UePlus - 试卷云

专题20  恒定电流

考点01 电路定律

1. （2024年高考广西卷）将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（　　）

A. B.

C. D.

【答案】B

【解析】

根据电阻定律

根据欧姆定律

整理可得

结合题图可知导体、的电阻率之比

故选B

2. （2024年高考甘肃卷）一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是（　　）

A. 充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加

B. 充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点

C. 放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小

D. 放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R的电流由N点流向M点

【答案】C

【解析】

充电过程中，随着电容器带电量的增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故A错误；

根据电路图可知，充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由N点流向M点，故B错误；

放电过程中，随着电容器带电量的减小，电容器两极板间电势差减小，放电电流在减小，故C正确；

根据电路图可知，放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R的电流由M点流向N点，故D错误。

3．（2024高考北京卷）如图所示为一个加速度计的原理图．滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计．两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央．当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧．将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（    ）

A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端

B．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比

C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右

D．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右

【参考答案】．D  电势、电阻定律

【名师解析】由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，A错误；由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比，B错误；已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，C错误；已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正确．

4、（2023学业水平等级考试上海卷）如图所示电路中，有四个完全相同的小灯泡，不考虑电阻随温度的变化，则最亮的灯泡是

A. 灯泡1      B. 灯泡2    C. 灯泡3     D. 灯泡4

【参考答案】A

【名师解析】最亮的灯泡是实际电功率最大，通过的电流最大，根据串并联电路规律可知，最亮的灯泡是灯泡1，A正确。

5. （2023年高考全国乙卷）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U₁₂ = 3.0V，U₂₃ = 2.5V，U₃₄ = －1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（   ）

A. 电源接在1、4之间，R接在1、3之间

B. 电源接在1、4之间，R接在2、4之间

C. 电源接1、3之间，R接在1、4之间

D. 电源接在1、3之间，R接在2、4之间

【参考答案】CD

【命题意图】本题考查黑箱检测及其相关知识点。

【解题思路】由题意，U₁₂=φ₁-φ₂=3.0V，U₂₃=φ₂-φ₃=2.5V，U₃₄=φ₃-φ₄=-1.5V，可知φ₁＞φ₂＞φ₄＞φ₃，所以1接电源正极，3接电源负极，电源接在1、3之间，R可以接在1、4之间，可以接在2、4之间，选项CD正确。

【思路点拨】根据题述，正确得出四个接线柱电势高低关系，是解题的关键。

6. （2023高考海南卷）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（   ）

A. CE B.

C. D.

【参考答案】C

【名师解析】

电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为

电容器下极板的电势为

则电容两端的电压

则电容器上的电荷量为   ，C正确。

7.．（2021高考江苏物理卷）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（    ）

A．     B．     

C．       D．

【参考答案】D

【命题意图】本题考查电容、电流定义及其相关知识点。

【解题思路】电势差从-70mV变为30mV，即△U=100mV，由电容定义C=Q/U可知，C=△Q/△U，△Q=C△U=1×10^-8×0.1C=1×10^-9C，电流I=△Q/t=5×10^-7A，选项D正确。

考点02 电功电功率 能量守恒定律

1. （2024年高考江西卷） 庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m³/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（   ）

A. 10⁹ B. 10⁷

C. 10⁵ D. 10³

【答案】B

【解析】

由题知，Δt时间内流出的水量为

m = ρQΔt = 1.0×10⁴Δt

发电过程中水的重力势能转化为电能，则有

故选B。

2． （2022年新高考江苏卷）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（　　）

A. B.

C. D.

【参考答案】A

【命题意图】本题考查电路功率、闭合电路欧姆定律、串并联电路规律及其相关知识点。

【解题思路】

由电路图可知R₃与R₄串联后与R₂并联，再与R₁串联。并联电路部分的等效电阻为

由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R₁的电流为

根据并联电路规律，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则R₂中电流

R₃、R₄串联支路中电流

四个灯泡的实际功率分别为，，，

所以四个灯泡中功率最大的是R₁，选项A正确。

3.（2022年6月浙江选考）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5~10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是

A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比  

B．单位时间流过面积A的流动空气动能为

C．若每天平均有1.0×10⁸kW的风能资源，则每天发电量为2.4×10⁹kW·h

D．若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0×10⁵kW·h

【参考答案】D

【命题意图】本题考查动能、效率和流体管状模型。

【解题思路】

风力发电机是将吹进风机叶片空气的动能转化为电能，所以该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，A错误；单位时间流过面积A的流动空气动能为Ek==，B错误；由于风力发电机效率一定小于1，所以若每天平均有1.0×10⁸kW的风能资源，则每天发电量一定小于2.4×10⁹kW·h，选项C错误；由于风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，根据题述风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，按照最低风速6m/s计算，则风速为6m/s时，输出电功率为×405kW=120kW，该发电机年发电量至少为5000h×120kW=6.0×10⁵kW·h，选项D正确。

4. （2022山东物理）某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：

（1）比例系数k值；

（2）上行路程L值。

【参考答案】（1）；（2）

【命题意图】本题考查能量守恒定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点。

【名师解析】

（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有

解得  

小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有

设斜面倾角为，对小车匀速有

而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有

联立各式解得，

（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有

可得

由运动学公式可知

解得