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1专题28恒定电流-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（III）一．选择题1.（2019湖北武汉四月调研）2019年3月19日，复旦大研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是A．材料的电导率越小，其导电性能越强B．材料的电导率与材料的形状有关C．电导率的单位是Ω-1m-1D．电导率大小与温度无关【参考答案】C【名师解析】材料的电导率越大，其导电性能越强，材料的电导率与材料的形状无关，选项AB错误；电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即，电阻率ρ的单位为Ωm，所以电导率的单位是Ω-1m-1，选项C正确；由于电导率σ就是电阻率ρ的倒数，电阻率与温度有关，所以电导率σ的大小与温度有关，选项D错误。2.（2019上海静安二模）有四个电源，电动势均为6V，内阻分别为0.5Ω、1Ω、2Ω、3Ω。选择其中一个电源对阻值为2Ω的电阻R供电，为使R上获得的功率最大，选择的电源其内阻为（）（A）0.5Ω（B）1Ω（C）2Ω（D）3Ω【参考答案】C【名师解析】根据电源输出最大电功率的条件可知，当外电阻等于电源内阻时R上获得的功率最大，所以选择的电源其内阻为2Ω，选项C正确。3.（2019上海虹口二模）用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，则（）（A）外电路断开时，路端电压为零（B）电源短路时，路端电压为最大值（C）路端电压增大时，流过电源的电流一定减小（D）路端电压增大时，电源的输出功率一定增大【参考答案】C【名师解析】外电路断开时，路端电压等于电源电动势，选项A错误；电源短路时，路端电压为零，选项2B错误；由E=U+Ir，可知路端电压增大时，流过电源的电流一定减小，选项C正确；路端电压增大时，输出电流减小，电源的输出功率P=UI不一定增大，选项D错误。4.（2019湖南雅礼中学月考）用两个可变的电阻R1和R2按图所示的方式连接，可用来调节通过灯泡上的电流大小。如果R1R2，那么，(a)、(b)两图中，起粗调作用的变阻器是(另一个是起微调作用)A.(a)图中R2起粗调作用，(b)图中R1起粗调作用B.(a)图中R1起粗调作用，(b)图中R2起粗调作用C.(a),(b)两图中都是R2起粗调作用D.(a),(b)两图中都是R1起粗调作用【参考答案】A【名师解析】根据串联电路的总电阻等于串联的电阻之和，大于所串联的电阻中最大的电阻，所以串联电路总电阻主要有大电阻决定，而并联电路的总电阻的倒数等于并联的各个电阻倒数之和，小于并联电阻中最小的电阻，所以并联电路总电阻主要有小电阻决定，因此(a)图中R2起粗调作用，(b)图中R1起粗调作用，选项A正确。5．（2019北京海淀一模）图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图。利用铅与稀硫酸的化学反应，该装置可以将化学能转化为电能。图中M为电池正极（二氧化铅棒上端），N为电池负极（铅棒上端），P、Q分别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）。用电压传感器（可看做理想电压表）测量各端间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是A.外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向向右B.该电池的电动势约为0.59V3C.该电池的电动势约为1.51VD.该电池的内阻约为2.5Ω【参考答案】D【名师解析】题述M为电池正极，外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向为从电源负极到电源正极，向左，选项A错误；.该电池的电动势约为E=UMN=UMP+UPQ+UQN=1.51V+0+0.59V=2.10V，选项BC错误；在MN之间接入10Ω电阻时，UMN=UMP+UPQ+UQN=1.47V-0.42+0.63V=1.68V，由MNUR=PQUr，解得r=2.5Ω，选项D正确。6．（4分）（2019江苏七市二模）检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则（）A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度【参考答案】AD【名师解析】分析清楚电路结构，根据煤气浓度变化判断电路总电阻如何变化，然后应用闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律分析答题。煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压U＝IR变大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越大，气敏电阻R1越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，回影响报警器的灵敏度，故D正确；【关键点拨】本题是一道闭合电路动态分析题，分析清楚电路结构、知道气敏电阻R1随煤气浓度变化的关系是解题的前提与关键，应用欧姆定律即可解题。7．（2019湖南长沙一模）阻值相等的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E、内阻可以忽略的电池连接成如图所示电路．开始时，开关S断开且电流稳定，然后闭合开关S，电流再次稳定．闭合开关前后电容器所带的电荷量4A．增加5CEB．增加215CEC．增加3CED．减少215CE【参考答案】B【名师解析】由已知条件及电容定义式C＝QU可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C.S断开时等效电路如图甲所示U1＝R（R＋R）（R＋R）＋RR＋R（R＋R）（R＋R）＋R·E×12＝15E；S闭合时等效电路如图乙所示，U2＝R·RR＋RR＋R·RR＋R·E＝13E．∴Q1=5CE，Q2=3CEΔQ=Q2-Q1=215CE，故选项B正确8．（3分）（2019浙江绿色联盟模拟）在图示的电路中，“6V、2W”的灯泡恰好能正常发光，若换成“6V、3W”的灯泡，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则该灯泡实际消耗的功率可能是（）A．1WB．1.2WC．2WD．3W【参考答案】C【名师解析】将图示的电路中的R和电源看作一个等效电源，则等效电源的电动势E＞6V，内阻等于R+r，“6V、2W”的灯泡电阻18Ω，“6V、3W”的灯泡电阻12Ω，整个电路总电阻减少，总电流变大，但是“6V、3W”的灯泡分的电压小于6V，功率小于3W，但是因为原电路中的R和电源电动势，内阻均未知，借助于U﹣I图象可以定性解决此题。甲乙5不考虑温度对灯丝电阻的影响，“6V、2W”的灯泡电阻18Ω，“6V、3W”的灯泡电阻12Ω，将图示的电路中的R和电源看作一个等效电源，则等效电源的电动势E＞6V，内阻等于R+r，描绘出”6V、2W”，“6V、3W”灯泡的U﹣I图象，定性描绘出等效电源的U﹣I图象，如图所示。“6V、2W”的灯泡工作电流A，“6V、3W”的灯泡正常工作电流A，但接入电路时，工作状态为图中的a点，对应abOd的面积＜（6×＝3W）。对应电压小于6V，对应电流大于A，“6V、3W”的灯泡若流过电流为A时，对应电压为4V，对应功率为4×＝W＝1.33W，从图中可以看出，“6V、3W”接入电路，工作状态为图中的a点，对应abOd的面积＜（6×＝3W），但是大于电流为A时的功率为1.33W。故A、B、D错误，C正确。【点评】本题是闭合电路的综合性试题，虽然不考虑温度对灯丝电阻的影响，涉及等效电源、电功率、电阻U﹣I图象、电源U﹣I图象，电阻U﹣I图象与电源U﹣I图象交点物理意义，图象面积，本题难度太大，特别是电路中的R和电源电动势，内阻均未知，不容易找到解题思路。二．计算题1.（2019上海嘉定一模）如图所示电路，电源电动势为E＝3V，内阻为r=1，定值电阻R0＝10Ω，滑动变6阻器R可在0～20Ω范围内变化。当滑片P处于中点位置时，求：（1）当电键S断开时，定值电阻R0两端的电压U0为多少？（2）当电键S闭合时，定值电阻R0两端的电压'0U为多少？（3）当电键S闭合时，若要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，滑片P应该向左还是向右移动？请简述理由。【名师解析】.（1）S断开时，R0与R的一半电阻串联，则有A14.011010320rRREIV4.11014.000IRU（2）S闭合时，R0与R的一半电阻并联之后再与R的另一半电阻串联，则有A1875.0110532'rRREI并V94.051875.0''0并RIU（3）滑片应该向右端移动。因为要使定值电阻R0两端的电压恢复为U0，并联部分电压增大，根据分压规律，并联部分电阻要增大，即R左端电阻要增大，故滑片要向右端移动。2.（2019石家庄精英中学二调）如图所示的电路中，R1＝4Ω，R2＝2Ω，滑动变阻器R3上标有“10Ω2A”的字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两挡。闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2V和0.5A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的13，电流表指针也指在满偏的13。求电源电动势与内阻的大小。（保留两位有效数字）RORSEr7【名师解析】滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6A，电压表量程选取的是0～15V，所以第二次电流表的示数为13×0.6A＝0.2A，电压表的示数为13×15V＝5V当电流表示数为0.5A时，R1两端的电压为U1＝I1R1＝0.5×4V＝2V回路的总电流为I总＝I1＋12UR＝0.5＋22A＝1.5A由闭合电路欧姆定律得E＝I总r＋U1＋U3，即E＝1.5r＋2＋2○1当电流表示数为0.2A时，R1两端的电压为U1′＝I1′R1＝0.2×4V＝0.8V回路的总电流为I总′＝I1′＋12UR＝0.2＋0.82A＝0.6A由闭合电路欧姆定律得E＝I总′r＋U1′＋U3′，即E＝0.6r＋0.8＋5○2联立○1○2解得E＝7.0V，r=2.0Ω。3.（18分）（2019北京海淀一模）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。（1）求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；（2）导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；（解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）（3）若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。8【名师解析】