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恒定电流【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．电吹风是生活中的常用电器。某款电吹风的各项参数如下表所示，其电路图如图所示，理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态。关于该款电吹风，下列说法中正确的是()A．触片P与触点b、c接触时，电吹风吹热风B．变压器两线圈的匝数比n1:n2=22:5C．小风扇线圈电阻为8ΩD．电热丝正常工作时电阻为625Ω【答案】C点晴：当电吹风机送出来的是冷风时，说明电路中只有电动机自己工作；小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率；根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系计算匝数比。2．有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器）、显示体重的仪表G（实际上是电流表），不计踏板的质量，己知电流表的量程为0〜2A，内阻为Rg＝1Ω，电源电动势为E＝12V，内阻为r＝1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为（F和R的单位分别为N和Ω），下列说法中正确的是（）A．该秤能测量的最大体重是3000NB．该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处C．该秤显示重量的刻度是均匀标注的D．该秤显示的重量F与通过电路中的电流I满足【答案】B点睛：本题实质上为闭合电路欧姆定律的动态分析问题的应用，要注意明确题意，找出压力与电阻的关系，再利用闭合电路欧姆定律进行分析即可．3．用如图所示电路（12RR、为标准定值电阻）测定电池的电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则下列说法中正确的是（）A．电动势的测量值小于真实值。B．内电阻的测量值小于真实值。C．测量误差的产生原因是电流表具有内电阻。D．测量误差的产生原因是测量次数少，不能用图象法求电池的电动势和内电阻。【答案】C点睛：应从闭合电路欧姆定律公式进行分析找出实验系统误差的原因。4．电源、开关S、定值电阻、灯泡L、光敏电阻和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射时，光敏电阻的阻值变小，则()A．灯泡亮度变暗B．电容器两极板间电压变小C．电容器所带电荷量减小D．液滴向上运动【答案】D【解析】试题分析：当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，由知灯泡的功率增大，将变亮，选项A错误.两端间的电压增大，则电容器的电压增大，选项B错误.由电容器的电量知电荷量增大，选项C错误.电容器板间场强增大，液滴所受的电场力（方向向上）增大，故液滴向上运动，选项D正确.故选D.考点：本题考查了电容器的动态分析、闭合电路的欧姆定律、部分电路的欧姆定律、匀强电场.5．图为某电源的U-I图线，图为某小灯泡的U-1图线的一部分，则下列说法中正确的是()A．电源的内阻为10ΩB．小灯泡的电阻随着电压的增大而减小C．当小灯泡两端的电压为1.0V时，它的电阻为ΩD．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率为2.4W【答案】C【解析】【详解】由图像可知交点处为电路的工作点，此时小灯泡两端的电压为1.4V，电流为0.36A，则功率为1.4V×0.36A=0.50W，选项D错误；故选C.6．利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计．如图甲所示为某种金属导体的电阻随温度变化的图线．如果用这个金属导体做成测温探头，再把它连入图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表的示数也会发生变化．则在温度范围内（）A．待测温度越高，电流表的示数越小B．待测温度越高，电流表的示数越大C．待测温度升高，电流表的示数均匀减小D．待测温度升高，电流表的示数均匀增大【答案】A7．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图所示），下列说法正确的是（）A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变【答案】A【解析】考点：电功率【名师点睛】本题考查了串联电路的特点和电阻、电压、实际功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。8．铜的摩尔质量为M，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为（）A．光速cB．C．D．【答案】D【解析】【分析】设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,求出导线中自由电子的数目,根据电流的定义式推导出电流的微观表达式,计算得出自由电子定向移动的速率.【详解】单位长度质量为;单位长度原子数为;设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t根据电流定义可知：当通过的电流为I时，解得：故D对；ABC错；故选D9．如图所示，E为电源，R1、R2、R3为可变电阻，C为水平放置的平行板电容器，其中b板接地并固定不动，a板可以移动。当开关K1、K2均闭合时，电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是A．减小R1，同时减小R2，带电油滴可能保持静止不动B．减小R3，同时增大R2，带电油滴将向下运动C．只断开K1，同时将电容器a极板缓慢向上平移，带电油滴将保持静止不动D．只断开K2，同时将电容器a极板缓慢向右平移，带电油滴将向上运动【答案】BD故选：BD。10．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端滑动时，下面说法正确的是（）A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大B．电压表V1读数变化量的大小1U与电流表A1读数变化量的大小1I比值11UI增大C．若电压表V2读数变化量大小为2U，电流表A2读数变化量的大小为2I，则222URID．若13RR，则电压表V1的读数1U与电流表1A读数的乘积11UI增大【答案】AC点睛：本题是简单的电路动态分析问题，按“部分→整体→部分”的思路进行分析．对于电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比，往往根据闭合电路欧姆定律分析．11．如图所示是一直流电动机提升重物的装置；已知重物质量为m=50kg，电源输出电压U=110V保持不变，电动机线圈电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A（g=10m/s2）则：A．电源的输出功率为100WB．电动机线圈电阻R的发热功率550WC．提升重物的功率为450WD．电动机的效率为81.8％【答案】AD【名师点睛】此题是关于电功率的计算问题；关键是搞清电动机内部的能量转化关系，知道电热的求解公式P热=I2R。12．如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V1和V2的读数随电流表A读数的变化情况如图乙所示．已知电流表A读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动．不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是()A．电路中电源电动势为3.6VB．变阻器的最大阻值为30ΩC．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9WD．若电流表A示数小于0.2A，随着变阻器滑片向右滑动，测量R0两端电压表V读数的变化量与电流表A读数的变化量之比【答案】ACD【解析】【详解】由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为；当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V，故A正确：当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以R与R0并联电阻的最大值，则变阻器的最大阻值小于30Ω，故B错误。当I=0.3A时，U=3V，电动机输入功率最大，最大为P=UI=3×0.3W=0.9W，故C正确。若电流表A示数小于0.2A，由图知，电动机不转动，电动机的电阻rM=Ω=4Ω。根据闭合电路欧姆定律得：U=E-I（r+rM），得=r+rM=6Ω．故D正确；故选ACD。【点睛】本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．对于电动机，理解并掌握功率的分配关系是关键．二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相连，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接住N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R＝1Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数U1＝3.0V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为U2＝2.0V，求：(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时作用在迎风板上的风力。【答案】（1）1Ω/m（2）260V【解析】考点：闭合电路的欧姆定律；胡克定律【名师点睛】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律．解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。14．如图所示，电源的电动势为6V，内阻是0.5Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，电阻R0＝3Ω，若理想电压表的示数为3V，试求：(1)电源的总功率和电源的输出功率；(2)电动机的输入功率和电动机输出的机械功率．(3)若取下电动机改用电阻箱接到该位置，当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。【答案】(1)6W；5.5W(2)2.5W；2W(3)2.6W【解析】【详解】(1)电路中的电流，路端电压：；电源的总功率：电源的输出功率：(2)电动机两端电压：电动机的输入功率：电动机输出的机械功率：(3)当即时，电阻箱R消耗的功率最大为【点睛】本题关键抓住电路中电压分配和能量的关系，不能直接根据欧姆定律这样来求解电动机电路中电压电流，因为电动机工作时，欧姆定律不成立．15．一台小型电动机在恒定电压下工作，通过它的电流是，用此电动机提升物重的物体，在内可以使该物体匀速提升，除电动机线圈生热之外，不计其它的能量损失，求：（）电动机的输入电功率；（）在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量；（）电动机线圈所产生的反电动势．【答案】（）；（）；（）【解析】【分析】电动机的输入电功率由求出，由能量求出电动机线圈所产生的热量，16．一辆总质量为M=6.0×102kg的太阳能汽车，使用太阳能电池供电。它的集光板能时刻正对着太阳。车上有一个直流电阻r=4.0Ω的电动机。太阳能电池可以对电动机提供U=120V的电压和I=10A的电流。已知太阳向外辐射能量的总功率为P总=3.9×1026W。太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗。太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率为P0=1.0×103W/m2。半径为R的球面积公式为S=4πR2。（取g=10m/s2，2.21.5）(1)这辆太阳能汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率是多少；(2)若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍。求这辆车可能行驶的最大速度；(3)根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离。【答案】(1