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1、專題七 電路分析與計(jì)算高考形勢(shì)分析及歷年部分省市高考試題分布:本專題是高考的熱點(diǎn),歷年都有高考試題,本專題的高考熱點(diǎn)是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律,串并聯(lián)電路和實(shí)驗(yàn)題,以及電路在電磁感應(yīng)和交流電中的應(yīng)用,萬(wàn)用表的使用多次成為高考的熱點(diǎn),掌握各種儀表的操作規(guī)程和使用方法是高考考查的重點(diǎn)。對(duì)于選擇題,通過(guò)某一新穎的物理情景,考查考生的理解能力和邏輯推理能力;對(duì)于填空題,多是通過(guò)對(duì)電路的分析和計(jì)算,對(duì)電壓、電流、電阻等物理量的測(cè)量,來(lái)考查考生的分析綜合能力和不太復(fù)雜的運(yùn)算能力;對(duì)于實(shí)驗(yàn)題,通過(guò)對(duì)教材能容的翻新設(shè)疑,考查考生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)方法的遷移和靈活運(yùn)用能力,特別是電阻的測(cè)定,題目雖然新穎獨(dú)特,
2、但原理均來(lái)源于課本的加工和深化,它是一種高層次能力的考核,真正的題在書外而理在書中,它將實(shí)驗(yàn)考查推向了更新的高度。對(duì)于電磁感應(yīng)中的閉合回路問(wèn)題:電磁感應(yīng)過(guò)程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體受到磁場(chǎng)力作用,繼而影響其切割磁感線的加速度和速度,而速度的變化又影響導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,于是就形成了一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)循環(huán)過(guò)程,且在這一復(fù)雜的動(dòng)態(tài)循環(huán)過(guò)程中,要涉及閉合電路中各用電器的消耗功率的變化,存在多種形式能量的轉(zhuǎn)化。對(duì)此類問(wèn)題的處理,既要弄清楚變化的物理過(guò)程中各物理量的相互依存又相互制約的關(guān)系,又要弄清楚變化的物理過(guò)程中參與轉(zhuǎn)化的能量種類及能量轉(zhuǎn)化的方向。這對(duì)提高學(xué)生綜合分析問(wèn)
3、題的能力,養(yǎng)成對(duì)物理過(guò)程和物理情景分析的習(xí)慣,是大有幫助的。因此,此類問(wèn)題歷來(lái)備受高考命題人關(guān)注。在近幾年的高考中,涉及此類問(wèn)題的題目中,既有難度中等的選擇題,也有難度中等偏上的計(jì)算題,特別在倡導(dǎo)考查學(xué)生綜合能力的當(dāng)今高考形勢(shì)下,此類問(wèn)題會(huì)更加受到青睞。電路分析與計(jì)算知識(shí)框架:電源的效率:=P出/P總×100%,=R/(r+R)×100%(純電阻)恒定電流基本概念基本規(guī)律電流強(qiáng)度電 壓電 阻電動(dòng)勢(shì)定義式:I=Q/t微觀表達(dá)式:I=nSve方向:正電荷定向移動(dòng)方向定義式:U=W/q計(jì)算式:U=IR定義式:R=U/I決定式:R=L/S金屬導(dǎo)體電阻率隨溫度升高而增大,半導(dǎo)體和超導(dǎo)
4、體基本實(shí)驗(yàn)表示電源的一種能力,由電源本身性質(zhì)決定,與外電路無(wú)關(guān),電阻定律歐姆定律電功èW=Uq=IUt電功率R=L/S部分電路:I=U/R閉合電路:I=E/(R+r)純電阻電路:電功=電熱,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能非純電阻電路:電功 >電熱,電能轉(zhuǎn)化為其他形式能用電器電功率:P=IU,P=I2R=U2/R (對(duì)純電阻電路)電源的總功率:P總=IE電源的輸出功率:P出=IU (U路端電壓)電源損失功率或內(nèi)耗功率:P損=I2r (r電源內(nèi)阻)描繪小燈泡的伏安特性曲線測(cè)金屬絲的電阻率測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻把電流表改裝成電壓表用多用表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件基本應(yīng)用電表改裝電路故障的判斷含容電路的計(jì)算
5、閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析一、考點(diǎn)回顧1理解歐姆定律、電阻和電阻定律2理解電阻的串、并聯(lián)及其應(yīng)用;電功、電功率、電熱(Q)3掌握電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,閉合電路的歐姆定律;路端電壓。4掌握電流、電壓和電阻的測(cè)量;電表的使用。5理解通常的直流電源、感應(yīng)電源、以及各種電源對(duì)應(yīng)的電路分析(交流電路、電磁感應(yīng)中的電路)6理解含容電路與交流電路的分析和計(jì)算;能力層級(jí)II7電路和元件的選擇二、電路分析與計(jì)算知識(shí)點(diǎn)1電流(1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流。(2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉T谕怆娐分须娏饔筛唠妱?shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn),在電源的內(nèi)部電流由低電勢(shì)點(diǎn)流向高電勢(shì)點(diǎn)(由負(fù)極流向正極)。(3)電流
6、強(qiáng)度:定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值,I=q/t 。在國(guó)際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A,1A=10-6A。 電流強(qiáng)度的定義式中,如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng),q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和。 2電阻(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻。 (2)定義式:R=U/I,單位: (3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性,跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)電流無(wú)關(guān)。 (4)電阻定律內(nèi)容:溫度不變時(shí),導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比,與它的橫截面積S成反比。公式:R=L/S。 適用條件:粗細(xì)均勻的導(dǎo)線;濃度均勻的電解液。 (5)電阻率:反映了材料對(duì)電流的阻礙作用。 有些材料的
7、電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅)。 半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,而且電阻隨溫度的增加而減小,這種材料稱為半導(dǎo)體,半導(dǎo)體有熱敏特性,光敏特性,摻入微量雜質(zhì)特性。 超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體。 3電功和電熱 (1)電功和電功率:W=qU=UIt;P=W/t=UI。電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減少,電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計(jì)算電功普遍
8、適用的公式。 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計(jì)算電功率普遍適用的公式。(2)焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無(wú)論是對(duì)純電阻電路還是對(duì)非純電阻電路都是適用的。(3)電功和電熱的關(guān)系 純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,在純電阻電路中電功和電熱是相等的。所以有W=Q=UIt=I 2 Rt,U=IR(歐姆定律成立),W=Q=UIt=I 2 Rt= U 2 t/R 非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I 2 Rt,U>IR(歐姆定律不成立)。4串并聯(lián)電路電路 串
9、聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3= I并=I1+I2+I3+電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3=功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+5電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=15V,物理意義是指:電路閉合后,電流通過(guò)電源,每通過(guò)1C的電荷,干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能. (2)大小:等于電路中通過(guò)1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩
10、極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和E=U 外 +U 內(nèi) . 6閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容:閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟閉合電路總電阻成反比。 (2)表達(dá)式:I=E/(R+r)。(3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律。當(dāng)R增大時(shí),I變小,又據(jù)U=E-Ir知,U變大。當(dāng)R增大到時(shí),I=0,U=E(斷路)。當(dāng)R減小時(shí),I變大,又據(jù)U=E-Ir知,U變小。當(dāng)R減小到零時(shí),I=E r ,U=0(短路)。 (4)路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像 U 端 =E-Ir。上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線??v坐標(biāo)軸上的截距等于電動(dòng)勢(shì)的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線
11、的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小。(5)閉合電路中的三個(gè)功率 電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率,也叫電源消耗的功率:P 總 =EI。 電源輸出功率:整個(gè)外電路上消耗的電功率。對(duì)于純電阻電路,電源的輸出功率。 P出 =I2 R=E2R/(R+r)2,當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,最大功率為Pmax=E2/ 4r 電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率 P內(nèi)=U內(nèi)I=I2 r 電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即 =P出/P總 =IU/IE =U/E . 7電阻的測(cè)量(1)原理是歐姆定律。因此只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓,用安培表測(cè)出通過(guò)電流,用R=U/
12、I 即可得到阻值。 (2)內(nèi)、外接的判斷方法:若Rx 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于RA ,采用內(nèi)接法;Rx 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RV ,采用外接法。(3)滑動(dòng)變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢(shì)是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢(shì)在于電路連接簡(jiǎn)便,附加功率損耗小。當(dāng)兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí),一般選限流接法。當(dāng)負(fù)載R L較小、變阻器總阻值較大時(shí)(RL的幾倍),一般用限流接法。但以下三種情況必須采用分壓式接法:要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié),只有分壓電路才能滿足。 如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流接法時(shí),無(wú)論怎樣調(diào)節(jié),電路中實(shí)際電流(壓)都會(huì)超過(guò)電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓),為
13、了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞,必須要采用分壓接法電路。 伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值,采用限流接法時(shí),即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測(cè)電阻上的電流(壓)變化也很小,這不利于多次測(cè)量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù)。為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測(cè)電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法。三、經(jīng)典例題剖析1(天津高考)在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),設(shè)其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S,電流為I的電子束。已知電子的電量為e,質(zhì)量為m,則剛射出加速電場(chǎng)時(shí),一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的電子束內(nèi)的電子數(shù)為【 】A B
14、 C。 D。解析:根據(jù)動(dòng)能定理可以知道,電子束經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后的速度為:電子束運(yùn)行L所需要的時(shí)間:t=L /v=由電流定義式I=Q/t=Ne/t可以知道:N=It/e=,所以答案B正確。答案:B點(diǎn)評(píng):此題考查了電流的定義式,由此題可以看出高考并不都是高難度的題,其實(shí)大多數(shù)都是中等難度以下的試題,對(duì)此種題,我們應(yīng)該對(duì)基本概念、基本規(guī)律給予重視,抓住基礎(chǔ),從基礎(chǔ)出發(fā),對(duì)于高考來(lái)說(shuō)還是很有效的,注重基礎(chǔ)。2(全國(guó)卷I)實(shí)驗(yàn)題22題,用示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào),把電壓信號(hào)接入示波器Y輸入。(1)當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖1所示的波形時(shí),應(yīng)該調(diào)節(jié) 鈕,如果正弦波正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍,應(yīng)調(diào)節(jié) 鈕
15、或 鈕,或這兩個(gè)組配合使用,以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)。(2)如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形,則將 位置于 位置,然后調(diào)節(jié) 鈕。 圖1 圖2解析:(1)應(yīng)該調(diào)節(jié)豎直位移或 ;衰減或衰減調(diào)節(jié),Y增益(2)掃描范圍,1k檔位,掃描微調(diào)。答案:答案見解析點(diǎn)評(píng):此題考查學(xué)生對(duì)示波器的掌握情況,對(duì)于示波器,只要求學(xué)生對(duì)示波器面板的各個(gè)按鈕非常的熟悉,掌握各個(gè)按鈕的功能和具體用法。在具體問(wèn)題中會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)波形x增益和y增益,水平位移和豎直位移等。BAR1R2R3R4E r3(武漢三摸)在如圖所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生斷路或短路,使A燈變暗,B燈變亮,則故障可能是【 】AR1短路 BR2斷路
16、 CR3斷路 DR4短路解析:由于A串聯(lián)于干路中,且故障發(fā)生后,A燈變暗,故知道電路中的總電流變小,即電路總電阻變大,由此推知,故障應(yīng)該為某一電阻斷路,排除A、D。若假設(shè)R2斷路,則其斷路后,電路總電阻變大,總電流變小,A燈變暗,同時(shí)R2斷路必然引起與之并聯(lián)的燈B中電流變大,使燈B變亮,推理結(jié)果和現(xiàn)象相符,故選項(xiàng)B對(duì)。若假設(shè)R3斷路,則也引起總電阻變大,總電流變小,使A燈變暗,同時(shí)R3斷路后也必引起與之并聯(lián)的電路中電流增大,燈B中分得的電流也變大,B燈變亮,故選項(xiàng)C正確。答案:BC點(diǎn)評(píng):此題考查的是電路故障的問(wèn)題,對(duì)于此類問(wèn)題,應(yīng)該對(duì)電路產(chǎn)生故障的原因有所了解,對(duì)斷路和短路的特點(diǎn)也要很清楚的知
17、道:(1)斷路的特點(diǎn):電路中發(fā)生斷路,表現(xiàn)為電路中的電流為零而電源的電壓不為零,若外電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓不為零,則這兩段之間可能會(huì)出現(xiàn)斷點(diǎn),則這兩點(diǎn)與電源相連部分無(wú)斷點(diǎn)。(2)短路的特點(diǎn):電路發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過(guò)短路電路支路,但該支路兩端的電壓為零。(3)電路故障檢測(cè)的方法:電路故障可以用兩種方法來(lái)檢測(cè),第一是儀器檢測(cè)法,即用電壓表檢測(cè),按照短路和斷路特點(diǎn)就可以判斷出故障所在;第二是用假設(shè)法,先假定某個(gè)元件出現(xiàn)何種故障,通過(guò)該元件出現(xiàn)的故障,進(jìn)行推理,得到結(jié)果與現(xiàn)象相符,則假設(shè)成立,如果不符,再假設(shè)其他元件出現(xiàn)故障,直到找到故障為止。VR1R2R3SS112Er4(天津高考)如圖所示
18、的電路中,電池的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同,在電鍵S處于閉合狀態(tài)下,若將電鍵S1由位置1切換到位置2,則【 】A電壓表的示數(shù)變大;B電池內(nèi)部消耗的功率變大;C電阻R2兩端的電壓變大;D電池的效率變大解析:當(dāng)開關(guān)置于1時(shí)電路中的總電阻為:R總1=1.5R+r(令R1=R2=R3=R)電路中的電流為:I1=E/(1.5R+r)電源的輸出電壓為:U1=1.5R*I1= 1.5R*E/(1.5R+r)此時(shí)電源的效率:1=1.5R/(1.5R+r)通過(guò)R2的電流等于I1,即IR2=I1當(dāng)開關(guān)置于2時(shí)電路中的總電阻為:R總2=2R/3+r電路中的電流為:電源的輸出電壓為
19、:此時(shí)電源的效率:通過(guò)R2的電流為:IR2=I2/3比較R總1 與R總2、I1與I2、U1與U2、1與2、IR2與IR2,可以知道,電壓表的示數(shù)變小,所以A錯(cuò)誤,電路中電流變大,電源內(nèi)部消耗變大,所以B正確,電源的輸出效率減小,即D錯(cuò)誤,通過(guò)比較可以知道,通過(guò)R2的電流在減小,R2兩端的電壓也在減小,所以C錯(cuò)誤。答案:B點(diǎn)評(píng):此題考查的時(shí)閉合電路的動(dòng)態(tài)分析,但是此題又不同于一般的因電阻變化而引起的動(dòng)態(tài)問(wèn)題,所以此題不宜用電路中電阻變化推導(dǎo)電流電壓變化,要通過(guò)計(jì)算比較兩種情況下的物理量的值的變化情況。5(2006年江蘇高考)如下圖所示電路中的變壓器為理想變壓器,S為單刀雙擲開關(guān),P是滑動(dòng)變阻器R
20、的滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的交變電壓,I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流,下列說(shuō)法中正確的是【 】A保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則R上消耗的功率減小B保持P的位置及U1不變,S由a切換到b,則I2減小C保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則I1增大I1I1PRabSU1D保持U1不變,S接在b端,將P向上滑動(dòng),則I1減小解析:根據(jù)理想變壓器的規(guī)律,用n1、n2代表原副線圈的匝數(shù),則;P入=P出或I1U1=I2U2若保持P的位置不變及U1不變,S由b切換到a相當(dāng)于n2變大,就會(huì)有U2增大,則R上消耗的功率增大,故A錯(cuò)誤;由I=U/R可以知道I2增大,I1也會(huì)隨之增大,故
21、C正確,同理可以得到B也正確;保持U1不變,S接在b端,U2不變,將P向上滑動(dòng),R減小,由I=U/R可知,I2變大,由I1=n2I2/n1,n2/n1不變,I2變大,所以I1增大,故D錯(cuò)誤。答案:BC點(diǎn)評(píng):解決此類問(wèn)題的方法是首先要分清變量和不變量,弄清“誰(shuí)決定誰(shuí)”,然后利用直流電路中的動(dòng)態(tài)分析方法即可。6(四川高考)如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=40cm。電源電動(dòng)勢(shì)E=24V,內(nèi)電阻r=1,電阻R=15,閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入兩板間。若小球帶電量為q=1×10-2C,質(zhì)量為m=2
22、5;10-2kg,不考慮空氣阻力。那么滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí),小球恰能到達(dá)A板?此時(shí)電源的輸出功率為多mBAv0RPE,rS大?(g取10m/s2)解析:小球進(jìn)入板間后,受重力和電場(chǎng)力的作用,且到A板時(shí)速度為零,設(shè)兩板間電壓為UAB,由動(dòng)能定理得:所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U滑=UAB=8V。設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I,由歐姆定律可得:=1A滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R滑=U滑/I=8電源的輸出功率為P出=I2(R+R滑)=23W。答案:8;23W點(diǎn)評(píng):本題由動(dòng)能定理先求出UAB,在轉(zhuǎn)入閉合電路中求電阻值;熟練掌握閉合電路歐姆定律時(shí)解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵,注意電源的輸出功率時(shí)外電阻消耗的功率
23、,非常重要。7(重慶高考)三只燈泡L1、L2和L3的額定電壓分別為1.5V、1.5V和2.5V,它們的額定電流都為0.3A。若將它們連接成如圖1、圖2的電路,且燈泡都正常發(fā)光,(1)試求圖1電路的總電流和電阻R2消耗的電功率。(2)分別計(jì)算兩電路電源提供的電功率,并說(shuō)明哪個(gè)電路更節(jié)能。圖1圖2E=3Vr=0.5E=V=L1L2L3L1L2L3R2R3R1SS解析:(1)由題意,在圖1電路中,電路的總電流I總=IL1+IL2+IL3=0.9AU路=E-I總r=2.25VUR2=U路-UL3=0.05VIR2=I總=0.9A電阻R2消耗的功率為PR2=IR2UR2=0.045W(2)圖1中電源提供
24、的電功率P總=I總E=0.9×3W=2.7W圖2中電源提供的功率:P總I總E=0.×W=.W由于燈泡正常發(fā)光,兩電路有用功率相等,而P總> P總所以圖2比圖1更節(jié)能。答案:(1)0.9A;0.045W;(2)2.7W;1.8W,圖2更節(jié)能。點(diǎn)評(píng):本題考查閉合電路中的電路分析與計(jì)算,并比較電路連接方法的優(yōu)劣,要求能正確分析出各用電器的連接關(guān)系,熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律,并有較強(qiáng)的綜合能力,要求在平時(shí)復(fù)習(xí)中足夠的重視本部分內(nèi)容。8(江蘇高考)電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器,它們一般具有加熱和保溫功能,其工作原理大致相同。圖為某種電熱式電器的簡(jiǎn)化電路圖,主要元件
25、由電阻絲R1、R2和自動(dòng)開關(guān)S。(1)當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合和斷開時(shí),用電器分別處于什么狀態(tài)?(2)用電器由照明電路供電(U=220V),設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為400W,保溫時(shí)用電器的電功率為40W,則R1、R2分別為多大?(3)若將圖中的自動(dòng)開關(guān)S換成理想的晶體二極管D,如圖所示,其他條件不變,求該用電器工作1小時(shí)消耗的電能。DR2R1R1R2S解析:(1)S閉合,處于加熱狀態(tài);S斷開,處于保溫狀態(tài)。(2)由功率公式得 由上面兩式可得:R1=121, R2=1089,(3)W=P1t/2+P2t/2=0.22kw·h(或7.92×105J)答案:(1)S閉合,處于加熱狀態(tài);S
26、斷開,處于保溫狀態(tài)。(2)R1=121, R2=1089,(3)0.22kw·h(或7.92×105J)點(diǎn)評(píng):此題考查部分電路歐姆定律中電功率的計(jì)算,聯(lián)系生活中的實(shí)例設(shè)計(jì)問(wèn)題,是物理考試的主流,問(wèn)題在書外,知識(shí)在書中,此類問(wèn)題只要將書中的知識(shí)理解透了,就能輕易地解決問(wèn)題。9(天津高考)兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),電阻不計(jì),M、M處接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C。長(zhǎng)度也為L(zhǎng),阻值同為R的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接
27、觸,在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中,整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求:(1)ab運(yùn)動(dòng)的速度大?。?)電容器所帶的電荷量q。解析: (1)設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,回路中的電路為I,ab運(yùn)動(dòng)距離s所用時(shí)間為t,則有: 由上述方程得:(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢(shì)差為U,則有:U=IR電容器所帶的電量:q=CU解得:答案:(1);(2)點(diǎn)評(píng):此題考查的是電磁感應(yīng)和閉合電路歐姆定律的綜合試題,這種題可以看作是恒定電流中閉合電路歐姆定律的應(yīng)用的變形題,電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就相當(dāng)于恒定電流電路中的電池,這樣這個(gè)題也就成立恒定電路的含容問(wèn)題了。10(全國(guó))(l)用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí),示
28、數(shù)如圖所示,此示數(shù)為_mm(2)利用圖中給定的器材測(cè)量電壓表V的內(nèi)阻Rv圖中B 為電源(內(nèi)阻可忽略不計(jì)), R 為電阻箱,K 為電鍵。將圖中實(shí)物連接為測(cè)量所用的電路寫出實(shí)驗(yàn)中必須記錄的數(shù)據(jù)(用符號(hào)表示),并指出各符號(hào)的意義:_用中記錄的數(shù)據(jù)表示RV的公式為RV=_ 解析:(1)8116(在8.116± 0.002 范圍內(nèi))(2)連線如圖所示R1R2,它們是電阻箱的兩次讀數(shù);U1U2,它們是相應(yīng)的電壓表的兩次讀數(shù)答案:見解析點(diǎn)評(píng):對(duì)于此題應(yīng)該注意以下兩個(gè)個(gè)方面:(1)千分尺主尺的橫基準(zhǔn)線上下每錯(cuò)開0.5毫米刻一個(gè)最小分度,其測(cè)量范圍是0.25毫米,測(cè)量時(shí)大于0.5毫米的長(zhǎng)度由主尺上讀出
29、,小于0.5毫米的長(zhǎng)度可由動(dòng)尺上讀出。在讀數(shù)時(shí),要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出,讀數(shù)時(shí),千分位有一位估讀數(shù)字,不能隨便扔掉,即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對(duì)齊,千分位上也應(yīng)讀取為“0”。(2)在實(shí)物連線時(shí)要簡(jiǎn)潔,不能出現(xiàn)相交線和未接到接線柱的情況,還要注意電壓表電流表的量程的選擇,內(nèi)外接法的選擇等。11如圖所示,da、cb為相距L的平行導(dǎo)軌(電阻可以忽略不計(jì)),a、b間接有一個(gè)固定電阻,阻值為R。長(zhǎng)直細(xì)金屬桿MN可以按任意角架在水平導(dǎo)軌上,并以速度v勻速滑動(dòng)(平移),v的方向和da平行桿MN有電阻,每米長(zhǎng)的電阻值為R.整個(gè)空間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方
30、向垂直紙面(dabc平面)向里。(1)求固定電阻R上消耗的電功率為最大時(shí)角的值;(2)求桿MN上消耗的電功率為最大時(shí)角的值。解析:如圖所示,桿滑動(dòng)時(shí)切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv,與q角無(wú)關(guān)。以r表示兩導(dǎo)軌間那段桿的電阻,回路中的電流為:(1)電阻R上消耗的電功率為:由于E和R均與q無(wú)關(guān),所以r值最小時(shí),PR值達(dá)最大。當(dāng)桿與導(dǎo)軌垂直時(shí)兩軌道間的桿長(zhǎng)最短,r的值最小,所以PR最大時(shí)的q值為q=p/2。(2)桿上消耗的電功率為:要求Pr最大,即要求 取最大值,由于顯然,r=R時(shí),有極大值。因每米桿長(zhǎng)的電阻值為R,r=R即要求兩導(dǎo)軌間的桿長(zhǎng)為1m,所以有以下兩種情況:如果L1m,則q滿足下式時(shí)
31、r=R 1×sinq=L 所以q=arcsinL如果L1m,則兩導(dǎo)軌間那段桿長(zhǎng)總是大于1m,即總有rR由于在rR的條件下,上式隨r的減小而單調(diào)減小,r取最小值時(shí),取最小值,取最大值,所以,Pr取最大值時(shí)q值為答案:(1);(2)q=arcsinL; 點(diǎn)評(píng):此題考查的是電磁感應(yīng)和閉合電路歐姆定律相結(jié)合的綜合問(wèn)題,解題時(shí)注意導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度,在此題中導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度與夾角q無(wú)關(guān),因?yàn)閷?dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直,無(wú)須在分解了,當(dāng)外電阻R消耗的功率最大時(shí),卻與夾角q有關(guān),討論的值就能算出R的最大功率,同時(shí)也就算出夾角q的值,第二問(wèn)先求出功率的一般表達(dá)式,然后再用數(shù)學(xué)知識(shí)求最大最小值的方法討論得出結(jié)論,
32、在物理的計(jì)算中還穿插了數(shù)學(xué)知識(shí),所以要求學(xué)生的數(shù)學(xué)功底要好。12如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m,處在同一水平面中,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路,其中水平放置的平行板電容器C兩極板間距離d=10mm,定值電阻R1=R3=8,R2=2,導(dǎo)軌電阻不計(jì). 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌面.當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)(開關(guān)S斷開)時(shí),電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10-14kg、帶電量Q=-1×10-15C的微粒恰好靜止不動(dòng);當(dāng)S閉合時(shí),微粒以加速度a=7m/s2向下做勻加速運(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,求:(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度多大?電阻多大?(2)S
33、閉合后,使金屬棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力的功率多大?解析:(1)帶電微粒在電容器兩極板間靜止時(shí),受向上的電場(chǎng)力和向下的重力作用而平衡,則得到:mg=求得電容器兩極板間的電壓:由于微粒帶負(fù)電,可知上極板電勢(shì)高由于S斷開,R1上無(wú)電流,R2、R3串聯(lián)部分兩端總電壓等于U1,電路中的感應(yīng)電流,即通過(guò)R2、R3的電流為:由閉合電路歐姆定律,ab切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=U1+Ir 其中r為ab金屬棒的電阻當(dāng)閉合S后,帶電微粒向下做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,有:mg-U2q/d=ma求得S閉合后電容器兩極板間的電壓:這時(shí)電路中的感應(yīng)電流為I2=U2/R2=0.3/2A=0.15A根據(jù)閉合電路歐
34、姆定律有: 將已知量代入求得E=1.2V,r=2W又因E=BLv v=E/(BL)=1.2/(0.4×1)m/s=3m/s即金屬棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為3m/s,電阻r=2W (2)S閉合后,通過(guò)ab的電流I2=0.15A,ab所受安培力F2=BI2L=0.4×1×0.15N=0.06Nab以速度v=3m/s做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),所受外力必與安培力F2大小相等、方向相反,即F=0.06N,方向向右(與v同向),可見外力F的功率為:P=Fv=0.06×3W=0.18W答案:(1)3m/s;r=2W;(2)0.18W點(diǎn)評(píng):此題考查的是電磁感應(yīng)、閉合電路中的含容電路和
35、帶電粒子在平行板電容器中粒子的運(yùn)動(dòng),此類問(wèn)題的解題思路是先用電磁感應(yīng)定律求出電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),作為閉合電路的電源,在根據(jù)電路的串并聯(lián)特點(diǎn)求出電容器兩端的電壓,根據(jù)電壓和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,求出帶電粒子受到的電場(chǎng)力,比較電場(chǎng)力和重力的大小關(guān)系,就知道粒子運(yùn)動(dòng)的方向和加速度的方向,這樣又要和牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)系上,所以此題的綜合性很強(qiáng),做此類題時(shí)一定要保持清醒的頭腦,對(duì)知識(shí)掌握必須牢固,達(dá)到真正理解知識(shí)才可以。13用均勻?qū)Ь€彎成正方形閉合金屬線框abcd,線框每邊長(zhǎng)80cm,每邊的電阻為1把線框放在磁感強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并使它繞軸OO以=100rad/s的角速度勻角速度旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)方向如圖所
36、示,已知軸OO在線框平面內(nèi),并且垂直于B,od=3oa, Oc=3 Ob,當(dāng)線框轉(zhuǎn)至和B平行的瞬間求:(1)每條邊產(chǎn)生的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)大小;(2)線框內(nèi)感應(yīng)電流的大小;(3)e、f分別是ab和cd的中點(diǎn),ef兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。解析:(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),ab邊和cd邊沒(méi)有切割磁感線,所以ad=0,bc=0(3)觀察fcbe電路答案:(1)ab邊電動(dòng)勢(shì)為0.008V,cd邊電動(dòng)勢(shì)為0.024V(2)感應(yīng)電流大小為0.8A,方向順時(shí)針?lè)较颍?)ef間電勢(shì)差為0點(diǎn)評(píng):沒(méi)有規(guī)矩不能成方圓解決電磁感應(yīng)的問(wèn)題其基本解題步驟是:(1)通過(guò)多角度的視圖,把磁場(chǎng)的空間分布弄清楚(2)在求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),弄清是求平均電動(dòng)勢(shì)還是
37、瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì),選擇合適的公式解題(3)進(jìn)行電路計(jì)算時(shí)要畫出等效電路圖作電路分析,然后求解V圖1014如圖10所示為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需器材的實(shí)物圖,器材規(guī)格如下(1)待測(cè)電阻Rx(約100 );(2)直流毫安表(量程0 50 mA,內(nèi)阻約50 );(3)直流電壓表(量程0 3 V,內(nèi)阻約5 k);(4)直流電源(輸出電壓6 V,內(nèi)阻不計(jì));(5)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0 15 ,允許最大電流1 A);(6)開關(guān)1個(gè),導(dǎo)線若干條根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,在左框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,在右邊的實(shí)物圖上連線解析:由于滑動(dòng)變阻器的阻值相對(duì)被測(cè)電阻的阻值較小,為調(diào)節(jié)方便,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓
38、式接法又由于待測(cè)電阻與電流表內(nèi)阻相差的倍數(shù)較小,電壓表內(nèi)阻與待測(cè)電阻相差的倍數(shù)較大,故應(yīng)采用電流表外接法答案:電路及實(shí)物連線圖如圖所示mAVRxSE 點(diǎn)評(píng):此題考查利用伏安法測(cè)定電阻的實(shí)驗(yàn),同時(shí)還出現(xiàn)了電路元件的選擇,此題要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:(1)首先選擇測(cè)量電路時(shí)分壓式接法還是限流式接法(2)其次被測(cè)電阻應(yīng)該采用外接法還是內(nèi)接法(3)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,連圖時(shí)注意連圖規(guī)則,無(wú)相交線,注意電源和電表的正負(fù)極。連完圖要求整潔美觀。15如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻忽略不計(jì),電阻的阻值分別為R1= R2=20、R3=10,滑動(dòng)變阻器的最大阻值R=40,電容器的電容C=20F,則:
39、(1)將滑動(dòng)觸頭P置于ab中點(diǎn),合上電鍵S,待電路穩(wěn)定后再斷開S。求斷開S的瞬間,通過(guò)R1的電流大小和方向;(2)閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P緩慢地從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線BM的電量為多大?·DS。R1R2CR3RSEAS··BSMSNbaP解析:(1)電鍵S閉合,電路穩(wěn)定時(shí)BD兩點(diǎn)的電勢(shì)差 PD兩點(diǎn)的電勢(shì)差 則BP兩點(diǎn)的電勢(shì)差 故斷開S的瞬間,通過(guò)R1的電流方向向左;電流大小由代入數(shù)據(jù)解得A (2)P在a點(diǎn)時(shí), 電容器M板帶電量 P在b點(diǎn)時(shí) 電容器M板帶電量 通過(guò)導(dǎo)線BM的電量 由式解得 C 答案:(1)A;(2)C點(diǎn)評(píng):此題考查閉合電路中的含有電容器的問(wèn)題
40、,此類題注意分清電路時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)還是動(dòng)態(tài)的,當(dāng)電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電容器相當(dāng)于斷路,電容器可以從等效電路中去掉,當(dāng)要求電容器的帶電量時(shí)在接回到電路中即可。當(dāng)電路處于動(dòng)態(tài)變化時(shí),在含有電容器的支路就會(huì)出現(xiàn)由瞬時(shí)的充放電電流,如果要求計(jì)算該電流,就要把電容器變化前后的帶電量計(jì)算出來(lái),求出Q,則充放電流為I=Q /t。三、方法總結(jié)與高考預(yù)測(cè)(一)方法總結(jié)本專題涉及的問(wèn)題綜合性較強(qiáng),學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意通過(guò)練習(xí),培養(yǎng)靈活地運(yùn)用知識(shí)分析、解決有關(guān)電路問(wèn)題的能力本章中應(yīng)用較多,能力要求較高,在復(fù)習(xí)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:1極值問(wèn)題:在物理問(wèn)題中經(jīng)常出現(xiàn),一般先找出物理量之間的函數(shù)關(guān)系,再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求解,在電路部
41、分,有時(shí)還可以利用電路的對(duì)稱性,先定性分析,然后求解。2電路故障分析:關(guān)鍵在于根據(jù)電表提供的信息分析電路出故障所在,畫出等效電路,再利用電路規(guī)律來(lái)求解,通常情況下,電壓表有讀數(shù)表明電壓表與電源連接完好,電流表有讀數(shù)表明電流表所在支路無(wú)斷路。3含電容器電路:在涉及電容器的電路問(wèn)題中,要特別注意電容器的接法和電源的正負(fù)極,據(jù)此分析電容器兩極板間的電壓和電勢(shì)高低情況恒定電流中,電容器相當(dāng)于斷路,求其兩極板間的電壓時(shí)可把它看做是一個(gè)電壓表即可;在交流電路中,電容器相當(dāng)于導(dǎo)線。4電路問(wèn)題在電磁感應(yīng)和交流電中的應(yīng)用,首先確定電路中的電源部分,在電磁感應(yīng)中,先由法拉第電磁感應(yīng)定律求出導(dǎo)體切割磁感線或穿過(guò)回路
42、磁通量變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,再根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律求解未知量;在交流電路中,也是先確定電源,再利用歐姆定律求解。5電路設(shè)計(jì)問(wèn)題,首先應(yīng)根據(jù)用電器工作的要求設(shè)計(jì)可能的方案:其次還要考慮所設(shè)計(jì)的電路的電能消耗問(wèn)題,選擇能使用電器正常工作,同時(shí)整個(gè)電路能耗最小的電路。6電路的等效變換的基本原則:無(wú)電流的支路可除去;電勢(shì)相等的各點(diǎn)可合并;理想導(dǎo)線可任意伸縮;理想電流表(內(nèi)阻為零)看成短路,理想伏特表(內(nèi)阻無(wú)窮大)看成斷路;非理想電流表和電壓表分別看成串人和并人電路的一個(gè)電阻;直流電路中電容器支路可看成斷路而撤走,需求電容器電荷量時(shí)再補(bǔ)上,在交流電路中電容器支路可看成短路而用導(dǎo)線替換。7實(shí)驗(yàn)要求
43、:理科綜合能力測(cè)試考試中,對(duì)實(shí)驗(yàn)提出了很高的要求“理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?,了解材料及用具,掌握?shí)驗(yàn)方法和步驟,會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用儀器,會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題,會(huì)觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù),并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論”;“能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過(guò)的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題”近年來(lái)的理科綜合卷中的物理實(shí)驗(yàn)題往往通過(guò)提供一些材料,提供相應(yīng)的方案,根據(jù)方案選材或是根據(jù)材料設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)在于考查一種創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)思維。實(shí)驗(yàn)思維的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在與眾不同的方法,別開生面的思路,從側(cè)面間接地研究物理現(xiàn)象和規(guī)律;對(duì)典型的物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題,在源于課本的基礎(chǔ)上進(jìn)行變異,
44、達(dá)到了很好的考查創(chuàng)新能力的要求。高中物理實(shí)驗(yàn)一般可分為測(cè)定性的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),測(cè)定性的實(shí)驗(yàn)是測(cè)量某個(gè)物理量;而驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),除了測(cè)量物理量以外,還要驗(yàn)證這些物理量的數(shù)量關(guān)系對(duì)于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)要注意,所測(cè)的各物理量要從正確的途徑得到要設(shè)計(jì)從沒(méi)做過(guò)的實(shí)驗(yàn),首先應(yīng)熟悉課本中的各個(gè)實(shí)驗(yàn),掌握基本的實(shí)驗(yàn)思想和方法,這是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。(二)高考預(yù)測(cè)近幾年專題內(nèi)容的高考試題多集中在電路的變化、電路的故障的檢測(cè)、含容電路以及含電表(理想或非理想)電路問(wèn)題的分析上,以選擇題或填空題的形式出現(xiàn)。另外,由于該部分知識(shí)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)合緊密,因而往往通過(guò)實(shí)驗(yàn)考查知識(shí)的運(yùn)用情況,實(shí)驗(yàn)考查即具體右靈活,像儀器選卻、讀數(shù)、
45、電路的連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析、電路在電磁感應(yīng)和交流電中的應(yīng)用等,每年試題均涉及,在復(fù)習(xí)中應(yīng)給予重視;再者,用實(shí)驗(yàn)中學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)或處理未遇到過(guò)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題是高考實(shí)驗(yàn)題的趨勢(shì),本專題所占分值大約為全卷的10%15%所以不要輕視。四、強(qiáng)化練習(xí)(一)選擇題1如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為V時(shí),受到安培力的大小為F。此時(shí)【 】A電阻R1消耗的熱功率為Fv/3B電阻R2消耗的熱功率為 Fv/6C整個(gè)裝置因
46、摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(Fmgcos)v2(天津卷)將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長(zhǎng)為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接,外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的電阻應(yīng)為【 】A(2l2nB)2/P B2(l2nB)2/PC(l2nB)2/2P S 超導(dǎo)部件R1限流電阻R2LrED(l2nB)2/P3超導(dǎo)限流器是一種短路故障電流限制裝置,它由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成,原理圖如圖所示當(dāng)通過(guò)超導(dǎo)部件的電流大于其臨界電流IC時(shí),超導(dǎo)部件由超導(dǎo)態(tài)(
47、可認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(可認(rèn)為是一個(gè)純電阻),以此來(lái)限制電力系統(tǒng)的故障電流超導(dǎo)部件正常態(tài)電阻R17.5,臨界電流IC0.6A,限流電阻R215,燈泡L上標(biāo)有 “6V 3W”,電源電動(dòng)勢(shì)E7V,內(nèi)阻r2,電路正常工作若燈泡L突然發(fā)生短路,則下列說(shuō)法正確的是【 】A燈泡L短路前通過(guò)R1的電流為AB燈泡L短路后超導(dǎo)部件電阻為零C燈泡L短路后通過(guò)R1的電流為AD燈泡L短路后通過(guò)R1的電流為1AR1R2R3K4下圖中電阻R1、R2、R3的阻值相等,電池的內(nèi)阻不計(jì),開關(guān)K接通后流過(guò)R2的電流是K接通前的【 】A1/2B2/3C1/3D1/4L1L2EadbcRK5如下圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為4V,當(dāng)接通
48、K時(shí),燈L1和L2均不亮,用電壓表測(cè)量得Uab=0,Ubc=0,Ucd=Uad=4V,由此可以知道斷路處是【 】A燈L1B燈L2C燈L1和L2 D變阻器RAV1V2R0R圖甲6(鄭州)如圖甲所示的電路,不計(jì)電表的內(nèi)阻影響,改變滑線變阻器的滑片的位置,測(cè)得電壓表V1和V2隨電流表A的示數(shù)變化的試驗(yàn)圖像,如圖乙所示,關(guān)于這兩條實(shí)驗(yàn)圖像,有【 】A圖線b的延長(zhǎng)線不一定過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)OU/VI/AOba圖乙B圖線a的延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值等于電源的電動(dòng)勢(shì)C圖線a、b焦點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的乘積等于電源的輸出功率D圖線a、b焦點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的乘積等于R0上消耗的功率A1A2V2V17(山東一摸)四個(gè)相
49、同的電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)電壓表,安培表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程,把它們按右圖接觸電路中【 】AA1的讀數(shù)比A2的讀數(shù)大BA1指針偏轉(zhuǎn)角度比A2指針偏轉(zhuǎn)角度大CV1讀數(shù)比V2讀數(shù)大MVARDV1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大8(江蘇南京二摸)在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí),應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R控制電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V,重新調(diào)節(jié)R并使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V,則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為【 】A32W B44W C47W D48WMSMSMS
50、S1MSS1S2ABCD9投影儀的光源是強(qiáng)光燈泡,發(fā)光時(shí)必須用風(fēng)扇給予降溫,現(xiàn)設(shè)計(jì)投影儀的簡(jiǎn)易電路,要求:帶動(dòng)風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,燈泡才可以發(fā)光,電動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng),燈泡不亮,電動(dòng)機(jī)的電路元件符號(hào)是M,如下圖中符合設(shè)計(jì)要求的是【 】LRDP10在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,D為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出光越強(qiáng)),且R與D相距不變,下列說(shuō)法正確的是【 】A當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小C當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變D無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P,L消耗的功率都不變R1R1R3R3R2abcd(二)填空題11
51、如下圖所示電路,當(dāng)ab兩端接入100V的電壓時(shí),cd兩端的電壓為20V,當(dāng)cd兩端接入100V電壓時(shí),ab兩端的電壓為50V,則R1:R2:R3是 。RLR0U0SC12在如右圖所示的電路中,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值R0,負(fù)載為RL,電路兩端所加的電壓U0保持不變。(1)開關(guān)S斷開,變阻器觸頭C移動(dòng)時(shí),電阻RL兩端的電壓變化范圍為 。(2)開關(guān)S閉合,變阻器觸頭C移動(dòng)時(shí),電阻RL兩端的電壓變化范圍為 。AR13如右圖所示的充電機(jī)A給蓄電池充電電路,已知蓄電池內(nèi)阻r=0.20,降壓電阻R阻值為1.8,充電輸出端電壓為16V,充電電流為2.0A,則每秒鐘轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能量是 。14用電流表和電壓表測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電流表是“0.6A,0.1”,電壓表是“3V,100”,(1)把下圖器材連成試驗(yàn)線路1.5V(2)一位同學(xué)記錄的6組數(shù)
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