中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 017 北京一模二模试题分类 -- 电流 (017 西城二 )0. 智能手机电池 快速充电技术 可以使用户在短时间内完成充电 比 如对一块额定电压 3.7V 容量 1430 毫安时的电池充电, 可以在半小时内将电池充到满 容量的 75% 结合本段文字和你所学知识, 关于 快速充电技术, 你认为下列叙述 中比较合理的是 A. 这里所提到的 毫安时 指的是一种能量单位 B. 这里所提到的 满容量的 75% 是指将电池电压充到 3.7V 的 75% C. 快速充电技术提高了锂电池的原有容量 D. 对额定电压 3.7V 的锂电池充电, 其充电电压应高于 3.7V (017 朝阳二 )16. 某家用电热壶铭牌如图所示, 其正常工作时电流的最大值是 A. 0.A B..5 A C. 5A D. 5 A (017 丰台二 )0. 如图所示是某电路的示意图, 虚线框 内是超导限流器 超导限流器是一种短路故障电流限制装置, 它由超导部件和限流电阻 并联组成 当通过超导部件的电流大于其临界电流 IC 时, 超导部件由超导态 ( 可认为 电阻为零 ) 转变为正常态 ( 可认为是一个纯电阻 ), 以此来限制故障电流 超导部件正 常态电阻 1=6Ω, 临界电流 IC=0.6A, 限流电阻 =1Ω, 灯泡 上标有 6V,3W 字样, 电源电动势 E=6V, 内阻忽略不计, 则下列判断不正确... 的是 A. 当灯泡正常发光时, 通过灯 的电流为 0.5A B. 当灯泡正常发光时, 通过 的电流为 0.5A C. 当灯泡 发生故障短路时, 通过 1 的电流为 1A D. 当灯泡 发生故障短路时, 通过 的电流为 0.5A (017 东城二 )0. 移动电源 ( 俗称充电宝 ) 解决了众多移动设备的 缺电之苦, 受到越来越多人的青睐 目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池 ( 电动势 3. 7 V) 及其充放电保护电路 充放电管理电路 升压电路等 其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机 平板电脑等移动设备所要求的输入电压 (5 V) 由于锂离子电池的材料特性, 在电池短路 过高或过低温度 过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液 起火或爆炸 为安全起见, 中国民航总局做出了相关规定, 如图 1 所示 民航总局关于携带充电宝出行的相关规定 低于 100Wh 100-160 Wh 超过 160 Wh 可随身携带, 不可托运 经航空公司批准才能随身携带 ( 不超过两块 ), 不可托运 禁止随身携带, 不可托运 图 1 为了给智能手机充电, 小明购买了一款移动电源, 其铭牌 第 1 页共 8 页 产品名称 : 移动电源电池容量 :10000mAh 3.7 V 电源输入 :5V-1A 电源输出 1:5V-1A 电源输出 :5V-.1A 图
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 如图 所示 给手机充电时该移动电源的效率按 80% 计算 根据以上材料, 请你判断 A. 这款移动电源能为手机提供的最大充电量为 8000mAh B. 这款移动电源充满电后所储存的总化学能为 37Wh C. 乘飞机出行时, 这款移动电源可以托运 D.Wh 与 mah 均为能量单位 (017 海淀二 )0. 电源的两个重要参数分别是电动势 E 和内电阻 r 对一个电路有两种特殊情况 : 当外电路断开时, 电源两端的电压等于电源电动势 ; 当外电路短路时, 短路电流等于电动势和内电阻的比值 现有一个电动势为 E 内电阻为 r 的电源和一阻值为 的定值电阻, 将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源, 这两种连接方式构成的等效电源分别如图 3 甲和乙中虚线框所示 设新的等效电源的电动势为 E, 内电阻为 r 试根据以上信息, 判断下列说法中正确的是 M N M N A. 甲图中的 r E ' E, r =+r r B. 甲图中的 E r E ' E, r =+r E r r 甲乙 C. 乙图中的 E =E, r r ' 图 3 r D. 乙图中的 E ' E, r r ' r r 0. 电源的两个重要参数是电动势 E 和内电阻 r 对一个闭合电路有两种特殊情况: 当 外电路断开时, 电源两端的电压等于电源电动势 ; 当外电路短路时, 短路电流等于电动势和 内电阻的比值 现有一个电动势为 E 内电阻为 r 的电源和一阻值为 0 的定值电阻, 将它 们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源, 这两种连接方式构成的等效电源分别如图 3 甲和乙虚线框所示,r 1 和 r 分别为甲 乙等效电源的内阻 当这两个新的等效电源分别和 一阻值为 的电阻连接时, 新的等效电源输出功率 相等 ; 若改为将 ( <) 分别接在这两个新的等 效电源两端, 新的等效电源的输出功率分别为 P 1 P, 则 ( D ) A.r 1<r,P 1<P B.r 1>r,P 1>P C.r1<r,P1>P D.r1>r,P1<P (017 通州一 )17. 两个具有固定电容量的平行板电容器 C1 C, 在其充电过程中, 所 带电量 q 与两极板间电势差 u 关系如图所示, 下列说法中正确的是 A. 电容器 C1 的电容小于电容器 C 的电容 B. 电容器的电容大小由电势差和所带的电量决定 C. 若两极板间的电势差相同, 则电容器 C1 储存的电能多 D. 若两电容器储存的电量相同, 则电容器 C1 储存的电能多 (017 通州一 )19. 某探究小组欲将一个已知内阻的小量程的电流表改装成不同量程的 电压表, 以下说法正确的是 A. 将电流表与电阻箱并联, 电阻箱所选阻值越大, 改装后的电压表量程越大 B. 将电流表与电阻箱串联, 电阻箱所选阻值越大, 改装后的电压表量程越小 C. 对于改装正确的电压表, 指针偏转角度与通过它的实际电流大小无关 M E r 甲 N 图 3 M E 乙 0 r u N 1 q 第 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 D. 用改装正确的电压表测量某一段电路两端的电压, 其测量值比真实值偏小 (017 丰台一 )16. 在如图所示电路中, 电源内阻不可忽略 开关 闭合后, 在滑动变阻 器 的滑动端由 b 向 a 缓慢滑动的过程中, 下列说法正确的 是 A. 电流表的示数增大 B. 电压表的示数减小 C. 电容器 C 的电容增大 D. 电容器 C 所带电荷量增大 (017 丰台一 )19. 某同学想要描绘标有.5 V,0.3 A 字样的小灯泡的伏安特性曲线, 要求测量数据尽量精确, 绘制曲线完整 实验室提供的器材除了开关 导线外, 还有电压表 (0~ 3 V, 内阻约 3 kω) 电流表 (0~0.6 A, 内阻约 0.1 Ω) 滑动变阻器 (0~10 Ω, 额定电流 1 A) 滑动变阻器 (0~100 Ω, 额定电流 1 A) 图甲是该同学实验中的实物连线图, 图乙是测得数据后绘出的小灯泡伏安特性曲线 下列选项中说法正确的是 E 1 r A b a V C 0.4 I/A 0.3 0. 0.1 U/V 0 1.0 图乙.0 3. A. 图甲中的滑动变阻器选择 调节效果较好 B. 为了减小电表内阻带来的误差, 图甲中导线 1 应该连接 b 处 C. 为了满足实验数据的测量要求, 图甲中导线 应该连接 d 处 D. 由图乙可知, 拐点两侧区域小灯泡阻值分别恒定, 但两定值不等 (017 新编 ) 经典电磁理论认为 : 当金属导体两端电压稳定后, 导体中产生恒定电场, 这 种恒定电场的性质与静电场相同 设在某段粗细均匀的金属导线两端加恒定电压 U 时候, 通过的恒定电流为 I (1) 功是能量转化的量度, 电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程, 所谓电流 做功, 实质上是导体中的恒定电场对自由移动电荷的静电力在做功 请证明该段金属导线消 耗的电功率为 IU; () 由于恒定电场的作用, 导体内自由电子定向移动的速率增加, 而运动过程中会与导体 内不动的粒子发生碰撞从而减速, 因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化, 相当于 每个电子在运动中都受到阻力, 请证明金属导线内电子克服阻力的功率也为 IU (3) 金属导线通电后若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏 设通电产生的焦耳热与 金属导线升高的温度之间满足如下关系 Q kcm T, 其中 c 表示导体的比热,m 为导体的 第 3 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 质量,ΔT 表示升高的温度,k 为大于 1 的常数 请你分析说明, 为避免升温过快, 有哪些 措施 (3) 设有一小段长为 l 的电阻线, 其横截面积为, 电阻率为 ρ, 密度为 ρ,, 通过它的电流为 I, 因为通电产生焦耳热使这段电阻线经过时间 Δt 温度升高 T, 电流流过电阻线产生的焦耳热 Q I t, 其中 l 此热量的一部分被电阻线吸收, 温度升高, 此过程满足 I t kcm T, 其中 m, l T I 联立, 整理, 有 : t kc, 由于 k c, 都是常数, 所以 T t I 与 成正比 T t 表示单位时间内升高的温度 ; T t I 与 成正比表明 : (017 昌平二 )3.(18 分 ) 当平行板电容器的两极板间是真空时, 电容 C 与极板的正对面积 极板间距离 d 的关系为 C 对给定的平行板电容器充电, 当该电容器极板所带电荷量 Q 变 4πkd 化时, 两极板间的电势差 U 也随之变化 (1) 在图 14 所示的坐标系中画出电容器带电量 Q 与极板间电势差 U 的关系图像 () 电容器储存的电能等于电源搬运电荷从一个极板到另一个极板过程中, 克服电场力所做的功 在弹簧弹力 F 与形变量 x 关系图像中, 图像与 x 轴围成的面积代表弹簧弹性势能的大小 与之类比, 1 推导电容器储存的电能表达式 E CU (3) 若保持平行板电容器带电量 Q 极板正对面积 不变, 两极板间为真空, 将板间距离由 d1 增大到 d, 需要克服电场力做多少功? 3.(18 分 ) (1) 对于给定的电容器,Q=CU,Q-U 图像如图所示 (3 分 ) 第 4 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 () 该图像的斜率为电容器电容 C, 图像与横坐标轴围成的面积为对电容 1 器充电过程中, 电容器储存的电能 故 E QU (3 分 ) 由 Q=CU ( 分 ) 1 得 : E CU (3) 板间距离为 d 时, 平行板电容器的电容为 C 4πkd Q 当电容器带电量为 Q 时, 两板间电压 U (3 分 ) C πkdq 得电容器储存的电能为 E (3 分 ) 当板间距离由 d1 增大到 d 时, 电容器储存的电能增加量为 πkq E E E1 ( d d1) (3 分 ) πkq 故需要克服电场力做功 W E ( d d1) (1 分 ) (017 东城一 )4.(0 分 ) 利用图像分析问题是物理学中常用的方法, 其中的斜率 面积通常具有明确的物理意义 a. 小明以 6m/s 的初速度将足球水平踢出, 足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度 - 时间图像如图 1 所示 图 1 中图线与坐标轴所围的面积等于 1 个小方格的面积 (1) 请你判断 : 足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大 变小还是不变? () 求足球滚动了多远才停下来? b. 用如图 所示的电路研究电容器的放电过程, 其中电压传感器相当于一个理想电压表, 可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系 实验时将电阻箱 的阻值调至 000Ω, 将开关 拨到 a 端, 电源向电容器充电, 待电路稳定后, 将电压传感器打开, 再将开关 拨到 b 端, 电容器通过电阻箱放电 以 拨到 b 端时为 t=0 时刻, 电压传感器测得的电压 U 随时间 t 变化图像如图 3 所示 忽略导线及开关的电阻, 且不考虑电路的辐射问题 b a 电压传感器 C E,r 图 第 5 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 (1) 求电容器所带电荷量的最大值 () 在图 4 上定量画出放电过程中电容器两端电压 U 随电荷量 Q 变化的关系图像, 并据此 求出在电容器充电过程中电源内部产生的热量 4.(0 分 ) a.(1) 足球在滚动过程中受到的阻力变小 () 图 1 中图线与坐标轴所围的面积即为足球滚动距离, 足球滚动了 1m 才停下来 b.(1) 在电容器放电过程中的任意瞬时有 : Q = It 根据欧姆定律有 U I = U-t 图线与 t 轴所围面积除以电阻 即为电容器所带电荷量的最大值, 由图可知该面 积等于 1 个小方格的面积 因此电容器所带电荷量的最大值 -3 Q = 6 10 C () 电容器所带电荷量 Q 与其两端电压 U 成正比, 且由图 3 知电容器所带电荷量最大时, 电容器两端电压 U=6V 电源电动势 E=6V 放电过程中电容器两端电压 U 随电荷量 Q 变化的关系图像如答图 1 所示 电容器放电过程中任意瞬时释放的电势能 = UQ E c 答图 1 U-Q 图线与 Q 轴所围面积为电容器放电过程中释放的总电势能 Ec, 也是电容器在充电 时获得的总电势能 即 E c = 18mJ 电容器充电过程中, 非静电力做功提供的总能量 E总 = EQ = 36mJ 电容器充电过程中电源内部产生的热量 Q r = c E总 -E = 18mJ 说明 : 其他方法正确同样给分 (017 顺义一 )3.(18 分 ) 某课外小组设计了一种测定风速的装置, 其原理如图所示, 一个劲度系数 k=1300n/m 自然长度 0=0.5m 的弹簧一端固定在墙上的 M 点, 另一端 N 与导电的迎风板相连, 弹簧穿在光滑水平放置粗细均匀的电阻率较大的金属杆上, 弹簧是由不导电的材料制成的 迎风板面 第 6 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 积 0=0.5m, 工作时总是正对着风吹来的方向 电路的一端与迎风板相连, 另一端在 M 点 与金属杆相连 迎风板可在金属杆上滑动, 且与金属杆接触良好, 不计摩擦 定值电阻 =1.0Ω, 电源的电动势 E=1V, 内阻 r=0.5ω 闭合开关, 没有风吹时, 弹簧处于自然长 度, 电压表的示数 U1=3.0V, 某时刻由于风吹迎风板, 待迎风板再次稳定时, 电压表的示 数变为 U=.0V ( 电压表可看作理想表 ), 试分析求解 : (1) 此时风作用在迎风板上的力的大小 ; () 假设风 ( 运动的空气 ) 与迎风板作用后的速度变为零, 空气的密度为 1.3kg/m 3, 求风速的 大小 ; U (3) 对于金属导体, 从宏观上看, 其电阻定义为 : 金属导体的电阻满足电阻定律: I 在中学教材中, 我们是从实验中总结出电阻定律的, 而 金属经典电子论 认 为, 电子定向运动是一段一段加速运动的接替, 各段加速都是从定向速度为零开始 设有一 段通电金属导体, 其长为, 横截面积为, 自由电子电量为 e 质量为 m, 单位体积内自 由电子数为 n, 自由电子两次碰撞之间的时间为 t0 试利用金属电子论, 从理论上推导金属 导体的电阻 3.(1) 有风时金属杆接入电路的电阻为 E 有 U r 得 U r E U 0.3Ω 此时, 弹簧的长度 0 0.3m 弹簧的压缩量 x 0.m 1 0 根据平衡条件, 此时的风力 F kx 60N (6 分 ) () 设风速为 v 在 Δt 时间内接触到吹风板的空气质量为 Δm Δm vδt 根据动量定理可得 FΔt v Δtv 得 v F 0m/s (6 分 ) (3) 设导体两端的电压为 U, 自由电子定向运动的平均速率为 v; v 由牛顿运动定律和运动学规律得 : m at 0 ee v t0 m 从微观上看, 电流强度 I nev 第 7 页共 8 页
中央民族大学附属中学赵子强微信 17548503 综上, 由电阻的定义得 U E E E I nev at 0 ee ne ne t0 m 所以 (6 分 ) m ne t 0 第 8 页共 8 页