2019—2019高考物理试题分类解析专项11恒定电流.doc

姓名，年级：时间：专题09 恒定电流第一部分名师综述恒定电流主要考查以”电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系；三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。

历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题。

该模块的复习重点为:1。

掌握电路基本概念,会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题.2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题。

3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障,能够用表格、图象等分析实验数据。

第二部分知识背一背一、电流1．电流形成的条件：(1)导体中有能够自由移动的电荷；（2）导体两端存在持续的电压．2．电流的方向：与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．电流虽然有方向,但它是标量．3．电流（1）定义式：I＝错误!。

(2）微观表达式：I＝nqvS，式中n为导体单位体积内的自由电荷数,q是自由电荷的电荷量，v是自由电荷定向移动的速率，S为导体的横截面积．（3）单位：安培(安），符号是A，1 A＝1 C/s。

二、电阻定律1．电阻定律：R＝ρ错误!，电阻的定义式:R＝错误!。

2．电阻率（1）物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性．（2）电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大；②半导体的电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．三、欧姆定律（1）内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．（2）公式：I＝错误!。

《恒定电流》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～6小题只有一个选项正确,第7～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( D )A.电动势是反映电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量B.电流有大小又有方向所以电流是矢量C.电动势的单位和电势差相同,电动势实质上就是电势差D.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化解析:电源是把其他形式的能转化为电能的装置,电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,选项A错误;电流有方向,但电流的加减不适用平行四边形定则,所以是标量,选项B错误;电动势的单位和电势差相同,但电动势与电势差是两个不同的物理量,它们的物理意义不同,选项C错误.电动势由电源本身的特性决定,跟电源的体积无关,与外电路的结构无关.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化,选项D正确.2.如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像.如果将这个电阻R分别接到a,b两电源上,那么有( B )A.R接到a电源上,电源的效率较高B.R接到b电源上,电源的效率较高C.R接到a电源上,电源的输出功率较小D.R接到b电源上,电源的输出功率较大解析: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的电动势较大,图像的斜率大小表示内阻,则b电源的内阻r 较小.当电阻R与电源组成闭合电路时,电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态,交点的纵坐标表示电压,横坐标表示电流,两者乘积表示电源的输出功率,由图看出R接到a电源上,电压与电流的乘积较大,电源的输出功率较大,选项C,D错误;电源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,可知R相等的情况下,r越大,电源的效率越小,即b电源的效率高,选项B正确,A错误.3.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电表为理想电表,灯泡L和电阻R阻值均恒定,在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,下列说法正确的是( D )A.灯泡消耗的功率逐渐增大B.电压表、电流表示数均减小C.电源消耗的总功率增大,热功率减小D.电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变解析:在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,滑动变阻器连入电路的有效电阻逐渐增大,电路中的电流减小,路端电压增大,灯泡消耗的功率逐渐减小,电压表示数增大,电流表示数减小,选项A,B错误;由P总=EI及P热=I2r知电源消耗的总功率、热功率均减小,选项C错误;将灯泡电阻与定值电阻R的并联值归为电源内阻,则电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值为新电源的内阻,是定值,选项D正确.4.如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是( D )A.R1中的电流小于R2中的电流B.R1中的电流大于R2中的电流C.R1中的自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析:设正方形的边长为L,厚度为d,则I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1,R2中的电流相等,选项A,B错误;由I=nqSv=nqLdv得,L大则v 小,选项C错误,D正确.5.一灵敏电流表的满偏电流I g=1 mA,内阻为200 Ω.要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表,则应在电流表上( B )A.并联一个200 Ω的电阻B.并联一个约为0.4 Ω的电阻C.串联一个约为0.4 Ω的电阻D.串联一个200 Ω的电阻解析:要使电流表量程变为0.5 A,需要并联分流电阻,流过分流电阻的电流I=0.5 A-0.001 A=0.499 A,并联部分的电压U=I g R=0.001×200 V=0.2 V,则需要并联的电阻r==Ω≈0.4 Ω.6.如图所示电路,开关S闭合后,四个灯泡都正常发光,某时刻,L4因灯丝烧断而突然熄灭,假设其他三灯丝都没烧断,则( A )A.L1,L3更亮,L2变暗B.L1更亮,L2,L3变暗C.L1,L2,L3都更亮D.L2变暗,L3更亮,L1亮度不变解析:L4突然熄灭后,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流I减小,L1两端电压U1=E-I(R+r),I减小,其他量不变,则U1增大,L1更亮.L2中电流I2=I-I1,I减小,I1增大,则I2减小,L2变暗.L3电压U3=U1-U2,U1增大,U2减小,则U3增大,L3更亮.所以L1,L3更亮,L2变暗,选项A正确,B,C,D错误.7.如图所示电路中,电源电动势为E内阻为r,开关S闭合,当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后,理想电流表A1,A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1,ΔI2,理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU.下列说法中正确的是( BC )A.电压表V的示数减小B.电流表A2的示数变小C.ΔU与ΔI1比值一定小于电源内阻rD.ΔU与ΔI2比值一定小于电源内阻r解析:当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小.所以电流表A2的示数减小,并联部分电压增大,即电压表V的示数增大,故A错误,B正确;I2=I1+I R1,A2的示数I2变小,通过定值电阻R1的电流增大,则A1的示数I1变小,所以ΔI1一定大于ΔI2.电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U=E- I2r可知,=r,而ΔI1大于ΔI2,所以<r,选项D错误,C正确.8.如图所示电路中,电阻R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4,C为电容器,A为电流表,当电路中某个电阻断路瞬间,发现有自上而下的电流通过电流表A,则断路的电阻可能是( BC )A.R1B.R2C.R3D.R4解析:设路端电压为U,则根据欧姆定律可得U R1=U,U R2=U,U R3=U,U R4=U,设电源负极的电势为零,则电容器上极板的电势φ上=U,下极板的电势为φ下=U,上极板电势高于下板极电势,有自上而下的电流通过电流表,说明电容器两端电压变大,所以可能为电阻R2断路或者电阻R3断路,选项B,C正确.9.如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力及导线电阻,则( BD )A.电源内阻r=-RB.电源内阻r=--RC.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小D.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大解析:在时间t内消耗电能(W电)转化为机械能(W机=mgh)和内能(W内= I2Rt),所以W电=mgvt+I2Rt,而W电=P电t,P电=EI-I2r,解得r=--R,选项A错误,B正确;如果电动机转轴被卡住而停止转动,则电动机相当于电阻为R的电阻,所以电路的电流增大,根据P=I2r可知较短时间内电源消耗的功率将变大,选项C错误,D正确.10.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I C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=6 Ω,临界电流I C=0.6 A,限流电阻R2=12 Ω,灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,电源电动势E=6 V,内阻忽略不计,则下列判断正确的是( ACD )A.当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5 AB.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5 AC.当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1 AD.当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5 A解析:当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为I L== A=0.5 A,选项A 正确;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0.5 A,通过R2的电流为零,选项B错误;当灯泡L发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6 Ω,通过R1的电流为I1== A=1 A ,通过R2的电流为I2== A=0.5 A,选项C,D正确.11.在如图(甲)所示的电路中,电源电动势为 3.0 V,内阻不计,L1,L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示,R为定值电阻,阻值为7.5 Ω.当开关S闭合后( CD )A.L1的电阻为ΩB.L1消耗的电功率为7.5 WC.L2的电阻为7.5 ΩD.L2消耗的电功率为0.3 W解析:S闭合后,L1两端的电压为3.0 V,由(乙)图可知,I1=0.25 A,故P1=0.75 W,L1的电阻为12 Ω;L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为3 V,内阻为7.5 Ω的新电源,在图(乙)中作出新电源的I U 图线,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2=1.5 V,I2=0.2 A,所以R2==Ω=7.5 Ω,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W.12.如图所示,D是一个理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施中,关于P的运动情况说法正确的是( ABD )A.保持S闭合,增大A,B板间距离,P仍静止B.保持S闭合,减小A,B板间距离,P向上运动C.断开S后,增大A,B板间距离,P向下运动D.断开S后,减小A,B板间距离,P仍静止解析:保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A,B板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项A正确;保持S闭合,电源的路端电压不变,电容器的电压不变,减小A,B板间距离,由E=可知,板间电场强度增大,电场力增大,微粒将向上运动,选项B正确;断开S后,电容器的电荷量Q不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项C错误,D正确.二、非选择题(共52分)13.(5分)用多用电表的欧姆挡测量阻值约十几千欧的电阻R x,以下是一些主要的操作步骤,其中S为挡位选择开关,P为欧姆调零旋钮,请填写其中空白部分:A.把S旋转到欧姆挡 ;B.将两表笔,调节使指针指在零欧姆处;C.将两表笔分别连接在电阻的两端,若其阻值如图指针所示,则R x的阻值大约是Ω.D.把表笔从插孔中拔出,把S旋转到挡.解析:A.因为阻值大约在十几千欧左右,所以旋钮应选择“×1 k”.B.选挡后进行欧姆调零,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在零欧姆处.C.阻值R=12×1 kΩ=12 kΩ=12 000 Ω.D.用完后,把表笔从插孔中拔出,把S旋至“OFF”或交流电压最大挡. 答案:×1 k 短接欧姆调零旋钮12 000 OFF评分标准:每空1分14.(8分)某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻.(1)实验室有以下三个电压表,需要将它们改装成量程为6 V的电压表,以下措施正确的是.A.将电压表V1(0～1 V,内阻约为1 kΩ)与5 kΩ的定值电阻R串联B.将电压表V2(0～2 V,内阻约为2 kΩ)与4 kΩ的定值电阻R串联C.将电压表V3(0～3 V,内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联D.以上三项都可以(2)利用(1)中改装后的电压表,测蓄电池的电动势和内阻,图(甲)为实验电路图,根据给出的电路图,将图(乙)的实物图补充完整.(3)请完成下列主要实验步骤:A.选择正确的实验仪器连接电路;B.将开关S2闭合,开关S1断开,测得电压表的示数是U1;C.再将开关S1闭合,测得电压表的示数是U2;D.断开开关S2;E.若改装后的电压表可视为理想电压表,则电源的内阻r=(用字母U1,U2,R0表示);(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏(选填“大”或“小”).解析:(1)将电压表V3(0～3 V,内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联,根据欧姆定律可得两端电压为U=U g+R=3 V+×3 V=6 V;而A,B 选项中的电压表内阻都是不确定的值,故选项C中的改装合适. (2)实物连接图如图.(3)根据欧姆定律 E=U1+r ; E=U2+r;联立解得r=R0.(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以通过电源的电流大于通过电阻R0的电流,即E′=U1+(+I1)r′;E′=U2+(+I2)r′,I1>I2, 解得r′=>=R0,即测得的内阻比实际值偏小,同理测得的电动势比实际值也偏小.答案:(1)C (2)图见解析(3)R0(4)小评分标准:每小问2分.15.(9分)如图(甲)所示是某同学为测量金属丝电阻率连接的实物图.图中a,b间接的是待测金属丝,P为可移动的线夹,R0为定值电阻.(1)在方框中画出实物连接对应的电路图;(2)电路中的电阻R0的作用是;(3)闭合开关后,调节P的位置,记录接入电路的长度x及对应的电压表的示数U和电流表的示数I,记录在表格内,并求出的值.以为纵轴,x为横轴,在坐标纸上对测得的数据进行描点,作出图像,如图(乙)所示.由图像可以得到图线与纵轴的交点表示,如果测得金属丝的直径为0.40 mm,则该金属丝的电阻率为.(保留2位有效数字,π取3.1)解析:(1)根据实物的连接图,画出电路图如图.(2)电路中的电阻R0的连接是与电源串联,起保护电路的作用,能防止电路中出现短路;(3)由图可知,图线与纵坐标的交点的截距是2.0,由欧姆定律得R=- R A,又R=,所以=+R A,所以-x的图像的斜率为k=,图线与纵坐标的交点表示电流表的内电阻.由图可知,图线的斜率k==10,即k==10所以ρ=10S=10π·()2,代入数据得ρ≈1.2×10-6Ω·m.答案:(1)图见解析(2)保护电路(3)电流表的内阻 1.2×10-6Ω·m评分标准:(1)问3分,(2)(3)问中每空2分.16.(12分)某同学利用满偏电流为500 μA的电流表、热敏电流等制作电子温度计.(1)制作的实验过程中需要测出该电流表的内阻R g,所用的电路如图(甲)所示,主要步骤是:①接通开关S 1,调节变阻器R1,使指针偏转到满刻度;②保持R 1不变,再接通开关S2,调节电阻箱R2,使指针偏转到满刻度的一半,读出此时R2的阻值为299.0 Ω,可认为R g=R2.实验时,图(甲)电路中的变阻器R1和电源有下列器材可供选择:A.变阻器(0～200 Ω)B.变阻器(0～20 kΩ)C.电源(1.5 V,内阻不计)D.电源(9 V,内阻不计)为了使测量R g尽量精确,R1应选,电源应选.(填选项前的字母)(2)温度在0～300 ℃范围内,某热敏电阻的阻值R1随温度t(℃)的变化情况为R t=200+50t(Ω),把这个热敏电阻、标准定值电阻、电池、开关与电流表串联起来,电路如图(乙),电流表的表盘如图(丙).用该热敏电阻作探头,将表盘上的电流刻度值改成对应的温度值,制作成简单的电子温度计.已知电阻的电动势E=1.5 V,内阻r=1.0 Ω,标准定值电阻的阻值R0=2 500 Ω,根据(1)中测得的R g值和闭合电路欧姆定律,得出电流表表盘上500 μA刻度处对应的温度刻度值是0 ℃,300 μA刻度处对应的温度刻度值是℃.(3)由于用图(甲)电路测定电流表○G 的内阻R g在原理上存在一定的系统误差,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”).解析:(1)电学中利用半偏法测电阻时,要求干路中滑动变阻器R1值要大些,选用的电源的电动势稍大些能减小误差,所以为了尽量精确测量R g,R1应选B,电源应选D.(2)由闭合电路欧姆定律知E=I g(r+R0+R g+R t),当电流表表盘上300 μA刻度处对应温度刻度值是t,则有300×10-6×(1.0+2 500+ 299.0+200+50t)=1.5,解得t=40 ℃.(3)由于利用半偏法测电流表时电阻R g测量值偏小(因为闭合S2后实际电路中干路电流变大),根据I=知电流I实际偏大,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值要偏大.答案:(1)B D (2)40 (3)偏大评分标准:每问各4分.17.(9分)如图所示,电源电动势E=10 V,其内阻r=1 Ω.固定电阻的阻值R1=3 Ω ,可变电阻R2的阻值可在0～20 Ω之间调节,电容器的电容C=30 μF.求:(1)闭合开关S,当R2=1 Ω时,R2消耗的功率;(2)在(1)的情况下,电容器上极板所带的电荷量;(3)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少. 解析:(1)通过R2的电流I==2 A,(1分)R2消耗的功率P2=I2R2,(1分)代入数据求得P2=4 W.(1分)(2)电容器上的电压U=U2=·R2=2 V(1分)电容器上极板带正电,Q=CU,(1分)代入数据,得Q=6×10-5 C.(1分)(3)电阻R2消耗的功率P=()2R2(1分)当R2=R1+r=4 Ω时,R2消耗的功率最大,(1分)P m==6.25 W.(1分)答案:(1)4 W (2)6×10-5 C (3)6.25 W18.(9分)如图所示,图(甲)为一个电灯泡两端电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻,线路提供电压不变):(1)若把三个这样的电灯泡串联后,接到电压恒定为12 V的电路上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻;(2)如图(乙)所示,将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为8 V的电路上,求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率.解析:(1)由于三个电灯完全相同,所以每个电灯两端的电压为U L= V=4 V,结合图像可得当U L=4 V时,I L=0.4 A(2分)故每个电灯的电阻为R==Ω=10 Ω.(1分)(2)设此时电灯两端的电压为U′,流过每个电灯的电流为I,由串联电路的规律得U=U′+2IR0(2分)代入数据得U′=8-20I(1分)在图(甲)上画出此直线如图所示.可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A),即流过电灯的电流为0.3 A,则流过电流表的电流为I A=2I=0.6 A,(2分)每个灯泡的功率为P=UI=2×0.3 W=0.6 W.(1分) 答案:(1)0.4 A 10 Ω(2)0.6 A 0.6 W。

专题08恒定电流一、单选题1(2023·海南·统考高考真题)如图所示电路，已知电源电动势为E ，内阻不计，电容器电容为C ，闭合开关K ，待电路稳定后，电容器上电荷量为()A.CEB.12CE C.25CE D.35CE 【答案】C【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R 、2R 的串联部分与R 、4R 的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为φ上=E 5R⋅2R =2E 5电容器下极板的电势为φ下=E 5R⋅4R =4E 5则电容两端的电压U 下上=2E5则电容器上的电荷量为Q =CU 上下=25CE故选C 。

2(2022·北京·高考真题)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。

如图所示，电路中的R 1和R 2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。

水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。

当a 、b 两端的电压大于U 1时，控制开关自动开启低水位预警；当a 、b 两端的电压小于U 2(U 1、U 2为定值)时，控制开关自动开启高水位预警。

下列说法正确的是()A.U 1<U 2B.R 2为压力传感器C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高【答案】C【详解】AB ．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。

控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a 、b 两端此时的电压大于U 1，根据串联电路电压分部特点可知，R 1为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，R 1压力传感器两端电压变小，U 1>U 2，AB 错误；CD ．根据闭合电路欧姆定律可知，a 、b 两端的电压为U =E R 1+R 2R 1=E1+R 2R 1若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a 、b 两端的电压大于U 1时，R 1压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a 、b 两端的电压小于U 2时开启高水位预警时，R 1压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。

专题02 闭合电路【重点知识梳理】 一、电源的电动势和内阻 1．电动势（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． （2）表达式：qW E =（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量． 2．内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数． 二、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．2．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋rE ＝U 外＋U 内3．路端电压U 与电流I 的关系 （1）关系式：U ＝E －Ir ． （2）U －I 图象如图所示．①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 三、闭合电路的功率计算1．电源的总功率：P 总＝EI ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内． 若外电路是纯电阻电路，则有P 总＝I 2(R ＋r)＝E2R ＋r.2．电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内． (1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为Pm ＝E24r .(2)当R>r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．(3)当R<r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．(4)当P 出<Pm 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1·R 2＝r 2. (5)P 出与R 的关系如图4所示．图44．电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%＝R R ＋r ×100%＝11＋r R ×100% 因此R 越大，η越大；当R ＝r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%. η－R 图象如图5所示．图5四、电源的U ­I 图象的应用（1）根据U ＝E －Ir 可知，电源的U －I 图线是如图所示的一条倾斜的直线．①直线斜率的绝对值表示电源的电阻r ，纵轴的截距为电源电动势E ． ②直线上任何一点A 与原点O 的连线的斜率表示对应的外电路电阻R ．③图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，对于图中的A 点有P A ＝U A I A ．（2）对于U －I 图线中纵坐标（U ）不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻．说明：①电源的伏安特性曲线是一条斜率为负值的直线，反映的是电源的特征：纵轴上的截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻．②电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，斜率表示电阻的大小．③上述两个曲线在同一坐标系中的交点表示电源的工作状态．对闭合电路的U －I 图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻．【高频考点突破】考点一闭合电路欧姆定律的计算在如图19所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K 接b时，电压表示数为4.5 V，试求：图19(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K接c时，通过R2的电流．【答案】（1）开关S接a时，通过电源的电流为1A，电源两端的电压为4V；（2）电源的电动势为6V，内电阻为2Ω；（3）当电开关S接c时，通过R2的电流为0.5A．【解析】(1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得通过电源电流 A电源两端电压V(2)K接a时，有E=U1+I1r=4+rK接b时，R1和R2串联，R外=R1+R2=6 Ω通过电源电流I2＝ A这时有：E=U2+I2r=4.5+0.75 r解得：E=6 V r＝2 Ω(3)当K接c时，R总=R1+r+R23=6 Ω总电流I3＝E/R总=1 A通过R2电流I'＝I3=0.5 A考点二电源各功率的判断或计算如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R1>R2，两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是( )A．电源内部产生电热较多的是甲电路B．R1上产生的电热比R2上产生的电热多C．电源做功较多的是甲电路D．电源效率较高的是甲电路【答案】BD考点三最大功率的计算如图所示，电源电动势E＝3 V，内阻r＝3 Ω，定值电阻R1＝1 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω，求：(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？【答案】（1）0，0.56 （2）4，0.56 （3）2，0.75【解析】（1）R1为定值电阻，当R2=0时，流经R1的电流最大，电阻R1消耗的功率最大；此时有：I1===0.75 A，电阻R1消耗的最大功率为：P R1=I•R1=0.752×1=0.56 W（2）电源与定值电阻R1可看做一个电动势为E=3 V，内阻为r′=r+R1=4Ω的“电源”，由前面的分析可知，当滑动变阻器阻值R2=r′=4Ω，变阻器消耗的功率最大，此时有：格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

专题12 恒定电流1. （2019高考安徽理综第19题）用图示的电路可以测量电阻的阻值.图中R x 是待测电阻，R 0是定值，○G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表○G 的电流为零时，测得MP=l 1，PN=l 2，，则R x 的阻值为 A.102l R l B.1012l R l l + C.201l R l D.2012l R l l + 答案：C 解析:根据电阻定律有12M N R l R l =，当电表无读数时，有0M N X R R R R =,解得201x l R R l =，选项C 正确 2．（2013高考上海物理第12题）在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上，只要有开关处于断开状态，报警灯就发光.能实现此功能的电路是答案：B解析：能实现此功能的电路是与门电路，选项B 正确.3.(2013高考江苏物理第4题)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时（A ）R M 变大，且R 越大，U 增大越明显（B ）R M 变大，且R 越小，U 增大越明显（C ）R M 变小，且R 越大，U 增大越明显（D ）R M 变小，且R 越小，U 增大越明显答案：C解析：根据题述接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，R M 变小，且R 越大，U 增大越明显，选项C 正确.4．（2013高考上海物理第24题）如图，电路中三个电阻R l 、R 2和R 3的阻值分别为R 、2R 和4R .当电键S 1断开、S 2闭合时，电源输出功率为P 0；当S 1闭合、S 2断开时，电源输出功率也为P 0.则电源电动势为＿＿＿＿；当S 1、S 2都断开时，电源的总功率为＿＿＿＿.答案：032P R 0.3 P 0.解析：当电键S 1断开、S 2闭合时，电路中电流I 1=E/(R+r)，P 0=I 12R=E 2 R /(R+r)2..当S 1闭合、S 2断开时，电路中电流I 2=E/ (4R+r)，P 0=I 224R=E 24R/(4R+r)2..联立解得：r=R/2，.当S 1、S 2都断开时，电路中电流I 3，电源的总功率为P=EI 3=0.3 P 0.。

十一、恒定电流与交变电流2019-2020年高考物理三轮测试：十一、恒定电流与交变电流含解析物理试题试卷分析1.通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( )A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V解析：一个周期内，该交流电通过阻值为R ＝100 Ω的电阻产生的热量为Q 1＝2(I 21Rt 1＋I 22Rt 2)＝2×(0.12×100×0.4＋0.22×100×0.1) J ＝1.6 J ．设该交流电的电流有效值为I ，则Q 2＝I 2RT ，由于Q 1＝Q 2，故通过电阻的电流有效值为I ＝1025A ，故电阻两端电压的有效值为410 V ，选项B 正确．答案：B2．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R ＝10 Ω连接，与电阻R 并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V ．图乙是矩形线圈的磁通量Φ随时间t 变化的图象，则( )A ．电阻R 上的电功率为20 WB ．0.02 s 时R 两端的电压瞬时值为零C ．R 两端的电压随时间变化的规律是i ＝14.1cos100πt (V)D ．通过R 的电流随时间变化的规律是i ＝cos50πt (A)解析：电阻R 消耗的电功率为P ＝U 2R ＝10 W ，选项A 错误；0.02 s 时磁通量变化率最大，R 两端的电压瞬时值最大，选项B 错误；R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝102cos 100πt (V)＝14.1cos 100πt (V)，通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i ＝1.41cos 100πt (A)，选项C 正确，选项D 错误．答案：C3．(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a 、b 所示，则( )A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V解析：t ＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，A 项正确；题图2中a 、b 对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比n a ∶a b ＝1T a ∶1T b＝3∶2，B 项错误；a 线表示的交变电动势的频率为f a ＝1T a ＝14×10－2Hz ＝25 Hz ，C 项正确；a 线对应线圈的电动势的最大值E am ＝NBS ·2πT a ＝15 V ，b 线对应线圈的电动势的最大值E bm ＝NBS ·2πT b ，因此E bm E am ＝T a T b ＝23，E bm ＝10 V ，有效值E b ＝102V ＝5 2 V ，D 项错误．答案：AC4．(多选)某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示，输出功率是20 kW ，现用5000 V 高压输电，输电线上的总电阻是40 Ω，再利用n 1∶n 2＝22∶1的降压变压器降压后供给用户，则下列说法正确的是 ( )A ．交变电流的频率为100 HzB ．发电机输出电压的有效值为220 VC ．流过高压输电线的电流为125 AD ．降压变压器输出电压的有效值为220 V解析：由图象可知周期T ＝0.02 s ，所以频率f ＝50 Hz ，选项A 错误；交流发电机的输出电压为U 0＝220 V ，选项B 正确；由P ＝UI 可知高压输电电流I ＝P U 0＝2×1045×103 A ＝4 A ，选项C 错误；变压器的输入电压U 1＝U 0－IR ＝(5000－4×40) V ＝4840 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知降压变压器的输出电压为U 2＝n 2n 1U 1＝484022 V ＝220 V ，选项D 正确． 答案：BD 5．(多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压220 V 的正弦交变电流，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1B ．电压表的读数约为31.11 VC ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟内产生的热量为2.9×103 JD ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小解析：原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，选项A 错误；原线圈接入电压为220 V 的正弦交变电流，原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V ，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，而电表示数均是交变电流的有效值，根据有效值的定义有442R ×T 2＝U 2R×T ，从而求得电压表两端电压有效值为U ＝22 2 V ≈31.11 V ，选项B 正确；若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min 内产生的热量为Q ＝U 2R ·t ＝2.9×103 J ，C 正确；滑片向上滑动，滑动变阻器接入的阻值变小，其两端的电压不变，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电压表示数不变，电流表示数变大，D 错误．答案：BC 6．如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd 的面积为S ＝0.03 m 2，共有10匝，线圈总电阻为r ＝1 Ω，线圈处于磁感应强度大小为22πT 的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO ′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R ＝9 Ω的连接．在外力作用下线圈以恒定的角速度ω＝10π rad/s 绕轴OO ′匀速转动时，下列说法中正确的是( )A ．电阻R 的发热功率是3.6 WB ．交流电流表的示数是0.6 AC ．用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD ．如果将电阻R 换成标有“6 V 3 W ”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作 解析：线圈中的感应电动势最大值为E m ＝nBSω＝6 2 V ，所以电动势有效值为E ＝6 V ，电流表的读数I ＝E R ＋r ＝0.6 A ，电阻R 的发热功率P ＝I 2R ＝3.24 W ，所以A 错误，B 正确；T ＝2πω＝0.2 s ，故用该电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔是0.2 s ，因此C 错误；电动势有效值是6 V ，但由于线圈有电阻，所以“6 V 3 W ”的小灯泡不能正常工作，D 错误．答案：B7．(多选)如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V 显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW ，则下列说法中正确的有( )A ．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB ．远距离输电线路损耗功率为180 kWC ．当出现火警时，电压表V 的示数变小D ．当出现火警时，输电线上的电流变小解析：由题图乙知交变电流的周期为0.02 s ，所以频率为50 Hz ，A 正确；由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V ，根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25000 V ，所以输电线中的电流为30 A，输电线损失的电压为ΔU＝IR＝30×100 V＝3000 V，输电线路损耗功率为ΔP＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当出现火警时传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，输电线上电流变大，电压变大，降压变压器输入、输出电压都变小，定值电阻的分压增大，电压表V的示数变小，C正确，D错误．答案：AC。

2019年高考总复习恒定电流题型归纳类型一、对电动势概念的理解例1、下列关于电池的说法正确的是（）A. 同一种干电池，旧电池比新电池的电动势小、内阻大、容量小B. 电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部电场力的功率C. 1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大D. 当通过同样的电荷量时电动势为2V的蓄电池比1.5V的干电池提供的电能多【答案】AD【解析】对于干电池，在使用一段时间之后，由于内部发生化学发应释放电荷的物质逐渐减少，因而电动势要变小，容量要变小，同时反应生成物要阻碍电荷的移动，故使电池的内阻变大。

电源电动势E与I的乘积EI表示电源内非静电力的功率，并不是电场力的功率。

1号干电池与5号干电池的电动势都是1.5V，容量不相同，两者体积也有差异，电动势既然反映非静电力做功的本领的大小，电动势越大的，移动相同的电荷量时提供的电能就越多。

故正确选项为AD。

举一反三【变式】铅蓄电池的电动势为2 V，这表示（）A. 电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能B. 无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为2 VC. 蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大【答案】AD类型二、闭合电路的分析与计算例2如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。

将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI，则（）（A ）A 的示数增大 （B ）V 2的示数增大（C ）ΔV 3与ΔI 的比值大于r (D)ΔV 1大于ΔV 2【答案】ACD【解析】本题考查闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点，滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I =E/(R+R 变+r )，A 表示数增大，故A 正确；V2表测量的是电源的输出电压U 2=E －Ir 减小，故B 错误； U 3＝E －Ir －IR ，则有ΔV 3＝ΔI ×(R +r )，ΔV 3与ΔI 的比值等于R +r ，大于r ，故C 正确。

2019届 高考物理复习 恒定电流 专题练习一、选择题（第1-8小题为单选题，第9-12小题为多选题）1．在图所示电路中，A 、B 间的电压保持一定，U AB =6 V ，电阻R 1=R 2=4 Ω，R 3=2 Ω。

那么A ．开关S 断开时，R 3两端电压是3 VB ．开关S 接通时，R 3通过的电流是1.5 AC ．开关S 断开时，R 1通过的电流是0.75 AD ．开关S 接通时，R 1两端电压是4 V 【答案】B2．如图所示，a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P 向接线柱c 移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是A ．c 和dB ．a 和cC ．b 和cD ．a 和b【答案】C3．通过两定值电阻R 1、R 2的电流I 和其两端电压U 的关系图象分别如图所示，由图可知两电阻的阻值之比12:R R 等于A ．1:3B ．1:3C ．D ．1:【答案】A4．P 1和P 2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P 1的上下表面积大于P 2的上下表面积，将P 1和P2按图所示接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流B．若P1和P2的体积相同，则P1的电功率等于P2的电功率C．若P1和P2的厚度相同，则流过P1的电流等于流过P2的电流D．若P1和P2的厚度相同，则流过P1的电流大于流过P2的电流【答案】C5．如图所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A，则以下判断中正确的是A．电动机的电功率为2 WB．电动机两端的电压为1 VC．电动机产生的热功率为2 WD．电源输出的电功率为24 W【答案】C6．如图所示，三个定值电阻R1、R2、R3的电阻值均不相等，在A、B之间接一个电源，在C、D之间接一个电流表，电流表的示数为I。