专题08 恒定电流-五年（2018-2022）（原卷版+解析版）高考物理真题分项汇编（全国通用）

专题8 恒定电流 （解析版）

近5年（2012-2022）高考物理试题分类解析

1、（2022·浙江6月卷·T12）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。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时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，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. 单位时间流过面积的流动空气动能为

C. 若每天平均有的风能资源，则每天发电量为

D. 若风场每年有风速在的风能资源，则该发电机年发电量至少为

【答案】D

【解析】

AB．单位时间流过面积的流动空气体积为

单位时间流过面积的流动空气质量为

单位时间流过面积的流动空气动能为

风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误；

C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足

C错误；

D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为

则该发电机年发电量至少为

D正确；

故选D。

2、（2022·浙江1月卷·T12）某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　）

A. 每秒水泵对水做功为75J

B. 每秒水泵对水做功为225J

C. 水泵输入功率为440W

D. 电动机线圈的电阻为10

【答案】D

【解析】

AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为

故AB错误；

C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则

而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则

故C错误；

D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为

而电动机的电功率为

由能量守恒可知

联立解得

故D正确；

故选D。

3.2020全国1卷第４题

4.图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】根据电容器的定义式可知

结合图像可知，图像的斜率为，则1-2s内的电流与3-5s内的电流关系为

根据欧姆定律可知两端电压大小关系满足

且两段时间中的电流方向相反(1-2s内电容器充电，3-5s内电容器放电)，由于电流方向不同，所以电压方向不同。故选A。

4.2020江苏省卷第6题

6.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

【答案】6. ABD   

【解析】车灯突然变暗，说明车灯的电流变小，A正确；

路端电压，车灯的电流变小，则路端电压变小，B正确；

路端电压，U 变小，说明总电流I总变大，C错误；

电源的总功率变大，因为I总变大，所以电源的总功率变大，D正确。

5.2020北京卷第12题

12.图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。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，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　）

A. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系

B. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

C. 应标在电流较大刻度上，且温度与电流是线性关系

D. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系

【答案】B

【解析】由甲图可知，点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故应标在电流较大的刻度上；而点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；由图甲得

其中为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得

联立解得，可知t与I是非线性关系。

故B正确，ACD错误。故选B。

6.2020上海等级考第14题

14、 如图(a)所示，E为电源，R是定值电阻。闭合电键S，移动滑动变阻器R'滑片P会出现如图(b)所示的U-1曲线，滑片P移至最右边时对应图中的a点.由图可知，R'的最大值为____, 在移动P的过程中R'消耗的最大功率为____W.

[答案] 10，0.45W

【解析】据图象，电源电动势E=3V，内阻

滑片P移至最右边时，路端电压，又，解得I=0.2A，所以.

当时，R'消耗的最大功率为Pmax=(大家都知道为什么是这样，不再赘述)

[考察知识]闭合电路欧姆定律。

[核心素养]科学探究(电路的动态过程+闭合电路，功率与等效内阻的关系)

7.2020浙江第16题

16.如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　）

A. 空气对无人机的作用力始终大于或等于

B. 直流电源对无人机供电的额定电流为

C. 无人机上升过程中消耗平均功率为

D. 无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

【答案】BD

【解析】A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误；

B．直流电源对无人机供电的额定电流，B正确；

C．若空气对无人机的作用力为 F=mg=200N

则无人机上升过程中消耗的平均功率，但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N，C错误；

D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，D正确。

故选BD。

8.2019 江苏卷3．如图所示的电路中，电阻R=2 Ω．断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为

（A）1 Ω （B）2 Ω （C）3 Ω （D）4 Ω

【答案】3．A

【解析】电源电动势,闭合S后路端电压,代入数据得。

9.2018年北京卷23题．（18分）

如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。

（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；

b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

【答案】（1）U–I图象如图所示，图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流

（2）a．如图所示

b．电源输出的电功率

当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为

（3）电动势定义式

根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即

10.2018年海南物理卷第10题

10.如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，C为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是

  A. R2消耗的功率变小

  B. R3消耗的功率变大

C.电源输出的功率变大

  D.电源内阻消耗的功率变大

10.【解析】滑片由c向a滑动，R左减小，电流增大，功率变大，R右增大，电流减小，功率变小，A、B错误。电源输出功率如下图

并联电阻从最大逐渐减小并且最后大于电源内阻，所以电源输出功率变大，C正确；

随并联电阻的减小，电路总电阻减小，电流增大，电源内阻消耗的功率增大，D正确。

【答案】CD