热点12　恒定电流 --2025年高考物理大二轮复习考前特训（专练）

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1~4题每题5分，5~9题每题6分，共50分
1.(2024·吉林长春市二模)若某充电桩工作电压为1 000 V，最大输出功率为600 kW，现给某新能源汽车上的超级电容进行充电，则在充电过程中( )
A.最大电流为600 A
B.电容器电容逐渐增大
C.电容器两极板间的电压不变
D.充电电流一直保持不变
答案 A
解析 根据公式可得Im=PmU=600 A，故A正确；电容器电容由自身因素决定，与所带电荷量和电压无关，故B错误；根据公式C=QU可知，电容不变，电荷量越大，电压越大，故C错误；充电刚开始时，由于电源电极与电容器极板之间存在较大的电势差，此时电流较大，随着电容器两极板的电压逐渐增大，电势差减小，电流减小，故D错误。
2.(2024·北京市顺义区二模)连接如图所示的电路，闭合开关S后，从a向b移动滑动变阻器R的滑片，发现“小灯泡一直不发光，电压表的示数逐渐增大”，电路的故障可能为( )
A.小灯泡短路B.小灯泡断路
C.电流表断路D.滑动变阻器短路
答案 B
解析 若小灯泡短路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故A错误；若小灯泡断路，小灯泡不发光，电流表与电压表串联，随着滑片从a向b移动，电压表示数逐渐增大，故B正确；若电流表断路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故C错误；若滑动变阻器短路，小灯泡不发光，电压表示数一直为零，故D错误。
3.(2021·江苏卷·2)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1×10-8 F的电容器，在2 ms内细胞膜两侧的电势差从-70 mV变为30 mV，则该过程中跨膜电流的平均值为( )
A.1.5×10-7 AB.2×10-7 A
C.3.5×10-7 AD.5×10-7 A
答案 D
解析 根据Q=CU，可知ΔQ=CΔU=1×10-8×(30+70)×10-3 C=1×10-9 C，则该过程中跨膜电流的平均值为I=ΔQt=1×10-92×10-3 A=5×10-7 A，故选D。
4.(2024·江苏无锡市期末)太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①，输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0。当路端电压为U1时，工作电流为I1，且恰达到最大输出功率P1，则此时电池的内阻为( )
A.r=U1I1B.r=P1I12
C.r=U0I1-P1I12D.r=U0-U1I0-I1
答案 C
解析 根据题意可知，太阳能电池的电动势为U0，路端电压为U1时，太阳能电池的总功率为P总=U0I1，太阳能电池内阻的功率为P内=P总-P1，根据P内=I12r，联立可得r=U0I1-P1I12，故选C。
5.(2024·江苏省锡中、省常中、溧阳中学调研)如图所示，电源电动势E=6 V，内阻r=0.5 Ω，直流电动机内阻R1=1.0 Ω。调节滑动变阻器R2，使得额定电压为U0=4 V、额定机械输出功率为P0=4 W电动机刚好正常工作，则R2连入电路中的阻值为( )
A.2.0 ΩB.1.5 ΩC.1.0 ΩD.0.5 Ω
答案 D
解析 电动机额定机械输出功率为P0=U0I-I2R1，解得I=2 A，根据闭合电路的欧姆定律E=U0+I(R2+r)，解得R2连入电路中的阻值为R2=0.5 Ω，故选D。
6.(2024·北京市丰台区一模)如图所示为一个简易的高温报警器原理图。RT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1.6 V时，Y端从高电势跳到低电势0.25 V；当A端电势下降到低电势0.8 V时，Y端从低电势跳到高电势3.4 V。已知蜂鸣器的工作电压为3~5 V，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RP与RT调换位置实现同样的功能
答案 C
解析 A端为高电势时，Y端从高电势跳到低电势，小于蜂鸣器的工作电压，不报警，故A错误；温度升高，热敏电阻阻值减小，故B错误；滑片P向b端移动，滑动变阻器连入电路中电阻减小，根据串联电路特点，有URPURT=RPRT，若要蜂鸣器不工作，则A端电势不变，RT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，故C正确；若无斯密特触发器，将RP与RT调换位置后，当温度升高时，RT阻值减小，A端电势升高，蜂鸣器工作，当温度降低时，RT阻值增大，A端电势降低，蜂鸣器不工作，无法实现同样的功能，故D错误。
7.(2022·浙江1月选考·12)某节水喷灌系统如图所示，水以v0=15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75 m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。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，重力加速度g取10 m/s2，则( )
A.每秒水泵对水做功为75 J
B.每秒水泵对水做功为225 J
C.水泵输入功率为440 W
D.电动机线圈的电阻为10 Ω
答案 D
解析 每秒喷出水的质量为m0=2.0 kg，抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为W=m0gH+12m0v02=300 J，故A、B错误；
水泵的输出能量转化为水的机械能，则P出=Wt=300 W，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P入=P出75%=400 W，故C错误；
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P机=P入=400 W
而电动机的电功率为P电=UI=440 W
由能量守恒定律可知P电=I2R+P机
联立解得R=10 Ω，故D正确。
8.(多选)(2024·河北保定市期末)如图所示，R1=R2=R3=10 Ω，电容器的电容C=3 μF，电源电动势E=10 V、内阻r=5 Ω。起初，开关S断开，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。不计灵敏电流计的内阻，下列说法正确的是( )
A.开关S断开时，电容器A极板的电势高
B.开关S闭合，电路稳定后，电容器A极板的电势高
C.从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为7235×10-5 C
D.从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为1235×10-5 C
答案 AC
解析 开关S断开时，电容器两极板间的电压等于电阻R3两端的电压，可知电容器的A极板的电势高，故A正确；开关S闭合，电路稳定后，电容器两极板间的电压等于电阻R1两端的电压，电容器B极板的电势高，故B错误；开关S断开时，电容器两极板间电压与R3两端电压相等，则带电荷量为Q1=CUR3=CER3R1+R3+r=3×10-6×10×1010+10+5 C=1.2×10-5 C，开关S闭合时，R1和R3串联电阻为R13=20 Ω，R外=R13R2R13+R2=203 Ω，路端电压U=ER外R外+r=10203+5×203 V=407 V，此时R1两端的电压即电容器两极板间的电压为UR1=12U=207 V，则电容器带电荷量Q2=CUR1=3×10-6×207 C=67×10-5 C，从闭合开关到电路稳定的过程中，通过灵敏电流计的电荷量为Q=Q1+Q2=7235×10-5 C，故C正确，D错误。
9.(2024·河北省二模)如图所示的电路中，R0为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从b端向a端缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A.电压表V示数先变小后变大
B.电压表V示数一直变大
C.电流表A示数一直变小
D.电压表A示数先变小后变大
答案 C
解析 滑动变阻器上、下两部分并联，滑片在正中间时并联电阻最大，滑片缓慢从b端向a端滑动的过程中，滑动变阻器滑片上、下两部分并联后的阻值先增大后减小，干路电流先减小后增大，路端电压先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数U=E-I(R0+r)，则电压表V示数先变大后变小，故A、B错误；滑动变阻器滑片从b端滑到正中间的过程，回路总电阻增加，干路电流减小，滑动变阻器上面部分所在支路分配的电压增大，通过滑动变阻器上面部分的电流增大，可知电流表A示数变小，滑片从正中间滑到a端的过程，上、下两部分并联电阻减小，电压表示数减小，滑动变阻器下面部分电阻增加，可知电流表A示数继续变小，故C正确，D错误。