专题07 恒定电流-5年（2020年-2024年）高考1年模拟物理真题分项汇编（北京地区专用）

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一、单选题
1．（2022·北京·高考）利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B．充电过程中，电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零
【答案】B
【详解】A．充电过程中，随着电容器两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误；
B．充电过程中，随着电容器两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，B正确；
CD．电容器放电的图像如图所示
可知电流表和电压表的示数不是均匀减小至0的，CD错误。
故选B。
2．（2020·北京·高考）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．应标在电流较大的刻度上，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
【详解】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。
一、单选题
1．（2024·北京海淀·统考一模）某种滴水起电机装置如图1所示，滴水装置左右相同的两管口形成的水滴分别穿过距管口较近的铝环A、B 后滴进铝筒C、D， 铝环A 用导线与铝筒D相连，铝环B用导线与铝筒C相连，导线之间彼此绝缘，整个装置与外界绝缘。由于某种偶然的原因，C筒带上微量的负电荷，则与之相连的B环也带有负电荷，由于静电感应，B环上方即将滴落的水滴下端会带正电荷，上端带负电荷，如图2所示。水滴在落下瞬间，正负电荷分离，如图3所示，带正电荷的水滴落下穿过B环滴入D筒 ，C、D两筒之间产生电势差。为了研究问题方便，假设滴水装置中水足够多，每滴水的质量相同，忽略筒内液面高度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．滴水装置中会产生从左向右的电流
B．水滴下落到筒内的时间越来越短
C．C 、D两筒之间的电势差会一直增大
D．在起电的过程中，水的重力势能完全转化为电能
【答案】A
【详解】C．根据题意知，水滴在落下过程，先加速后减速运动，随着滴落到铝筒的带点水滴在增加，排斥力先增大，直到水滴到达桶底恰好速度减为零时，不再滴落到铝筒，之后C 、D两筒之间的电势差不变，故C错误；
B．滴落到铝筒的带点水滴在逐渐增加，电荷量先增加，后C、D两筒之间产生的电势差增大到一定时会放电，电荷量又减小，故排斥力先增大后减小，下落时间会先增大，后减小，故B错误；
A．水滴在落下瞬间，正负电荷分离，带负电荷的水滴留在B环上方的滴水装置，同理，带正电荷的水滴留在A环上方的滴水装置，左右形成电势差，会产生从左向右的电流，故A正确；
D．在起电的过程中，水的重力势能转化为电能和水的动能，故D错误。
故选A。
2．（2024·北京东城·统考一模）图甲所示为用传感器测量某直流电源（在图甲中用电池的符号来表示）的电动势E和内电阻r的实验电路，按此原理测量得到多组数据后作出的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中A、B分别为电压传感器和电流传感器
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于b端
C．根据图乙可求出该电源的电动势
D．根据图乙可求出该电源的内阻
【答案】D
【详解】A．测量一电池的电动势E和内阻r需要测路端电压和电流，电流传感器应串联接入电路，电压传感器应并联接入电路，由电路图可知图中A、B分别为电流传感器和电压传感器，故A错误；
B．滑动变阻器采用限流接法，为了保护电路，闭合开关前滑片置于阻值最大处，由图可知，滑片应置于a处，故B错误；
CD．由闭合电路欧姆定律
可知图像的纵轴截距表示电源电动势为
斜率的绝对值为电源内阻为
故C错误，D正确。
故选D。
3．（2024·北京朝阳·统考一模）如图1所示，是电阻箱，是定值电阻。闭合开关S，改变的阻值，两理想电压表、的示数与关系图像如图2所示，已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是（ ）
A．图线①表示示数与的对应关系
B．中的电流随的增大而减小
C．两端的电压随的增大而增大
D．供电设备输出的总功率随的增大而增大
【答案】D
【详解】A．在如图1所示的电路中，闭合开关S后，测量两端的电压，测量与串联后的电压，的示数大于的示数，所以图线①表示示数与的对应关系，故A错误；
B．电路中的电流
由图2中的图线②可知，增大时I不变，供电设备是恒流电源，故B错误；
C．由图2知，电压表、的示数之差为定值，即两端的电压为定值，故C错误；
D．因为增大时，的示数增大，I不变，所以据P=UI可知，电路的总功率随的增大而增大，故D正确。
故选D。
4．（2024·北京朝阳·统考一模）电路过载时电流一般比额定电流大一些，而短路时则可能达到额定电流的十几倍以上。空气开关是一种常见的电气设备，可用于保护电气线路和设备避免过载或短路的破坏，如图1所示。空气开关内部有电磁脱扣器和热脱扣器两种断开结构，如图2所示。在过载或短路发生的情况下，电路中的强电流流过电磁线圈，线圈内的金属顶针在电磁力的作用下压缩弹簧撞击弹片使电路断开；热脱扣器则是利用双金属片热胀冷缩的原理，当强电流流过双金属片时，材料不同的双金属片发热形变程度不同，金属片带动连杆开关使电路断开。
一般家庭电路中用电器往往启动瞬间电流较大，为保证用电器顺利启动，多采用脱扣特征曲线如图3所示的空气开关。脱扣特征曲线的横轴表示线路实际电流相对于额定电流的倍数（部分刻度值未画出），纵轴（t/s）表示电流持续时间，曲线①左下方区域表示空气开关不脱扣，曲线②右上方区域表示脱扣，①、②曲线所夹的区域为不确定区域，在此区域中脱扣器可能是脱扣状态或未脱扣状态。根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
A．电路发生过载情况时，更易发生电磁脱扣
B．实际电流为额定电流2倍时，线路设备可持续工作至少10秒
C．实际电流为额定电流7倍时，一定是电磁脱扣器执行断开电路动作
D．线路设备在工作条件下，电磁脱扣器不产生焦耳热
【答案】B
【详解】A.电路发生过载情况时，电路过载时电流一般比额定电流大一些，所以线路实际电流相对于额定电流的倍数偏小，由图3可知更容易发生热脱扣，故A错误；
B.实际电流为额定电流2倍时，由图3可得线路设备可持续工作至少10秒，故B正确；
C.实际电流为额定电流7倍时，由图3可见刚好处于不确定区域，所以不一定是电磁脱扣器执行断开电路动作，故C错误；
D.线路设备在工作条件下，电路中的强电流流过电磁线圈，所以电磁脱扣器产生焦耳热，故D错误。
故选B。
5．（2024·北京丰台·统考一模）如图所示为一个简易的高温报警器原理图。为热敏电阻，S为斯密特触发器，其工作特点为当A端电势上升到高电势1.6V时，Y端从高电势跳到低电势0.25V；当A端电势下降到低电势0.8V时，Y端从低电势跳到高电势3.4V。已知蜂鸣器的工作电压为3~5V，下列说法正确的是（ ）
A．A端为高电势时蜂鸣器报警
B．温度升高，热敏电阻阻值增大
C．滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度
D．若无斯密特触发器，可通过将与调换位置实现同样的功能
【答案】C
【详解】A．A端为高电势时，Y端从高电势跳到低电势，小于蜂鸣器工作的电压，不报警，A错误；
B．温度升高，热敏电阻阻值减小，B错误；
C．滑片P向b端移动，连入电路中电阻减小，根据串联电路特点，有
若使报警不变，则A端电势不变，应减小，即温度升高，所以滑片P向b端移动，可提高温度报警器的报警温度，C正确；
D．若无斯密特触发器，将与调换位置后，当温度升高时，阻值减小，A端电势升高，蜂鸣器工作，当温度降低时，阻值增大，A端电势降低，蜂鸣器不工作，与斯密特触发器的工作特点不同，D错误。
故选C。
6．（2024·北京顺义·统考一模）如图甲所示，先将开关S掷向1位置，给电容器C充电，充电完毕后把S掷向2位置，电容器通过电阻R放电，电流I随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．仅将电容器C的电容增大，刚开始放电时的电流大于I0
B．仅将电容器C的电容减小，刚开始放电时的电流小于I0
C．仅增大电阻R的阻值，则图线与两轴所围的面积不变
D．仅增大电阻R的阻值，则图线与两轴所围的面积增大
【答案】C
【详解】AB．刚开始放电时的电流
仅将电容器C的电容增大或减小，不会改变放电时，电容器极板间电压，可知刚开始放电时的电流保持不变。故AB错误；
CD．同理，可得仅增大电阻R的阻值，最大放电电流变小，电容放电的总量不变，根据
可知，I-t图像的面积为电容的放电量，因此图线与坐标轴围成的面积不变。故C正确；D错误。
故选C。
7．（2024·北京顺义·统考一模）某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示，根据实验数据描绘的I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Ω
B．随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻变小
C．该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的
D．图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于A处
【答案】A
【详解】A．由I-U图像可知当电压为2.5V时，电流约为0.44A，所以小灯泡正常工作时的电阻约为
故A正确；
B．I-U图像的斜率反应了电阻倒数大小的变化情况，随着电压的增大图像斜率越来越小，所以电阻越来越大。故B错误；
C．该实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。故C错误；
D．开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于B处。故D错误。
故选A。
8．（2024·北京门头沟·统考一模）如图是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻、中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）
A．为压敏电阻
B．若换用电压更大的电源，警戒油量将变小
C．若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小
D．随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大
【答案】C
【详解】A．压敏电阻阻值随油箱中油量的减少而增大，则电路总电阻最大，电路电流减小，定值电阻两端电压减小，压敏电阻两端电压增大，由于当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警，则电压表应与压敏电阻并联，即为压敏电阻，故A错误；
B．若换用电压更大的电源，触发警报时，定值电阻两端的电压增大，电路中电流增大，压敏电阻的阻值减小，警戒油量将变大，故B错误；
C．若换用阻值更大的定值电阻，触发警报时，电路中电流更小，压敏电阻的阻值更大，警戒油量将变小，故C正确；
D．随着油箱的油量减少，电路中的总电阻变大，电路中电流减小，则通过定值电阻的电流变小，故D错误。
故选C。
9．（2024·北京门头沟·统考一模）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。下列说法不正确的是（ ）
A．比例系数
B．当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率
C．比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率v无关
D．金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等
【答案】A
【详解】B．一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为
电荷量
根据电流的定义有
解得
故B正确，不符合题意；
AC．取长度为L的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则
由，，，解得
故A错误，符合题意；C正确，不符合题意；
D．金属中的自由电子定向移动的速率不变，电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等，故D正确，不符合题意。
故选A。
10．（2024·北京延庆·统考一模）某同学利用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，在实验中，他将滑动变阻器的滑片从左端匀速滑向右端，发现电流表的指针始终在小角度偏转，而电压表的示数开始时变化很小，但当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大。为了便于操作并减小误差，你认为应采取的措施是（ ）
A．换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
B．换用最大阻值更大的滑动变阻器，将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
C．换用最大阻值更小的滑动变阻器，将导线a的M端移到电流表“3”接线柱上
D．换用最大阻值更小的滑动变阻器，将导线b的N端移到电流表“0.6”接线柱上
【答案】D
【详解】AC．由于电流表的指针始终在小角度偏转，说明它选择的量程偏小，应该选用更大的量程，故AC错误；
BD．又因为当滑片接近右端时电压表的示数迅速变大，说明滑动变阻器的阻值偏大，应该选用阻值较小的滑动变阻器，故B错误，D正确。
故选D。
11．（2024·北京西城·统考二模）将直流电源、电阻、电容器、数字电流表以及单刀双掷开关S组装成如图所示的实验电路。将S拨至1给电容器充电，较长时间后，将S拨至2让电容器放电。已知电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电阻的阻值为R。下列说法正确的是（ ）
A．充电过程，电流表示数逐渐增大
B．充电过程，电源为整个电路提供的电能为
C．放电过程，通过电阻R的电流方向向左
D．放电过程，通过电阻R的电荷量为
【答案】B
【详解】A．充电过程，电流表示数逐渐减小，选项A错误；
B．充电过程，电源为整个电路提供的电能为
选项B正确；
C．充电结束后，电容器上板带正电，则放电过程，通过电阻R的电流方向向右，选项C错误；
D．充电结束后，电容器带电量为Q=CE
则放电过程，通过电阻R的电荷量为CE，选项D错误。
故选B。
12．（2024·北京西城·统考二模）将电池、开关和灯泡组成串联电路，如图所示。闭合开关时，发现灯泡不发光。为了寻找故障原因，某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下，用多用电表直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动，用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现，当黑表笔接触B、C、D时，示数为；黑表笔接触E、F时，示数为0。若该电路中只存在一处故障，则灯泡不发光的原因可能是（ ）
A．灯泡短路B．开关接触不良
C．DE间导线断路D．AF间导线断路
【答案】C
【详解】A．当黑表笔接触B、C、D时，电压表有示数，故灯泡不可能短路，A错误；
B．若开关接触不良，则电路断路，当黑表笔接触B、C、D时，电压表无示数，B错误；
C．当黑表笔接触B、C、D时，电压表有示数，黑表笔接触E、F时，示数为0，原因可能是DE间导线断路，C正确；
D．若AF间导线断路，当黑表笔接触B、C、D时，电压表无示数，D错误；
故选C。
13．（2024·北京东城·统考二模）某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，将多用电表的选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A。已知电流表A的内阻RA＝0.4，R1＝RA，R2＝7RA。关于改装表的下列说法正确的是（ ）
A．若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为0.5A
B．若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为3.0V
C．若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为2.0A
D．若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为1.5V
【答案】B
【详解】AC．根据电流表改装原理，若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为
故AC错误；
BD．根据电压表改装原理，若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为
故B正确，D错误。
故选B。
14．（2024·北京丰台·统考二模）如图所示，电源电动势为，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用多用电表直流挡，闭合开关后，将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是（ ）
A．ABB．CDC．EFD．GH
【答案】C
【详解】将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、，可知故障导线一定是EF、GH中的一根；黑表笔接在F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为，F与电源负极连通，则故障导线是EF。
故选C。
15．（2024·北京朝阳·统考二模）体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面而反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在0.3~1.0μF之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（ ）
A．治疗仪产生的冲击波是电磁波
B．电容器放电电流不能达到104A数量级
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间
D．若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求
【答案】C
【详解】A．治疗仪产生的冲击波是机械波，故A错误；
B．电容器C的电容为1.0μF时，充满电后所带电荷量
电容器平均放电电流
故B错误；
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，充电电流增大，电容器的充电时间减小，故C正确；
D．由
得
若仅增大电容器C的电容，电容器所带电荷量将变大，放电时间变长，不符合冲击波的要求，故D错误。
故选C。
16．（2024·北京平谷·统考零模）某同学想自己设计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材：量程300μA、内阻900Ω的电流计；电动势1.5V的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为5kΩ。然后他将一个50Ω和10Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。经过研究后他认为，要想比较准确地测量几十欧姆的电阻，用图甲所示电路并不合适，为此他设计了如图乙所示的电路。并联合适电阻 R₂后，使干路电流是流经电流计电流的100倍。则（ ）
A．将图乙电路中的两表笔短接，此时电路中的总电阻是5Ω
B．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，通过干电池的电流几乎没有区别
C．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，电流计指针指示的位置明显不同
D．在图甲电路和图乙电路的两表笔之间分别接入5kΩ和50Ω的电阻，通过两电流计的电流明显不同
【答案】C
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有
A错误；
BC．根据闭合电路欧姆定律有
电流计中的电流分别为
所以分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，通过干电池的电流有很大区别，且电流计指针指示的位置明显不同，B错误，C正确；
D．在图甲电路两表笔之间接入5kΩ的电阻，通过电流计的电流为
在图乙电路两表笔之间接入50Ω的电阻，通过电流计的电流为
电流相等，D错误。
故选C。