1、专题九 恒定电流经典特训题组1.一根长为 L，横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积内自由电子数为 n，电子的质量为 m、电荷量为 e，在棒两端加上恒定的电压 U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为()A.UneLB.US2neLCneLD.neSLU 答案 A 解析 根据电流的微观表达式可知 InevS，由欧姆定律可得 IUR，根据电阻定律可得 RLS，联立可得 v UneL，故 A 正确。2.(多选)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡并联，通电后各自的电流 I 随所加的电压 U 变化的图线如图所示，M 为两元件的伏安特性曲线的交点
2、。则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中，正确的是()A图中图线 b 是小灯泡的伏安特性曲线，图线 a 是热敏电阻的伏安特性曲线 B图中图线 a 是小灯泡的伏安特性曲线，图线 b 是热敏电阻的伏安特性曲线 C图线中的 M 点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值 D图线中 M 点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等 答案 AD 解析 热敏电阻电阻值随温度升高而减小，电压增大，电流增大，电流热效应增强，温度升高，所以图线上电压越大的点对应电阻越小，与原点连线应越远离 U 轴，故图线 a 表示热敏电阻伏安曲线，小灯泡电阻为金属热电阻，其大小随温度升高而增大，电压越大的点与原点连线应越靠近
3、U 轴，所以图线 b 表示小灯泡的伏安特性曲线，A 正确，B 错误；M 点处，小灯泡和热敏电阻的 I、U 都相同，根据 RUI 可得，此时它们的电阻相等，根据 PUI 可得，此时它们的功率相等，故 C 错误，D 正确。3用电压表检查如图电路中的故障，测得 Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，则此故障可能是()AL 断路BR 断路 CR断路DS 断路 答案 B 解析 由 Ucd0 V，Ubc0 V 可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得Uad5.0 V 和 Uab5.0 V 可知，b、d 两点等电势，电键 S、灯泡 L、电阻 R均为通路，所以故障可能是 R 断路，
4、正确选项为 B。4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.34、14B.13、23 C.12、12D.23、13 答案 D 解析 根据效率的定义可得电源效率 UIEIUE，E 为电源的电动势，根据图象可知 Ua2E3，UbE3，所以 a、b 的值分别为23、13，D 正确。5.某电池对纯电阻供电的输出功率 P 随电流 I 变化的图象如图所示，则下列说法正确的是()A该电源的电动势 E2 V
5、B该电源的内阻 r1 C若 I2 A 时，则外电阻 R1 D同一输出功率 P 可对应两个不同的电流 I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，且 rR1R2 答案 A 解析 对于电源，输出功率 PEII2rrIE2r2E24r，当 I E2r时，输出功率最大，为 PE24r，结合图象，有E2r2，E24r2，联立计算得出 E2 V，r0.5，所以 A 正确，B 错误；若 I2 A，根据闭合电路欧姆定律，有 I ERr，计算得出 R0.5，故 C 错误；结合图象，同一输出功率 P 可对应两个不同的电流 I1、I2，即对应两个不同的外电阻 R1、R2，有ErR12R1ErR22R2，计算得出
6、r2R1R2，故 D 错误。6在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1 和 R3 均为定值电阻，R2 为滑动变阻器。当 R2 的滑动触点在 a 端时，合上开关 S，此时三个电表A1、A2 和 V 的示数分别为 I1、I2 和 U。现将 R2 的滑动触点向 b 端移动，则三个电表示数的变化情况是()AI1 增大，I2 不变，U 增大 BI1 减小，I2 增大，U 减小 CI1 增大，I2 减小，U 增大 DI1 减小，I2 不变，U 减小 答案 B 解析 R2 的滑动触点向 b 端移动时，R2 的阻值减小，外电路的总电阻减小，电路中总电流 I 增大，路端电压 U(UEIr)减小
7、，由 R3 两端电压(IR3)增大可知R1 两端电压减小(U1UIR3)，I1 减小I1U1R1，I2 增大(I2II1)，所以三个电表示数的变化情况是 I1 减小，I2 增大，U 减小，正确选项是 B。7.(多选)如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 r，电路中的电阻 R1、R2 和 R3 的阻值都相同。在开关 S 处于闭合状态下，若将开关 S1 由位置 1 切换到位置 2，则()A电压表的示数变大 B电池内部消耗的功率变大 C电阻 R2 两端的电压变大 D电池的效率变大 答案 BC 解析 若将开关 S1 由位置 1 切换到位置 2，外电路电阻减小，电源输出电流 I增大，路端电压 U
8、 减小，电压表的示数变小，A 错误；电池内部消耗的功率 P 内I2r 变大，B 正确；设 R1R2R3R，S 接 1 时，流过 R2的电流 I212ErR3 R1R2R1R2E2r3R；S 切换到 2 时，流过 R2 的电流 I223ErR1R3R2R1R2R3E1.5rR，流过R2 的电流变大，电阻 R2 两端的电压变大，C 正确；电池的效率 UE变小，D 错误。8.如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下滑动时()A电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大 B电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小 C电压表 V 读数先变大后变小，电流表
9、A 读数先变小后变大 D电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小 答案 A 解析 当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下滑动时，外电路电阻先增大后减小，路端电压先变大后变小，电压表 V 读数先变大后变小；P 从最高端滑到中点的过程中，电流表所在支路分得的电压增大，电阻减小，故电流增大，P 从中点继续往下滑时，并联部分电压减小，电路中总电流增大，并联部分无电流表的支路中电流由于电阻增大而减小，故电流表所在支路电流增大，即整个过程电流表 A 读数变大，A 正确。9.(多选)如图所示，C 为平行板电容器，C 中有一带电液滴刚好静止，M 点接地，开始时开关 K 闭合。下列说法正确的
10、有()A液滴带负电 B若将开关 K 断开，液滴将向上运动 C若只让 C 的上极板向上移动，液滴可能打到上极板 D若滑动触头 P 向上移动，电容器上极板的电势将升高 答案 AB 解析 由图可知，C 上极板带正电荷，下极板带负电荷，C 中电场方向向下，带电液滴受电场力向上，液滴带负电，A 正确；若将开关断开，则 C 两端的电压升高，C 中场强增大，液滴所受电场力增大，液滴向上运动，B 正确；若只让 C的上极板向上移动，而 C 两端的电压不变，则 C 中的场强减小，液滴所受电场力减小，液滴向下运动，C 错误；若滑动触头 P 向上移动，则电阻 R 接入电路的电阻减小，UR 减小，UC 减小，而 M 点
11、保持接地，则上极板电势降低，D 错误。10在如图甲所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法错误的是()A图线 a 表示的是电压表 V3 的示数随电流表示数变化的情况 B图线 c 表示的是电压表 V2 的示数随电流表示数变化的情况 C此过程中电压表 V1 示数的变化量 U1 和电流表示数变化量 I 的比值变大 D此过程中电压表 V2 示数的变化量 U2 和电流表示数变化量 I 的比值不变 答案 C 解析 由电路图甲得，V1 测路端电压 U1，V2 测 R1 两端电压
12、 U2，V3 测 R2 两端电压 U3。若电源无内阻，则 V1 不随电流变化，与图乙矛盾，则电源存在内阻 r。滑动触头 P 向上滑动，则 R2 减小，电路总电阻减小，回路电流增大。因 U3EI(R1r)，I 增大，则 U3 减小，且 U3IR2，当 R2 减小为零时，U3 为零，所以图乙中图线 a 表示电压表 V3 的示数随电流表示数变化的情况，即 A 正确；因 R1 不变，电流增大，则 U2 增大，所以图乙中图线 c 表示电压表 V2 的示数随电流表示数变化的情况，即 B 正确；因 U1EIr，U1EIr，则 U1rI，所以 U1 和I 的比值不变，即 C 错误；因 U2IR1，则 U2R1
13、I，则 U2 和 I 的比值不变，即 D 正确。11若氢原子的核外电子绕核做半径为 r 的匀速圆周运动，则其角速度 _；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流 I_。(已知电子的质量为 m，电量为 e，静电力常量用 k 表示)答案 erkmr e22rkmr 解析 由 ke2r2m2r，解得 erkmr。由电流定义式得 IeT，又 T2联立解得 I e22rkmr。真题调研题组1(2016上海高考)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此()A电动势是一种非静电力 B电动势越大，表明电源储存的电能越多 C电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D电动势就是闭合电路
14、中电源两端的电压 答案 C 解析 电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故 A、B 错误，而 C 正确；闭合电路中电源两端电压是路端电压，电源内阻不可忽略时，该电压大小小于电源电动势，故 D 错误。2(2019江苏高考)如图所示的电路中，电阻 R2。断开 S 后，电压表的读数为 3 V；闭合 S 后，电压表的读数为 2 V，则电源的内阻 r 为()A1 B2 C3 D4 答案 A 解析 当 S 断开后，电压表读数为 U3 V，可知电源电动势 E3 V；当 S闭合后，电压表读数为 U2 V，由闭合电路欧姆
15、定律知 EUIr，且 IUR，整理得电源内阻 rEURU1，A 正确。3.(2016江苏高考)(多选)如图所示的电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 2，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关 S，下列说法正确的有()A路端电压为 10 V B电源的总功率为 10 W Ca、b 间电压的大小为 5 V Da、b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A 答案 AC 解析 由题图知外电路的总电阻为 10，回路总电阻 R 总为 12，根据闭合电路欧姆定律可求干路电流 I ER总1 A，所以路端电压为 U 外IR 外10 V，所以A 正确；电源的总功率 PIE12 W，故 B 错误；根据并联电路的特点
16、可求流过 a、b 电流均为 0.5 A，所以 Uba0.5(155)V5 V，故 C 正确；a、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求外电路电阻为 7.5，回路总电阻 R 总为 9.5，IER总1.3 A，所以 D 错误。4(2016全国卷)阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关 S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为 Q2。Q1 与 Q2 的比值为()A.25B.12C.35D.23 答案 C 解析 根据等效电路，开关 S 断开时，电容器的电压 U1ER23R23R1215E，得 Q1CU1；S
17、 闭合时，U2ER12R12R13E，Q2CU2，故Q1Q2U1U235，故选 C。5.(2016上海高考)(多选)如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为 U，电流表示数为 I；在滑动变阻器 R1 的滑片 P 由 a 端滑到 b 端的过程中()AU 先变大后变小 BI 先变小后变大 CU 与 I 比值先变大后变小 DU 变化量与 I 变化量比值等于 R3 答案 BC 解析 据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故 A 错误；滑片滑动过程中，总电阻的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增加，U 与 I 比值为接入电路的 R1 与 R2 的总电阻，是先变大
18、后变小，故 B、C正确；由于电压表示数没有变化，故 D 错误。6.(2018江苏高考)(多选)如图所示，电源 E 对电容器 C 充电，当 C 两端电压达到 80 V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C 放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C 充电，这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路()A充电时，通过 R 的电流不变 B若 R 增大，则充电时间变长 C若 C 增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D若 E 减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 答案 BCD 解析 电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此通过 R 的电流变小，A 错
19、误；当电阻 R 增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，B 正确；若 C 增大，根据 QCU，电容器的电荷量增大，所以放出的电荷量增大，闪光灯闪光一次通过的电荷量增大，C 正确；当电源电动势为 85 V 时，电源给电容器充电，电容器两端电压仍能达到 80 V，所以闪光灯仍然能发光，闪光一次通过的电荷量不变，D 正确。模拟冲刺题组1(2019湖北武汉二模)2019 年 3 月 19 日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000 倍。电导率 就是电阻率 的倒数，即 1。下列说法正确的是()A材料的电导率越小，
20、其导电性能越强 B材料的电导率与材料的形状有关 C电导率的单位是 1m D电导率大小与温度无关 答案 C 解析 材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，A 错误；材料的电阻率与材料的形状无关，则电导率与材料的形状无关，B 错误；根据 RLS，则 1 LRS，则电导率的单位是 mm2 1m，C 正确；材料的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，D 错误。2(2019陕西八校高三 4 月联考)如图所示，电源电动势为 E，内阻为 r，电路中的 R1 为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)，R2 为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表。当开关 S 闭合时，下列说法正确的是()A增大光照强
21、度，电流表示数变小 B增大光照强度，电压表示数变小 C减小光照强度，R2 消耗的功率变大 D减小光照强度，电源的总功率变大 答案 B 解析 当光照强度增大时，光敏电阻的阻值减小，回路总电阻减小，则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，由 UEIr 可知，路端电压减小，故电压表示数减小，A 错误，B 正确；当光照强度减小时，光敏电阻的阻值增大，总电阻增大，则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，结合 PI2R2 可知，R2 消耗的功率变小，C 错误；由 C 分析可知，减小光照强度，电路中总电流减小，由 PEI 可知电源的总功率减小，D 错误。3(2019辽宁省沈阳市一模)某同学将一闭合电
22、路电源的总功率 PE、输出功率PR 和电源内部的发热功率 Pr 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c 所示，则下列判断正确的是()A直线 a 表示电源内部的发热功率随电流 I 变化的图线 B曲线 b 表示电源的总功率随电流 I 变化的图线 C曲线 c 表示电源的输出功率随电流 I 变化的图线 D电源的电动势 E3 V，内电阻 r2 答案 C 解析 由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式 PEEI，PrI2r 可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率 PE，b 是开口向上的抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率 Pr，c 表示外电阻的功率即为电源的输出功率 PREII2
23、r，所以 A、B 错误，C 正确；由图可知，当短路时电流为 2 A，总功率 PEEI6 W，则可知电源电动势为：E3 V，其内阻为：rEI32 1.5，故 D 错误。4(2019四川自贡高三一诊)(多选)如图所示的电路中，R1、R2 为定值电阻，R3 为可变电阻，C 为电容器，电源电动势为 E，内阻为 r，电压表与电流表均为理想电表。在可变电阻 R3 的滑片由 a 端向 b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A电流表的示数减小 B电压表的示数减小 C电容器的电荷量逐渐减少 D电源的输出功率一定增大 答案 BC 解析 可变电阻 R3 的滑片由 a 端向 b 端滑动的过程中，R3 的阻值减小，
24、总电阻减小，回路总电流 I 变大，则电流表的示数变大，电源内阻及 R1 上的电压变大，由闭合电路欧姆定律可知电压表示数减小，A 错误，B 正确；电容器两端的电压变小，可知电容器带电量变小，C 正确；由于不知道电源内阻与外电阻的关系，故不能确定电源输出功率的变化，D 错误。5(2019江苏南通一模)导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为 l、横断面积为 S，单位体积内自由电荷数为 n 的均匀导体两端加上电压 U，导体中出现一个匀强电场，导体内的自由电子(e)受匀强电场的电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率
25、 v 成正比，即可以表示为 kv(k 是常数)，当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中就形成了恒定电流，则该导体的电阻是()A.kle2nSB.kSe2nl C.ke2nlSD.klenS 答案 A 解析 由题意可知当电场力与阻力相等时形成恒定电流，则有Ul ekv，解得 vUekl，则导体中的电流 InevSne2SUkl，则由欧姆定律可得 RUI kle2nS，A 正确。6(2019江苏宿迁一调)如图所示，小灯泡的规格为“6 V 3 W”，R34，电源内阻 r1，闭合开关 S，灯泡 L 正常发光，电压表示数为零，电流表示数为 1 A，电表均为理想电表，则电源电动势 E 和电源输出功率 P
26、 分别为()AE8 V，P6 W BE8 V，P7 W CE9 V，P8 W DE9 V，P9 W 答案 C 解析 由题意可知，路端电压：UILR3UL1246V8 V，由公式：EUIr(811)V9 V，则电源的输出功率为：P 出IU8 W，故 C 正确。7(2019北京房山区二模)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示：一段横截面积为 S、长为 l 的金属电阻丝，单位体积内有 n 个自由电子，每一个电子电量为 e。该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为 U，假设自由电子定向移动的速率均为 v。(1)求导线中的电流
27、I；(2)有人说“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”。这种说法是否正确，通过计算说明；(3)为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为 j，导线的电阻率为，试证明：Ul j。答案(1)IneSv(2)正确，说明见解析(3)证明见解析 解析(1)电流的定义式 IQt，在 t 时间内，通过导线横截面的电荷量 QnSvte，因此 IneSv。(2)这种说法正确。在电路中，导线中电流做功为：WUIt 在导线中，恒定电场的场强 EUl，导体中全部自由电荷为：qnSle 导线
28、中的恒定电场对自由电荷力做的功：WqEvtqUl vtnSelUl vtnSevUt 又因为 IneSv，则 WUItW 故“导线中电流做功，实质上就是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功”是正确的。(3)由欧姆定律：UIR 由电阻定律：RlS 则 UIlS，则有：Ul IS 电流密度的定义：jQStIS 故Ul j。热门预测题组1(2019江苏七市二模)(多选)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻 R1 设计了图示电路，R 为变阻器，a、b 间接报警装置。当 a、b 间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则()A煤气浓度
29、越高，a、b 间电压越高 B煤气浓度越高，流过 R1 的电流越小 C煤气浓度越低，电源的功率越大 D调整变阻器 R 的阻值会影响报警装置的灵敏度 答案 AD 解析 煤气浓度越高气敏电阻 R1 阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流 I 越大，电阻两端电压 UIR 变大，即 a、b 间电压越高，故 A 正确，B 错误；煤气浓度越低，气敏电阻 R1 越大，电路总电阻越大，电路中的电流 I 越小，电源功率 PEI 越小，故 C 错误；调整变阻器 R 的阻值会改变煤气浓度一定时 a、b 间的电压，会影响报警器的灵敏度，故 D 正确。2(2019四川资阳二诊)如图所示，电源电动势
30、 E1.5 V，内电阻 r0.5，滑动变阻器 R1 的最大电阻 Rm5.0，定值电阻 R22.0，C 为平行板电容器，其电容为 3 F。将开关 S 与 a 接触，则()A当 R1 的阻值增大时，R2 两端的电压减小 B当 R1 接入电路阻值为 0.5 时，R1 消耗的功率最大 C将开关从 a 接向 b，流过 R3 的电流流向为 dc D将开关从 a 接向 b，待电路稳定，流过 R3 的电荷量为 9103 C 答案 A 解析 增大 R1 的阻值，R 总增大，I 总减小，流过 R2 的电流减小，R2 两端的电压减小，所以 A 正确；将 R2 与电源看做等效电源，当 R1R2r2.5 时，R1消耗的功率最大，所以 B 错误；开关接 a 时，电容器左极板带负电，开关接 b 时，左极板带正电，所以流过 R3 的电流流向为 cd，因此 C 错误；因 R1 接入的阻值未知，不能求出电容器上电压的变化，故不能求出流过 R3 的电荷量，所以 D 错误。
