2022届优质校一模试卷专题汇编9 恒定电流基础 解析版

这是一份2022届优质校一模试卷专题汇编9 恒定电流基础 解析版，共11页。试卷主要包含了电流的三种表达式及其比较，闭合电路欧姆定律，直流电路动态分析的3种方法等内容，欢迎下载使用。
      题  型考查年份关联知识点电流的表达式2021江苏卷2题电流的宏观定义式，电容器的表达式2020山东卷2题电流的微观表达式，β衰变闭合电路欧姆定律的综合应用2020海南卷4题串并联电路分析，电功率2019江苏卷3题闭合电路欧姆定律电路的动态分析2020全国I卷17题电容器充放电2020江苏卷6题电路的动态分析，电功率 1．电流的三种表达式及其比较 公 式适用范围字母含义定义式I＝一切电路Q：(1)是通过导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量；(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，Q＝|Q1|＋|Q2|微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动的速率决定式I＝纯电阻电路和电解质溶液导电U：导体两端的电压R：导体本身的电阻2．闭合电路欧姆定律(1)注意闭合电路欧姆定律三个公式：E＝U＋Ir，E＝I(R＋r)，E＝U内＋U外的适用范围。(2)一个结论：当R外＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。3．直流电路动态分析的3种方法(1)程序法：R局I总＝ U内＝I总rU外＝E－U内确定U支、I支。(2)结论法——“串反并同”(电源内阻不能忽略)“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)。“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)。(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论。例1：( 2020山东卷∙2)氚核H发生β衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104 s时间内形成的平均电流为5.0×10－8 A。已知电子电荷量为1.6×10－19 C，在这段时间内发生β衰变的氚核H的个数为(　　)A．5.0×1014     B．1.0×1016     C．2.0×1016     D．1.0×1018【解析】根据I＝，Q＝ne，可得产生的电子数n＝1016个，因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。【答案】B例2：( 2020江苏卷∙6)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　)A．车灯的电流变小B．路端电压变小C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大【方法点拨】“车灯突然变暗”表示流过车灯的电流变小，据此根据电路情况可分析路端电压变化；根据E＝U＋Ir判断干路电流变化。【解析】开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，A正确；电路的路端电压U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，故路端电压变小，B正确；电路的总电流即干路电流，I干＝＝，U路变小，故电路的总电流变大，C错误；电源的总功率P总＝EI干，I干变大，故电源的总功率变大，D正确。【答案】ABD   电流的表达式1．(2021届河南名校联盟12月适应性检测联考)地球表面附近存在一竖直向下的电场，晴天时在电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，由此形成的微弱电流称为地空电流。这电流是稳恒的，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为1800 A。假设正、负离子带电量均为1.6×10－19 C，则1 s时间内穿过以地心为球心半径略大于地球半径的球壳的电荷个数约为(　　)A．2.0×1018个     B．1.0×1020个     C．1.0×1022个     D．1.6×1023个2．(2021届广东一轮复习联考)一节高质量5号干电池的容量约为1500 mA‧h。若利用一节该型号的新电池为一标称值为“1.5 V，0.9 W”的小灯泡供电，则该灯泡正常工作的最长时间约为(　　)A．9.0×103 s     B．9.3×103 s      C．9.6×103 s      D．9.9×103 s 3．(2021届万州二中月考)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是(　　)A．                B．C．              D．4．(2021届如皋市11月期中调研)有一条铜导线，长为L，横截面积为S，通过的电流为I，已知铜的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电量为e，认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求：(1)铜导线中自由电子定向移动的速率v；(2)自由电子因定向移动通过该导线需要的时间t。  闭合电路欧姆定律的综合应用5．(2022届湖北腾云联盟12月联考)如图所示，电源内阻不计，V1、V2分别与电容器C1、C2并联，电压表V1和V2的内阻分别为2 kΩ和6 kΩ。闭合开关，V2最终的示数为6 V。现断开开关将V2拆除，再次闭合开关，V1最终的示数为(　　)A．0     B．2 V     C．6 V     D．8 V6．(2022届苏州相城区12月月考)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计，下列对此温度计的描述，正确的是(　　)A．温度升高，指针偏转角变大B．表盘上的温度刻度均匀分布C．电池内阻变大后测得的温度值偏高D．若要提高温度计的精确度，可以在电路中串联一个大电阻7．(2022届大连金普新区省示范性高中联合体第二阶段考试)如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，甲图中R0＝1 Ω，乙图中额定输出功率P0＝2 W的直流电动机绕阻R0′＝1 Ω。当调节滑动变阻器R1时，可使甲电路输出功率最大；调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作。则(　　)A．R1＝0     B．R1＝1.5 Ω     C．R2＝1.5 Ω     D．R2＝2 Ω8．(2022届河南九师联盟11月质量检测)如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路图。蓄电池内阻为0.1 Ω，电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为8 A，电压表示数为12 V，再接通S2，启动电动机工作时。电流表的示数为4 A，已知电动机的电阻为0.01 Ω，则此时通过启动电动机的电流为(　　)A．4 A     B．64 A     C．68 A     D．600 A9．(2022届湖南师大附中月考)(多选)如图所示，R1＝R2＝R3＝20 Ω，电容器的电容C＝5 μF，电源电动势E＝7 V，电源内阻r＝10 Ω。起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为Q1。然后闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为Q2。下列说法正确的是(　　)A．开关S断开时，将上极板向上移动一段距离，电容器内电场强度减小B．开关S断开时，增大R2的阻值，电流表G中有向上的电流C．Q1∶Q2＝7∶5D．闭合开关S待电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为2.4×10－5 C10．(2022届大庆铁人中学第二次月考)(多选)某同学进行用实验测定玩具电动机的相关参数，图甲中M为玩具电动机。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。图中AB、DC为直线，BC为曲线。不考虑电表对电路的影响，则(　　)A．电路中电源电动势为3.6 VB．电源内阻为2 ΩC．玩具电动机的线圈电阻为3 ΩD．滑动变阻器R＝0时，玩具电动机输出的机械功率为0.54 W电路的动态分析11．(2022届河南九师联盟11月质量检测)如图所示的电路中，闭合开关S，灯泡L1、L2均能正常发光，由于电路中某处断路，结果灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表（均为理想电表）的示数均变小，则此故障可能是(　　)A．R1断路                     B．R2断路C．R3断路                     D．R4断路12．(2022届大连金普新区省示范性高中联合体第二阶段考试)(多选)如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，开关闭合时，平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。选地面为零电势参考面，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则下列说法是正确的是(　　)A．电阻R1消耗的功率减小B．带电小液滴的电势能减小C．电源的效率减小D．若电流表、电压表的示数变化量分别为ΔI和ΔU，则||＜R1＋r13．(2022届六安一中第四次月考)如图所示，两个完全相同的平行板电容器C1、C2连接在电路中，两电容器之间各有一个带电小球A、B（电荷量及电性未知）。闭合开关，调节滑动变阻器R后保持滑片位置不变，再调节电阻箱使R1＝R2，发现两小球均处于静止状态，且悬线（两悬线长度未知）与竖直方向的夹角α＜β。已知滑动变阻器的最大阻值比电阻箱R1、R2接入电路的阻值小得多，则下列说法正确的是(　　)A．两小球的质量一定相等，电性相反B．若将两小球拉到悬线处于竖直位置由静止释放，则两球运动过程中的最大动能一定相等C．若只增大R1，C2极板上的电荷量会增大D．仅将滑动变阻器R的滑片向右滑动，当两小球稳定后，悬线与竖直方向的夹角均增大14．(2022届湖南师大附中炎德英才大联考)如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻为R0，将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动，在a端时电流表示数为I1，在b端时电流表的示数为I2，电压表示数均为U。两电表均为理想电表，在滑片移动的过程中，下列判断正确的是(　　)A．电流表的示数先增大后减小B．定值电阻R0消耗的功率先增大后减小C．电压表示数为U时，通过电源的电流等于I1＋I2D．电源的效率先减小后增大15．(2022届辽宁名校联盟12月联考)(多选)如图所示电路，当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，理想电流表的示数发生变化，电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2、ΔI3，则下列说法正确的是(　　)A．电流表A1的示数一定减小B．电流表A2的示数一定减小C．ΔI3一定小于ΔI1D．ΔI3一定大于ΔI1 
  1．【答案】C【解析】1 s时间内，通过球壳的电荷量为，电荷个数约为个，故选C。2．【答案】A【解析】由电池容量约为1500 mA‧h可知，该电池储存的电荷量约为，泡正常工作时的电流，，，选A。3．【答案】D【解析】质子在加速电场中加速，根据电流的微观表达式，联立解得，故选D。4．【解析】(1)根据公式，可得单位体积内自由电子数目电流解得。(2)由题意可知，可得时间解得。闭合电路欧姆定律的综合应用5．【答案】A【解析】闭合开关，V2最终的示数为6 V。电压表V1和V2的内阻分别为2 kΩ和6 kΩ。根据串联分压特点可知，电压表V1示数为2V，现断开开关将V2拆除，回路断路，故V1最终的示数为0，故A正确。6．【答案】C【解析】由图甲可知，温度升高，电阻阻值变大，根据闭合电路欧姆定律可知，对应电路中的电流减小。所以指针偏转角变小，A错误；由图甲可知，根据闭合电路欧姆定律可得，联立可得，可知t与I不是一次线性关系，所以电阻温度计的刻度是不均匀的，B错误；电池内阻变大后，电流的测量值会小于实际值，导致测得的温度值偏高，C正确；串联一个大电阻，会导致电路中的最大电流减小，所以不可以提高温度计精度，D错误。7．【答案】C【解析】当电路的外电阻等于内阻时，电路的输出功率最大，所以甲图；对于乙图，输出的功率最大时，电动机的额定功率，电路中电流为I，所以，根据数学知识可知当时函数有最大值，即，电动机的电压为3V，内阻的电压，R2两端电压为3 V，所以电阻，故C正确，ABD错误。8．【答案】B【解析】只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得，车灯的电阻灯，再接通S2后，车灯两端的电压为灯灯，流过蓄电池的电流为，流过电动机的电流为电动机，故ACD错误，B正确。9．【答案】ACD【解析】当开关S断开时，电容器两端电压始终等于R3两端电压，此时将上极板向上移动一段距离，根据，可知板间场强减小；此时R2等效于导线，增大R2的阻值，不会改变电容器两端电压，电容器不会进行充放电，所以电流表G中没有电流，故A正确，B错误；开关S断开时，根据闭合电路欧姆定律可得电容器两端电压，开关S闭合待电路稳定后，电路外电阻，电源的路端电压，电容器两端电压，根据电容的定义式可得，故C正确；开关S闭合前，电容器上极板带正电，开关S闭合待电路稳定后，电容器上极板带负电，所以闭合开关S待电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量，故D正确。10．【答案】ABD【解析】由电路图甲知，电压表V1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V1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＝0.1 A时，U＝3.4 V，则电源的电动势E＝U＋Ir ＝3.6 V，故AB正确；据图象AB端是直线，说明电动机没有机械能输出，据电动机的端电压与电流可知，故C错误；滑动变阻器R＝0时，在图象中对应C点，发动机的功率P＝UI＝3×0.3 W＝0.9 W，发动机内阻消耗的功率P1＝I2R1＝0.09×4 W＝0.36 W，所以发动机的输出功率P输出＝P－P1＝0.54 W，故D正确。电路的动态分析11．【答案】A【解析】若R1断路，相当于R1电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变亮，L2变暗，电压表和电流表的示数均变小，故A正确；若R2断路，相当于R2电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变小，故B错误；若R3断路，相当于R3电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变暗，电压表的示数变大，电流表的示数变大，故C错误；若R4断路，相当于R4电阻变为无穷大，根据“串反并同”可知，灯泡L1变暗，L2变亮，电流表的示数变小；同理得R2两端的电压减小，R3两端电压增大，而电压表是测两个电阻的总电压，由于不知电路中电阻的具体阻值，故无法判断电压表示数的变化，故D错误。12．【答案】ABD【解析】由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向端移动时，滑动变阻器R4接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流减小，路端电压增大，同时R1两端的电压也减小，故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过R3的电流增大，故电流表的示数减小；根据，电阻R1消耗的功率减小，故A正确；电压表的示数变大，金属板板间的电场变强，电场力变大，电场力大于小液滴的重力，则小液滴向上运动，电场力做正功，电势能减小，故B正确；由于路端电压变大，根据，可知电源效率增大，故C错误；根据电路可知，其中、减小，增大，则有，由于，则有||＜R1＋r，故D正确。13．【答案】D【解析】闭合开关，调节滑动变阻器R后保持滑片位置不变，再调节电阻箱使，所以电容器电压相等，根据 可知，场强大小相等，则 ，，所以A小球比荷小于B，但质量不一定相等，电性相反，故A错误；根据，对于确定的小球m、q、E、 均为定值，则绳长越长，动能越大，而绳长可变，则两球运动过程中的最大动能不一定相等，故B错误；若只增大，R2分压减小，，C2极板上的电荷量会减小，故C错误；仅将滑动变阻器R的滑片向右滑动，已知滑动变阻器的最大阻值比电阻箱、接入电路的阻值小得多，所以电阻箱与电容器支路分压变大，则电容器两端电压变大，板间场强变大，电场力变大，则悬线与竖直方向的夹角均增大，故D正确。14．【答案】C【解析】当滑片在a端时，电流表读数，当滑到中点时，电流表读数，当滑到b端时，电流表读数为零，则在滑片移动的过程中，电流表读数一直减小，A错误；将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动过程中，当滑动端在R中点时阻值最大，则总电阻先增加后减小，回路中的电流先减小后增加，则定值电阻R0消耗的功率先减小后增大，B错误；由题可知，滑动端在a端时，电流表读数为I1，此时通过电源的电流为I1，此时电压表读数为U；当滑到b端时，电流表读数为I2＝0，此时电压表读数仍为U，可知电压表示数为U时，通过电源的电流等于，C正确；电源的效率，因滑片从a向b滑动时 ，总电阻先增加后减小，可知电源的效率先增加后减小，D错误。15．【答案】BD【解析】三个电阻R1、R2、R3并联，电流表A1电流等于三个电阻R1、R2、R3的总电流；电流表A2电流等于电阻、的总电流；电流表的电流等于电阻、的总电流；滑片向左滑动，阻值减小，R1、R2、R3三者并联的总阻值减小，干路电流增大，故电流表A1的示数一定增大，A错误；因为电源内阻分压变大，所以R1、R2、R3并联总电阻分压减小，流经、的电流减小，所以A2的示数减小，B正确；由于，由于减小，所以ΔI3一定大于ΔI1，C错误，D正确。