高考专题九恒定电流应用创新题组

专题九　恒定电流

应用创新题组

(时间:40分钟　满分:64分)

一、单项选择题(每小题4分,共28分)

1.(2020双峰一中月考典型模型)图示电路中,电源的电动势E=9 V,内阻不计,闭合开关S后,某时刻电路出现故障,此时理想电压表的示数U=9 V,可知该故障可能为(　　)

A.小灯泡L断路

B.电阻R1或R2短路

C.小灯泡L和电阻R1都断路

D.电阻R1或R2断路

答案　D　若小灯泡L断路,则电压表的示数为零,A、C错误;若电阻R1或R2短路,则电压表的示数不为零,但小于电源的电动势,即电压表的示数小于9 V,B错误;若电阻R1或R2断路,则电压表的示数等于电源的电动势,即电压表的示数为9 V,D正确。

解题方法　用电压表进行电路故障判断时,如果两点间电压表有较大的示数,则故障可能是两点之间断路或者是两点之外短路;如果两点间电压为0,则故障可能是两点之间短路或者两点之外断路。

2.(2020梅州蕉岭中学摸底,17物理生活)如图所示的电路中,由于某个电阻发生故障,使电流表A的示数变大,电压表V的示数变大,灯泡L的亮度变暗,关于故障的判断下列说法中正确的是(　　)

A.可能是R3短路　　　　　　B.可能是R2断路

C.可能是R2短路　　　　　　D.可能是R4短路

答案　D　由电路元件各物理量动态变化的规律“串反并同”可知,只有当R4短路时,外电路电阻减小,总电流增大,电流表A的读数变大,通过R2的电流增大,电压表V的示数变大,灯泡L的亮度变暗,故D正确,A、B、C错误。

3.(2020内蒙古包头三校联考,7物理生活)如图所示,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是(　　)

A.电流表坏了或未接好

B.从a经过L1到b的电路中有断路

C.L2灯丝烧断或灯座未接通

D.电流表和L1、L2都坏了

答案　B　小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,但电压表指针有明显偏转,说明发生了断路,且断路发生在和电压表并联的电路上,即从a经过L1到b的电路中有断路,故选B。

4.(2021广东仲元中学、中山一中等七校联合体第一次联考,6物理生活)如图所示,电路中每个电阻的阻值与电源内阻均相等,电容器C与其中一个电阻串联在一个支路,若闭合开关S、S1和S2,电容器的电荷量为Q,若只闭合S、S1时电容器的电荷量为Q1,若只闭合S、S2时电容器的电荷量Q2,则Q1、Q2分别为(　　)

A.2Q、3Q　　　　　　B.、2Q　　　　　　C.、　　　　　　D.、

答案　B　设电源电动势为E,电源内阻及4个电阻的阻值均为R,若闭合开关S、S1和S2,电路结构如图甲所示,总电阻为R总=R+R+=,此时电路中的电流为I==,电容器的电荷量Q=CU=CIR=,若只闭合S、S1,电路如图乙所示,则电容器电荷量Q1=CU=C=,若只闭合S、S2时,电路结构如图丙所示,电容器的电荷量Q2=CU=C·=2Q,故选B。

5.(2021湖南专练典型模型)如图所示,S闭合后,两个灯泡均发光,过一段时间后两灯突然都熄灭,电流表的示数为零,用电压表测L2两端电压,电压表示数近似等于电源电压,该电路的故障可能是(　　)

A.电流表坏了或未接好

B.L1的灯丝被烧断或没接好

C.L1和L2的灯丝都被烧断

D.L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触

答案　D　把电压表接在L2两端,电压表有示数,说明电压表与电源两极间是通路,故A、B、C错误;L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触,则两灯不亮,电流表示数为零,若把电压表接在L2两端,由于电压表的电阻很大,分得的电压很多,所以其示数接近电源电压,D正确。

6.(2021邵东一中月考典型模型)如图所示,平行金属板中带电油滴P原来处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器的滑片向b端移动时(　　)

A.R3上消耗的功率逐渐增大

B.电流表读数减小,电压表读数增大

C.油滴P将向上运动

D.电源的输出功率逐渐增大

答案　D　滑片向b端移动,R阻值减小,由“串反并同”的结论可知,与之有并联关系的R3的功率减小,A错误;与R有串联关系的电流表示数增大,B错误;与R有并联关系的电容器电压减小,P将向下运动,C错误;由于外电阻始终大于内电阻,当外电阻减小时,电源输出功率增大,D正确。

7.(2021长郡中学月考三)在如图所示的电路中,定值电阻R的阻值为4 Ω,电动机的线圈电阻值为1 Ω,a、b端加有20 V的恒定电压,电压表(不计其电阻对电路的影响)的示数为16 V。由此可知(　　)

A.通过电动机的电流为5 A

B.电动机的发热功率为16 W

C.电动机消耗的总功率为16 W

D.定值电阻的功率为100 W

答案　C　通过电动机的电流等于通过电阻R的电流,即I==1 A,故A错误;电动机的发热功率P热=I2r=1 W,B错误;电动机消耗的总功率P=UMI=16×1 W=16 W,C正确;定值电阻的功率P1=I2R=12×4 W=4 W,D错误。

易错警示　在非纯电阻电路中,非纯电阻部分不能用欧姆定律进行计算,应该利用串、并联电路的规律计算相应的电压、电流。

二、多项选择题(每小题6分,共36分)

8.(2022届菏泽统考,9典型模型)(多选)在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是(　　)

A.电阻R1短路　　　　　　B.电阻R2断路

C.电阻R2短路　　　　　　D.电容器C断路

答案　AB　若电阻R1短路,电路中总电阻减小,总电流增大,灯泡与R2并联的电压增大,则灯泡变亮,A正确;若电阻R2断路,则总电阻增大,总电流减小,R1及电源内阻分压减小,灯泡两端的电压增大,故灯泡变亮,B正确;若电阻R2短路,则灯泡被短路,灯泡不亮,C错误;电容器不通直流电,所以电容器C断路,对灯泡亮度没有影响,D错误。

9.(2021广东兴宁一中期末,9情境创新)(多选)表所示列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则(　　)

A.电动机的输入功率为600 W

B.电动机的内电阻为4 Ω

C.该车获得的牵引力为100 N

D.该车受到的阻力为50 N

答案　AD　电动机的输入功率为P=UI=60×10 W=600 W,故A正确;对于电动机,有P=P出+I2r,则电动机的内电阻为r=1 Ω,故B错误;该车获得的牵引力为F== N=50 N,则C错误;该车匀速运动时牵引力等于阻力,即受到的阻力为f=50 N, D正确。

10.(2022届山东烟台检测情境创新)(多选)电动机是把电能转化成机械能的一种设备,在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用。图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数,据此信息,下列说法中不正确的是(　　)

A.该电动机的额定电流为5 A

B.该电动机的输出功率为110 W

C.该电动机的线圈电阻为4.4 Ω

D.该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.94×103 J

答案　BD　电动机的额定电流为I== A=5 A,A正确;电动机的输出功率为P出=P总·η=1 100 W×90.0%=990 W,B错误;电动机的发热功率为P热=1 100 W-990 W=110 W,电路中的额定电流为5 A,所以电动机的内电阻为R== Ω=4.4 Ω,C正确; 电动机正常工作时每分钟对外做的功为W=P出t=990×60 J=5.94×104 J,D错误。

11.(2022届东营月考,9情境创新)(多选)如图所示,闭合开关S后,电动机两端的电压为60 V,电动机恰好正常工作,此时质量m=10 kg的物体以v=1 m/s的速度被匀速提升,理想电流表的示数为2 A。重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是(　　)

A.电动机的内阻为30 Ω

B.电动机的内阻为5 Ω

C.电动机的发热功率为100 W

D.电动机正常工作的效率为83.3%

答案　BD　由公式P=UI=mgv+I2r,解得r=5 Ω,A错误,B正确;电动机的发热功率P1=I2r=20 W,C错误;电动机正常工作的效率η=×100%≈83.3%,D正确。

12.(2020新疆乌鲁木齐一模,7物理生活)(多选)如图所示电路中,电源的内电阻不能忽略,开关S闭合后,三盏灯均发光。由于某处断路,其中一盏灯熄灭,另外两盏灯一盏变亮,一盏变暗。则发生断路的位置可能在(　　)

A.L1处　　　　　　B.L2处　　　　　　C.L3处　　　　　　D.R处

答案　ABD　若L1或者R断路,会使灯泡L2两端电压变大,灯泡L2会变亮。电路的总电阻变大,总电流变小,L3变暗,满足条件;若L2断路,同样会使灯泡L1和变阻器R两端的总电压变大,通过L1的电流变大,则L1变亮,但电路总电阻变大,总电流变小,L3变暗;若灯泡L3断路,则整个电路处于断路状态,电路中没有电流,三盏灯泡都不发光,不符合题意;故选A、B、D。

13.(2022届郴州七中月考情境创新)(多选)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是(　　)

A.电动机的内电阻为2 Ω

B.电动机的内电阻为7.5 Ω

C.电动机的输出功率为30 W

D.电动机的输出功率为22 W

答案　AD　当调节滑动变阻器R,使电动机不转动时,电动机视为纯电阻,电压表与电流表示数之比为电动机的内电阻,r==2 Ω,A正确,B错误;当电动机正常工作时,电动机的输出功率为P出=U2I2-r=22 W,C错误,D正确。