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高考總復(fù)習(xí)首選用卷·物理第一部分考點(diǎn)通關(guān)練考點(diǎn)29電動(dòng)勢(shì)閉合電路歐姆定律考點(diǎn)名片考點(diǎn)細(xì)研究:(1)閉合電路歐姆定律、電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻;(2)電路的動(dòng)態(tài)變化分析;(3)電路的故障分析等。其中考查到的如:2016

年全國(guó)卷Ⅱ第17

題、2016

年北京高考第19

題、

2016

年江蘇高考第8

題、2015

年山東高考第22

題、2015

年北京高考第24

題、2014

年天津高考第2

題、2013

年安徽高考第19

題、2013

年江蘇高考第4

題等。備考正能量:本考點(diǎn)選擇題中的熱點(diǎn)題型如:正確運(yùn)用伏安特性曲線,含容電路分析、電源的功率、效率、電路的動(dòng)態(tài)變化分析;實(shí)驗(yàn)題中運(yùn)用閉合電路歐姆定律求解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;在解答題中多以電磁感應(yīng)相結(jié)合。試題靈活性較大,與數(shù)學(xué)結(jié)合比較緊密。預(yù)計(jì)今后高考考查以上規(guī)律的幾率比較大,應(yīng)引起足夠重視。第1步狂刷小題·練基礎(chǔ)一、基礎(chǔ)與經(jīng)典將一電動(dòng)勢(shì)為

E,內(nèi)阻為

r

的電池,與外電路連接,構(gòu)成一個(gè)閉合電路,用

R表示外電路電阻,I表示電路的總電流,下列說(shuō)法正確的是(

)由U

外=IR

可知,外電壓隨I

的增大而增大由U

內(nèi)=Ir

可知,電源兩端的電壓隨I

的增大而增大由U

外=E-Ir可知,電源輸出電壓隨輸出電流I

的增大而減小由

P=IU

外可知,電源的輸出功率

P

隨輸出電流

I的增大而增大解析用該電源和小燈泡組成閉合電路時(shí),兩圖象的交點(diǎn)即為小燈泡實(shí)際工作的電壓值和電流值,電源的輸出功率是UI=2×2

W=4

W,電源的總功率是EI=3×2

W=

6

W。選項(xiàng)D

正確。解析

Raccd與

R

串聯(lián),電流

I=UabRac+Rcd,對(duì)輸出端電壓

U

=U=IRcd

cd=

UabRcdRac+Rcdnab=Uab,即輸入端電壓為

U

=nU,故A

項(xiàng)正確。解析分析電路的連接方式可知,R1

與L1

并聯(lián);R2與R3

先并聯(lián)再與電流表、R4

串聯(lián),然后與L2

并聯(lián)。發(fā)現(xiàn)燈L1

變亮,燈L2

變暗,說(shuō)明L1

兩端的電壓變大,L2

兩端的電壓變小,若R1

斷路時(shí),外電路總電阻變大,總電流減小,L2

所在部分電阻不變,故L2

變暗,電流表讀數(shù)變小,L1

電壓增大,故L1

變亮,A

正確;如果R2

斷路,則燈L2變亮,燈L1

變暗,與現(xiàn)象不符,B

錯(cuò)誤;若R3

短路或R4短路,外電路總電阻減小,總電流增大,L1電壓增大,L2部分電壓減小,L2

電流減小,而電流表示數(shù)變大,與電流表示數(shù)變小不符,C、D

錯(cuò)誤。A.|ΔU1|<|ΔU2|,|ΔU2|>|ΔU3|

U1

I

ΔU1

ΔI

B.

不變,

變小

U2

I

ΔU2

ΔI

C.

變大,

變大

U3

I

ΔU3

ΔI

D.

變大,

變大解析本題考查恒定電流的知識(shí),意在考查電路的動(dòng)態(tài)分析?;瑒?dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P

向下滑動(dòng)時(shí),R2接入電路中的電阻增大,因而電流減小,由E=Ur+U1+U2

可知,

Ur

和U1

均減小,U2

增大,因而|ΔU1|<|ΔU2|,由U3=U1+U2

可知U3

增大,U1

減小,因而|ΔU2|>|ΔU3|,選項(xiàng)A

正確;

U1

ΔU1

U2

I

1

ΔI

1

I

=R

為定值,

=R

為定值,選項(xiàng)

B

錯(cuò)誤;

=ΔU2

ΔI

R2,則變大,據(jù)

U2=E-I(r+R1),

=r+R1

為定值,

U3選項(xiàng)

C

錯(cuò)誤;

=R

+R

,則增大,據(jù)

U

=E-Ir,

ΔU3

I

1

2

3

ΔI

=r

為定值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。解析

由閉合電路歐姆定律得

U=E-Ir,輸出功率為P=UI=EI-I2r,故有EI1-I2r=EI

-I2r,整理得I

+I(xiàn)1

2

2

1

2Er=,故A

錯(cuò)誤,2B正確;根據(jù)電功率表達(dá)式得,P

=I

R0

1

1=I2R

,且I

=2

2

1R1+r2,I

=E

ER2+r1

2,代入整理得R

R

=r2,故C、D

錯(cuò)誤。U2選項(xiàng)A

正確。R0

是純電阻,所以其消耗的電功率PR0=R0,因全電路的總電壓即電源電動(dòng)勢(shì)E

一定,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由A

端向B

端滑動(dòng)時(shí),外電阻增大,總電流減小,內(nèi)電壓減小,外電壓升高,R0

上消耗的電功率也一直增大,選項(xiàng)B

正確,C

錯(cuò)誤。討論可變電阻R

上消耗的電功率的變化情況時(shí),可以把定值電阻R0

當(dāng)做電源內(nèi)電阻的一部分,r+R0r2即電源的等效內(nèi)電阻為

r′=

rR0

,這時(shí)可變電阻

R

上消耗的電功率相當(dāng)于外電路消耗的功率,即等效電源的輸出功率。根據(jù)P

出-R

外圖象可以看出,隨著滑片P

由A

端向r2B

端的滑動(dòng),在R

的阻值增大到之前,可變電阻R

上消耗r2的電功率是一直增大的;當(dāng)R=時(shí),可變電阻R

上消耗的電功率達(dá)到最大值,滑片P

再繼續(xù)向B

端滑動(dòng),則可變電阻R

上消耗的電功率就會(huì)逐漸減小,故選項(xiàng)D

錯(cuò)誤。A.當(dāng)R=R1-r

時(shí),R1

消耗的功率最大B.R

消耗的最大功率可能為E24(r+R1)C.當(dāng)R=0

時(shí),R1

消耗的功率最大D.外電路消耗的最大功率為E2R11(r+R

)2解析因?yàn)閞<R1<Rmax,計(jì)算R

的最大功率時(shí),可把

R1+r

等效為電源的內(nèi)阻,此時(shí)可能出現(xiàn)Rmax大于、等于或小于R1+r,因此當(dāng)R=R1+r

時(shí)R

的最大功率可能為E24(r+R1),故B

選項(xiàng)正確;計(jì)算R1

的最大功率,只需要回路中電流最大,此時(shí)R=0,R1

消耗的功率為E2R1(r+R1)2,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤、C

選項(xiàng)正確;計(jì)算外電路消耗的最大功率時(shí),

R1+R

越接近r

的值對(duì)應(yīng)外電路的功率越大,當(dāng)R=0

時(shí),外電路的最大功率就等于R1

的最大功率,故選項(xiàng)D

正確。A.R

的阻值為1000

ΩB.R

的阻值為1333

ΩC.通過(guò)R

的電流為1.5

mAD.通過(guò)R

的電流為2.0

mA2端的電壓為U1=

×1

3解析電路中四個(gè)電阻阻值相等,開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)時(shí),外電路的連接等效為圖1,由于不計(jì)電池的內(nèi)阻,設(shè)每個(gè)定值電阻的阻值為R,根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,電容器兩2R2R+R5E=1E;當(dāng)開(kāi)關(guān)S

閉合后,外電3路的連接等效為圖2,則電容器兩端的電壓為解析

開(kāi)關(guān)

S

閉合后,外電路的總電阻為

R=10

Ω,路端電壓U=R+rE

R=1212×10

V=10

V,A

項(xiàng)正確;電源的總功率P=E2R+r=12 W,B

項(xiàng)錯(cuò)誤;由于兩條支路的電流20ba均為

I′=10

A=0.5

A,因此

a、b

兩點(diǎn)間的電壓為

U

=0.5×(15-5)V=5

V,C

項(xiàng)正確;a、b

兩點(diǎn)用導(dǎo)線連接后,外電阻R′=2×5×155+15Ω=7.5

Ω,因此電路中的總電流I=ER′+r9.5=

12

A=1.26

A,D

項(xiàng)錯(cuò)誤。解析 由閉合電路歐姆定律可知:增大

R1

阻值會(huì)使總電阻增大,總電流減小內(nèi)電壓減小,R1

兩端電壓增大,則電容器兩板間電壓增大,板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大,油滴受電場(chǎng)力增大,油滴向上運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)

A

錯(cuò)誤;電路穩(wěn)定時(shí)

R2

中無(wú)電流,R2

阻值變化對(duì)電路無(wú)任何影響,則選項(xiàng)

B

正確;只增大板間距離

d,會(huì)使板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小,油滴將向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)

C

錯(cuò)誤;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)

S,電容器放電,油滴將向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)

D

錯(cuò)誤?;琍

向右滑動(dòng),電源輸出功率一直減小滑片P

向右滑動(dòng),電源輸出功率一直增大斷開(kāi)S2,電源輸出功率達(dá)到最大值滑片P

置于最右端時(shí),電源輸出功率仍為P002則P

=I

RE29并=

(W);當(dāng)滑片在最右端時(shí),R′=R

=1

Ω,電流I′=ER′+r3=E(A),電源的輸出功率P′=I′2R′E2=

9

(W)=P0,D正確。A.D.直線a

表示電源的總功率PE-I

圖線B.曲線c

表示電源的輸出功率PR-I

圖線C.電源的電動(dòng)勢(shì)E=3

V,內(nèi)電阻r=1

Ω電源的最大輸出功率Pm=2

W解析

電源的總功率

PE=EI,其圖象對(duì)應(yīng)

a,故

A

正確;電源的輸出功率PR=EI-I2r,對(duì)應(yīng)圖象b,B

錯(cuò)誤;電源內(nèi)部發(fā)熱消耗的功率Pr=I2r,對(duì)應(yīng)圖象c,由圖中數(shù)據(jù)得,E·2=8,22r=8,則E=4

V,r=2

Ω,C

錯(cuò)誤;電源的最大輸出E2功率Pm=4r=2

W,D

正確。開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)時(shí),a、b

兩點(diǎn)電勢(shì)相等開(kāi)關(guān)S

閉合后,a、b

兩點(diǎn)間的電流是2

A開(kāi)關(guān)S

斷開(kāi)時(shí)C1

帶的電荷量比開(kāi)關(guān)S

閉合后C1

帶的電荷量大不論開(kāi)關(guān)

S

斷開(kāi)還是閉合,C1

帶的電荷量總比

C2帶的電荷量大解析S

斷開(kāi)時(shí)外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無(wú)電流通過(guò),電阻兩端電勢(shì)相等,由圖知a

點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等,而b

點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等,A

錯(cuò)誤。S

斷開(kāi)時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì),而C1>C2,由Q=CU

知此時(shí)Q1>Q2,當(dāng)S

閉合時(shí),穩(wěn)定狀態(tài)下C1

與R1

并聯(lián),C2

與R2

并聯(lián),電路中電流I=ER1+R2=2

A,此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為

U1=IR1

=6

V、U2

=IR2

=12

V,則此時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q1′=C1U1=3.6×10-5

C、Q2′=C2U2=3.6×10-5

C,對(duì)電容器C1

來(lái)說(shuō),S

閉合后其兩端電壓減小,所帶電荷量也減小,故B、C

正確,D錯(cuò)誤。解析

當(dāng)電鍵

S1

斷開(kāi)、S2

閉合時(shí),電路中電流

I1=ER+r20

1,P

=I

R=E2(R+r)2R。當(dāng)S1

閉合、S2

斷開(kāi)時(shí),電路中電流I2=E2E24R+r

(4R+r),P0=I2×4R=

2×4R。聯(lián)立解得:r=2R,E=3P0R。當(dāng)S1、S2

都斷開(kāi)時(shí),電源的總功率為P=E2R1+R2+R3+r=P0,C

項(xiàng)正確。解析圖中A1、A2

并聯(lián),兩端電壓相等,又因A1、A2

是由兩個(gè)相同的電流計(jì)改裝而成,所以A1、A2

的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,即偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶1,再結(jié)合其量程可知

A1、A2

的讀數(shù)之比為5∶1,B、C

正確。第2步精做大題·練能力(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;定值電阻R2的阻值;滑動(dòng)變阻器的最大阻值。答案

(1)20

V 20

Ω (2)5

Ω(3)300

Ω解析

(1)將題圖乙中

AB

線延長(zhǎng),交

U

軸于

20

V處,交

I

軸于

1.0

A

處,所以電源的電動(dòng)勢(shì)為

E=20

V,內(nèi)阻

rE=

I

=20

Ω。(2)當(dāng)

P

滑到

R3

的右端時(shí),電路參數(shù)對(duì)應(yīng)圖乙中的

B2

2點(diǎn),即U

=4

V、I

=0.8

A2,得R

=U2I2=5

Ω。(3)當(dāng)P

滑到R3

的左端時(shí),由圖乙知此時(shí)U

外=16

V,I總=0.2

A,所以R

外=80

Ω。因?yàn)镽外=

R1R3R1+R32+R

,所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3=300

Ω。已知單位時(shí)間內(nèi)從

A

板逸出的電子數(shù)為

N,電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為

Ekm。元電荷為

e。求A

板和B

板之間的最大電勢(shì)差Um,以及將a、b短接時(shí)回路中的電流I

短;圖示裝置可看作直流電源,求其電動(dòng)勢(shì)E

和內(nèi)阻r;(3)在a

和b

之間連接一個(gè)外電阻時(shí),該電阻兩端的電壓為U。外電阻上消耗的電功率設(shè)為P;單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)B

板的電子,在從A

板運(yùn)動(dòng)到B

板的過(guò)程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為ΔEk。請(qǐng)推導(dǎo)證明:P=ΔEk。(注意:解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量,要在解題中做必要的說(shuō)明)答案

(1

Ekm

Ekm

Ekm)

e

Ne

(2)

e

Ne2(3)見(jiàn)解析解析

(1)由動(dòng)能定理,Ekm=eUm,可得

Um=Ekme,短路時(shí)所有逸出電子都到達(dá)B

板,故短路電流I

短=Ne。(2)電源的電動(dòng)勢(shì)等于斷路時(shí)的路端電壓,即上面求出的Umm,所以

E=U

=kme,電源內(nèi)阻r=E

EI短=Ne2Ekm。(3)外電阻兩端的電壓為U,則電源兩端的電壓也是U。由動(dòng)能定理,一個(gè)電子經(jīng)電源內(nèi)部電場(chǎng)后損失的動(dòng)能

ΔEke=eU。設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有N′個(gè)電子到達(dá)B

板,則損失的動(dòng)能之和ΔEk=N′ΔEke=N′eU。根據(jù)電流的定義,此時(shí)電源內(nèi)部的電流I=N′e,此時(shí)流過(guò)外電阻的電流也是I=N′e,外電阻上消耗的電功率P=IU=N′eU,所以P=ΔEk。(1)滑動(dòng)變阻器最大值R;當(dāng)滑片

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