湖南2016年高考物理恒定电流专题训练试题

恒定电流由恒定电场产生，同时，也产生恒定磁场，下面是恒定电流专题训练试题，请考生练习。

一、选择题(每小题4分，共40分)

1. 通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40～80 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109V，云地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以下数据，下列判断正确的是()

A.闪电电流的瞬时值可达到1105A

B.整个闪电过程的平均功率约为11014W

C.闪电前云地间的电场强度约为1106V/m

D.整个闪电过程向外释放的能量约为6106J

解析：根据电流公式I==1105 A，A正确;整个闪电过程电流做功W=qU=6109J，因此整个闪电过程向外释放的能量约为6109J，D错;根据功率公式P=，一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，可知功率约为21010～31010W，B错;电场强度公式E=，则闪电前电场强度约为1106V/m，C正确.

答案：AC

2.如图1所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线.若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是()

A.电阻R1的阻值较大

B.电阻R2的阻值较大

C.电阻R1的发热功率较大

D.电阻R2的发热功率较大

解析：从图线可知，I-U图线中图线斜率表示电阻的倒数，故电阻R2的阻值大，又P=UI，且电压相同时，通过R1的电流大，故R1的发热功率较大.

答案：BC

3.如图2所示，当滑动变阻器的滑动触头向左移时，灯泡L1、L2、L3的亮度将()

A.都变亮

B.都变暗

C.L1、L2变亮，L3变暗

D.L1、L3变亮，L2变暗

解析：触头左移，总电阻减小，总电流增大，故L1变亮，且并联电路电压减小，故L3变暗，通过L2的电流变大，L2变亮.

答案：C

4.如图3所示，因线路故障，接通S时，灯泡L1和L2均不亮，用电压表测得Uab=0，Ubc=0，Ucd=4 V.因此可知开路处为()

A.灯泡L1

B.灯泡L2

C.变阻器

D.不能确定

解析：Uab=0说明ab之外有位置断开，同样Ubc=0说明bc之外有位置断开，而Ucd=4 V，说明cd之外均连通，故是变阻器开路.

答案：C

5.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是()

A.电动机的输出功率为

B.电动机的发热功率为I2R

C.电动机的输出功率为IU-I2R

D.电动机的功率可写作IU=I2R=

解析：电动机输入功率为P=UI，输出功率P出=UI-I2R，故A错误，C正确;发热功率即线圈发热功率为I2R，B正确;又电动机并非纯电阻元件，故IU，D错误.

答案：AD

6.图4的电路中，电源的电动势为E内阻为r，电路中的C点接地.若在A、C之间再并接一个电阻R，则A、B两点电势的变化情况是()

A.A、B两点的电势都升高

B.A、B两点的电势都降低

C.A点的电势升高，B点的电势降低

D.A点的电势降低，B点的电势升高

解析：A、C之间再并接一个电阻R，则电路总电阻减小，总电流增大，所以UBC=IR增大，即B增大，又UBA减小，UBC增大，所以UCA减小，故A增大，应选A.

答案：A

7. 电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图5所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为()

A.、 B.、

C.、 D.、

解析：由电源效率的定义可知==，则a===，b===，故正确选项为D.

答案：D

8.图6(a)、(b)两电路的元件完全相同，则四个电表示数的大小关系正确的是()

A.I1I2，U1U2 B.I1

C.I1U2 D.I1I2，U1

解析：在(a)图中二极管处于导通状态，因此，电流较大而电压较小;在(b)图中二极管反接不导通，则电流接近零，电压表示数接近电源电动势，所以I1I2，U1

答案：D

9.两个电压表甲、乙是由完全相同的电流表改装而成，它们的量程分别为5 V、15 V，为了测量15～20 V的电压，把甲、乙串联起来使用，则两表的()

A.读数相同

B.指针偏转角度相同

C.读数正比于表的内阻

D.指针偏转角度正比于表的内阻

解析：电流表改装成电压表以后，表头的内阻rg并没有变化，其量程也没有发生变化，变化的只是等效表的内阻(包括串联电阻与rg在内的总电阻).两电压表中因电流相同，故两表指针偏转角度相同;而读数是整个电表内阻分压所决定，表盘是改装后的刻度值，故读数正比于表的内阻(表头内阻rg与分压电阻之和).

答案：BC

10.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图7所示的电路.接通电源后，可能出现的情况是()

A.电流表烧坏 B.电压表烧坏

C.小灯泡烧坏 D.小灯泡不亮

解析：本题主要考查的是电路的基本知识.在用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电压表和电流表的位置错接，此时，电流表和小灯泡先并联再和电压表串联，由于电压表的内阻很大，电路中的电流很小因此小灯泡、电流表和电压表均不会被烧坏，而此时由于电流表的内阻很小，小灯泡被电流表短路，所以小灯泡不发光.则本题的正确答案为D.

答案：D

二、填空题(每小题5分，共20分)

11.为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如下图8所示的电路.图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池.完成下列实验步骤中的填空：

(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I.

(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数.

(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值.

解析：根据闭合电路欧姆定律可知，只要保持单刀双掷开关打在1上和打在2上时，电路中的电流保持不变，则电路中的总电阻就应该不变.而电源内阻、滑动变阻器阻值、标准电流表阻值均未发生变化，所以后来接入的电阻箱的阻值读数就是待测电流表的内阻值.

答案：(1)R0 标准电流表(或A0) (2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I (3)平均值

12.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R0=5)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图9(a).

在图9(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接.

请完成下列主要实验步骤：

A. 检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱，示数如图9(c)所示，读得电阻值是________;

B. 将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V;

C. 将开关S2__________，电压表的示数是1.16V;断开开关S1.

使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留二位有效数字).

由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填大或小).

解析：由电路原理图将实物连接如图所示.

A.根据电阻箱面板所示，读得电阻值是20 .

C.将开关S2闭合与电阻箱构成闭合电路.

由闭合电路欧姆定律，得U1=U2+(R0+r)，代入数据解得r=0.69 .

由于电压表不是理想电表，所测得的电源电动势U1比实际值E偏小.

答案：如图10 A.20 C.闭合

0.69 小

13.在物理学中，常用面积来描述所求的物理量，如用F-s图包围的面积来描述功的大小，用v-t图包围的面积来描述位移的大小，利用这种情况，试求下面一题的结果.

如图11是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容.该实验的操作步骤如下：按图接好实验电路.闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时电压表的读数U0=6.2 V和微安表的读数I0=490 A.断开开关S并同时计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的示数I，将示数记录在预先设计的表格中.根据表格中的几组数据，以t为横坐标，I为纵坐标，在坐标纸上描点.根据以上实验结果和图象，如图12，可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为__________C，从而算出该电容器的电容约为__________F.

解析：此题给出了电容器放电过程中电流随时间变化的数据，在坐标纸上由标出的点可连出一条曲线，由纵、横轴物理量及q=It可知该曲线与坐标轴所夹面积为所放电量.

此曲线并非为一规则的直线或曲线，面积如何求出，又是一关键，我们可借助油膜法测分子大小的实验中测面积方法.画出I-t图象，数得有28个格子，故电量Q=285010-65 C=710-3 C，由C=，得C==1.110-3 F.

答案：71.110-3

14.(2015全国卷)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干.实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空：

(1)仪器连线如下图13所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作，则表笔a为________(填红和黑)色.

(2)若适当调节电阻箱后，图13中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如下图14(a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________.

(3)将图13中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA.(保留3位有效数字)

(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V.(保留3位有效数字)

答案：(1)黑 (2)14.0 53.0 4.6

(3)102 (4)1.54

三、论述计算题(共40分)

15.(10分)材料的电阻率随温度变化的规律为0(1+t)，其中称为电阻温度系数，0是材料在t=0 ℃时的电阻率.在一定的温度范围内是与温度无关的常量.金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.710-8 m，碳的电阻率为3.510-5 在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.910-3℃-1，碳的电阻温度系数为-5.010-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).

解：设所需碳棒的长度为L1，电阻率为1，电阻温度系数为铜棒的长度为L2，电阻率为2，电阻温度系数为2.根据题意有10(1+1t)

20(1+2t)

式中10，20分别为碳和铜在0 ℃时的电阻率.设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有

R1=

R2=

式中S为碳棒与铜棒的横截面积.

碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为

R=R1+R2

L0=L1+L2

式中L0=1.0 m.

联立以上各式得

R=10+20+t