2019年高考物理双基突破--闭合电路的欧姆定律（共2套带解析）与2019年高考物理双基突破--恒定电流中三个基本定律（共2套附解析）

2019 年高考物理双基突破-闭合电路的欧姆定律（共 2 套带解析）与 2019 年高考物理双基突破-恒定电流中三个基本定律（共 2 套附解析）2019 年高考物理双基突破-闭合电路的欧姆定律（共 2 套带解析）1关于闭合电路，下列说法正确的是A电源短路时，放电电流为无限大B电源短路时，内电 压等于电源电动势 C用电器增加时，路端电压一定增大D把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势【答案】B【解析】电源短路时，R0，放电电流 IEr，U 内E ，A 错误，B 正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C 错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D 错误。5如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是A灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B各灯两端电压在灯多时较低C通过电池的电流在灯多时较大D电池输出功率灯多时较大【答案】D6（多选）学生为“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表示数为正。这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中，下列说法中正确的是A飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负B飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正C飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负【答案】AD【解析】飞船在竖直减速上升的过程中，加速度方 向竖直向下，由牛顿第二定律得知，飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负，故 A 正确；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，处于超重状态，电压表的示数为正，故 B 正确；飞船在圆轨道上运行时，加速度方向竖直向下，电压表的示数为负，故 C 错误，D 正确。7（多选）如图所示电路中，电源电动势 E12 V，内阻 r2 ，R14 ， R26 ，R3 3 。若在 C、D 间连接一个电表或用电器，则有 A若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是 6 V B若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是 8 VC若在 C、D 间连一个理想电流表，其读数是 2 AD若在 C、D 间连一个 “6 V，3 W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是 1.33 W【答案】AD8（多选）如图所示，M 、N 是两块水平放置的平行金属板，R0 为定值电阻，R1 和 R2 为可变电阻，开关 S 闭合。质量为 m 的带正电荷的微粒从 P 点以水平速度 v0 射入金属板间，沿曲线打在 N 板上的 O 点。若经下列调整后，微粒仍从 P 点以水平速度 v0 射入，则关于微 粒打在 N 板上的位置说法正确的是A保持开关 S 闭合，增大 R1，粒子打在 O 点左侧B保持开关 S 闭合，增大 R2，粒子打在 O 点左侧C断开开关 S，M 极板稍微上移，粒子打在 O 点右侧D断开开关 S，N 极板稍微下移，粒子打在 O 点右侧【答案】AD【解析】保持开关 S 闭合，由串并联电压关系可知，R0 两端的电压为UER0R1R0，增大 R1，U 将减小，电容器两端的电压减小，故粒子受重力和电场力 mgqEma，平行板两极板电压减小，产生的加速度增大，则d2 12at2，水平位移为 xv0t v0da，水平位移将减小，故粒子打在 O 点左侧，故 A 正确；保持开关 S 闭合，增大 R2，不会影响电阻 R0 两端的电压，故粒子打在 O 点，故 B 错误；断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为 EUd，结合 C QU 及 CrS4kd 可得 E4kQSr，电场强度不变，故加速度不变，M 极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在 O 点，故 C 错误；如 N 板稍微下移，则粒子将打在 O 点右侧，D 正确。9在图所示电路中 E 为电源，其电动势 E9.0V，内阻可忽略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻 R30 ；L 为一小灯泡，其额定电压 U6.0V，额定功率P1.8 W；S 为开关，开始时滑动变阻器的触头位于 B 端，现在接通开关 S，然后将触头缓慢地向 A 端滑动。当到达某一位置 C 处时，小灯泡刚好正常发光，则 CB 之间的电阻应为A10 B20 C15 D5 【答案】BRACUACIACEULIAC9.06.00.310 ，RCBRRAC（3010 ） 20 。所以 B 选项正确。10如图所示，一电荷量 q3104C 带正电的小球，用绝缘细 线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的 O 点。S 合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角 37。已知两板相距 d0.1m，电源电动势 E12V，内阻 r2，电阻 R14，R2R3R412。g 取 10m/s2，sin370.6 ，cos370.8。求：（1）电源的输出功率；（2）两板间的电场强度的大小；（3）小球的质量。【答案】（1）10W （2） 100N/C（3）4103kg（2）电容器两板间的电压 UCI （R1R23 ）电容器两板间的电场强度 E1UCdI?R1 R23?d 100N/C（3）小球处于静止状态，所受电场力为 F，由平衡条件得：Fmgtan，又有 FqE1所以 mqE1gtan解得 m4103kg。11某款节能环保汽车启动时的工作电路如图所示，查得电源的电动势 E12 V，电源的内阻 r 及保护电阻 R 阻值未知，当在第一次 S1 闭合、S2 断开的情况下，电流表的示数为 1 A；在第二次 S1、S2 均闭合的情况下，电流表的示数为 3 A。测得第二次车灯的功率减少了 75%，若电动机内阻 RM1 ，电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，求 S1、S2 均闭合时电动机的机械功率。【答案】5.75 W【解析】设 R0Rr，S1 闭合、S2 断开时，R0 上电压 UrI1R0车灯两端的电压 ULEUr车灯的功率为 PULI1S1、 S2 均闭合时， R0 上电压 UrI2R0车灯两端的电压 ULEUr车灯的电阻不变，由题知功率应为原来的 14，即电压为原来 12，即UL0.5UL解得 R02.4 ，UL9.6 V，UL 4.8 V。又 I1ER0 RL 即 1122.4RL 得 RL9.6 S1、 S2 均闭合时，灯 L 的 电流为 ILULRL4.89.6 A 0.5 A则流过电动机的电流为 IMI2IL（30.5） A2.5 A电动机的机械功率为 P 机 ULIMI2MRM（4.82.5 2.521） W5.75 W。12如图所示，电源电动势为 3 V，内阻为 0.5 ；电路中的电阻 R1R22 ， R4R54 ，R33 ，电流表、电压表均为理 想电表。求 ：（1）闭合开关 S 后，电压表和电流表的示数；（2）R1、R4 两端的电压和通过 R1、R4 的电流。【答案】（1）2.25 V 0.75 A （2）R1 两端的电压为 0.75 V；R4 两端的电压是 1.5 V 通过 R1 与 R4 的电流均为 0.375 A由闭合电路的欧姆定律得 IERr，总电流为 I31.50.5 A1.5 A路端电压 URRRrE 1.523 V2.25 V，所以电压表的示数为 2.25 V根据欧姆定律 IUR 得通过 R3 的电流为 I3UR32.253 A0.75 A所以通过电流表的电流为 1.5 A0.75 A0.75 A.（2）由分压原理得，R1 两端的电压为 UR11122.25 V0.75 V所以 R4 两端的电压是 2.25 V0.75 V1.5 V又因通过电流表的电流为 0.75 A，所以通过 R1 与 R4 的电流均为 0.752 A0.375 A.13如图所示的电路中，电源的电动势 E6 V，内阻 r1 ，电阻 R13 ， R26 ，电容器的电容 C3.6 F，二极管 D 具有单向导电性，开始时，开关 S1 闭合，S2 断开。（1）合上 S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？（2）合上 S2，待电路稳定以后再断开 S1，求断开 S1 后流过 R1 的电荷量是多少？【答案】（1）减少了 1.8106 C （2）9.6106 C（2）设合上 S2 后，电容器上的电荷量为 Q，则 QCU2 1.44105 C再断开 S1 后，通过 R1 和 R2 的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比。故流过电阻 R1 的电荷量为 Q1R2R1R2Q9.6106 C。14在如图所示的电路中，电源的电动势 E28 V，内阻 r2 ，电阻R112 ， R2R44 ，R3 8 ，C 为平行板电容器，其电容 C3.0 pF，虚线到两极板的距离相等，极板长 L0.20 m，两极板的间距d1.0102 m。（1）若开关 S 处于断开状态，则将其闭合后，流过 R4 的电荷量为多少？（2）若开关 S 断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以 v02.0 m/s 的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，问：当开关 S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间，能否从极板间射出？（要求写出计算 和分析过程，g 取 10 m/s2）【答案】（1）6.010 12 C （2）不能 原因见解析（2）设带电微粒的质量为 m，带电荷 量为 q，当开关 S 断开时有qU3dmg当开关 S 闭合后，设带电微粒的加速度为 a，则 mgqU3dma假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向 tLv0竖直方向 y 12at2由以上各式得 y6.25103 md2故带电微粒不能从极板间射出。15如图中，电流表的读数 I0.75 A，电压表读数为 U2 V。某一电阻烧断后，电流表的读数变为 I0.8 A，电压表的读数 U3.2 V。已知 R34 ，试判断发生故障的电阻值是多少，电源电动势为多少？【答案】8 4 V所以 R2UI3.20.84 根据闭合电路欧姆定律 EUIr3.20.8r 未断路时 U3IR2 U0.754 V2 V1 V R1R3U1U3 R1U1U3R3214 8 再根据闭合电路欧姆定律 EIR2 r，E0.754 r 解、两式得 E4 V。2019 年高考物理双基突破-恒定电流中三个基本定律（共 2 套附解析）1一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端的电压 U 的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻 R1、R2 并联后接在电压恒为 U 的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为 P.现将它们连 接成如图丙所示的电路，仍然接在该电 源的两端，设电阻器 D 和电阻 R1、R2 消耗的电功率分别为 PD、 P1、P2，它们之间的大小关系为AP14P2 BPD4P2 DPDP2【答案】B2如图所示，用电流表和电压表测量电阻 Rx 的阻值，c 端与 b 端相连时，电流表示数 4.60mA ，电压表示数 2.50V，c 端与 a 端相连时，电流表示数5.00mA，电压表示数 2.30 V，比较这两次结果正确的是A电阻的真实值更接近 543，且大于 543B电阻的真实值更接近 543，且小于 543C电阻的真实值更接近 460，且大于 460D电阻的真实值更接近 460，且小于 460【答案】B【解析】比较两次的电压表读数，可知 U=0.20V，则 = =0.08；电流变化I=0.40mA，则 = =0. 087，可见 ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的 影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，Rx= =543，此法测量值偏大，因此选项 B 正确。3R1 和 R2 分别标有“2 ，1.0 A”和“4 ，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为A1.5 W B3.0 W C5.0 W D6.0 W【答案】A【解析】R1 和 R2 串联后的总电阻为 RR1R26 ，电路中的电流不能超 过 R2 的额定电流，即 0.5 A根据 PIU 和 IUR 得 PI2R1.5 W ，故 A正确。7在研究微型电动机的性能时，可采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 1.0 A 和 1.0 V；重新调节 R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和15.0 V。则当这台电动机正常运转时A电动机的内阻为 7.5 B电动机的内阻为 2.0 C电动机的输出功率为 30.0 W D电动机的输出功率为 26.0 W【答案】D8（多选）如图，两只相同的白炽灯 D1、D2 串联后接在电压恒定的电路中，若 D1 的灯丝断了，经过搭丝后（搭丝后灯泡电阻减小），然后与 D2 串联，重新接入原来的电路。假设在此过程中灯丝电阻温度变化的因素可忽略不计，且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压，则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比，有AD1 的功率变大 BD1 的功率变小 CD2 的功率变大 D D2 的功率变小【答案】BC【解析】因 D1 的灯丝搭接后，其电阻 R1 变小，由 IUR1 R2 可知 I 变大，由 P2 I2R2 知 D2 的功率变大；由P1I2R1 U2R1?R1R2?2U2R1R22R1 2R2，由数学知识可知 ：当R1R22R1 时，即 R1R2，D1 灯丝未断时，P1 最大，D1 灯丝搭接后 R1减小，故功率 P1 变小，所以 B、C 正确，A 、D 错误。9（多选）如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开关 S1、S2 后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为 120W，吹热风时的功率为 1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是A电热丝的电阻为 55B电动机的电阻为 12103C当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为 1000JD当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120J【答案】AD10两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的 2 倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为A1 4 B1 8C1 16 D16 1【答案】C【解析】对于第一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则其横截面积必然变为原来的 12，由 RlS 可得其电阻变为原来的 4 倍；第二根导线对 折后，长度变为原来的 12，横截面积变为原来的 2 倍，故其电阻变为原来的 14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得 I1U4R ，I2UR/44UR，由Iqt 可知，在相同时间内，电荷量之比 q1 q2I1 I21 16。11（多选）滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是A若将 a、 c 两端连在电路中，则当滑 片 OP 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B若将 a、d 两端连在电路中，则当滑片 OP 向右滑动时，变阻器的阻值减小C将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱D将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱【答案】AD12某商场安装了一台倾角为 30的自动扶梯，该扶梯在电压为 380 V 的电动机带动下，以 0.4 m/s 的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW。不载人时测得电动机中的电流为 5 A，若载人时扶梯的移动速 率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为_。（设人的平均质量为 60 kg，g 取 10 m/s2）【答案】25【解析】这台自动扶梯最多可同时载人数的意义是电梯仍能以 0.4 m/s 的恒定速率运动而电动机的输出功率达到最大 。电动机做功应包含两部分内容：一是电梯不载人时对本身做功，二是对人做功，所以 4.9103 WIUMgsinv，Mg15000 N，nMgmg15000601025（个）。此题要注意的问题是扶梯上是否有人，只要扶梯在运动，就要消耗电能。题目中的空载电流，就给定了扶梯空载时消耗的电功率 P 自身IU.另外，扶梯对人做功的过程就是克服重力做 功的过程，因此对人所消耗的电功率就等于克服重力的功率，即 PMgvsin.故扶梯消耗的总功率等于二者功率之和。13三个电阻分别标有“100 4 W”，“200 2 W”，“50 8 W”，将它们串联起来，允许通过的最大电流为_A，允许消耗的最大总功率为_W。【答案】0.1 3.5【解析】由 PI2R 得，I1P1R14100A0.2 A，I2P2R22200A0.1 A，I3P3R3850A0.4 A，故串联后允许通过的最大电流为 0.1 AR 总（ R1R2R3）（10020050） 350 ，故允许消耗的最大总功率为：P 总I2maxR 总0.12350 W3.5 W。解决此类题的依据是任何用电器都不能超过它的额定值，至少有一个用电器达到它的额定值。一个用电器有额定功率、额定电压、额定电流，只要其中一个量达到额定值，那么另两个量也一定达到额定值。14如图所示，相 距 40 km 的 A、B 两地架起两条输电线， 电阻共 800 ，如果在 A、B 间某处短路，这时接在 A 处的电压表示数为 10 V，电流表示数为40 mA，求发生短路处距 A 有多远？【答案】12.5 km15一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表：规格 后轮驱动直流永磁毂电机车型 26电动自行车 额定输出功率 120 W整车质量 30 kg 额定电压 40 V最大载重 120 kg 额定电流 3.5 A质量为 M70 kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力 Ff 恒为车和人总重的 k 0.02 倍，取 g10 m/s2。求：（1）此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率；（2）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人骑自行车的最大速度；（3）仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为 v11.0 m/s的人骑车的最大加速度。【答案】（1）85.7%（2）6.0m/s（3 ）1.0m/s2【解析】（1）由表可知，电机的额定电压为 U40 V，额定电流为 I03.5 A，所以电机正常工作时输入功率为 P 入U0I0140 W。又因电机的输出功率为 P 出120 W，所以电机的效率为 P 出 P 入85.7%。（2）行驶时所受阻力为 Ffk （Mm）g，式中 m 为车的质量。当达到最大速度 vm 时，应有 P 出Ffvm，所以最大速度 vmP 出 Ff6.0 m/s。（3）当车速为 v11.0 m/s 时，牵引力 FP 出 v1120 N。设此时车的加速度为 a，根据牛顿第二定律 FFf（Mm）a，解得 a1.0 m/s2。16右图是提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内阻 r0.8 ，电路中另一电阻 R10 ，直流电压 U160 V，电压表示数 UV110 V。（1）求通过电 动机的电流。（2）求输入电动机的电功率。（3）若电动机以 v1 m/s 的速度竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取 10 m/s2）【答案】（1）5 A （2） 550 W （3）53 kg即通过电动机的电流 IMIR5 A。（2）电动机两端的电压 UMUV110 V输入电动机的功率 P 电 IMUM550 W。（3）电动机的发热功率 P 热I2Mr20 W电动机输出的机械功率 P 出P 电P 热530 W又因为 P 出 mgv所以 mP 出 gv53 kg。17 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为 1，当加在它两端的电压为2.0V 时，电流为 0.8A，且能正常工作，求：（1）它的额定输入功率多大？（2）工作时由导线发热损失的功率多大？（3）它的最大输出功率多大？【答案】（1）1.6W（2）0.64W（3）0.96W18如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻 R10 ，直流电压 U160 V，电压表示数UV110 V。试求：（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）若电动机以 v1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g 取10 m/s2）【答案】（1）5 A（2） 550 W（3）53 kg【解析】（1）由电路中的电压关系可得电阻 R 两端的电压URUUV（160110）V 50 V，流过电阻 R 的电流 IRURR5010 A5 A，即通过电动机的电流 IMIR5 A。（2）电动机的分压 UM UV110 V，输入电动机的电功率 P 电IMUM550 W。（ 3）电动机的发热功率 P 热IM2 r20 W，电动机输出的机械功率 P 出P 电P 热530 W，又因 P 出mgv，所以 mP 出 gv53 kg。19神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层（几十层到几百层不等）类脂物质髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2m 左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6105。（1）若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。（2）若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为 32cm3，当在其 两底面上加上 1000V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10A，求圆柱体的圆面半径和高。【答案】（1）8106m （2 ）4cm 2cm