【大高考】（三年模拟精选）2022届高考物理专题八恒定电流（全国通用）A组 基础训练选择题1．(2022·河南八市联考)在如图所示的电路中,电源的内阻r不能忽略，其电动势E小于电容器C的耐压值．先闭合开关S，待电路稳定后,再断开开关S，则在电路再次达到稳定的过程中，下列说法中正确的是( )A．电阻R1两端的电压增大B．电容器C两端的电压减小C．电源两端的电压减小D．电容器C上所带的电荷量增加解析 当S闭合时R1两端的电压为UR1＝,同理，R2两端的电压即电容器两板间的电压为UC＝UR2＝，路端电压为U＝；当S断开电路稳定后，三个电压变为UR1′＝0，UR2′＝0，U′＝E，而UC′＝U′＝E，故A、B、C项错误;由Q＝CU知，电容器C上带电荷量增加，D项正确．答案 D2．(2022·武汉调研)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一.如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为( )14\nA．nUB.C．(n－1)UD.解析 Rac和Rcd串联,电流I＝,对输出端电压U＝IRcd＝＝，即输入电压为Uad＝nU，对照选项A对．答案 A3．(2022·扬州期末)已知磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大，为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路．电源的电动势E和内阻r不变，在无磁场时调节变阻器R使小灯泡L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则( )A．小灯泡L变亮B．电压表的示数变小C．磁敏电阻两端电压变小D．通过滑动变阻器的电流变大解析 因为磁敏电阻在无磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大，所以当它从无磁场区进入强磁场区时，其电阻会变大，所以它与变阻器串联的总电阻也变大，再与灯泡并联的总电阻也变大，故外电路的电阻增大，所以外电路的电压增大，即灯泡的两端电压变大，小灯泡变亮，选项A正确；电压表的示数变大,故选项B错误；由于磁敏电阻的阻值变大，故其两端电压也变大，选项C错误；由欧姆定律可知，电路中的电流变小，而小灯泡的电流变大，故流过变阻器的电流变小，选项D错误．答案 A4．(2022·上海金山区期末)如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r.图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图象，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2.下列说法中正确的是( )14\nA．I1＋I2>B．I1＋I2＝C.>D.<解析 由闭合电路欧姆定律得输出功率P0＝UI＝EI－I2r,即EI1－Ir＝EI2－Ir，得I1＋I2＝.又因P0＝IR1＝IR2，I1＝，I2＝，联立解得R1R2＝r2.故B选项正确．答案 B5．(2022·北京东城区示范校测试)在长度为l、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场．导体内电荷量为e的自由电子受电场力作用先做加速运动，然后与阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动．已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即f＝kv(k是常数)，则该导体的电阻应该等于( )A.B.C.D.解析 当导体两端加上电压U时，内总电场强度E＝，电子匀速运动时，Ee＝kv，因此电子运动的速度v＝.而电流强度I＝nevS＝，这时的电阻R＝＝.因此B正确，A、C、D错误．答案 B6．(2022·北京东城期末)如图所示电路,电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中( )A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电压表的示数减小，电流表的示数增大C．电压表与电流表的示数都增大D．电压表与电流表的示数都减小解析 根据闭合电路欧姆定律可知，当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻14\nR0将变小，电路中总电阻变小，所以I干↑＝，U路↓＝E－I干↑r，R0、R2并联部分电压U↓＝E－I干↑r－I干↑R1＝I↓R2，选项D正确，A、B、C错误．答案 D7．(2022·潍坊联考)在如图所示的电路中,闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则( )A．灯泡L变暗B．电源内部消耗的功率先变大后变小C．电容器C上的电荷量增加D．流过R1的电流方向由左向右解析 滑片右移，接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知．总电流增大，故灯泡L变亮，A错误；电源内部消耗的电功率P＝I2r，随电流的增大，电源内部消耗的功率一直变大，B错误；由U＝IR可知，灯泡两端的电压和电源内电压均增大，所以滑动变阻器两端的电压减小．故与之并联的电容器两端的电压减小，由Q＝CU可知，电容器C上的电荷量减小，C错误；电容器所带电荷量减少,故电容器处于放电状态，故流过R1的电流方向由左向右，D正确．答案 D8．(2022·河南六市一联)已知两电源的电动势分别为E1、E2(E1＞E2),内阻分别为r1，r2.当两电源分别与阻值为R的电阻连接时,外电路消耗的功率正好相等．若电阻R减小一些，再与E1、E2分别连接时,对应的外电路消耗的功率分别是P1、P2.则( )A．r1＜r2，P1＜P2B．r1＜r2，P1＞P2C．r1＞r2，P1＜P2D．r1＞r2，P1＞P2解析 由外电路消耗的功率相等得()2R＝()2R，又知E1＞E2则(R＋r1)2＞(R＋r2)2，故r1＞r2，再画出UI图象如图，可知R减小一些(图中虚线)，在E2中电流增加量大，由P＝I2R可得P1＜P2，所以只有C项正确．14\n答案 C9.(2022·唐山模拟)(多选)如图所示，电源电动势E＝3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4Ω时,小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则( )A．电源内阻为1ΩB．电动机的内阻为4ΩC．电动机的正常工作电压为1VD．电源效率约为93.3%解析 由小灯泡的额定功率P＝UI可知，I＝0.2A,由欧姆定律得RL＝，可知小灯泡正常发光时电阻RL＝10Ω,由闭合电路欧姆定律可知,I＝,解得r＝1Ω,A正确;接2时小灯泡正常发光,说明电路中电流仍为0.2A，故电动机两端电压U′＝E－IRL－Ir＝0.8V，电动机为非纯电阻用电器，故电动机内阻不等于4Ω，B、C错误；由P＝I2r，η＝×100%代入数据可得电源效率约93.3%，D正确．答案 AD10．(2022·宁夏银川一中二模,20)在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是红、绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( )A．L1、L2两个指示灯都变亮14\nB．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮解析 当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小;由U1＝I1R1及I1＝I－IL1可知R1分担电压增大，则L2和R2两端电压减小，L2中的电流减小，L2变暗，选项B正确．答案 BB组 能力提升选择题1．(2022·陕西五校联考)如图是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小,c、d接报警器．电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将( )A．I变大，U变小B．I变小，U变大C．I变大，U变大D．I变小，U变小解析 由题知,当传感器RB所在处出现磁体时，RB减小，RB、R2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I干增大，路端电压减小，R1电压增大，故c、d两端电压U变小，通过R2电流减小，I干增大，知电流表示数I变大；故A正确，B、C、D错误．答案 A2.(2022·山西四校联考)在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是( )14\nA.不变，变大B.变大，不变C.变大，变大D．电源的输出功率变大解析 根据欧姆定律得＝＝R1，＝R2，＝R1＋R2，根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－I(R1＋r),U3＝E－Ir，则有＝R1＋r，＝r，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,R2变大，所以、均不变，变大，变大，不变，不变，故A、C错误，B正确；不知道外电阻与内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，则D错误．答案 B3．(2022·河北邢台摸底考试)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略，当滑动变阻器滑片处在某一位置时，电流表的读数I＝0.5A，电压表V1的读数U1＝1V，电压表V2读数U2＝2V．则向右移动滑动变阻器的滑片后，三个电表可能得到的读数是( )A．I＝2A，U1＝2V，U2＝0VB．I＝1A，U1＝1.6V，U2＝3VC．I＝0.3A，U1＝0.9V，U2＝1.1VD．I＝0.2A，U1＝0.8V，U2＝2.4V解析 向右移动滑动变阻器的滑片，变阻器接入电路的电阻增大．外电路的总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即V1和V2的读数之和增大，流经电流表的电流减小，则A、B、C项错误，D项正确．14\n答案 D4．(2022·广东汕头东厦中学联考)(多选)如图所示,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线．以下说法正确的是( )A．电池组的内阻是1ΩB．电阻的阻值为0.33ΩC．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4WD．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W解析 a图线的斜率倒数等于电源的内阻，则电池组的内阻是r＝＝Ω＝1Ω,选项A正确；b图线的斜率的倒数等于电阻R，则R＝＝Ω＝3Ω，选项B错误;由a图可知，电源的电动势为E＝4V，将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是P＝()2R＝()2×3W＝3W，选项C错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为Pm＝＝W＝4W，选项D正确．答案 AD5．(2022·浙江省丽水一模)(多选)某同学对某种抽水泵中的电磁泵模型进行了探究.如图电磁泵是一个长方体，ab边长为L1，左、右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ，泵体所在处有方向垂直向外的磁场B,把泵体的上、下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上，理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，不计水在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为g.则( )A．泵体上表面应接电源正极B．电源提供的电功率为C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水14\nD．在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开泵时的动能为UIt－mgh－I2t解析 泵体受到的磁场力水平向左拉动液体，由左手定则，电流应从上向下流过泵体，故泵体上表面接电源的正极，选项A正确；电源提供的电功率P＝UI，选项B错误；电磁泵不加导电剂，无电流通过泵体，泵体不受到的磁场力，故不能抽取不导电的纯水，选项C错误；由功能关系，UIt＝mgh＋I2Rt＋mv2,根据电阻定律，泵体内液体的电阻；R＝＝＝，故这部分水离开泵时的动能为UIt－mgh－I2t.答案 AD6．(2022·北京西城区期末)一个直流电动机,其线圈的电阻是0.5Ω，当它两端所加电压为6V时，通过电动机的电流是2A．由此可知( )A．电动机消耗的电功率为10WB．电动机发热的功率为10WC．电动机输出的机械功率为10WD．电动机的工作效率为20%解析 非纯电阻电路如电动机，加在上面的电压不全加在电动机内阻上，电动机消耗的电功率P总＝UI＝12W,选项A错误；电动机发热的功率P内＝I2R＝2W，选项B错误；电动机输出的机械功率P机＝P总－P内＝10W，选项C正确；电动机的工作效率η＝＝83%，选项D错误．答案 C7．(2022·湖北黄梅一中适应训练)(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面向上，在受压面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，当电梯做四种不同的运动时，电流表示数分别如图甲、乙、丙和丁所示，下列判断中正确的是( )14\nA．甲图表示电梯可能在做匀速运动B．乙图表示电梯可能向上做匀加速运动C．丙图表示电梯可能向上做匀加速运动D．丁图表示电梯可能向下做匀加速运动解析 电梯静止时电流表示数为I0，由于甲图中电流等于I0且不变，故电梯做匀速直线运动或静止不动，A正确；乙图中，电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，因压力变大．故加速度变大，则电梯做加速度增大的变加速运动，B错误；丙图中，电流恒为2I0，故电梯处于超重状态，且压力不变，可能匀加速上升，也可能匀减速下降，故C正确；丁图中，电流一直大于I0，且不断减小，压力也变小，故电梯的加速度向上，并且一直减小，故电梯可能变减速下降，也可能变加速上升，故D错误．答案 AC8．(2022·湖北部分重点中学联考)电源和一个水平放置的平行板电容器、两个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路.当把变阻器R1、R2调到某个值时．闭合开关S，电容器中的一个带电液滴正好处于静止状态．当再进行其他相关操作时(只改变其中的一个)，以下判断正确的是( )A．将R1的阻值增大时，液滴仍保持静止状态B．将R2的阻值增大时，液滴将向下运动C．断开开关S，电容器上的带电荷量将减为零D．把电容器的上极板向上平移少许，电容器的带电荷量将增加解析 电路稳定时，无电流通过R1，其两端电压为零，故可将电容器等效为与电阻R2并联，故R1变化对电路无影响,电容器两端电压不变．故液滴仍保持静止状态，A正确；R2增大，由“串反并同”规律可知，电容器两端电压增大，电场力增大，故液滴向上加速运动，B错误；断开开关，电路稳定后，电容器相当于与电源并联，两端电压增大,由Q＝CU14\n可知，电容器带电荷量增大，C错误；电路各部分电阻不变，则电容器两端电压不变；若将上极板上移，则板间距离增大，由C＝可知，电容器的电容减小，由Q＝CU可知，电容器的带电荷量减小，D错误．答案 A9．(2022·湖北重点中学联考)(多选)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时,关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是( )A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值解析 由图可知R1与R2串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压．若P向a端移动，则滑动变阻器接入电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大,则内电压增大，R1两端的电压增大，故R2两端的电压减小，A正确;因路端电压减小，V1示数增大，V2示数减小，而两电表之和等于路端电压，故可知V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，故C正确；若P向b端移动，则滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电流减小，内电压减小．V1减小，故B错误；由于内电压减小，故路端电压增大，而V1减小，V2必然增大，且增大量一定大于V1的减少量，故D错误．答案 AC10．(2022·山东莘县质检，4)如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )A．电压表读数减小B．电流表读数减小14\nC．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大解析 当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小,质点P将向下运动，选项C错误；R3两端电压减小，R3中电流减小,电流表读数增大，选项B错误；R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误;由于R2中电流增大，R2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A正确．答案 A 考向一 考查闭合电路的功率问题1．(电功率、热功率、效率等问题)(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( )A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为×100%解析 充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI,电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为×100%，所以选项A、C正确．答案 AC考向二 闭合电路欧姆定律的应用2．(电阻计算、闭合电路欧姆定律的应用)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所示．当通过超导部件的电流大于其临界电流Ic时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),14\n以此来限制电力系统的故障电流．超导部件正常态电阻R1＝7.5Ω，临界电流Ic＝0.6A，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V，3W”，电源电动势E＝7V，内阻r＝2Ω，电路正常工作．若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是( )A．灯泡L短路前通过R1的电流为AB．灯泡L短路后超导部件电阻为零C．灯泡L短路后通过R1的电流为AD．灯泡L短路后通过R1的电流为1A解析 灯泡的电阻R＝U2/P＝12Ω,灯泡L短路前，电路正常工作，因为超导部件处于超导态，其阻值为零,通过限流电阻R2的电流为零，通过R1的电流等于灯泡正常发光时的电流，即为I＝P/U＝3W/6V＝0.5A，选项A错误；灯泡L突然短路瞬间，流过电路的电流为7V/2Ω＝3.5A＞Ic，超导部件由超导态转变为正常态，即R1＝7.5Ω，选项B错误；灯泡L短路后，超导部件R1与限流电阻R2并联在电路中，并联部分电阻R并＝＝5Ω，所以干路电流I＝＝＝1A，流过R1的电流I1＝I＝A，选项C正确、D错误．答案 C考向三 考查欧姆定律及其应用3．(欧姆定律、电功率)(多选)某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量到铜片与锌片间电压为0.30V，然后又将这样的西红柿电池10个串联成电池组(n个相同电池串联时，总电动势为nE，内电阻为nr)，与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接,小灯泡不发光，量得小灯泡两端的电压为0.30V，对此现象的解说正确的是( )A．西红柿电池组的内阻太大B．西红柿电池组的电动势小于小灯泡的额定电压C．西红柿电池组在供电时电流太小D．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已烧毁解析 灯泡不发光，流过灯泡的电流远小于灯泡的额定电流，10个西红柿电14\n池串联成电池组电动势约为3V，串联内阻增大,根据欧姆定律可知，由于电池组的内阻远大于小灯泡的电阻，灯泡分担的电压太小，故A正确；由题可知，10个电池的电动势为3.0V，而小灯泡的额定电压1.5V，故西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，B错误；小灯泡两端的电压为0.30V，小灯泡的电阻：R＝＝2.25Ω，通过小灯泡的电流为：I＝A＝0.13A，所以西红柿电池组在供电时电流太小，选项C正确；西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压,但是实际小灯泡两端的电压为0.3V，小于小灯泡额定电压，故灯泡不会烧毁，选项D错误．答案 AC考向四 考查闭合电路欧姆定律的综合应用4．(闭合电路欧姆定律)(多选)有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，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电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)．不计踏板的质量，己知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F(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2600NB．该秤零刻度线(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．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200＋1200/I关系进行刻度转换解析 电路中最大电流为2A，由闭合电路欧姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得压力传感器R的最小值为4Ω,由电阻R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F可得压力最大值F＝2600N,即该秤能测量的最大体重是2600N，选项A正确；踏板空载时，F＝0，R＝30Ω,由闭合电路欧姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得I＝0.375A，选项B正确；由E＝I(r＋R＋rA)和R＝30－0.01F可得E＝I(r＋30－0.01F＋rA),电流表G的量程I越大，则能测量的最大体重F越大，选项C错误;由E＝I(r＋30－0.01F＋rA)可得，F＝3200－1200/I，选项D错误．答案 AB14
