專題09 恒定電流-2024物理高考真題及模考題分類匯編

10/10專題09恒定電流1.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構新材料，具有豐富的電學性能．現(xiàn)設計一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當時，測得關系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設樣品每平方米載流子(電子)數(shù)為n，電子定向移動的速率為v，則時間t內(nèi)通過樣品的電荷量q=nevtb，根據(jù)電流的定義式得，當電子穩(wěn)定通過樣品時，其所受電場力與洛倫茲力平衡，則有，聯(lián)立解得，結合圖像可得，解得故選D。2．（2024·廣西·高考真題）將橫截面相同、材料不同的兩段導體、無縫連接成一段導體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動距離x的變化關系如圖乙，則導體、的電阻率之比約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)電阻定律，根據(jù)歐姆定律整理可得，結合題圖可知導體、的電阻率之比，故選B。一、單選題1．（2024·江西南昌·三模）在如圖所示的電路中，已知A、B兩個電容器的電容之比，每個電阻都相同，則兩個電容器帶電量之比為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】等效電路圖如圖所示設電源電壓為U，則，根據(jù)，可得，故選A。2．（2024·北京順義·一模）某同學想通過測繪一只額定電壓為2.5V小燈泡的I-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。實驗電路如圖甲所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的I-U圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小燈泡正常工作時的電阻約為5.7ΩB．隨著小燈泡兩端電壓的增大，小燈泡的電阻變小C．該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的D．圖甲中開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑片置于A處【答案】A【解析】由I-U圖像可知當電壓為2.5V時，電流約為0.44A，所以小燈泡正常工作時的電阻約為，故A正確；I-U圖像的斜率反應了電阻倒數(shù)大小的變化情況，隨著電壓的增大圖像斜率越來越小，所以電阻越來越大。故B錯誤；該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的。故C錯誤；開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑片置于B處。故D錯誤。3．（2024·山東淄博·一模）阿秒（as）光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時間極短的光脈沖，如同高速快門相機，可用以研究原子內(nèi)部電子高速運動的過程。已知，電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的等效電流約為。目前阿秒光脈沖的最短時間為43as，電子繞氫原子核一周的時間約為該光脈沖時間的（）A．2.8倍 B．3.7倍 C．4.2倍 D．5.5倍【答案】B【解析】根據(jù)電流定義式可得，可得電子繞氫原子核一周的時間為則有，故選B。4．（2024·陜西·一模）北京時間2023年10月3日，據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站公布，2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給Pierre等三位物理學家，以表彰他們“為研究物質(zhì)中的電子動力學而產(chǎn)生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒（as）這種時間尺度，適合用來描述電子在原子內(nèi)部運動的情況，，例如電子繞氫原子核一周大約是。已知電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動。根據(jù)以上信息估算氫原子核外電子繞核運動的等效電流大約為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】根據(jù)電流的定義式，故選A。5．（2024·浙江金華·三模）單晶硅太陽能發(fā)電原理是光線照射到單晶硅太陽能板上，會激發(fā)電子形成電流。已知杭州西站樞紐屋頂鋪設了面積為的單晶硅太陽能板，陽光照射下平均發(fā)電功率。若已知太陽的輻射總功率約，太陽與地球之間的距離約，則下列說法正確的是（）A．單位面積上接收到的太陽輻射功率約200WB．一天大約可發(fā)電C．光電的轉(zhuǎn)換效率約14%D．單晶硅太陽能板發(fā)出的是交流電【答案】C【解析】距離太陽的球面面積單位面積上接受太陽太陽輻射的功率，故A錯誤；若24小時都有太陽，則工作一天大約可發(fā)電但有太陽的時間小于24小時。故B錯誤；太陽板接收的太陽能，光電的轉(zhuǎn)換放率約為故C正確；依題意，光線照射到單晶硅太陽能板上，電子定向移動形成電流。方向不變，為直流電。故D錯誤。6．（2024·重慶九龍坡·三模）工程師對某款新能源汽車的直流蓄電池進行性能測試，測試過程中系統(tǒng)輸出的圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，I為總電流，下列說法正確的是（）A．該蓄電池的電動勢為12V B．該蓄電池的內(nèi)阻為2ΩC．該蓄電池的最大輸出功率為144W D．該蓄電池的短路電流為12A【答案】A【解析】AB．蓄電池的輸出功率為，變形得結合圖像可得，，故A正確，B錯誤；由可知當，最大輸出功率為，故C錯誤；該蓄電池的短路電流為故D錯誤。7．（2024·廣西桂林·三模）“祝融號”火星車的動力主要來源于太陽能電池?，F(xiàn)將火星車的動力供電電路簡化為如圖所示，其中太陽能電池電動勢，內(nèi)阻未知，電動機線圈電阻，電熱絲定值電阻。當火星車正常行駛時，電動機兩端電壓，電熱絲消耗功率。則（）A．火星車正常行駛時，通過電熱絲電流為B．太陽能電池的內(nèi)阻為C．若電動機的轉(zhuǎn)子被卡住，電熱絲消耗的功率為D．火星車正常行駛時，電動機的效率為【答案】C【解析】對電熱絲，有，解得回路電流為，故A錯誤；根據(jù)閉合回路歐姆定律，有，解得電源的內(nèi)阻為，故B錯誤；電動機的轉(zhuǎn)子被卡住，回路電流為，電熱絲上消耗的功率，故C正確；電動機的效率為，解得，故D錯誤。8．（2024·河北石家莊·三模）如圖所示，電源電動勢，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的最大阻值為，兩定值電阻、的阻值均為，電容器C的電容為。初始時的滑片置于最上端，開關S擲于a端。下列說法正確的是（

）A．當?shù)幕蛳乱苿訒r，兩端的電壓減小B．移動的滑片過程中，消耗的最大功率為C．開關從a擲向b，流過的電流方向由d到cD．開關從a擲向b，流過的電荷量為【答案】D【解析】開關擲于端，與串聯(lián)，兩端的電壓當?shù)幕蛳禄瑒訒r，接入電路中的電阻值變小，兩端電壓變大，A錯誤；消耗的功率，電流，解得當時，消耗的功率最大為，B錯誤；開關擲于端時，電容器右極板帶正電，開關從擲向，電容器左極板帶正電，所以電容器先放電后充電，電流方向為，C錯誤；流過的電荷量，D正確。9．（2024·山東濟寧·二模）某學習小組利用如圖甲所示的實驗電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖線如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電池內(nèi)阻的測量值為 B．外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AC．電池電動勢和內(nèi)阻的測量值均偏小 D．電池電動勢的測量值準確，內(nèi)阻的測量值偏大【答案】C【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律有由圖像可知，電動勢測量值為V電源內(nèi)阻外電路發(fā)生短路時的電流為A故A、B錯誤；由圖甲所示電路圖可知，相對于電源來說，電流表采用了外接法，由于電壓表的分流，使電流表所測電流小于流過電源的電流；實驗誤差來源于電壓表的分流，電動勢和內(nèi)阻測量值和真實值之間的關系為電源電動勢與內(nèi)阻測量值都小于真實值，故C正確，D錯誤。故10．（2024·河北保定·一模）如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻為r，定值電阻甲的阻值為r，乙的阻值與燈泡的阻值相等，電容器的電容為C，當閉合、斷開，穩(wěn)定后，燈泡的功率為P，電容器的帶電量為Q，忽略燈泡阻值的變化，下列說法正確的是（）A．燈泡的阻值為B．電源的電動勢為C．當閉合，在斷開與閉合兩種穩(wěn)定情況下，燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對值為D．當、均閉合，甲中的電流為【答案】C【解析】對電容器，由，可得當閉合、斷開，穩(wěn)定后，燈泡的功率為P，故聯(lián)立解得，故A錯誤；由串聯(lián)電路電阻與電壓成正比，得解得電源的電動勢為，故B錯誤；當、均閉合，穩(wěn)定后燈泡與乙并聯(lián)的總電阻為，由閉合電路歐姆定律可得甲的電流為，綜合計算可得甲中的電流為，故D錯誤；當閉合，在斷開與閉合兩種穩(wěn)定情況下，甲看作等效電源，外電路看作為可變電阻的情況，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知即由此可知故燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對值為，故C正確。11．（2024·江蘇南京·一模）圖為探究外電壓、內(nèi)電壓和電動勢關系的實驗裝置。這種電池的正負極板（分別為A、B）為二氧化鉛及鉛，電解液為稀硫酸。關于這一實驗裝置分析，下列說法正確的是（）A．電壓表正極與a相連B．電壓表的測量值大于電路的外電壓C．電壓表的測量值不會大于電壓表的測量值D．電壓表和測得的示數(shù)之和接近于一定值【答案】D【解析】電壓表V1和V2分別測量電路中的內(nèi)電壓和外電壓，在電源的外部，電流方向從電源的正極流向負極，而電源的內(nèi)部，電流方向由電源的負極流向正極，電壓表V1測量內(nèi)電壓，則電壓表V1正極與b相連。電壓表V1和V2測得的示數(shù)之和為電源電動勢應接近于一定值，故A、B錯誤，D正確；根據(jù)串聯(lián)電路，電阻分到電壓跟阻值成正比，因為不知道內(nèi)外電阻阻值，所以電壓表V1的測量值有可能會大于電壓表V2的測量值，故C錯誤。二、多選題12．（2024·湖南·期中）如圖1所示，電源的電動勢為，內(nèi)阻為。圖2為電源的輸出功率與電阻箱讀數(shù)的關系圖像，電源輸出功率最大值為，電阻箱讀數(shù)分別為、時電源輸出功率相等為，下列說法中正確的是（）A．電源的電動勢為B．電源的內(nèi)阻為C．當電阻箱阻值為時，電源效率較大D．當電阻箱阻值為時，電源輸出功率最大【答案】AD【解析】根據(jù)題意可知，電源的輸出功率為由數(shù)學知識可知，當，即時，電源輸出功率最大，最大功率為，當時，有，當時，有，解得，則當電阻箱阻值為時，電源輸出功率最大，則有，解得，故A、D正確，B錯誤；電源效率為，又有，可知，當電阻箱接入電路的阻值最大時，電源效率最大，故C錯誤。13．（2024·河北·二模）如圖所示為某同學設計的歐姆表電路，圖中E為學生電源，為滑動變阻器，為電阻箱，A為量程5mA、內(nèi)阻100Ω的電流表，實驗時該同學將E調(diào)整為3V，調(diào)整為100Ω，之后短接P、Q兩點，調(diào)節(jié)，使電流表滿偏，斷開P、Q連接后備用，下列說法正確的是（）A．該歐姆表的內(nèi)阻為300ΩB．如果在電流表表盤上標記待測電阻值，表盤中央應標記為150ΩC．若僅將E調(diào)整為6V，調(diào)節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為300ΩD．若僅將調(diào)整為50Ω，調(diào)節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為200Ω【答案】AD【解析】電路中的最大電流為10mA，由閉合電路歐姆定律可知選項A正確；當電流表指針半偏時，待測電阻與內(nèi)阻相同，表盤中央應標記為300Ω，選項B錯誤；同理，僅將E調(diào)整為6V后表盤中央應標記為600Ω，選項C錯誤；若僅將調(diào)整為50Ω，電路中的最大電流為15mA，可知歐姆表內(nèi)阻為200Ω，表盤中央應標記為200Ω，選項D正確。14．（2024·廣東東莞·期末）如圖所示，E為內(nèi)阻不可忽略的電源，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，V與A分別為電壓表與電流表，M、N是平行板電容器的兩極板，一帶電小球由絕緣絲線懸掛在電容器兩板間，現(xiàn)閉合開關S，懸線穩(wěn)定時偏離豎直方向θ角，下列判斷正確的是（）A．若將P向左滑，V與A表的讀數(shù)均減小B．若將P向左滑，電容器兩極板上帶電荷量增加C．若將P向左滑，θ將增大 D．若斷開S，將N板向M板靠近，角度θ將變大【答案】BC【解析】若將P向左滑，則R2減小，總電阻減小，總電流變大，則A表讀數(shù)變大，R1和內(nèi)阻上的電壓變大，則R2上的電壓減小，即V表的讀數(shù)減小，選項A錯誤；若將P向左滑，R1上的電壓變大，電容器兩板電壓變大，則Q=CU，可知，兩極板上帶電荷量增加，兩板間場強變大，根據(jù)Eq=mgtanθ可知，θ將增大，選項B、C正確；若斷開S，則兩板間帶電量Q一定，根據(jù)，，可得，則將N板向M板靠近，兩板間場強不變，則角度θ將不變，選項D錯誤。三、解答題15．（2024·湖南郴州·期中）如圖所示，電源電動勢E=6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V，0.9W”，