高考對(duì)恒定電流這部分知識(shí)的考查主要涉及恒定電路的分析、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)，特別是電學(xué)實(shí)驗(yàn)幾乎每年必考。下面介紹2018年各地模擬題和高考題中有關(guān)恒定電流的幾道創(chuàng)新題，揭示它們與常規(guī)題之間的聯(lián)系。

一、恒定電路的分析

創(chuàng)新題1：光敏電阻是用硫化鈣或硒化鎘等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其阻值會(huì)隨光照強(qiáng)度的增大而減小，光敏電阻的這種特殊性能，在科技生活中得到了廣泛應(yīng)用。某應(yīng)用電路如圖l所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R。為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)（" ）。

A.電壓表的示數(shù)增大

B.R.中的電流減小

C.小燈泡的功率增大

D.R3的功率增大

解析：當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，光敏電阻R3的阻值減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，定值電阻R1兩端的電壓增大，故電壓表的示數(shù)增大。電路中的總電流增大，則電源內(nèi)電壓增大，定值電阻Ri兩端的電壓增大，由電壓分配關(guān)系可知，并聯(lián)電路兩端的電壓減小，故定值電阻R2中的電流減小。因總電流增大，定值電阻R2中的電流減小，小燈泡和光敏電阻R3中的電流增大，故小燈泡的功率增大。因光敏電阻R3的電流增大，其阻值減小，故無(wú)法判斷光敏電阻R3的功率的變化情況。答案為ABC。

追報(bào)溯源

在如圖2所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的觸頭P由a端向b端移動(dòng)時(shí)，則（" ）。

A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小

B.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大

C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大

D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小

提示：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的觸頭P由a端向b端移動(dòng)時(shí)，R3接人電路的阻值變小，外電路總電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，路端電壓減小，即電壓表示數(shù)變小。電流表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器中的電流，根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)得U=Ul +U2，I=Il=I2+I3，因?yàn)榭傠娏鱅增大，電阻R1兩端的電壓Ul增大，而路端電壓U是減小的，所以電阻R2兩端的電壓U2減小，電阻R。中的電流I2減小，滑動(dòng)變阻器R.中的電流I3增大，即電流表示數(shù)增大。答案為B。

小結(jié)：創(chuàng)新題1與上述常規(guī)題均涉及電路的動(dòng)態(tài)變化，兩題如出一轍。略有不同的是上述常規(guī)題通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變電阻，而創(chuàng)新題1由光敏電阻改變電阻，且還要求判斷光敏電阻功率的變化，平添了幾分新意。

現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練：在如圖3甲所示的電路中，D為發(fā)光二極管，其伏安特性曲線如圖3乙所示。在圖甲電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左端向右端移動(dòng)的過(guò)程中，貝I（" ）。

A.二極管D變亮

B.二極管D的電阻變大

C.通過(guò)二極管D的電流減小

D.電源的功率減小

思路點(diǎn)撥：本題的電路動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題涉及發(fā)光二極管的伏安特性曲線。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P從左端向右端移動(dòng)時(shí)，其接入電路的電阻變小，若二極管D的電阻不變，則電路中的總電流增大，由二極管D的伏安特性曲線可知，加在二極管D兩端的電壓增大。由PD =UI知二極管D的功率增大，故二極管D變亮。二極管伏安特性曲線的斜率表示二極管電阻的倒數(shù)，故隨著電流的增大，其電阻變小。因滑動(dòng)變阻器R和二極管D的電阻均變小，故電路中的總電流肯定增大，即通過(guò)二極管D的電流肯定增大。由P=EI知電源的功率增大。答案為A。

創(chuàng)新題2：（2018年高考江蘇卷）如圖4所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)電容器兩端電壓達(dá)到80 V時(shí)，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，電容器放電。放電后，閃光燈斷開(kāi)并熄滅，電源再次對(duì)電容器充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路（" ）。

A.充電時(shí)，通過(guò)R的電流不變

B.若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)

C.若C增大，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量增大

D.若E減小為85 V，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變

解析：電容器充電時(shí)，隨著電容器兩端電壓的增大，充電電流逐漸減小，通過(guò)R的電流逐漸減小。電阻對(duì)電容器充電有阻礙作用，若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)。由c一罟知若C增大，則Q增大，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量增大。若E減小為85 V，則電容器兩端電壓達(dá)到80 V時(shí)仍將開(kāi)始放電，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變。答案為BCD。

追報(bào)溯源

在如圖5所示的電路中，U=10 V，R1 =4 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF。先閉合開(kāi)關(guān)S，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，下列說(shuō)法中正確的是（" ）。

A.電容器C開(kāi)始放電

B.電容器C繼續(xù)充電

C.流過(guò)R1的電荷量為1.2×10^-4 C

小結(jié)：創(chuàng)新題2與上述常規(guī)題均涉及含容電路中的電容器充放電。不同的是上述常規(guī)題由開(kāi)關(guān)的接入與斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)電容器的充放電，而創(chuàng)新題2聯(lián)系閃光燈的控制電路，通過(guò)電容器與閃光燈的聯(lián)動(dòng)，在電容器不斷充放電的同時(shí)，讓閃光燈周期性地發(fā)光，令人耳目一新。

現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練：如圖6所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻r一1 Q，電阻R1=3 Ω，R2=6 Ω，電容器的電容C=3.6μF，二極管D具有單向?qū)щ娦裕铝信袛嗾_的是（）

A.開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)和開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電容器兩端電壓均為4 V

B.開(kāi)關(guān)S1閉合，S2先斷開(kāi)，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S2，待電路穩(wěn)定后，電容器上的電荷量變化了1.8×10^-6 C

C.開(kāi)關(guān)S1、S2閉合，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)Sl，流過(guò)R1的電荷量為9.6×10^-6 C

D.開(kāi)關(guān)Sl、S2閉合，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)S1，流過(guò)R1的電荷量為1.44×10^-5 C

二、恒定電路的計(jì)算

創(chuàng)新題3：（2018年高考北京卷）如圖7所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R接入電路的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

（1）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，畫(huà)出變阻器R接人電路的阻值變化過(guò)程中U I圖像的示意圖，并說(shuō)明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。

（2）a.請(qǐng)?jiān)诋?huà)好的U-I圖像上任取一點(diǎn)，畫(huà)出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率。

b.請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請(qǐng)寫(xiě)出電源電動(dòng)勢(shì)的定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。

解析：（l） U-I圖像如圖8所示，圖像與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流。

（2）a.如圖9所示。

小結(jié)：與上述常規(guī)題相比，創(chuàng)新題3同樣涉及電源的最大輸出功率，其創(chuàng)新之處在于還同時(shí)涉及電源的U-I圖像，電源電動(dòng)勢(shì)的定義式及其與內(nèi)、外電路電勢(shì)降落的關(guān)系，綜合考查了恒定電流的相關(guān)知識(shí)。

現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練：在如圖11甲所示的電路中，定值電阻R1=4 Ω，R為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的觸頭P從最右端滑到最左端，兩個(gè)電流表的示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化的圖像如圖11乙所示。則定值電阻R2=___Ω，電源內(nèi)阻r=____Ω。

三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新題4：（2018年高考天津卷）某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值（約為10 kΩ），除Rx、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：

A.電壓表（量程0～1V，內(nèi)阻約為10 kΩ）

B.電壓表（量程0"- 10"V，內(nèi)阻約為100"kΩ

C.電流表（量程0"-1 mA，內(nèi)阻約為30 Ω）

D.電流表（量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0. 05 Ω）

E.電源（電動(dòng)勢(shì)1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計(jì)）

F.電源（電動(dòng)勢(shì)12 V，額定電流2A，內(nèi)阻不計(jì)）

G.滑動(dòng)變阻器R。（阻值范圍0-10 Ω，額定電流2 A）

（1）為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用

，電流表選用____ ，電源選用___ 。（均填器材的字母代號(hào)）

（2）畫(huà)出測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。

（3）該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實(shí)驗(yàn)原理上看，待測(cè)電阻的測(cè)量值會(huì)

其真實(shí)值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是__。

解析：（1）為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，電壓表的內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，電流表的內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值，故電壓表選用B，考慮到電壓表和電流表的量程，電流表只能選C，電源只能選F。

（2）因所選電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值，故測(cè)量電路應(yīng)采用電流表內(nèi)接法;因滑動(dòng)變阻器的阻值范圍較小，故控制電路應(yīng)采用分壓接法。實(shí)驗(yàn)電路如圖12所示。

（3）因電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓，故由Rx=U/I可知，待測(cè)電阻的測(cè)量值會(huì)大于其真實(shí)值。

追報(bào)溯源

在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200 Ω，電壓表V的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表A的內(nèi)阻約為10"Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖13甲或乙所示，計(jì)算結(jié)果由Rx=U/I得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)。若將圖甲和圖乙中電路測(cè)得的阻值分別記為Rx1和Rx2，則

（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1____（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值，測(cè)量值Rx2____ （填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。

小結(jié)：創(chuàng)新題4是對(duì)上述常規(guī)題的拓展和應(yīng)用，其新在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，不僅要比較兩電表內(nèi)阻與待測(cè)電阻阻值的大小，還需考慮兩電表的量程，進(jìn)而畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練：（1）一多用電表的簡(jiǎn)化電路如圖14所示，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋到位置l、2時(shí)，可用來(lái)測(cè)量___ ;當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋到位置3或4時(shí)，對(duì)應(yīng)不同倍率的歐姆表，如果3、4對(duì)應(yīng)的電源電動(dòng)勢(shì)Egt;E'，則位置___ （填3或4）對(duì)應(yīng)的歐姆表倍率大。

（2）某同學(xué)測(cè)量一定值電阻的阻值，先把選擇開(kāi)關(guān)旋到“×10”擋，歐姆調(diào)零后，測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖15所示，則該電阻的阻值R=__Ω。

（3）接下來(lái)，該同學(xué)采用“伏安法”測(cè)量該電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：

A.電壓表V（量程0-3 V，內(nèi)阻約為15 kΩ）

B.電流表Al（量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.5Ω）

C.電流表A2（量程0～30 mA，內(nèi)阻約為10 Ω）

D.滑動(dòng)變阻器R1 （0～10"Ω，額定電流1 A）

E.滑動(dòng)變阻器R。（0～5 kΩ，額定電流0.5 A）

F.電源E（電動(dòng)勢(shì)為5V，內(nèi)阻約為l Ω）

G.開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干

①為了較準(zhǔn)確測(cè)量電阻R的阻值，電流表應(yīng)選____，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____ 。（填器材前面的序號(hào)）

②畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

思路點(diǎn)撥：本題在考查伏安法測(cè)電阻的同時(shí)，還考查了多用電表的使用。

（1）當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋到位置1、2時(shí)，表內(nèi)無(wú)電源且內(nèi)阻很小，可用來(lái)測(cè)量電流。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋到位置3或4時(shí)，因Egt;E'，故位置3對(duì)應(yīng)的歐姆表倍率大。

（2）表面示數(shù)為13 Ω，乘以倍率“×10”，可得該電阻的阻值是130 Ω。

（3）因電壓表的量程為0～3 V，電阻R的阻值是130 Ω，電壓表滿量程時(shí)通過(guò)電阻R的電流約為23 mA，故電流表應(yīng)選C。滑動(dòng)變阻器接成分壓式，應(yīng)選D。因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，故采用電流表外接法，實(shí)驗(yàn)電路如圖16所示。（責(zé)任編輯 張巧）