恒定电流（2）——2024届高考物理电磁知识专练

这是一份恒定电流（2）——2024届高考物理电磁知识专练，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于电流，下列说法中正确的是( )
A.通过导线截面的电荷量越多，电流越大
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D.电荷运动的方向就是电流方向
2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S，有个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是( )
A.当时，电流为零
B.当时，电流方向从，电流为
C.当时，电流方向从，电流为
D.无论大小如何，电流方向都从，电流都为
3．超级电容器是一种先进的储能技术，具有高功率密度、快速充放电、长寿命等特点，被广泛应用于电动汽车、可再生能源等领域。用如图所示的电路对超级电容器进行充电。在充电过程中，超级电容器两端的电压U与其所带电荷量Q之间的关系是( )
A.B.
C.D.
4．厨房的油烟危害健康。某品牌的抽油烟机主要部件是照明灯L和抽气扇M（电动机），连接在220V的照明电路中，如图所示。下列关于抽油烟机的说法中，正确的是( )
A.只有照明灯亮时，抽气扇才能正常工作
B.抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率不变
C.闭合开关和时，抽气扇处于“弱吸”挡
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变得很大
5．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图象。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么( )
A.R接到a电源上，电源的效率较高
B.R接到b电源上，电源的输出功率较大
C.R接到a电源上，电源的输出功率较大
D.R接到b电源上，电阻的发热功率较高
二、多选题
6．如图所示的电路中，电源电压恒定，为定值电阻，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P从a端向b滑动过程中，下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变，示数变小
C.电压表与电流表A示数的比值变小
D.电压表示数变小，示数变大
7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，，为滑动变阻器，C为下极板接地的平行板电容器，电表均为理想电表。初始状态的和均闭合，滑片P位于中点，此时位于两极板之间M点的带电油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.带电油滴一定带正电
B.若保持、闭合，滑片P向上移动，电流表示数增大，电压表示数减小
C.若保持闭合，将断开，滑片P向下移动，电源输出功率增大
D.若保持、闭合，将上极板向上平移一小段距离，则M点的电势降低
8．图示为一台教学用手摇式交流发电机。当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。若已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，摇动手柄的角速度为ω，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，灯泡电阻为R（假设恒定不变），线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中转动，产生正弦式交变电流。摇动过程中皮带不打滑。则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡闪烁的频率为
B.提高摇动手柄的角速度ω，可以提高小灯泡的闪烁频率及亮度
C.线圈由中性面开始转过90°的过程中，小灯泡上产生的焦耳热为
D.线圈由中性面开始转过90°的过程中，通过小灯泡的电荷量为
三、计算题
9．一台“6V，15W”的直流电动机的线圈电阻为，接在电动势，内阻的电源上工作时，测得电动机两端电压是5V，求：
（1）电源的总功率；
（2）电源的输出功率；
（3）电动机的发热功率；
（4）电动机的输出功率.
10．如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距，左端接有阻值的电阻.一质量，电阻的金属棒放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度.棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以的加速度做匀加速运动，当棒的位移时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：
（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；
（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热；
（3）外力做的功。
11．如图所示的电路中，电源内阻，，为电阻箱，定值电阻，电动机的额定电压，额定电流为，线圈的电阻，开关S闭合后，调节，当两电阻箱电阻均等于2Ω时，电动机恰好正常工作，求：
（1）电动机正常工作时输出的机械功率；
（2）若电动机被卡住停止转动，则通过电源的电流会增大多少(结果保留到小数点后两位)。
四、实验题
12．某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表（量程5V，内阻十几千欧）；滑动变阻器（最大阻值5kΩ）；导线若干。
（1）将多用电表挡位调到电阻“”挡，再将红表笔和黑表笔___________，调零点；
（2）将图1中多用电表的红表笔和___________（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端；
（3）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零，此时电压表的示数为4.5V，多用电表指针的示数如图2所示。则电压表的内阻是___________kΩ，欧姆表内部电源的电动势为___________V。（结果保留3位有效数字）
（4）若该欧姆表的刻度值是按电动势为9.0V刻度的，当电池的电动势下降到7.0V时，欧姆表仍可调零。若重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为18.0kΩ，则这个待测电阻的真实值为___________kΩ（结果保留3位有效数字）。
13．某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材。
A.电流表（量程0~10 mA，内阻约2Ω）
B.电流表（量程0~3mA，内阻为10Ω）
C.电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）
D.定值电阻
E.开关S一个，导线若干
（1）为了测量结果的准确性、测量范围尽可能大和操作方便，电流表应选______（填器材前面的序号）。
（2）请根据所选的实验器材，在虚线框内画出电路图。
（3）该实验小组的实验过程如下：
①按设计的电路图连接实物电路；
②将电阻箱的阻值调到_______（填“最大”或“最小”）；
③闭合开关S，将电阻箱的阻值调至某一值R，读出电流表的示数I，记录数据；
④改变电阻箱的阻值，得到多组数据；
⑤在实验数据处理环节，小组成员一致认为采用图象法进行实验数据处理可以减小误差，但是在用图象法处理数据时，小组成员有两种观，点，一部分成员认为需要形象、直观地观察电流I随R变化的规律，可以以______（填“I”“”或“”）为纵轴，以为横轴作图画出一条直线；
⑥有同学以为纵轴，以R为横轴，用计算机拟合出了如图所示的关系图线，其中为图线的渐近线，A点为图线上的一点，则_______，________。（结果保留2位小数）
14．电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图3所示，那么他们选用的应该是图______电路（填“甲”或“乙”）；
（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为______W（结果保留3位有效数字）；
（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为5.0V（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为3.0V，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻______（填“”或“”）为定值电阻，其阻值应调为______Ω（结果保留3位有效数字）。
参考答案
1．答案：C
解析：AC.物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量(简称电量)叫做电流强度，通过导体横截面的电量越多，但时间不知道，电流强度不一定大，故C正确，A错误；
B.由
可知电子运动的速率越大，电流不一定越大，电流大小还与有关，故B错误；
D.电流有方向，其方向规定为正电荷运动方向，故D错误。
故选C。
2．答案：D
解析：由题意可知，流过容器截面上的电量
则电流为
方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B。
故选D。
3．答案：C
解析：根据电容的定义式，解得
可知超级电容器两端的电压U与其所带电荷量Q之间的关系是正比例函数关系。
故选C。
4．答案：D
解析：A.由电路图可知，照明灯和抽气扇处于并联状态，则抽气扇工作与否与是否点亮照明灯无关，故A错误；
B.由电路图可知，断开开关，电阻R与抽气扇串联，抽气扇是“弱吸”挡；闭合开关，电阻R被短路，抽气扇是“强吸”挡；抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，则流过抽气扇的电流变小，而抽气扇的热功率为，其中r为电机内阻，不变，则抽气扇由“强吸”挡换成“弱吸”挡，其发热功率减小，故B错误；
C.闭合开关和时，由电路图可知，电阻R被短路，则流过抽气扇的电流、电压变大，则功率变大，抽气扇处于“强吸”挡，故C错误；
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，电动机变成纯电阻电路，回路中的电流将变大，故D正确。
故选D。
5．答案：C
解析：A.由题图可判断出电源a的内阻大，在纯电阻电路中，电源效率为
内阻越大，效率越低，故R接在a电源上电源的效率较低，A错误；
BCD.当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的图象与电源的图象的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，电阻的发热功率较高，BD错误，C正确。
故选C。
6．答案：AD
解析：ABD.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路阻值增大，电源电压不变，则电流减小，电流表A示数变小，则两端电压变小，电压表变小，和总电压不变，则两端电压变大，电压表变大，故AD正确，B错误；
C.电压表示数与电流表A示数比值即为变阻器接入电路阻值，则电压表示数与电流表A示数比值变大，故C错误。
故选AD。
7．答案：BD
解析：A.由图可知电容器上极板带正电，下极板带负电，所以带电油滴带负电，故A错误；
B.若保持、闭合，滑片P向上移动，接入阻值变小，电流表示数增大，电压表示数减小，故B正确；
C.若保持闭合，将断开，滑片P向下移动，接入阻值变大，外电路电阻增大，因为
电源输出功率随外电阻增大而减小，故C错误；
D.若保持、闭合，将上极板向上平移一小段距离，电容器两极板电压值不变，由
知E变小，M点与下极板间的电势差减小，下极板接地电势为0，所以M点的电势降低，故D正确。
故选BD。
8．答案：BD
解析：AB.皮带不打滑，两轮边缘的线速度相等，则
线圈转动的角速度即小皮带轮转轮的角速度
交流电的频率有
小灯泡闪烁的频率
感应电动势的峰值
感应电动势的有效值为
由闭合电路的欧姆定律得
小灯泡的功率
提高摇动手柄的角速度ω，则变大，灯泡的实际功率P增大，小灯泡的闪烁频率及亮度增大。故A错误，B正确；
C.线圈由中性面开始转过90°的过程中，小灯泡上产生的焦耳热
解得
故C项错误；
D.线圈由中性面开始转过90°，由法拉第感应定律得
由闭合电路的欧姆定律得
通过灯泡的电荷量
解得
故D项正确。
故选BD。
9．答案：（1）12W（2）10W（3）2W（4）8W
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律得：
所以电源的总功率
（2）电源的输出功率
（3）电动机的发热功率
（4）电动机的输出功率
10．答案：（1）4.5C
（2）1.8J
（3）5.4J
解析：（1）设棒匀加速运动的时间为，回路的磁通量变化量为：，
由法拉第电磁感应定律得，回路中的平均感应电动势为：
由闭合电路欧姆定律得，回路中的平均电流为：
通过电阻R的电荷量为：
联立以上各式，代入数据解得：
（2）设撤去外力时棒的速度为v，棒做匀加速运动过程中，由运动学公式得：
设撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得：
撤去外力后回路中产生的焦耳热：
联立以上各式，代入数据解得：
（3）由题意各，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比
可得：
在棒运动的整个过程中，由功能关系可得：
联立以上各式，代入数据解得：
11．答案：（1）7W（2）1.08A
解析：（1）设两电阻箱的电阻均为R，电路中的总电流为I，则
，
解得，
电动机工作时输出的机械功率
（2）由（1）有，
若电动机被卡住，电路中的总电流，
通过电源的电流会突然增加量为
12．答案：（1）短接（2）1（3）16.0；8.72（4）14.0
解析：（1）欧姆表使用前一定要欧姆调零，即红黑表笔短接后，调节调零旋钮,使电流表满偏。
（2）多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极，所以红表笔应接电压表的负接连柱，故红表笔接触1。
（3）由于滑动变阻器被短路，故欧姆表读数即为电压表内阻
欧姆表的中值电阻等于内电阻，故欧姆表1kΩ挡位的内电阻为；根据闭合电路欧姆定律，电动势为
（4）电动势为9V，调零后欧姆表内部电阻为
电动势为7V，调零后欧姆表内部电阻为
电动势为9V，电阻阻值为18.0kΩ对应的电流
电动势为7V时
这个待测电阻的真实值为
13．答案：（1）B
（2）如图所示
（3）②最大
⑤
⑥1.45V；0.29Ω
解析：（1）根据实验器材，要完成电源电动势和内阻的测量，需将电流表改装成电压表，电流表应选B。
（3）②为了保证安全，闭合开关前，需将电阻箱阻值调至最大。⑤根据闭合电路欧姆定律得，变形得，以为纵轴，以为横轴作图得到的图线是直线。⑥当时，，当时，，解得。
14．答案：（1）乙
（2）
（3）；57
解析：（1）描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙。
（2）设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有，代入数据得，作出图线如图所示，图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA，故电功率。
（3）由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压时点亮，则有分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，为热敏电阻，由图5可知，当温度为38.5℃时，热敏电阻阻值，由闭合电路欧姆定律列出表达式，有，解得。