2022高考物理一轮复习第八章恒定电流阶段检测含解析新人教版

高考阶段滚动检测(八)(第八章)(45分钟　100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。1～5小题为单选,6～8小题为多选)1.电动公交车主要是指纯电动公交车，全部使用电能行驶，该类产品噪音小，行驶稳定性高，并且实现零排放。假设某电动公交车的质量(含乘客)m＝15t，电动公交车电能转化为机械能的效率为75%，当它以速度20m/s在平直公路上匀速行驶时，一次充满电可持续行驶100km。假定电动公交车受到的平均阻力为车重的0.02倍，则(　　)A．该车匀速行驶时发动机输出功率约3×104WB．该车从几乎没电到充满电需充电约3×108JC．按电价0.72元/度来计算，从几乎没电到充满电需电费约80元D．若该车充电的功率为60kW，从几乎没电到充满电需时间约5000s【解析】选C。P＝f·v＝0.02×15×104×20W＝6×104W，选项A错误；E＝6×104××J＝4×108J，选项B错误；＝度，若0.72元/度，则为80元，选项C正确；E＝P′t，t＝＝s≈6667s，选项D错误。2.(2021·日照模拟)如图所示，卫星在太空中可以利用太阳能电池板供电。若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA，将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)-12-/12 高考A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V【解析】选D。电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E＝800mV。由闭合电路欧姆定律得，短路电流I短＝，所以电源内阻r＝＝Ω＝20Ω。该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中的电流I＝＝mA＝20mA，所以路端电压U＝IR＝20×20mV＝400mV＝0.40V，故D正确。【加固训练】　　电动机线圈的电阻为R，电动机正常工作时，两端电压为U，通过电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是(　　)A.电动机消耗的电能为B.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈生热为I2RtD.电动机线圈生热为【解析】选C。电动机是非纯电阻电路，欧姆定律不适用，I≠，消耗的电能为UIt，选项A、B错误；根据焦耳定律可知，电动机线圈生热为I2Rt，选项C正确，D错误。3.(2021·-12-/12 高考某某模拟)在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是(　　)A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增加【解析】选C。将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律分析得知，干路电流I增大导致内电压增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联，L2两端的电压U2＝U－U1，U减小，U2减小，灯L2变暗，流过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，电容器的电压等于灯L2两端的电压U2，故电容器的带电荷量减少，故C正确。4.(2021·某某模拟)如图是一种台灯亮度调节器电路图,圆环为电阻丝,P为可调节滑片。下列说法中正确的有(　　)A.P在b点,灯最亮B.P在c点,灯最亮C.P从a点滑向b点过程中,电流逐渐增大D.P从a点滑向b点过程中,电流逐渐减小【解析】选D。台灯的功率P=I2-12-/12 高考R,式中R为台灯的电阻,在电源电压不变时,电路中的电流随接入电路中的电阻丝的长度而改变,当P滑到c点时电阻丝接入电路的电阻最大,电流最小,台灯最暗,故只有选项D正确。5.(2021·某某模拟)如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是(　　)A．增大R1的阻值　　　　　B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开开关S【解析】选B。由闭合电路欧姆定律可知：增大R1阻值会使总电阻增大，总电流减小，R1两端电压增大，则电容器两板间电压增大，板间电场强度增大，油滴受电场力增大，油滴向上运动，选项A错误；电路稳定时R2中无电流，R2阻值变化对电路无任何影响，选项B正确；只增大板间距离d，会使板间电场强度减小，油滴将向下运动，选项C错误；断开开关S，电容器放电，油滴将向下运动，选项D错误。【总结提升】含容电路的分析方法在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它。分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电容器两极板间的电压等于该支路两端的电压。(2)当电容器和用电器并联接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等。(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电。-12-/12 高考(4)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和。6．如图为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得。秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置。关于该电子秤下列说法正确的是(　　)A.物体质量越小，电流表的示数越大B．物体质量越大，电流表的示数越大C．物体质量越大，电路中的总电阻越大D．物体质量越小，电路中的总电阻越大【解析】选B、D。物体质量越小，则连杆P的位置越接近a点，滑动变阻器的电阻越大，则电路中电流越小，电流表的示数越小，A项错误，D项正确；同理，物体质量越大，则连杆P的位置越接近b点，滑动变阻器的电阻越小，则电路中电流越大，电流表的示数越大，B项正确，C项错误。7.(电场能的性质)(2021·某某模拟)离子陷阱是一种利用电场或磁场将离子俘获并囚禁在一定X围内的装置。如图为最常见的“四极离子陷阱”的俯视示意图，a、b、c、d是四根平行杆，他们与带有直流电压和叠加的射频电压相连，相当于四个电极，相对的电极带等量同种电荷，相邻的电极带等量异种电荷。在纸面内四根杆的连线是一个正方形，A、C是ac上的两点，B、D是bd上的两点，A、C、B、D到正方形中心O的距离相等。则(　　)-12-/12 高考A．D点的电场强度为零，电势最低B．A、B、C、D四点电场强度大小相等C．A点电势比B点电势高D．正点电荷沿直线从A经O运动到C，电势能先减小后增大【解析】选B、C、D。根据电场的叠加原理可知，D点的电场强度方向向右，大小不为零，选项A错误。根据电场叠加原理，利用对称性可知A、B、C、D四点电场强度大小相等，方向不同，选项B正确。分析电场可知，φA>φO,φBφB,A点电势比B点电势高，选项C正确。正点电荷沿直线从A经O运动到C，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项D正确。8.(2021·内江模拟)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.5Ω。当开关S闭合后(　　)A.L1的电阻为ΩB.L1消耗的电功率为7.5WC.L2的电阻为7.5ΩD.L2消耗的电功率为0.3W-12-/12 高考【解析】选C、D。S闭合后,L1两端的电压U1=3.0V,由题中乙图可知,I1=0.25A,故L1消耗的电功率P1=U1I1=0.75W,R1==12Ω,A、B错误;L2与R串联,把R和电源等效成电动势为3V,内阻为7.5Ω的新电源,在题图乙中作出新电源的I-U图线,如图所示,两图线的交点表示此时L2两端的电压与通过L2的电流的大小,即L2两端电压U2=1.5V,通过L2的电流I2=0.2A,所以R2==Ω=7.5Ω,L2消耗的电功率P2=U2I2=1.5×0.2W=0.3W,C、D正确。二、实验题(12分)9．(2021·某某模拟)太阳能电池板(图甲)在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的伏安特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图乙中的图__________(选填“a”或“b”)。(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图丙所示的IU图象。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻__________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为________kΩ。-12-/12 高考(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丁所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为________V。若把它与阻值为1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是__________(结果保留三位有效数字)。【解析】(1)测绘伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，应选题图乙中的a所示实验电路。(2)由I＝，得电阻阻值R＝，由题图丙所示图象可知，在电压小于2.00V时，电流I很小，所以太阳能电池板的电阻很大；由图丙所示图象可知，当电压为2.80V时，电流I＝2.80×10－3A，电阻R＝＝Ω＝1.0×103Ω＝1.00kΩ。(3)由题图丁可知，图线与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势为2.80V；若与1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在UI图象中作出对应的电阻的伏安特性曲线，如图所示：-12-/12 高考两图线的交点为电源的工作点，则由图可知电源的工作电压为1.8V，则电源的效率η＝×100%≈64.3%。答案：(1)a　(2)很大　1.00(3)2.80　64.3(±0.2)%三、计算题(本题共2小题，共40分。需写出规X的解题步骤)10．(20分)有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I1＝0.4A；若把该电动机接入U2＝2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流I2＝1.0A。求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？【解题指导】解答本题应注意以下两点：(1)含电动机的电路是非纯电阻电路，但电动机不转时是纯电阻电路。(2)电动机消耗的功率等于输出功率与发热功率之和。【解析】(1)U1＝0.2V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻元件，电动机线圈内阻r＝＝Ω＝0.5Ω；U2＝2.0V时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻元件，由电功率与热功率的定义式分别得P电＝U2I2＝2.0×1.0W＝2WP热＝Ir＝1.02×0.5W＝0.5W电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2W－0.5W＝1.5W。(2)此时电动机成为纯电阻元件，其发热功率-12-/12 高考P热′＝＝W＝8W。答案：(1)1.5W　(2)8W【加固训练】有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值变化X围为0～100Ω的滑动变阻器连接后，接在输出电压为220V的电源两端。(1)为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？画出电路图；(2)在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4A，求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比。【解析】(1)由于用电器阻值未知，所以滑动变阻器应采用分压式接法，使其电压可以从0开始调节。电路如图所示。(2)设滑动变阻器串联部分电阻为Rx，则Rx两端的电压为Ux=U-U额=220V-100V=120V，Rx==50Ω。滑动变阻器与用电器并联部分的电阻为R滑并=R滑最大-Rx=100Ω-50Ω=50Ω，通过滑动变阻器并联部分的电流为I滑并==2A，通过用电器的电流为I用电器=I-I滑并=0.4A，＝＝＝。-12-/12 高考答案：(1)采用分压式接法　图见解析　(2)11．(20分)在如图所示电路中，定值电阻R0＝2Ω，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器Rx的滑片P从一端移向另一端时，发现电压表的电压变化X围为0～3V，电流表的电流变化X围为0.75～1.0A。求：(1)电源的电动势和内阻；(2)移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率。【解析】(1)当Rx＝0时，Ux1＝0，对应电流为I1＝1.0A，由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R0＋r)①当Rx为最大值时，Ux2＝3V，对应电流为I2＝0.75A，有E＝I2(R0＋r)＋Ux2②联立①②两式并代入数据得E＝12V，r＝10Ω。(2)电源的输出功率P输出＝()2(Rx＋R0)Rx的最大值为Rxm＝＝Ω＝4Ω。Rx＋R0≤Rxm＋R0