1、专题 28 恒定电流2019 年高三期末、一模物理试题分项解析一选择题1（2019 年 1 月湖北黄冈市调研）如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3 均为可变电阻，平行板电容器 C 的上下极板水平。当开关 S1 和 S2 处于闭合状态时，一带电液滴在电容器极板间恰好处于静止状态。下列选项中能使带电液滴向下运动的是A.保持开关 S1 和 S2 闭合，仅增大 R1 的阻值B保持开关 S1 和 S2 闭合，仅减小 R2 的阻值C保持开关 S1 和 S2 闭合，仅减小 R3 的阻值D同时断开开关 S1 和 S2，仅使电容器 C 下极板向上平移一小段距离【参考答案】AC2（2019 北京石景山期末）某
2、小灯泡的一段伏安特性曲线如图 6 所示，当通过灯泡的电流由 0.10A 变为0.15A 时，灯泡的电阻变化了A10 B30C40 D60【参考答案】.A 3（ 2019 北 京 西 城 期 末 ） 将一个内阻为 100、满偏电流为 3mA 的电流表，改装成量程为 00.6A 的电流表，则需要A串联一个阻值约为 0.5 的电阻 B串联一个阻值约为 5 的电阻C并联一个阻值约为 0.5 的电阻 D并联一个阻值约为 5 的电阻【参考答案】C【名师解析】将一个内阻为 100、满偏电流为 3mA 的电流表，改装成量程为 00.6A 的电流表，量程扩大 200 倍，则需要并联一个阻值为内阻的 1/199
3、的电阻，即并联一个阻值约为 0.5 的电阻，选项 C 正确。4. （2019 北京密云区期 末）杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成 LED 灯，已知高压钠灯功率为400W，LED 灯功率为 180W，若更换 4000 盏，则一个月可节约的电能约为A. 9102 kWh B. 3105 kWh C. 6105 kWh D. 11012 kWh 【名师解析】B【名师解析】若更换 4000 盏，则一个月可节约的电能约为 E=4000（0.400-0.180）3012kWh=3105 kWh，选项 B 正确。5一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V、10 Ah”字样。假设工作时电源(不计内阻)的
4、输入电压恒为 36 V，额定输出功率 180 W。由于电 动机发热造成能量损耗 (其他损耗不计)，电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是( )A额定工作电流为 10 AB动力电源充满电后总电荷量为 3.6103 CC电动自行车电动机的内阻为 7.2 D电动自行车保持额定功率行驶的最长时间是 2 h【参考答案】D6. （2019 广东佛山一模）如图所示的电路中，R 1 为定值电阻，R 2 为光敏电阻(光照越强电阻越小) ，C 为电容器，电源内阻不可忽略。闭合开关后，当光照增强时，下列说法正确的是A.电源的效率降低 B.电流表的示数减小C.R1 的电功率减小 D.电容器两端电势差减小 【参考
5、答案】A【名师解析】闭合开关后，当光照增强时，光敏电阻 R2 的阻值减小，电源输出电流增大，电流表示数增大，选项 B 错误；由 P=I2R 可知，R 1 的电功率增大，选项 C 错误，R 1 两端电势差增大，电容器两端电势差增大，选项 D 错误；由于电源输出电流 I 增大，电源内阻消耗的电功率 I2r 增大，内电压增大，导致电源外电路电压 U 减小，由 = IE100%=U100%可知，电源的效率降低，选项 A 正确。 将 220k高压电送至高铁牵引站，经牵引站变压后送达接触网。铁路沿线上方悬挂着的金属线就是接触网。接触网额定电压为 20k。车顶伸岀的“长辫子”般的受电弓与接触网滑动接触获得电
6、能而牵引列车运行。假设列车由 9 节车厢组成，除第 1、9 节两车厢为无动力车厢外，其余 7 节车厢均装备动力系统，各动力车厢产生的动力相同，每节车厢(含乘客行李等 )的平均质量均为 10 吨。假设运动时每节车厢所受的阻力恒为车重的10倍，该列车匀加速启动时，能在 12 分钟内将速度提升到 288km/h，此后列车保持恒定功率，列车达到最大速度后匀速运动。(g 取 10m/s2。)(1) 求列车在启动过程中总的牵引力大小；(2)求列车的最大速度；(3)设电力机车的效率为 50%，求列车以最大速度运行时接触网中的总电流。【名师解析】（1）列车匀加速启动时，能在 t=12 分钟=720s 内将速度
7、提升到 v=288km/h=80m/s，列车启动时的加速度 a=v/t=1/9m/s2，由 F-f=9ma，f=9mg0.1=910 4N解得：F=110 5N。（2）列车功率 P=Fv=110580W=81 06W由 P=fvm解得列车的最大速度 vm= 89m/s = 320km/h（3）由 P= UI 解得 I=800A.2.（1）如图 1 所示，固定于水平面的 U 形导线框处于竖直向下、磁感应强度为 B0的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为 l，左端接一电动势为 E0、内阻不计的电源。一质量为 m、电阻为 r 的导体棒 MN 垂直导线框放置并接触良好。闭合开关 S，导体棒从静止开始运动
8、。忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长。请分析说明导体棒 MN 的运动情况，在图 2 中画出速度 v 随时间 t 变化的示意图；并推导证明导体棒达到的最大速度为 ；（2）直流电动机是一种使用直流电流的动力装置，是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图 3 所示是一台最简单的直流电动机模型示意图，固定部分（定子）装了一对磁极，旋转部分（转子）装设圆柱形铁芯，将 abcd 矩形导线框固定在转子铁芯上，能与转子一起绕轴 OO 转动。线框与铁芯 是绝缘的，线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小，可认为磁场沿径向分布，线框无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，如图 4
9、 所示（侧面图）。已知 ab、cd 杆的质量均为 M、长度均为 L，其它部分质量不计，线框总电阻为 R。电源电动势为 E，内阻不计。当闭合开关 S，线框由静止开始在磁场中转动，线框所处位置的磁感应强度大小均为 B。忽略一切阻力与摩擦。a求：闭合开关后，线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中，电动机产生的内能 Q 内 ；b当电动机接上负载后，相当于线框受到恒定的阻力，阻力不同电动机的转动速度也不相同。求：ab、cd 两根杆的转动速度 v 多大时，电动机的输出功率 P 最大，并求出最大功率 Pm。 【参考答案】（1）导体棒先做加速 度减小的加速运动，后以最大速度 vm做匀速运动；图见解析；（2）a b（2）a设在这个过程中通过杆横截面的电量为 Q，稳定时两杆的速度为 vm根据能量守恒定律 稳定时有 E = 2BLv m在很短的时间t 内可认为电流不变，以 ab 为研究对象根据动量定理 BILt = Mv对整个过程求和有 BLQ =Mv m联立以上各式求得 b电动机的输出功率 P =EII2R求出 当 时，输出功率 P 最大根据 求出 当 时，输出功率 P 最大解得 最大功率
