下面四個方框中的電路都可視為一個新的等效電源：甲中是一個電動勢為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R0的定值電阻串聯(lián)；乙中是一個電動勢為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R0的定值電阻并聯(lián)；丙中是一個電壓為E的恒壓源與阻值為R0的定值電阻串聯(lián)；丁中是一個電流為I的恒流源與阻值為R0的定值電阻并聯(lián)，且E＝IR0。下列關(guān)于這四個等效電源的電動勢和內(nèi)阻的說法正確的是(　　) A．E甲＝E丙＝E丁＞E乙 B．E甲＝E丙＞E?。紼乙 C．r甲＞r丙＝r?。緍乙 D．r甲＞r丙＞r?。緍乙

3、 3．如圖甲所示，在材質(zhì)均勻的圓形薄電阻片上，挖出一個偏心小圓孔。在彼此垂直的直徑AB和CD兩端引出四個電極A、B、C、D。先后分別將A、B或C、D接在電壓恒為U的電路上，如圖乙和圖丙所示。比較兩種接法中電阻片的熱功率大小，應(yīng)有(　　) A．接在AB兩端電阻片熱功率大 B．接在CD兩端電阻片熱功率大 C．兩種接法電阻片電阻圖丙的大 D．兩種接法電阻片電阻一樣大 4．如圖所示的電路中，由于電路出現(xiàn)故障，燈L1變暗，燈L2變亮，故障原因是(　　) A．R4短路 B．R1斷路 C．R3斷路 D．R2短路 5．如圖所示

4、是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象，其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況，下面說法不正確的是(　　) A．陰影部分的面積表示電源的輸出功率 B．陰影部分的面積表示電源的內(nèi)阻上消耗的功率 C．當滿足α＝β時，電源的輸出功率最大 D．當滿足α＞β時，電源的效率小于50％ 6．如圖所示電路中，電源電動勢為E（內(nèi)阻不計），線圈L的自感系數(shù)較大，電阻不計。電容器C的電容足夠大，以下判斷正確的是(　　) A．閉合S，電路穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E B．閉合S，電路穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電 C．斷開S的瞬間，燈泡A不會閃亮 D．斷開S的瞬間，燈泡B立即熄滅 7．

5、如圖所示，R0為熱敏電阻（溫度降低電阻增大），D為理想二極管（正向電阻為零，反向電阻無窮大），C為平行板電容器，M點接地，在開關(guān)S閉合后，C中央有一帶電液滴剛好靜止。下列各項單獨操作可能使帶電液滴向上運動的是（　?。? A．將熱敏電阻R0加熱 B．滑動變阻器R的滑動頭P向上移動 C．開關(guān)S斷開 D．電容器C的上極板向上移動 8．(多選)如圖甲所示，電源E＝12 V，內(nèi)阻不計，燈泡L的額定電壓為9 V，其伏安特性曲線如圖乙所示，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。則(　　) A．燈泡L的阻值隨電流的增大而減小 B．燈泡L的額定功率為13.5 W C．燈泡L消耗電功率的最小值是2 W

6、 D．滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)至少為6 Ω 9．某同學按如圖1所示連接電路，利用電壓傳感器研究電容器的放電過程。先使開關(guān)S接1，電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2，可視為理想電壓表的電壓傳感器將電壓信息傳入計算機，屏幕上顯示出電壓隨時間變化的U－t曲線，如圖2所示。電容器的電容C已知，且從圖中可讀出最大放電電壓U0，圖線與坐標軸圍成的面積S、任一點的點切線斜率k，但電源電動勢、內(nèi)電阻、定值電阻R均未知，根據(jù)題目所給的信息，下列物理量不能求出的是(　　) A．電容器放出的總電荷量 B．電阻R兩端的最大電流 C．定值電阻R D．電源的電動勢和內(nèi)電阻 10．(多選)工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地

7、方常用“吊斗式”電子秤，如圖所示的是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實現(xiàn)稱量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器。拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖甲所示，R1、R2、R3是定值電阻，R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R0是對拉力敏感的應(yīng)變片電阻，其電阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，已知料斗重1×103 N，沒裝料時Uba＝0，g取10 m/s2。下列說法中正確的是(　　) A．R3阻值為40 kΩ B．裝料時，R0的阻值逐漸變大，Uba的值逐漸變小 C．拉力越大應(yīng)變片電阻阻值變大，Uba傳感器的示數(shù)也變大 D．應(yīng)變片作用是把物體形變這個力學量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學量 11．如圖所示的電路中，所用電源的電

8、動勢E＝6 V，內(nèi)電阻r＝2 Ω，電阻R1可調(diào)?，F(xiàn)將R1調(diào)到4 Ω后固定。已知R2＝6 Ω，R3＝12 Ω。 (1)開關(guān)S斷開和接通時，通過R1的電流分別為多大？ (2)為了使A、B之間電路的電功率在開關(guān)S接通時能達到最大值，應(yīng)將R1的阻值調(diào)到多大？這時A、B間消耗的最大電功率是多少？ 12．如圖所示，電源電壓恒定，R2＝6 Ω，R3＝12 Ω，滑動變阻器R1的滑片P滑到中點，當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，電流表的示數(shù)為3 A；當開關(guān)S1閉合S2、S3都斷開時，電流表A的示數(shù)為0.6 A。求： (1)電源電壓； (2)滑動變阻器R1的最大阻值； (3)當S1、S3閉合

9、，S2斷開時，電路消耗的總功率。 答案 二、考點突破 1．【答案】A 【解析】上表面的電勢比下表面的低，根據(jù)左手定則可判斷自由電荷帶負電，穩(wěn)定時，，解得U＝Bav，又I＝nesv，S＝ab，聯(lián)立解得，所以A正確。 2．【答案】AC 【解析】甲圖中的等效電動勢E甲＝E，等效內(nèi)阻r甲＝r＋R0，乙圖的等效電動勢，等效內(nèi)阻，丙圖的等效電動勢E丙＝E，等效內(nèi)阻r丙＝R0，丁圖的等效電動勢E?。紼，等效內(nèi)阻r?。絉0，則E甲＝E丙＝E?。綞乙，r甲＞r丙＝r丁＞r乙，故A、C正確。 3．【答案】B 【解析

10、】在總電阻一定的情況下，若分成兩部分的電阻越接近，則并聯(lián)情況下總電阻就越大，所以接在AB兩端的并聯(lián)總電阻較大，根據(jù)可知接在CD兩端電阻片熱功率大，故B正確。 4．【答案】B 【解析】若R4短路，燈L1被短路，燈L1不亮，故A錯誤；R1斷路時，外電路電阻增大，路端電壓增大，干路電流減小，則L1與R4并聯(lián)的總電流減小，L1電流減小，則燈L1變暗；路端電壓增大，而L1與R4并聯(lián)的電壓減小，則燈L2的電壓增大，燈L2變亮，故B正確；若R3斷路，外電阻增大，路端電壓增大，兩燈都變亮，故C錯誤；若R2短路，外電阻減小，路端電壓減小，R3中電流減小，總電流增大，則通過兩燈的電流增大，兩燈都變亮，故D錯誤

11、。 5．【答案】B 【解析】陰影部分的面積為路端電壓與電流的乘積，為電源的輸出功率，故A錯誤，B正確；由，當滿足α＝β時，內(nèi)外阻相等，輸出功率最大，但電源的效率為50%，外阻越大，效率越高，α＞β時，即r＞R，效率應(yīng)小于50%，故C、D錯誤。 6．【答案】A 【解析】閉合S，電路穩(wěn)定后，L相當于一段導線，A被短路，所以C兩端的電壓等于B兩端的電壓，等于電源的電動勢E，故A正確；由圖知電容器的b極板帶正電，故B錯誤；斷開S的瞬間，L相當于電源，與A組成回路，電流方向自左向右，會閃亮，故C錯誤；斷開S的瞬間，因電容器放電，則燈泡B不會立即熄滅，故D錯誤。 7．【答案】AC 【解析】要使

12、液滴向上運動，則應(yīng)增大液滴受到的電場力，即應(yīng)增大兩板間的電勢差。熱敏電阻加熱時，熱敏電阻阻值減小，則由閉合電路歐姆定律可知，滑動變阻器兩端的電壓增大，故電容器兩端的電壓增大，液滴向上運動，故A正確；當變阻器的滑片向上移動時，滑動變阻器接入電阻減小，則總電流增大，內(nèi)壓及R0兩端的電壓增大，則滑動變阻器兩端的電壓減小，故不會充電，電容器兩端的電勢差不變，故B錯誤；開關(guān)S斷開時，電容器直接接在電源兩端，電壓增大，則液滴向上運動，故C正確；電容器C的上極板向上移動，d增大，則電容C減小，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電荷不會向右流出，所以電容器兩端的電勢差增大，由于U＝QC，C＝εS4πkd，E＝U/d，

13、所以：E＝4πkQεS，由于極板上的電量不變，而場強E與極板之間的距離無關(guān)，所以電場強度E不變，液滴仍然靜止，故D錯誤。 8．【答案】BC 【解析】由I－U圖象可知，圖象的斜率為燈泡的電阻的倒數(shù)，所以燈泡的電阻隨電流的增大而增大，故A錯誤；由圖象可知，燈泡的電壓U＝9 V時，電流I＝1.5 A，所以燈泡的額定功率P＝UI＝13.5 W，故B正確；當R＝10 Ω時，電流最小，燈泡消耗的電功率最小，如圖所示，可得此時燈泡的電流I′＝1.0 A，電壓U′＝2 V，所以燈泡的功率P′＝U′I′＝2 W，故C正確；因燈泡的額定電流為I＝1.5 A，正常工作時的電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律有，可得，即滑

14、動變阻器接入電路的電阻至少為2 Ω，故D錯誤。 9．【答案】D 【解析】由Q＝CU0，所以容器放出的總電荷量可求，所以A選項能求出；根據(jù)I＝Q/t，變形得，Ut為圖象與坐標軸所圍面積S可求，所以，則，所以C選項可求；電阻R兩端的最大電流即為電容器剛開始放電的時候，所以，選項B電阻R兩端的最大電流可求；根據(jù)題意只知道電源的電動勢等于電容器充滿電兩板間的電壓，也就是剛開始放電時的電壓，即E＝U0，內(nèi)電阻無法求出，所以選項D不能求出。 10．【答案】AC 【解析】沒裝料時，根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可得R1兩端的電壓為：UR1＝×12 V＝8 V；從R-F圖中可得，沒裝料時，料斗重1×103 N，

15、此時R0＝20 kΩ，所以R3兩端的電壓為UR3＝×12 V＝ V，因為此時Uba＝0，說明R1兩端的電壓和R3兩端的電壓相等，即＝8 V，解得R3＝40 kΩ，A正確；裝料時，由于R1所在支路電流恒定，所以a點的電勢恒定，而R3所在支路中R0逐漸增大，該支路電流減小，R3兩端的電壓減小，即b的電勢增大，所以Uba逐漸增大，B錯誤，C正確；應(yīng)變片作用是把拉力這個力學量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學量，D錯誤。 11．【解析】(1)開關(guān)S斷開時，I1＝＝0.5 A 開關(guān)接通時，R2、R3并聯(lián)的總電阻R23＝＝4 Ω I1′＝＝0.6A。 (2)開關(guān)接通時，A、B之間的總電阻R23＝4 Ω為定值，所以，只有當R1′＝0時，總電流最大，A、B之間的電功率才最大。此時I＝＝1 A PAB＝I2R23＝4 W。 12．【解析】(1)當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，R2、R3并聯(lián) 電源電壓U＝I并R并＝3A×4Ω＝12V (2)當開關(guān)S1閉合S2、S3都斷開時，R1、R2串聯(lián)，可得： 所以R1＝(R串－R2)×2＝28 Ω。 (3)當S1、S3閉合S2斷開時，只有R2工作，所以 。 7