【学考真题】备战2024年浙江省学业水平考试 高中物理 专题09 恒定电流 知识归纳与训练

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1.[2019.6浙江学考]通有恒定电流的某段导体如图所示。在5 s内有10 C的负电荷向右通过横截面A，则导体内电流的大小和方向分别是 （ ）
A. 2 A 向右 B. 2 A 向左 C. 50 A 向右 D. 50 A 向左
电路中的能量转化
1.[2023.1浙江学考]如图所示，我国东海大桥两侧将建成海上风力发电场。每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率为η=20%。风速在15~20 m/s范围内，η可视为不变。已知风速v=15 m/s时每台发电机输出电功率为3 000 kW，空气的密度为ρ=1.3 kg/m3，则（ ）
A.单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为12ρπr2v2
B.当风速为20 m/s时每台发电机的输出电功率约为7 100 kW
C.每台发电机叶片转动时形成的圆面半径r约为21 m
D.若每年有4 000 h风速在15~20 m/s，则每台发电机年发电量至少为1.2×106 kW · h
2.[2022.1浙江学考]如图所示，浙江省某地的“渔光互补”光伏发电项目计划在5 000多亩荒草地和水域上方安装90余万块单晶双面双玻光伏组件，该光伏电站在阳光照射时正常工作的总容量为4.0×108 W。则晴朗的一天能够提供的电能约为 （ ）
A. 4.0×105 kW · hB. 3.0×106 kW · h C. 9.6×106 kW · h D. 9.6×109 kW · h
3.[2021.1浙江学考]某种电能表的表盘如图所示。表盘上标有“720 r/kW · h”，即每耗电1 kW · h电能表的转盘转720圈。当家里的家用电器都工作时，小明观察到电能表的转盘在1 min内转动了48圈。则小明家的家用电器 （ ）
A.总功率约为2 kW B.总功率约为4 kW
C.每天消耗的电能约为96 kW · h D.每天消耗的电能约为108 kW · h
4.[2020.7浙江学考]一款无叶电风扇及其铭牌如图所示，此款风扇内主要电器元件由内阻为0.5 Ω的电动机和一个换挡元件串联组成。此风扇以额定功率工作1 h，电动机产生的焦耳热为（ ）
A. 44 J B. 72 J C. 4.5×104 J D. 1.58×105 J
5.[2019.6浙江学考]某种电度表的表盘如图所示。表盘上标有“720 r/kW · h”，即每耗电1 kW · h电度表的转盘转720圈。将该电度表与一个电动机连接以测定电动机消耗的电能。当电动机匀速提升50 kg的重物时，电度表的转盘在40 s内转2圈。已知电动机将电能转化成机械能的效率为80%，g取10 m/s2,则该电动机总功率和重物上升的速度分别为（ ）
A. 250 W 0.4 m/sB. 250 W 0.5 m/s C. 2 500 W 0.4 m/sD. 2 500 W 0.5 m/s
闭合电路的欧姆定律
1.[2023.1浙江学考]如图所示，小明家的太阳能电池因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为22.0 V，接上10 Ω的电阻时两极间电压为16.1 V。则此电池的电动势和内阻分别为 （ ）
A. 22.0 V和3.7 ΩB. 16.1 V和3.7 Ω C. 22.0 V和10 ΩD. 16.1 V和10 Ω
2.[2021.7浙江学考]小明家的电瓶如图所示，所标参数已模糊不清。小明做了如下探究以了解相关参数。此电瓶不接负载时两极间电压为12.0 V，接上11 Ω的电阻时两极间电压为11.0 V，则此电瓶的电动势和内阻分别为 ( )
A. 10.0 V 1 ΩB. 12.0 V 1 Ω C. 10.0 V 2 ΩD. 12.0 V 2 Ω
3.[2020.7浙江学考]如图所示，小明同学把电流表、干电池和一个可变电阻R串联，做成了一个测量电阻的装置。当将A、B两接线柱直接用导线连接时，电流表的读数为5.0 mA。已知干电池的电动势1.5 V，内阻0.5 Ω，电流表的内阻7.5 Ω。则可变电阻R接入电路的阻值为 （ ）
A. 22 ΩB. 30 ΩC. 292 ΩD. 300 Ω
4.[2020.1浙江学考]小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响，则盐水柱 （ ）
A.通过的电流增大 B.两端电压增大 C.阻值增大为原来的1.2倍 D.电功率增大为原来的1.44倍
参考答案
电源、电流、电阻
1.B 根据电流的定义式I=qt，可得电流的大小I=2 A。电流方向规定为正电荷定向移动的方向，因移动的是负电荷，则电流方向与其定向移动的方向相反，故导体内电流的方向向左,故B项正确。
电路中的能量转化
1.B 单位时间内经过每台发电机叶片圆面的气流动能为Ek=12mv2=12ρVv2=12ρπr2v3t，故A项错误；风速v=15 m/s时每台发电机输出电功率为3 000 kW，当风速为20 m/s时每台发电机的输出电功率约为P'=203153×3 000 kW=7 100 kW，故B项正确；由Ek=12ρπr2v3t，可得发电机输出电功率为P=12ρπr2v3η，则r=2Pρπv3η，代入数据可得r≈47 m，故C项错误；每年有4 000 h风速在15~20 m/s，则每台发电机年发电量至少为E=Pt=1.2×107 KW · h，故D项错误。
2.B 假设浙江省晴朗的一天日照时长为8 h，则能提供的电能E=4.0×108×8 W · h=3.2×106 kW · h≈3.0×106 kW · h,故B项正确。
3.B 根据电功率的定义式，有P总=Wt=48720×1000×360060 W=4 kW，故A项错误，B项正确；一天的时间为t'=24 h，则有E电=P总t'=96 kW · h，但家用电器不可能全部打开工作一天，故CD两项错误。
4.B 根据电功率公式P=UI可得，额定电流I=PU=44220 A=0.2 A，又根据焦耳定律可得，电动机产生的焦耳热Q=I2Rt=0.22×0.5×3 600 J=72 J，故B项正确。
5.A 电度表的转盘在40 s内转2圈，则40 s内消耗的电功W=2720×1 000×3 600 J=10 000 J，电源的总功率为P总=Wt=1000040 W=250 W，因为电动机将电能转化成机械能的效率为80%，所以P机=250×80%=200 W，设重物上升速度为v，根据机械能守恒定律可得mgv=P机=200 W，计算得v=0.4 m/s，故A项正确。
闭合电路的欧姆定律
1.A 不接负载时两极间电压为22.0 V，则电池的电动势为22.0 V；根据闭合电路欧姆定律有E=URr+U，代入数据解得r≈3.7Ω，故A项正确，BCD三项错误。
2.B
3.C 根据闭合电路的欧姆定律可知E=I（R+r+Rg），解得R=EI-r-Rg=1.55.0×10-3-0.5-7.5 Ω=292 Ω，故C项正确。
4.B 根据电阻定律可知，把盐水柱拉长后，盐水柱的电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可知，通过盐水柱的电流减小，故A项错误；设盐水柱原来的横截面积为S，长度为L，盐水柱被水平均匀的拉长到原来的1.2倍后，长度变为L'=1.2L，由于盐水柱的体积不变,所以SL=S'L'，即S'=11.2S，由电阻定律知R=ρLS，R'= ρL'S'，可解得R'=1.44R，故C项错误；由上面的分析可知，盐水柱被拉长后，电路中的电流减小，而电阻变为原来的1.44倍，根据P=I2R可知，电功率增加的不是原来的1.44倍，故D项错误。
5.C 设每节干电池的内阻为r，电动势为E，根据闭合电路欧姆定律可得2E=UL+I · 2r，其中有E=1.5 V，UL=2.5 V，I=0.25 A，代入解得r=1 Ω，故C项正确。