2023年高考物理一模试题分项汇编（北京专用）：专题09+恒定电流

专题09   恒定电流

一、单选题

1.（2023·北京东城·统考一模）图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器，电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源，电动势为10V，内阻不计，当输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警，下列说法正确的是（　　）

A. 若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为

B. 若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为

C. 若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热放电阻，的阻值应为

D. 若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为

【答案】D

【详解】当温度升高时，热敏电阻的阻值将降低，根据闭合电路欧姆定律，有

即电路中电流增大，由外电路的分压原理易知，定值定值的电压必定增大，则热敏电阻的电压降低，依题意，环境温度升高，输出电压升高，报警器报警，所以图中的应使用热敏电阻，若要求环境温度高于60℃开始报警，则由图可知

又

解得

故选D。

2．（2023·北京丰台·统考一模）在甲、乙实验电路中，电源有内阻。图丙、丁是由电流表和电压表测的数据绘制的图像。下列说法正确的是（　　）

A. 丙图是由甲电路测的数据绘制的图像

B. 丁图图线与横坐标包围的面积表示被测电阻在某一状态的电功率

C. 甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值

D. 乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压

【答案】D

【详解】A．丙图绘制的图像是电源路端电压与电流的关系，即丙图是由乙电路测的数据绘制的图像，故A错误；

B．根据

可知丁图图线与横坐标包围的面积不等于被测电阻在某一状态的电功率，故B错误；

C．甲电路用于测量电阻的大小，由可得出电阻的阻值，故C错误；

D．乙电路用于测量电源的电动势和内阻，电压表测量的是电源两端的电压，故D正确。

故选D。

3．（2023·北京海淀八模（一））如图所示，为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地，M和N为两水平放置的平行金属板，当金属板带上一定电荷以后，两板间的一带电小球P处于静止状态．已知M板与b板用导线相连，N板接地，在以下方法中，能使P向上运动的是（  ）

A. 缩小ab间的距离

B. 增大MN间的距离

C. 取出ab两极板间的电介质

D. 换一块形状大小相同，介电常数更大的电介质

【答案】C

【详解】A．电容器ab与平行金属板MN并联，电压相等，能使P向上运动，则两板间的场强应变大，由

知减小a、b间的距离，电容增大，Q不变，由

可知电压减小，则由

可知MN板间的场强变弱，P向下运动，故A错误；

B．联立以上三式可知

所以增大MN间的距离时，MN间的电场强度不变，P依然处于平衡状态，故B错误；

C．由A项分析可知，取出a、b两极板间的电介质，电容减小，Q不变，所以电压增大，可知MN板间的场强变强，P向上运动，故C正确，

D．换一块形状大小相同，介电常数更大的电介质，由A项分析可知， C增大，，Q不变，所以电压减小，可知MN板间的场强变弱，P向下运动，故D错误。

故选C。

【点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据 判断电容器的电容变化情况，然后结合 ， 等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变。

4．（2023·北京海淀八模（四））如图甲所示为电容器的充电电路，先将可变电阻的阻值调为，闭合开关，电容器所带电荷量随时间变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关，先使电容器放电完毕，再把的阻值调为，接着重复前面的操作，得到如图乙实线②所示图像，下列说法正确的是（　　）

A. 电容器充电过程，充电电流不断减小

B. 电容器充电过程，充电电流不断增加

C. 电容器充电过程，电容器的电容不断增加

D. 增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成

【答案】A

【详解】AB.电容器充电过程，，图线斜率视为电流，可知充电电流不断减小，A正确,B错误；

C.电容器的电容是电容本身的属性，电容不变，C错误；

D.增大可变电阻的阻值对电容器充电更加平缓，充电时间更长，D错误。

5．（2023·北京平谷·统考一模）用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线，如图乙所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S。根据题目所给的信息，下列说法错误的是（　　）

A. 由图线与坐标轴围成的面积S可得到电容器放出的总电荷量

B. 不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则图线与坐标轴围成的面积S将减小

C. 由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压

D. 若电容器放出的总电荷量为Q，R两端的最大电压为，则电容器的电容为

【答案】B

【详解】A．根据可知图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，选项A正确；

B．图线与坐标轴围成的面积S为电容器的总电荷量，不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则电源电压U不变，电容器电容C不变，根据可知电容器的总电荷量不变，选项B错误；

C．根据可知由最大放电电流和定值电阻R的阻值可得到R两端的最大电压

选项C正确；

D．电容器放出总电荷量Q即为电容器充满电时的电荷量，R两端的最大电压即为电容器充满电时的电压，根据可知电容器的电容为

选项D正确；

本题选错误的，故选B。

6．（2023·北京平谷·统考一模）“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上，滑块m穿在AB之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂，能使滑片P在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表表盘上部分电压刻度值。系统静止时，滑片P在滑动变阻器的中点，此时电压表指针指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法：①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池。（    ）

A. ①和②都正确 B. ①和②都错误 C. ①正确，②错误 D. ①错误，②正确

【答案】A

【详解】①系统静止时敏感元件两端弹簧位于自然状态，设系统以加速度a向右加速运动，敏感元件向左移动的距离为x，由胡克定律和牛顿第二定律可得

设的长度为，两端的电压恒为，则此时电压表的示数

解得

联立得

可知系统加速度与电压表示数之间成一次函数关系，凡因变量与自变量间成一次函数的测量仪表刻度盘刻度都是均匀的，①正确；

②电池的电动势E和内阻r发生一定程度的变化后，若系统静止时调节接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在中间刻度处，则两端的电压不变，仍为，根据①分析可知加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池，故②正确。

故选A。

7．（2023·北京西城·统考一模）某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线（如图1），设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流等于时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　）

A. 若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为

B. 若要使恒温箱内温度升高，应将增大

C. 若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大

D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化

【答案】B

【详解】A．制系统的电流等于时，电路中的总电阻

20℃热敏电阻的阻值为

若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为

A错误；

B．由于加热系统关闭的电流临界值2mA一定，即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终4500Ω。可知若要使恒温箱内保持的温度值升高，即热敏电阻的阻值减小，则必须使增大，B正确；

C．若恒温箱内温度降低，热敏电阻阻值增大，通过控制系统的电流减小，C错误；

D．根据图1可知，恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系，通过控制系统的电流

可知，通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化，D错误。

故选B。

8．（2023·北京延庆·统考一模）如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80％以上的动能转化成电能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“，”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年，被誉为“21世纪的绿色交通”．下列说法正确的是（    ）

A. 该电容器的容量为

B. 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容也逐渐增加

C. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变

D. 若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为

【答案】D

【详解】A．该电容器的容量为

故A错误；

B．电容器充电的过程中，电量逐渐增加，但电容只由电容器自身决定，与电荷量的多少无关，即电容保持不变，故B错误；

C．根据

可知电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容不变，则电容器两极板间的电压减小，故C错误；

D．标有“，”的电容器从电量为零到充满电，储存的电荷量为

则充电平均电流为

故D正确。

故选D。

9．（2023·北京汇文中学·校考一模）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　）

A. A、C间导线断路

B. D、E间导线断路

C. 灯泡断路

D. F、B间导线断路

【答案】C

【详解】E、F间电阻为无穷大，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零，说明导线均没有断路，则灯泡断路。

故选C。

10．（2023·北京四中·校考一模）如图所示是某电路的示意图，虚线框内是超导限流器．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成．当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制故障电流．超导部件正常态电阻R1＝6Ω，临界电流IC＝0.6A，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V，3W”字样，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，则下列判断不正确的是

A. 当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为0.5A

B. 当灯泡正常发光时，通过R2的电流为0.5A

C. 当灯泡L发生故障短路时，通过R1的电流为1A

D. 当灯泡L发生故障短路时，通过R2的电流为0.5A

【答案】B

【详解】A．当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为

选项A正确；

B．当灯泡正常发光时，超导部件处于超导状态，则通过超导部件的电流为0.5A，通过R2的电流为零，选项B错误；

CD．当灯泡L发生故障短路时，超导部件处于正常状态，此时R1＝6Ω，通过R1的电流为

通过R2的电流为

选项CD正确；

此题选择错误的选项，故选B

11．（2023·北京海淀·统考一模）水平放置的平行板电容器C、定值电阻R0、滑动变阻器R、电源E和开关S等元件组成如图所示电路，闭合S待稳定后，电容器两极板间的带电油滴A恰好保持静止。不考虑空气阻力和浮力，下列说法正确的是（　　）

A. 当R接入电路中的阻值变大时，电容器将放电

B. 当R接入电路中的阻值变小时，油滴A将向下运动

C. 仅换用阻值更大的R0，油滴A将向下运动

D. 仅换用阻值更小的R0，油滴A依旧可以保持悬浮状态

【答案】A

【详解】A．滑动变阻器R和定值电阻R0串联，所以当R接入电路中的阻值变大时，电路中的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律

可知电路中的总电流变小，根据欧姆定律

电阻R0两端的电压变小，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压减小，根据

可知电容器所带电荷量会减少，电容器会放电，故A正确；

B．同理，当R接入电路中的阻值变小时，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律

可知电路中的总电流变大，根据欧姆定律

电阻R0两端的电压变大，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变大，根据

可知，电容器两极板间的电场强度变大，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度增大后，根据

可知油滴受到的电场力增大，所以油滴向上运动，B错误；

C．仅换用阻值更大的R0，电路中总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律

可知电路中的总电流变小，根据闭合电路欧姆定律

电阻R0两端的电压变大，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变大，根据

可知，电容器两极板间的电场强度变大，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度增大后，根据

可知油滴受到的电场力增大，所以油滴向上运动，C错误；

D．仅换用阻值更小的R0，电路中总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律

可知电路中的总电流变大，根据闭合电路欧姆定律

电阻R0两端的电压变小，电容器与电阻R0并联，所以电容器两端的电压变小，根据

可知，电容器两极板间的电场强度变小，因为油滴A开始时受到重力和电场力平衡，当电场强度变小后，根据

可知油滴受到的电场力变小，所以油滴向下运动，D错误。

故选A。