2019-2020年高考物理真题分类汇编 恒定电流（含解析）.doc

2019-2020年高考物理真题分类汇编 恒定电流（含解析）(xx新课标I-23).（9分）图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图，其中虚线框内是毫安表的改装电路。 (1)已知毫安表表头的内阻为100满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱电表量程为3 mA：若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA由题给条件和数据，可以求出R1=_，R2=_。 (2)现用一量程为3mA，内阻为150的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准，校准时需选取的刻度为0.51.0、I.5、2.02.5、3.0mA。电池的电动势为1.5 V内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格阻值分别为300和1000：滑动变阻器R有两种规格最大阻值分别为750和3000，则R0应选用阻值为_的电阻，R应选用最大阻值为_的滑动变阻器。 (3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大，利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R/为保护电阻。虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框内的电路。则图中的d点应和接线柱_(填“b”或“c”)相连。判断依据是：_【答案】 （1）15（2分） 35（2分） （2）300（1分） 3000（1分） （3）c（1分） 闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是R1，若电表指针不动，则损坏电阻是R2（2分）【考点】欧姆定律；电阻的串、并联；闭合电路的欧姆定律【解析】（1）定值电阻和毫安表都是并联连接，电压相等，由欧姆定律变形式U = IR，使用a、b两个接线柱时有：I满R表=(I表1-I满)（R1+R2）;使用a和c两个接线柱时有：I满（R表+R2）=(I表2-I满) R1 , I表1和I表2为改装电表的量程，解以上各式得：R1 =15 ,R2 = 35 。（2）根据R= ，电流表校准时需选取的刻度为0.51.0、I.5、2.02.5、3.0mA，可知电路中总电阻最大为：Rmax = = 3000 , 最小阻值为Rmin = = 500 , 若定值电阻选用1000 ，则无法校准3mA的刻度，所以定值电阻选用500，由于最大电阻要达到3000，所以变阻器要选择3000。（3）因为只有一个电阻损坏，所以d点应与c连接。原因是R1与A表并联，则当R1损坏时电表A仍有示数指针偏转；而R2与A表串联，则当R2损坏时电表A无示数指针不动，据此闭合开关时，若电表指针偏转，则损坏电阻是R1，若电表指针不动，则损坏电阻是R2(xx新课标I-24)(12分) 如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。【答案】 （1）闭合开关后，金属棒所受安培力的方向为竖直向下;金属棒的质量m=0.01kg【考点】形变、弹性、胡克定律；共点力的平衡；安培力、安培力的方向；匀强磁场中的安培力；闭合电路的欧姆定律【解析】依题意，开关闭合后，电流方向由b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下。（2分）开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为l1=0.5cm,由胡克定律和力的平衡条件得：2kl1=mg 式中m为金属棒的质量，k为弹簧的劲度系数，g为重力加速度的大小。（2分）开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为：F=BIL 式中I是回路电流，L是金属棒的长度。 （2分）两弹簧各自伸长了i2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡条件得：2k(l1+l2)=mg+F（2分）由欧姆定律有：E=IR 式中E是电池的电动势，R是电路总电阻。（2分）联立式，并代入题给的数据得：m=0.01kg （2分）【xx新课标II-23】23. （9分）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R0(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整（2）根据设计的电路写出步骤 （3）将这种方法测出的电压表内阻记为R1v与内阻的真实值Rv先比R1v Rv （添“”“=”或“；见解析【解析】试题分析：（1）实验电路如图所示考点：半偏法测电表内阻【xx重庆-6（2）】同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.若使用题6图2所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的 点（选填“b”或“c”）.测得电阻丝的图如题6图3所示，则为 （保留两位有效数字）。实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如题6图4所示.由图可知当风速增加时，会 （选填“增大”或“减小”）。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向 端调节（选填“M”或“N”）.为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如题6图5所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，为待接入的理想电压表.如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“”端应分别连接到电路中的 点和 点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.【答案】 c； 4.1 （4.04.2）;减小 ，M； b，d考点：本题考查伏安法测电阻。（xx浙江-14）下列说法正确的是A电流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比D弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【答案】C考点：电功率，功，电容，胡克定律（xx浙江-22）图1是小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的实物连接图。（1）根据图1画出实验电路图（2）调节滑动变阻器得到了两组电流表与电压表的示数如图2中的所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。所示读数为：_。两组数据得到的电阻分别为_和_。【答案】（1）如图（2）0.10A、0.24A、2.0V、0.27V。和，如填为和也行【解析】考点：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验（xx四川-8（2）（11分）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：电流表A1（量程030mA）；电流表A2（量程0100mA）；电压表V（量程06V）；滑动变阻器R1（阻值05）；滑动变阻器R2（阻值0300）；开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：设计如图3所示的电路图，正确连接电路。将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线。断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。回答下列问题：电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ； 由图4的图线，得电源内阻r ；用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx ，代入数值可得Rx；若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 ，电压表示数变化范围 。（选填“相同”或“不同”）【答案】A2 R2 25 r 相同 不同根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r|k|25。当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：rrRx|k|，解得：Rxr若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，Rx接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而Rx接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。考点：测定电源电动势和内阻、伏安法测电阻的实验【xx山东-22】. 如图甲所示的电路图中，恒流源可作为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。某同学利用该电路研究滑动变阻器RL消耗的电功率。改变RL的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U-I关系图线。 回答下列问题：（1）滑动触头向下滑动时，电压表示数将 （填“增大”或“减小”）。（2）I0= A。（3）RL消耗的最大功率 W（保留一位有效数字）。【答案】（1）减小；（2）1.0（3）5【解析】试题分析：（1）滑动头向下移动时，RL阻值减小，则总电阻减小，电压变小，则电压表读数变小；（2）由电路图可知：，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；，则I0=1.0A；（3）RL消耗的功率为P=IU=20I-20I2，则当I=0.5时，功率的最大值为考点：测量电阻的电功率。【xx广东-34】（2）（10分）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3）、电流表（内阻约为1）、定值电阻等。 使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“1”欧姆档测量，示数如图15（a）所示，读数为 。据此应选择图15中的 （填“b”或“c”）电路进行实验。连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐 （填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。 图16（a）是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件 （填“X”或“Y”）是非线性元件。该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和电阻r，如图16（b）所示。闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V，利用图16（a）可算得E= V，r= （结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）。【答案】 10 b 增大 Y 3.2 0.50 【考点】练习使用多用电表实验；描绘小电珠的伏安特性曲线实验；测定电源的电动势和内阻实验【解析】读数为10，欧姆档“1”，故电阻为101 = 10 。采用外接法的原因是RX =10 = ,电流表的分压作用影响大，应使用电流表外接法。当P向右边滑动时，未知元件上分到的电压增大，因此电流增大。由图16（a）可知，Y的电压与电流的比值并不固定，因此是非线性元件。由图16(a)可知，RX = 10 ，由闭合电路欧姆定律E = U + r可得，当S2闭合时，E = 3 + r ,当S2断开时有E = 1 + （r + 21）（此时把R当作电源内阻），联立解得E = 3.2V , r = 0.50 。【xx福建-18】18如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（ ）APQ中电流先增大后减小BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大【答案】：C【xx福建-19】（2）（12分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 W（保留两位小数）【答案】：见解析；0.44A；4 2.25【解析】试题分析：实物图如图所示；由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为。 【xx北京-19】如图所示，其中电流表 A 的量程为 0.6A，表盘均匀划分为 30 个小格，每小格表示 0.02A；R1 的阻值等于电流表内阻的 1/2；R2 的阻值等于电流表内阻的 2 倍，若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值，则下列分析正确的是（ ）A将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04AB将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02AC将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06A D将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01A【答案】C【难度】【考点】电表改装【解析】考生需要分清楚在连接不同接线柱时，电路具体的连接方式。当接线柱1 和 2 入电路时，R1 与电流表并联，量程扩大为原来的 3 倍，每个小格表示的电流应该是 0.06A。当接线柱 1 和 3 连入电路时，R1 与电流表并联再整体与R2 串联，每个小格表示的电流仍然是 0.06A。故选 C【xx北京-24】.（20 分）真空中放置的平行金属板可以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电。以光照射 A 板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 A 板向 B 板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变 ，a 和 b 为接线柱。 已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N，电子逸出时的最大动能为 ，元电荷为 e。( 1 ) 求 A 板和 B 板之间的最大电势差 ，以及将 a、b 短接时回路中的电流 I短( 2 ) 图示装置可看作直流电源，求其电动势 E 和内阻 r。( 3 ) 在 a 和 b 之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 U，外电阻上的消耗电功率设为 P；单位时间内到达 B 板的电子，在从 A 板运动到 B 板的过程中损失的动能之和设为 。 请推导证明: 。( 注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明 )【答案】(1) ， (2) (3)见解析【难度】【考点】光电效应、闭合电路欧姆定律、电流的微观解释、电场【解析】(1) A 板中逸出的电子累积在 B 板上，在 A、B 两板间形(1) A 板中逸出的电子累积在 B 板上，在 A、B 两板间形成由 A 指向 B 的电场。从 A 板后续逸出的电子在向 B 板运动的过程中会受到电场力的作用而做减速运动。达到稳定状态时，从 A 板逸出的最大动能的电子到 B 板时动能恰好为零。根据动能定理 从而得到 若将 a、b 短接，则两板间电势差为零，从而两板间无电场，从 A 板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流 (2)当外电路断路时，A、B 两板间电压为该直流电源的电动势。电源内阻 (3)证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达 B 板的电子个数为则回路中电流 外电阻上消耗的电功率 P=UI 单位时间内到达 B 板的电子，从 A 板运动到 B 板过程中损失的动能之和为 综合式可得， 【xx安徽-17】一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流、自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为A B Cnev D【答案】C【解析】试题分析：，I=neSv，联立得E=nev，故选C。考点：考查电路和电场知识【xx安徽-21(II）】.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为100A，内阻为2500的表头，一个开关，两个电阻箱（）和若干导线；（1）由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_（填“串联”或者“并联”），并将电阻箱阻值调为_。（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进行测量，实验电路图如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，并且作相关计算后一并记录如下表根据表中的数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画出图线根据图线可得电池的电动势E是_V，内阻r是_。【答案】（1）并联 5.0 （2）如图所示 1.53 2.0考点：考查了电表的改装和测量电源的电动势和内阻实验【xx江苏-10】10（8分）小明利用如题10-1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）题10-1图中电流表的示数为_A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_V;内阻r=_（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_【答案】(1)0.44(2)U-I图像见解析 1. 60 (1. 58 1. 62 都算对) 1.2(1.18 1.26 都算对) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.【xx海南-11】11某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图（a）和（b）所示。该工件的直径为_cm，高度为_mm。【答案】，【xx海南-12】12某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E（内阻很小）、开关和、电容器C（约100）、电阻（约200k）、电阻（1k）、电压表V（量程6V）、秒表、导线若干。(1)按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线。(2)先闭合开关，再断开开关：闭合开关，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表示数如图（c）所示，电压表的读数为_V（保留2位小数）。(3)该同学每隔10s记录一次电压表的读数 ，记录的数据如下表所示，在答题卡给出的坐标纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是_s。(4)电路中C、和构成的回路的作用是_。【答案】（1）图略（2）3.6V（3）40s（4）使实验前电容器两极板上的电荷相中和