小题精练11 恒定电流功率问题-备考2025年高考物理题型突破讲练

试卷更新日期：2025-03-12 类型：二轮复习

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一、电路的动态分析

1. 某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性，实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变，则（）

A、直接测量R的电压时，按图乙接入多用电表 B、直接测量R的电流时，按图丙接入多用电表 C、正确测量R的电压时，多用电表示数随光照强度增大而增大 D、正确测量R的电流时，多用电表示数随光照强度增大而减小

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2. 在图1的电路中，电源电动势为E，内阻为r， $R_{1}$ 为定值电阻、 $R_{2}$ 为滑动变阻器（0～ $50 Ω$ ）。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流表示数变化的关系如图2所示。不考虑电表对电路的影响，则（）

A、电源的电动势为 $7.5 V$ ，内阻为 $12.5 Ω$ B、定值电阻 $R_{1}$ 阻值为 $10 Ω$ C、当滑动变阻器 $R_{2}$ 的阻值为 $10 Ω$ 时， $R_{2}$ 上消耗的电功率最大 D、滑动触头P向右滑动过程中电源的输出功率先增大后减小

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3. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R₀为定值电阻，且r<R₀ ，电容器的电容为C。闭合开关S，调节可变电阻R的阻值，电流稳定时，电压表示数为U，电流表示数为Ⅰ，电压表示数的变化量为 $Δ U$ ，电流表示数的变化量为 $Δ I$ ，则（　　）

A、将可变电阻R调大，电流稳定时，电源输出功率会增加 B、电容器中电荷的变化量为 $C Δ U$ C、 $\frac{U}{I} = R_{0} + r$ D、 $\frac{Δ U}{Δ I} = R$

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4. 如图所示电路，电表均为理想电表，当将滑动变阻器 $R_{3}$ 的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是（　　）

A、电压表V₁的示数变大 B、定值电阻 $R_{2}$ 的功率变大 C、电流表A的示数变大 D、电源的总功率变小

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5. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R₀ ，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　）

A、定值电阻功率减小 B、电源的总功率增加 C、电压表的示数变小，电流表的示数变小 D、电压表的示数变大，电流表的示数变大

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二、电路中的功率及效率问题

6. 两个电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 的伏安特性曲线如图所示，由图可知（）

A、 $R_{1}$ 的电阻 $R_{1} = t a n 45 ° Ω = 1 Ω$ B、 $R_{2}$ 的电阻随电压的增大而减小 C、当 $U = 1 V$ 时， $R_{2}$ 的电阻等于 $R_{1}$ 的电阻 D、曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率

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7. 如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接电阻R，t=0时，导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。导体棒在下滑过程中，流过导体棒的电流为i，产生的感应电动势为E，电阻R消耗的电功率为P，穿过导体棒与金属导轨和电阻R围成的线框的磁通量为 $φ$ ，关于i、 $φ$ 、E、P随时间t变化的关系图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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8. 电源（电动势为E、内阻为r）、电阻箱、理想电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值 $R = 2.0 Ω$ 时，理想电压表示数为6.0V。

(1)、当电阻箱接入电路的阻值 $R = 2.0 Ω$ 时，通过电阻箱的电流I为（    ）

A、1.0A B、2.0A C、3.0A D、4.0A

(2)、当电阻箱接入电路的阻值 $R = 2.0 Ω$ 时，5s内电阻箱产生的焦耳热Q为（    ）

A、30J B、60J C、90J D、150J

(3)、当电阻箱接入电路的阻值增大时，理想电压表的示数将（    ）

A、变大 B、变小 C、保持不变 D、以上说法都不对

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9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻 $R_{0} = 8 Ω$ 、理想二极管接在 $u = 36 s i n 100 π t (V)$ 的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 $P_{0}$ 初始位置在副线圈正中间。定值电阻 $R_{1} = 6 Ω$ ，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω，滑片 $P_{1}$ 初始位置在 $R = 3 Ω$ 处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（　　）

A、初始时，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.75A B、若保持 $P_{1}$ 位置不变， $P_{0}$ 向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小 C、若保持 $P_{1}$ 位置不变， $P_{0}$ 滑动时，当原副线圈匝数比 $n = 2$ 时， $R_{1}$ 上的功率最大约为3.4W D、若保持 $P_{0}$ 位置不变， $P_{1}$ 滑动时，当 $R = 3 Ω$ 时，理想变压器的输出功率有最大值约为10W

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10. 如图所示，L₁、L₂、L₃为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是（）

A、L₁变暗，L₂变亮，L₃变暗 B、L₁中电流变化量的绝对值大于L₂中电流变化量的绝对值 C、电源总功率可能增大 D、电源输出功率可能增大

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三、电源和电阻U－I图象的比较

11. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 组成电路。 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 可以同时接入电路，也可以单独接入电路。根据以上情形，以下说法正确的是（）

A、电源电动势为3V B、电源内阻为 $1 Ω$ C、将 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 串联后接到电源两端，电源两端电压最大 D、将 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 并联后接到电源两端，电源内电压最大

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12. 某同学将一直流电源的总功率P_E、输出功率P_R和电源内部的发热功率P_r随电流I变化的图线画在同一坐标上，如图中的a、b、c所示，下面说法正确的是（　　）

A、电源内阻为2Ω B、电源电动势为8V C、反映P_R变化的图线是b D、当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω

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13. 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）

A、电源的电动势为50V B、电源的内阻为 $\frac{25}{3}$ Ω C、电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω D、输出功率为120W时，输出电压是30V

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14. 在如图甲所示的电路中，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个理想电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则（　　）

A、电源内阻为 $10 Ω$ B、定值电阻R₁的最大功率为1.8W C、电源的最大输出功率为1.8W D、滑动变阻器R₂的最大功率为0.9W

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15. 在如图所示的 $U - I$ 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻 $R$ 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻 $R$ 相连组成闭合电路。下列说法错误的是（）

A、电源的电动势为 $3 V$ ，内阻为 $0.5 Ω$ B、电阻 $R$ 的阻值为 $1 Ω$ C、电源的输出功率为 $4 W$ D、电源的效率为 $50 %$

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四、破鼎提升

16. 如图所示电路中，电表均为理想电表，定值电阻 $R = 4 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{P}$ 的最大阻值为9Ω。闭合开关前，先将滑动变阻器 $R_{P}$ 的滑片移至最左端，只闭合开关 $S_{1}$ 时，电压表V的示数为3V；同时闭合开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 时，电流表A的示数为0.2A。下列说法正确的是（）

A、电源的电动势为 $E = 3 V$ ，内阻为 $r = 1 Ω$ B、将滑动变阻器 $R_{P}$ 的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率一直增大 C、当滑动变阻器 $R_{P}$ 接入电路的阻值为5Ω时，定值电阻R消耗的电功率最大 D、将滑动变阻器 $R_{P}$ 的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，滑至最右端时电源的输出功率最大，且最大值为 $P_{m} = 1 W$

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17. 如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容（C= $30 μF$ ，定值电阻R₀=1Ω，电源电动势E=4V，内阻r=1Ω。闭合开关S，将R的阻值调至2Ω时，下列说法中正确的是（　　）

A、电容器两端电压为1.5V B、电容器的电荷量为3×10^-5C C、滑动变阻器消耗的功率达到最大 D、电源的输出功率为最大值

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18. 如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R₁=0.5r，定值电阻R₂=2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V₁、V₂、V₃的示数变化量的绝对值分别为ΔU₁、ΔU₂、ΔU₃ ，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　）

A、 $Δ U_{1} > Δ U_{2}$ B、 $\frac{Δ U_{1}}{Δ I}$ 、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ 、 $\frac{Δ U_{3}}{Δ I}$ 均不变 C、电源的输出功率变大，电源效率变大 D、带电液滴将向下运动，定值电阻R₂中有从 $a$ 流向 $b$ 的瞬间电流

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19. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻 $R_{0} = 1 Ω$ ，副线圈上接有最大阻值为 $10 Ω$ 的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{1}{3}$ ，电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为 $Δ I$ 、 $Δ U$ ，下列说法正确的是（）

A、滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 B、 $\frac{Δ U}{I} = 1 Ω$ C、滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D、当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W

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20. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 都正常发光，且亮度相同，则（　　）

A、三个灯泡的额定电流相同 B、三个灯泡的额定电压相同 C、三个灯泡的电阻按从大到小排列是 $L_{1}$ 、 $L_{3}$ 、 $L_{2}$ D、当滑片P稍微向左滑动，灯 $L_{1}$ 和 $L_{3}$ 变暗，灯 $L_{2}$ 变亮

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21. 在如图所示的电路中，电源内阻为r， $R_{1}$ 是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器 $R_{2}$ 的滑片向上滑动，电表A、 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 都是理想电表，测得电压表 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 示数变化量的绝对值为 $Δ U_{1}$ 、 $Δ U_{2}$ 、 $Δ U_{3}$ ，电流表A示数变化量的绝对值为 $Δ I$ ，下列说法正确的是（）

A、 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 的示数都增大， $V_{3}$ 的示数减小 B、 $\frac{Δ U_{1}}{Δ I}$ 、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ 、 $\frac{Δ U_{3}}{Δ I}$ 均不变 C、电流表示数变小，灯泡变暗 D、电源效率增大

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五、直击高考

22. 如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（）

A、L₁ B、L₂ C、L₃ D、L₄

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23. 在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡 $L_{1}$ 的电阻是灯泡 $L_{2}$ 的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的电功率之比 $P_{1} : P_{2}$ 为（　　）

A、2︰1 B、1︰1 C、1︰2 D、1︰4

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24. $R_{1} 、 R_{2}$ 为两个完全相同的定值电阻， $R_{1}$ 两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的 $\sqrt{3}$ 倍）， $R_{2}$ 两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比 $Q_{1} : Q_{2}$ 为( )

A、 $2 : 3$ B、 $4 : 3$ C、 $2 : \sqrt{3}$ D、 $5 : 4$

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25. 如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为 $R_{1} = 2 Ω$ ， $R_{2} = 3 Ω$ ， $R_{3} = 2 Ω$ ， $R_{4} = 4 Ω$ ，电源电动势 $E = 12 V$ ，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（）

A、 $R_{1}$ B、 $R_{2}$ C、 $R_{3}$ D、 $R_{4}$

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26. 如图所示电路，已知电源电动势为 $E$ ，内阻不计，电容器电容为 $C$ ，闭合开关 $K$ ，待电路稳定后，电容器上电荷量为（）

A、 $C E$ B、 $\frac{1}{2} C E$ C、 $\frac{2}{5} C E$ D、 $\frac{3}{5} C E$

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27. 小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n₁、n₂。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（）

A、n₁：n₂ = 110：3 B、当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小 C、当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D、图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大

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28. 如图，理想变压器原线圈接在 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 2 ： 1$ ，为了使图中“ $100V$ ， $50W$ ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）

A、仅将滑片P向上滑动 B、仅将滑片P向下滑动 C、仅在副线圈电路中并联一个阻值为 $20 Ω$ 的电阻 D、仅在副线圈电路中串联一个阻值为 $20 Ω$ 的电阻

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29. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线 $O O'$ 与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒 $M N$ 平行 $O O'$ 放置在导轨图示位置，由静止释放。 $M N$ 运动过程中始终平行于 $O O'$ 且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是( )

A、 $M N$ 最终一定静止于 $O O'$ 位置 B、 $M N$ 运动过程中安培力始终做负功 C、从释放到第一次到达 $O O'$ 位置过程中， $M N$ 的速率一直在增大 D、从释放到第一次到达 $O O'$ 位置过程中， $M N$ 中电流方向由M到N

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