【备战2022】高考物理复习 2022年模拟题汇编（2）专题八 恒定电流

2022高考物理复习2022届模拟题汇编（2）专题八恒定电流1.（2022安徽皖南八校联考）如图所示，电池的电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况：A.电流表一直减小，电压表一直增大．B.电流表一直增大，电压表一直减小C.电流表先减小后增大，电压表先增大后减小D.电流表先增大后减小电压表先减小后增大答案：C解析：外电路是滑动变阻器两部分并联，当两部分电阻值相等时，外电阻阻值最大，路端电压达到最大值，干路电流最小，所以当滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中，电流表先减小后增大，电压表先增大后减小，选项C正确。2．（2022四川自贡一诊）有一种测量人体重的电子秤，其原理如右图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30－0.02F（F和R的单位分别是N和）。下列说法正确是（）A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能测量的最大体重是1300NC．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.400A处2．答案：AC解析：由E=I(r+R)可得R最小值为R=2Ω.由R=30－0.02F可得F最大值为1400N，选项A正确B错误；该秤零刻度线为F=0，R=30Ω，对应电流I=E/(r+30)=0.375A，选项C正确D错误.3、（2022江苏常州模拟）有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F（F和R的单位分别为N和Ω）。下列说法中正确的是：（）6\nG压力传感器踏板RA、该秤能测量的最大体重是2600NB、该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处C、电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小D、该秤可以通过电路规律转换成F=3200+1200/I关系进行刻度转换答案：AB解析：电路中最大电流为2A，由闭合电路欧姆定律，E=I(r+R+rA)可解得压力传感器R的最小值为4Ω，由电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F可得压力最大值F=2600N，即该秤能测量的最大体重是2600N，选项A正确；踏板空载时，F=0，R=30Ω，由闭合电路欧姆定律，E=I(r+R+rA)可解得I=0.375A，选项B正确；由E=I(r+R+rA)和R=30-0.01F可得E=I(r+30-0.01F+rA)，电流表G的量程I越大，则能测量的最大体重F越大，选项C错误；由E=I(r+30-0.01F+rA)可得，F=3200-1200/I，选项D错误。4、如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变大C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D．当滑动头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率答案：C解析：根据电路可知A板电势高于B板电势，AB间电场强度方向水平向右。小球受电场力也水平向右，故小球带正电，所以A项错误；当滑动头从a向b滑动时，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，故细线的偏角变小，所以B项错误；当极板间电压减小，极板的带电量将减小而放电，又由于A板带正电，故放电电流从上向下流过电流表，所以C项正确；由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所示无法判断电源的输出功率变化的规律，所以D项错误。5.（2022年上海华师大附中等八校联考）如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A6\n，灯L恰能正常发光。（1）求电源的电动势；（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；（3）当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？5．解：（1）电源的电动势E=UL+IR1+Ir=3V+1×2V+1×1V=6V.（2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I=E/(R1+r)=2A。（3）灯L电阻RL=U2/P=6Ω，设滑动阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3L==，由闭合电路欧姆定律，I=E/(R1+r+R3L)，将已知量代人，化简得：I=。又，U3=IRL3=，所以P3====,当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W.。6．节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示，喷口距离地面的高度h=1.8m，能沿水平方向旋转，水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率v0=15m/s，每秒喷出水的质量m0=4.0kg。所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度H=1.95m，并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r=5.0Ω。电动机正常工作时，电动机的输入电压U=220V，输入电流I=4.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。（计算时可取3，球体表面积公式S=4πr2）（1）求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积；（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率；6\n（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的电能存储起来供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积。已知：太阳光传播到达地面的过程中大约有％的能量损耗，太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离R=1.5×1011m，太阳能电池的能量转化效率约为％，蓄电池释放电能的效率约为％。6．（14分）解：（1）（3分）水从喷口喷出后做平抛运动下落高度：h=gt2，解得t=0.6s。（1分）最大水平位移：x=v0t=9m。（1分）喷灌面积：S=πx2=243m2。（1分）（2）（6分）电动机的输入功率：P电=UI=880W。（1分）电动机的热功率：P热=I2r=80W。（1分）水泵的输入功率等于电动机的输出功率：P入=P电-P热=800W。（1分）水泵的输出功率：（1分）m=m0t，可求得P出=600W。（1分）水泵效率：（1分）（3）（5分）电池板最小面积接收太阳能的功率：（2分）电池板接收太阳能转化为电能的功率：P电=P×15%×90%=UI=880W。（2分）联立以上二式得：6.6m2。（1分）7．（20分）如图是一个货物运输装置示意图，BC是平台，AB是长L=12m的传送带，BA两端的高度差h=2．4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动，安全运行的最大速度为vm=6m/s。假设断电后，电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物，轻轻放上传送带上的A点，然后被传送带运输到平台BC上，货物与传送带之间的动摩擦因数为0.6\n4。由于传送带较为平坦，可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力；由于轮轴等方面的摩擦，电动机（转化为机械功）的效率为80%。取g=10m/s2。求：（1）要使该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间。（2）要把货物尽快地运送到BC平台，电动机的输出功率至少多大？（3）如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上，电动机的内阻r=6Ω，在把货物最快地运送到BC平台的过程中，电动机消耗的电能共有多少？.解题指导：分析货物运动过程，利用牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、功率、能量守恒定律及其相关知识列方程解答。解：（1）要使时间最短，货物应一直加速，设匀加速上行的加速度为a1，则有μmgcosθ-mgsinθ=ma1，把sinθ=2.4/12=0.2，cosθ≈1代入上式得：a1=2m/s2。由于受最大速度vm=6m/s的限制，易知经过t1=3s后货物匀速运动。加速位移l1=vmt1/2=9m，此后货物还得运动l2=12m-9m=3m，假设此后电动机不工作，由μmgcosθ+mgsinθ=ma2，解得货物上滑的加速度大小a2=6m/s2。货物能够上滑的最大距离为vm2/2a2=3m，刚好能够到达平台，假设正确。该货物能到达BC平台，电动机需工作的最短时间为tmin=t1=3s。（2）要把货物尽快地运送到BC平台，由第（1）小题可知货物应该先加速后匀速，在加速过程中，传送带受到的摩擦力f1=μmgcosθ=80N，需提供的最大功率P1=f1vm=80×6W=480W。之后匀速运动，受到的摩擦力f2=mgsinθ=40N，电动机功率P2=f2vm=40×6W=240W。考虑到效率，电动机的输出功率不得小于Pm=P1/0.80=600W。（3）由上述分析可知，匀加速运动时间t1=3s，此过程电动机的输出功率为P1’=600W。由P1’=UI1-I12r解得I1=10A。消耗电能E1=UI1t1=120×10×3J=3600J。6\n匀速运动过程，t2=l2/vm=0.5s，此过程电动机的输出功率为P2’=P2/0.80=300W。由P2’=UI2-I22r解得I2=（10-5）A。消耗电能E2=UI2t2=120×（10-5）×0.5J=（600-300）J。总消耗电能E=E1+E2=（4200-300）J=3776J。l8．有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图7所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0．314Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U＝100V，I＝100mA．（1）求：该钻孔的深度。(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200V内阻100Ω的电源相连，通电10分钟，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多，最多为多少？解：（1）盐水电阻R=U/I=1000Ω。由电阻定律R=ρh/S，S=πr2=3.14×10-2m2，解得h=100m。（2）当圆柱体电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，盐水产生热量最多。电源内阻r=100Ω，则截取的圆柱体内阻也应该等于R’=100Ω，圆柱体长度L=R’S/ρ=10m。圆柱体与电源组成闭合电路，电流I’=E/(r+R’)=1A热量最多为Q=I’2R’t=6×104J。6