2015年高考物理真题分类汇编恒定电流

2015年高考物理真题分类汇编：恒定电流(2015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100Ω．满偏电流为1mA,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3mA：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=_______Ω，R2=_______Ω。(2)现用一量程为3mA，内阻为150Ω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0.5．1.0、I.5、2.0．2.5、3.0mA。电池的电动势为1.5V．内阻忽略不计；定值电阻R0有两种规格．阻值分别为300Ω和1000Ω：滑动变阻器R有两种规格．最大阻值分别为750Ω和3000Ω，则R0应选用阻值为_________Ω的电阻，R应选用最大阻值为_________Ω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=15Ω,R2=35Ω。（2）根据R=，电流表校准时需选取的刻度为0.5．1.0、I.5、2.0．2.5、3.0mA，可知电路中总电阻最大为：Rmax==3000Ω,最小阻值为Rmin==500Ω,若定值电阻选用1000Ω，则无法校准3mA的刻度，所以定值电阻选用500Ω，由于最大电阻要达到3000Ω，所以变阻器要选择3000Ω。（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(2015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2Ω。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Δl1=0.5cm,由胡克定律和力的平衡条件得：2kΔl1=mg······○1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·······○2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Δi2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡条件得：2k(Δl1+Δl2)=mg+F·······○3（2分）由欧姆定律有：E=IR·······○4式中E是电池的电动势，R是电路总电阻。（2分）联立○1○2○3○4式，并代入题给的数据得：m=0.01kg·····○5（2分）【2015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“”）主要理由是【答案】（1）（2）见解析；[来源:学科网ZXXK]（3）；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【2015重庆-6（2）】同学们测量某电阻丝的电阻xR，所用电流表的内阻与xR相当，电压表可视为理想电压表.①若使用题6图2所示电路图进行实验，要使得xR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”）.②测得电阻丝的UI图如题6图3所示，则xR为（保留两位有效数字）。③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xR随风速v（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，xR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WR的滑片向端调节（选填“M”或“N”）.④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R为两只阻值相同的电阻，xR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，○V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】①c；②4.1（4.0～4.2）;③减小，M；④b，d考点：本题考查伏安法测电阻。（2015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（2015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①②③④所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V。所示读数为：①__________②__________③__________④__________。两组数据得到的电阻分别为__________和__________。[来源:学§科§网]【答案】（1）如图（2）①0.10A、②0.24A、③2.0V、④0.27V。(8.30.1)和(2.70.1)，如填为(2.70.1)和(8.30.1)也行【解析】考点：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验（2015四川-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0～30mA）；电流表A2（量程0～100mA）；电压表V（量程0～6V）；滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下：Ⅰ．设计如图3所示的电路图，正确连接电路。Ⅱ．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。Ⅲ．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Ⅱ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：①电流表应选用，滑动变阻器应选用；②由图4的图线，得电源内阻r＝Ω；[来源:学。科。网Z。X。X。K]③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝，代入数值可得Rx；④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】①A2R2②25③00IU－r④相同不同②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|＝|310)2060(5.45.5|Ω＝25Ω。③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：r′＝r＋Rx＝|k′|＝0000IU，解得：Rx＝00IU－r④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【2015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：0UIIR，即：U=I0R-IR，由U-I图线可知，I0R=20；20201.0Rk，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5mPW考点：测量电阻的电功率。【2015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3k）、电流表（内阻约为1）、定值电阻等。①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。②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。③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。④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值21R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】○110b○2增大○3Y○43.20.50【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】○1读数为10，欧姆档“×1”，故电阻为10×1=10Ω。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。○2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。