高考物理二轮复习第8章恒定电流习题课新教材真情境折射出的命题新导含答案

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(一)电阻率与温度的关系
如图所示，将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。这说明温度升高，灯丝的电阻率变大了。
(选自人教版新教材必修第三册P59“演示”)

[精要解读]
1．物质材料的电阻率ρ由材料来决定，同时与温度有关。
2．金属的电阻率随温度的升高而增大，很多合金的电阻率几乎不受温度的影响。
[创新训练]
1．在探究电阻率和温度的关系实验中(上述材料)，已知灯丝的电阻率与温度的关系为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中ρ0为材料在0 ℃时的电阻率，α为大于零的常量，则电路中的电流与温度的关系图像可能是( )
解析：选D 给灯丝加热时，灯丝的电阻会增大，回路中的电流减少，A、B错误；回路中的电流为i＝eq \f(E,r＋R灯＋R灯丝)＝eq \f(E,r＋R灯＋ρ01＋αt\f(l,S))知，i与t不是线性关系，C错误，D正确。
2．(2021·常德一模)光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。
(1)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用直流电源给电磁铁供电，利用220 V交流电源给路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件。
(2)用多用电表“×100”欧姆挡，测量图中电磁铁线圈电阻时，指针偏转角度太大，为了更准确地测量其阻值，接下来应选用________欧姆挡(填“×1 k”或“×10”)，进行欧姆调零后重新测量其示数如图丙所示，则线圈的电阻为________Ω。
(3)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750 Ω，1 A)，要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动电阻器的电阻。
解析：(1)光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与A接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间，电路图如图所示。
(2) 用多用电表“×100”欧姆挡，测量图中电磁铁线圈电阻时，指针偏转角度太大，说明电阻较小，换用小量程挡位，接下来应选用“×10”欧姆挡，进行欧姆调零后重新测量，欧姆表的读数是先读出表盘的刻度，然后乘以倍率，表盘的刻度是14，倍率是“×10欧姆”，所以电阻值是14×10欧姆＝140 Ω。
(3)天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2 kΩ，电路中的电流是2 mA，R＝eq \f(E,I)－R光＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,2×10－3)－2 000))Ω＝1 000 Ω，所以要选择滑动变阻器R3；由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小滑动变阻器的电阻。
答案：(1)见解析图 (2)×10 140 (3)R3 减小
(二)水果电池电动势和内阻的测量
(选自人教版新教材必修第三册P91)

[精要解读]
1．水果电池就是在水果里面插入化学活性不同的金属片，由于水果里面有酸性电解质，就形成了电池。
2．水果电池的内电阻较大，测量其内阻时应注意电路的选择。
[创新训练]
1．(多选)某同学在橙子上插入铜片和锌片制作了一个水果电池，并用如图所示的电路图测量其电动势和内阻，则以下说法中正确的是( )
A．铜片为正极 B．锌片为正极
C．E测＜E真 r测＜r真 D．E测＝E真 r测＞r真
解析：选AD 在水果电池中，锌较活泼，易失去电子，是电池的负极，铜片为正极，A正确，B错误；采用如图电路测量电动势和内阻时，带来误差的是电流表的分压，导致E测＝E真，r测＞r真，C错误，D正确。
2．寒假期间，某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组。现在要测量该电池组的电动势和内阻(电动势约为2 V，内阻在2 kΩ～3 kΩ之间)，实验室现有如下器材各一个：
多用电表：欧姆挡(×1，×10，×100，×1 k)
直流电流挡(0～0.5 mA,0～1 mA,0～10 mA,0～100 mA)
直流电压挡(0～0.5 V,0～2.5 V,0～10 V,0～50 V,0～250 V,0～500 V)
电压表：(0～3 V,0～15 V)
电流表：(0～0.6 A,0～3 A)
滑动变阻器：R1(0～10 Ω)，R2 (0～2 000 Ω)
开关及导线若干。
(1)该小组同学先用多用电表直流电压“0～2.5 V”挡，粗测了电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为________V；
(2)为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选____________________测电压，选____________________测电流(填电表名称和所选量程)；滑动变阻器应选________(填电阻符号)；
(3)请设计实验电路，并用笔画线代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图。
解析：(1)多用电表读数为1.80 V；
(2)用伏安法测量电源的电动势及内阻，应选用0～3 V的电压表测量电压，因为通过水果电池的最大电流不超过1 mA，故选择多用电表直流电流1 mA挡；因为电池内阻在2 kΩ～3 kΩ之间，所以滑动变阻器选择R2；
(3)实物连线如图所示。
答案：(1)1.80 (2)电压表0～3 V 多用电表直流电流挡0～1 mA R2 (3)连线图见解析
(对应学生用书P179)
(一)生活中的实用电池
生活中的实用电池有很多，如干电池、锂电池、太阳能电池等，我们应掌握其使用方式，了解其工作原理。 (选自人教版新教材必修第三册 P55)
[创新训练]
1.电动汽车由于节能环保的重要优势，越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组，如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是( )
A.将电池组的两极直接接在交流电上进行充电
B．电池容量的单位Ah就是能量单位
C．该电池组充电时的功率为4.4 kW
D．该电池组充满电所储存的能量为1.4×108 J
解析：选D 电池组充电时，充电器先把交流电变成直流电再充进电池，并且充电器内部有升压变压器，选项A错误；Ah是电池电量的单位，选项B错误；充电时的功率P＝IU＝420×20 W＝8.4 kW，选项C错误；电池组充满电所储存的电能E＝nU1q＝100×3.3×120×3 600 J＝1.4×108 J，选项D正确。
2．(2021·河南许昌一模)“电子眼”又称“电子警察”，是 “智能交通违章监摄管理系统”的俗称。某种“电子眼”采用硅光电池供电，其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜，光照射到半导体P上，使P内受束缚的电子成为自由电子(不计重力)，自由电子经E区匀强电场从P区向N区的电场力作用后到达半导体N，从而产生电动势，形成电流。下列说法正确的是( )
A．b电极为硅光电池的正极
B．E区匀强电场的电场强度方向由N指向P
C．硅光电池内部的电流方向由P指向N
D．若将硅光电池移至光照较强处，则其产生的电动势变小
解析：选B 根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，则可知，a为电源的正极，故A、C错误，B正确；将硅光电池移至光照较强处，P内受束缚的电子成为自由电子的数量变多，产生的电动势变大，故D错误。
(二)生活中电阻定律的应用
新课改的一个基本理念就是教育要面向生活，实现生活和书本知识的融通，使学生能依照生活经验来实现对知识的有效构建，提高分析和解决实际问题的能力。 eq \a\vs4\al([命题新视野])
[创新训练]
1．(2021·杭州模拟)电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全。某型号电线每卷长度为L＝100 m，铜丝直径为D＝1.6 mm。为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上U＝1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为I＝1.20 A，由此可知此电线所用铜的电阻率约为( )
A．1.7×10－9 Ω·m B．2.5×10－8 Ω·m
C．1.1×10－7 Ω·m D．5.0×10－6 Ω·m
解析：选B 整卷电线的电阻R＝eq \f(U,I)＝1.25 Ω，由电阻定律得R＝ρeq \f(L,S)，S＝eq \f(1,4)πD2，联立解得铜的电阻率ρ＝2.5×10－8 Ω·m，选项B正确。
2．一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水柱长为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻变为( )
A.eq \f(4,5)R B.eq \f(5,4)R C.eq \f(16,25)R D.eq \f(25,16)R
解析：选D 设细橡胶管的横截面积为S，则R＝ρeq \f(l1,S1)，拉伸后，体积不变，则S1l1＝S2l2，R′＝ρeq \f(l2,S2)，解得R′＝eq \f(25,16)R，故D正确。
电池只数
输入电压
充电参数
放电时平均电压/只
电池容量/只
100只
交流220 V
420 V,20 A
3.3 V
120 Ah