专题09 恒定电流
第一部分名师综述
恒定电流主要考查以\电路\为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心，考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题；二是以闭合电路的欧姆定律为中心，考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系；三是以电路中的电工仪表的使用为中心，考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.
第二部分精选试题 一、单选题
1．毕节，是全国唯一一个以“开发扶贫、生态建设”为主题的试验区，是国家“西电东送”的主要能源基地。如图所示，赫章的韭菜坪建有风力发电机，风力带动叶片转动，叶片再带动转了(磁极)转动，使定子(线圈，不计电阻)中产生电流，实现风能向电能的转化。若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为ρ，额定风速下发电机的输出功率为P，则风能转化为电能的效率为
A． 【答案】 A 【解析】 【详解】
B． C． D． 风能转化为电能的工作原理为将风的动能转化为输出的电能，设风吹向发电机的时间为t，则在t时间内吹
向发电机的风的体积为 ，则风的质量 ，因此风吹过的动能为 ，在此时间内 发电机输出的电能 ，则风能转化为电能的效率为 ，故A正确，BCD错误。
2．如图所示，理想变压器原线圈两端A、B接在电动势E＝8V、内阻r＝2Ω的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器R相连，滑动变阻器阻值可在0～10Ω范围内变化，变压器原、副线圈的匝数比
为1∶2 ，下列说法正确的是
A．副线圈两端输出电压U2=16V B．副线圈中的电流I2＝2A
C．当电源输出功率最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值R＝8Ω D．当电源输出功率最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值R＝4Ω 【答案】 C 【解析】 【详解】
设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则有：U1=E-I1r，电阻R消耗的功率为：P=U2I2=U1I1，即为：P=（E-I1r）I1=-I1r-EI1，可见电流为： 时，P有最大值， 此时U1=4V，副线圈两端输出电压U2=2U1=8V，副线圈中的电流I2＝ ×2A=1A，此时滑动变阻器接入电路中的阻值 ，故C正确、ABD错误。 2
3．如图所示电路，初始时滑动变阻器的滑片 恰好位于中点位置，当开关 闭合时，三个小灯泡 、 、 恰好都正常发光，且亮度相同，电源电动势为 ，内阻为 ，下列说法正确的是
A．三个灯泡的额定电压相同
B．此时三个灯泡的电阻按从大到小排列是 、 、 C．当滑片 稍微向左滑动，灯 和 变暗，灯 变亮 D．当滑片 稍微向右滑动，灯 和 变暗，灯 变亮 【答案】 D 【解析】 【详解】
AB．由图知，变阻器R与3灯并联后与2灯串联，最后与1灯并联。三个小灯泡L1、L2、L3都正常发光，且亮度相同，说明额定功率相同；因灯1两端电压大于灯2、3两端电压，根据P= U2/R可知灯1的电阻最大；对于灯2、3：通过2的电流大于3的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式P=I2R分析可知，2的电阻小于3的电阻。可见，1灯电阻最大，2灯电阻最小。根据P= U2/R可知，额定功率相等，电阻不等，额定电压
不等，故AB错误。
CD．若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则L1变亮。通过L2电流I2=I-I1，I减小，I1增大，则I2减小，故L2变暗。L3电压U3=U-U2，U增大，U2减小，则U3增大，故L3变亮。故C错误；同理当滑片P稍微向右滑动，灯L1和L3变暗，灯L2变亮，D正确。 故选D。 【点睛】
本题首先要搞清电路的连接方式，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析．三个灯比较电阻的大小，可两两进行比较，根据条件关系选择恰当的公式，功率相同的条件下，已知电压的大小关系，根据公式P=U2 /R ，比较电阻的大小；已知电流的大小关系，根据公式P=I2R比较电阻的大小．
4．如图所示，已知R1＝R4＝0.5 Ω，r＝1Ω，R2＝6 Ω，R3的最大阻值为6 Ω。在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，下列说法不正确的是( )
A．定值电阻R4的功率、电源的总功率均减小 B．电源的输出功率变小 C．电源的效率先增大后减小 D．MN并联部分的功率先增大后减小 【答案】 C 【解析】 【分析】
在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，滑动变阻器的电阻变大，总电阻变大，总电流减小，从而分析选项A；当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，分析选项B；电源的效率
，从而分析C；若将R1+R4等效为电源的内阻，则此时等效电源内阻为r′ Ω；因当外电路
电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，从而分析选项D. 【详解】
在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，滑动变阻器的电阻变大，总电阻变大，总电流减小，则根据P4=IR4可知定值电阻R4的功率减小，根据P=IE可知电源的总功率减小，选项A正确；因当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，而R1+R4=r，则当变阻器电阻变大时，外电路电阻远离电源内阻，则电源的输出功率减小，选项B正确；电源的效率 ，则当外电路电阻R变大时，电源的效率 2
变大，选项C错误；若将R1+R4等效为电源的内阻，则此时等效电源内阻为r′ Ω；滑动变阻器R3的滑片
K由最下端向最上端滑动过程中，MN之间的电阻从0增加到3Ω，则因当外电路电阻等于电源内阻时电源输
出功率最大，可知当MN之间的电阻等于2Ω时，MN之间的功率最大，则在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，MN并联部分的功率先增大后减小，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C. 【点睛】
此题是动态电路的分析问题；关键是知道当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，并且会将电路进行必要的等效，再进行分析.
5．某同学将一电路中电源的总功率 、输出功率 和电源内部发热功率 随电流I变化的图线画在了同一坐标上， 如图所示。则该电路
A．电源的电动势 ，内电阻 B．电流为1A时，外电阻为
C．b表示电源的输出功率，最大值为9W D．外电阻为 时，电源输出功率为 【答案】 B 【解析】 【分析】
，输出功率 三种功率与电流的关系是：直流电源的总功率 ，内部的发热功率 ，根据数学知识 求出电源的内阻。当选择图线。根据图线a斜率求解电源的电动势。由图读出电流 时，发热功率 ，
电流为1A时，结合欧姆定律求出外电阻。 【详解】
输出功率 根据直流电源的总功率 ，内部的发热功率 ，可知反映 变化的图线是b，反映 变化的 ， 是图线a，反映 变化的是图线c。图线a的斜率等于电源的电动势，由得到 ，内部的发热功率 ，
内阻为
，电源的最大输出功率
，故A、C错误；当电流为1A时，由 ，代入得到， 故B正确。外电阻为 ，等于内阻时，电源输出功率最大为 故D错误。
故选：B。 【点睛】
本题首先考查读图能力，物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义
6．在如图所示的电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离，待电路稳定后，与滑片移动
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