2020年高考物理双基突破(二)专题10恒定电流中三个基本定律精练
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高考物理专题训练:恒定电流(基础卷)一、 (本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.关于电流,下列说法中正确的是( )A.电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电荷量越多B.在相同时间内,通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大C.导体的通电时间越长,导体中的电流越大D.导体中通过一定的电荷量所用的时间越短,电子速度越大,电流就越大【答案】B【解析】由电流的定义式I=可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大,B正确。
2.粗细均匀的金属环上的A、B、C、D四点把其周长分成四等份,如图所示,当A、B点接入电路中时,圆环消耗的电功率为P。
则当A、D点接入电路中时,圆环消耗的电功率为(电源内阻不计) ( )A.34PB.43PC.3P D.4P【答案】B【解析】设圆环每段电阻为r,电源电动势为E,则接AB时,P=,当接AD时,R总=r,P'=P,选项B正确。
3.如图所示为某收音机内一部分电路元件的电路图,各个电阻的阻值都是2 Ω,A、C间接一只内阻忽略不计的电流表,若将该部分与收音机的其他电路剥离出来,并在B、C两点间加6 V的恒定电压,则电流表的示数是( ) A.3 A B.2 A C.1 A D.0【答案】C【解析】等效电路如图所示,由串、并联电路的特点可知I ==2 A ,所以I A =1 A ,选项C 正确。
4.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示。
导电介质的电阻率为ρ、半球壳层形状 (图中阴影部分)内、外半径分别为a 和b 。
半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心作为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。
设该电阻的阻值为R 。
下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。
专题03 闭合电路动态分析【重点知识梳理】一、电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况,常见的方法有:1.程序法.(2)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.2.直观法任一电阻阻值增大,必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大.3.“并同串反”规律所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率U 串I串P串↓←R↑→{U并I并P并↑都将减小,反之则增大.即}4.极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.二、电路故障的分析方法电路故障一般是短路或断路,常见的情况有:导线断芯,灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象.检查故障的基本方法有两种:1.电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路,或并联路段内有短路.如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路,或并联路段内无短路.2.用多用电表的欧姆挡检测要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路便可找到故障所在.【高频考点突破】考点一、电流电压电功率增减判断如图7所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )图7A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大【答案】A【解析】在电路中,变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中,变阻器R0接入电路中的电阻变小,从而使整个电路中的外电阻变小,干路电流变大,内阻r分得的电压U内=Ir变大,U外变小,电压表示数变小,由U1=IR1知U1变大,因U外=U1+U2,故U2变小,由于I2=U2R2,所以流过R2的电流变小,电流表示数变小,选项A正确.考点二、电路故障分析用电压表检查如图8所示电路中的故障,测得U ad=5.0 V,U cd=0 V,U bc=0 V,U ab=5.0 V,则此故障可能是( )图8A.L断路B.R断路C.R′断路 D.S断路【答案】B【解析】若两端电压为0说明两者间短路或其余部分断路,若两端电压非零,则其余部分必定不是断路。
【精品】2020届高考精选试题物理恒定电流(全套答案及解析)高中物理第Ⅰ课时 部分电路•电功和电功率1.关于电阻率,以下讲法中不正确的选项是.......〔 〕 A . 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B . 各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大C . 所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D . 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的阻碍,通常用它们制作标准电阻【解析】电阻率表示导体的导电好坏,电阻率越小,导体的导电性能越好.【答案】 A2.一个标有〝220V 60W 〞的白炽灯泡,当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时,其阻值〔 〕A .接近于807ΩB 接近于0ΩC .明显大于807ΩD .明显小于807Ω【解析】 用多用电表的欧姆挡去测量灯泡的电阻时,应把灯泡从电路中断开,测出的是其不发光时电阻,由于金属的电阻率随温度的升高而增大,现在它的电阻明显小于正常发光时的电阻807Ω【答案】 D3.如下图10-1-7,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,因此整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等.停电时,用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ;供电后,各家电器同时使用,测得A 、B 间电压为U ,进线电流为I ,那么运算该幢居民楼用电的总功率能够用的公式是〔 〕A .P =I 2R B.P =R U 2 C.P =IU D.以上公式都能够 【解析】 因居民楼内各种电器都有,因此不是纯电阻电路, 因此A 、B 、D 不对.【答案】 C 4.如下图10-1-8,厚薄平均的矩形金属薄片边长ab=10 cm ,bc=5 cm ,当将A 与B 接入电压为U 的电路中时,电流强度为1 A ,假设将C 与D 接入电压为U 的电路中,那么电流为A.4AB.2AC.21AD.41A 【解析】由电阻定律R =S L ρ,当A 与B 接入电路中时,R 1=d bc ab ⨯ρ,其中d 表示金属片的厚度.当C 与D 接入电路中时,R 2=dab bc ⨯ρ.可知21R R =4,由欧姆定律得12I I =4,应选A 【答案】A5.电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧开前的加热状态,另一种是锅内GR 1R 2S图10-1-8 UI A居民楼 图10-1-7水烧开后的保温状态,如下图10-1-9是一学生设计的电饭锅电路原理示意图,S 是用感温材料制造的开关.以下讲法中正确的选项是〔 〕A . 加热状态时是用R 1、R 2同时加热的.B . 当开关S 接通时电饭锅为加热状态,S 断开时为保温状态C . 要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8,R 1/R 2应为7∶1D . 要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8,R 1/R 2应为〔22-1〕∶1 【解析】当S 闭合时,R 1被短路,P =2202 /R 2;当S 断开,R 1与R 2串联,P'=2202 /〔R 1+R 2〕;P >P'那么可知S 闭合时为加热状态,S 断开时为保温状态;即A 不正确B 正确.由于电路中总电压U 不变,应选择功率公式P =RU 2,可知8R R R R R 220R 22021221222⨯+⨯+= 得1122R R 21-=即D 正确 【答案】BD6.电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子以速度v 在半径为r 的轨道上运动,用e 表示电子的电量,那么其等效电流的电流强度等于 .【解析】由电流的定义式I =q/t,那么电子的电流强度的大小应为I =e/T,而电子运动的周期 T =2πr /v ,得I =r 2ev π 【答案】 r 2ev π 7.一直流电源给蓄电池充电如下图10-1-10,假设蓄电池内阻r ,电压表读数U ,电流表的读数为I ,那么输入蓄电池的电功率为 ,蓄电池的发热功率为 ,电能转化为化学能的功率为 .【答案】 UI,I 2r,UI-I 2r 8.某一直流电动机提升重物的装置,如下图10-1-11,重物的质量m=50kg ,电源提供给电动机的电压为U=110V ,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I=5.0A ,求电动机的线圈电阻大小〔取g=10m/s 2〕.【解析】电动机的输入功率P =UI ,电动机的输出功率P 1=mgv ,电动机发热功率P 2=I 2r 而P 2=P - P 1,即I 2r= UI -mgv代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4Ω【答案】 r=4Ω9.在图10-1-12中,AB 和A´B´是长度均为L =2km ,每km 电阻值为ρ=1Ω的两根输电线.假设发觉在距离A 和A´等远的两点C 和C´间发生漏电,相当于在两点间连接了一个电阻.接入电动势E =90V 、内阻不计的电源:当电源接在A 、A´间时,测得B 、B´间电压为U B =72V ;当电源接在B 、B´时,测得A 、A´间电压为U A =45V.求A 与C 相距多远?A 蓄电池V 图10-1-10图10-1-11 乙 C ´ R A C B B´E U A 甲C ´R A C B U B 图10-1-12【解析】在测量过程中的等效电路如下图〔甲〕、〔乙〕所示.当电源接在A 、A´时,能够认为电流仅在A´C´CA 中流,现在U B =72V 为漏电阻R 上的电压.设AC 和BC 间每根输电线的电阻为R AC 和R BC .那么有:R R 2R E U AC B +=…① 同理,当电源接在B 、B´间时,那么有:R R 2R E U BC A +=…② 由①②两式可得:R AC =41R BC 依照电阻定律R =SL ρ∝L ,可得A 、C 间相距为:L AC =km 4.0km 251=⨯ 【答案】0.4km10.如下图10-1-13是一种悬球式加速度仪.它能够用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m 是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O 点,AB 是一根长为L 的电阻丝,其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C 焊接一根导线.从O 点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表○V 〔金属丝和导线电阻不计〕.图中虚线OC 与AB 相垂直,且OC=h ,电阻丝AB 接在电压恒为U 的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB 沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向θ,从电压表的读数变化能够测出加速度的大小.〔1〕当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a 与θ角的关系及加速度a 与电压表读数U ′的对应关系.〔2〕那个装置能测得的最大加速度是多少?【解析】〔1〕小球受力如下图,由牛顿定律得:a=m F 合=mtan mg θ=gtan θ. 设细金属丝与竖直方向夹角为θ时,其与电阻丝交点为D ,CD 间的电压为U ′,那么L CD AB CD R R U U AB CD ===',故得a=gtan θ=g·g hUU L h CD '=. 〔2〕因CD 间的电压最大值为U/2,即U max ′=U/2,因此a max =h 2L g. 【答案】〔1〕a=gtan θ. 〔2〕a max =h 2L g.第Ⅱ课时 电路分析·滑动变阻器1.如下图10-2-14,在A 、B 两端加一恒定不变的电压U ,电阻R 1为60Ω,假设将R 1短路,R 2中的电流增大到原先的4倍;那么R 2为〔 〕A .40ΩB .20ΩC .120ΩD .6Ω 图10-1-13 A B R 1 R 2 图10-2-14【答案】B2.如下图10-2-15,D 为一插头,可接入电压恒定的照明电路中,a 、b 、c 为三只相同且功率较大的电炉,a 靠近电源,b 、c 离电源较远,而离用户电灯L 专门近,输电线有电阻.关于电炉接入电路后对电灯的阻碍,以下讲法中正确的选项是 〔 〕A .使用电炉a 时对电灯的阻碍最大B .使用电炉b 时对电灯的阻碍比使用电炉a 时大C .使用电炉c 时对电灯几乎没有阻碍D .使用电炉b 或c 时对电灯阻碍几乎一样【解析】输电线有一定电阻,在输电线上会产生电压缺失.使用电炉c 或b 时,对输电线中电流阻碍较大,使线路上的电压缺失较大,从而对用户电灯产生较大的阻碍,而使用电炉a 对线路上的电压缺失阻碍甚微,能够忽略不计.【答案】BD3.如图10-2-16〔甲〕所示电路,电源电动势为E ,内阻不计,滑动变阻器的最大阻值为R ,负载电阻为R 0.当滑动变阻器的滑动端S 在某位置时,R 0两端电压为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为P .假设将R 0与电源位置互换,接成图〔乙〕所示电路时,滑动触头S 的位置不变,那么〔 〕A .R 0两端的电压将小于E/2B .R 0两端的电压将等于E/2C .滑动变阻器上消耗的功率一定小于PD .滑动变阻器上消耗的功率可能大于P【解析】在甲图中,设变阻器R 滑动头以上、以下的电阻 分不为R 上、R 下,那么R 0//R 下=R 上,有R 0>R 上;当接成乙图 电路时,由于R 0>R 上,那么R 0两端的电压必大于E/2,故A 、B 不正确. 而滑动变阻器上消耗的功率能够大于P .应选D .【答案】D4.如下图10-2-17是一电路板的示意图,a 、b 、c 、d 为接线柱,a 、d 与220V 的交流电源连接,ab 间、bc 间、cd 间分不连接一个电阻.现发觉电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分不测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为220V ,由此可知〔 〕A .ab 间电路通,cd 间电路不通B .ab 间电路不通,bc 间电路通C .ab 间电路通,bc 间电路不通D .bc 间电路不通,cd 间电路通【解析】第一应明确两点:〔1〕电路中无电流即I=0时,任何电阻两端均无电压;〔2〕假设电路中仅有一处断路,那么电路中哪里断路,横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压.由题可知,bd 间电压为220V ,讲明断路点必在bd 之间;ac 间电压为220V ,讲明断点又必在ac 间;两者共同区间是bc ,故bc 断路,其余各段均完好.【答案】CD5.传感器可将非电学量转化为电学量,起自动操纵作用.如运算机鼠标中有位移传感器,电熨斗、电饭煲中有温度传感器,电视机、录象机、影碟机、空调机中有光电传感器……演示位移传感器的工作原理如下图10-2-17,物体M 在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属图10-2-15〔甲〕 E R S 0 〔乙〕 R SER 0 图10-2-16 ~ a d b c R 1R 2R 3 图10-2-17滑杆P ,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小X ,假设电压表是理想的,那么以下讲法中正确的选项是〔 〕A .物体M 运动时,电源内的电流会产生变化B .物体M 运动时,电压表的示数会发生变化C .物体M 不动时,电路中没有电流D .物体M 不动时,电压表没有示数【解析】滑动变阻器与电流构成闭合回路,因此回路中总是有电流的,这与M 运动与否无关,C 错误.图中的滑动变阻器实际上是一个分压器,电压表测量的是滑动变阻器左边部分的电压,在图中假设杆P 右移那么示数增大,左移那么示数减小.因表是理想的,因此P 点的移动对回路中的电流是无阻碍的.综上所述,只有B 正确.【答案】B6.如下图10-2-18的电路中,电阻R 1=1Ω,R 2=2Ω,R 3=3Ω,在A 、B 间接电源,S 1、S 2都打开,现在电阻R 1、R 2、R 3消耗的功率之比P 1:P 2:P 3= ;当S 1、S 2都闭合时,电阻R 1、R 2、R 3消耗的功率之比P'1:P'2:P'3= . 【解析】当 S 1、S 2都打开时,R 1、R 2、R 3相互串联,那么P 1:P 2:P 3= R 1:R 2:R 3=1:2:3.当S 1、S 2都闭合时, R 1、R 2、R 3相互并联,P'1:P'2:P'3=1/R 1:1/R 2:1/R 3=6:3:2. 【答案】1:2:3,6:3:27.在图10-2-19所示的8个不同的电阻组成,R 1=12Ω,其余电阻值未知,测得A 、B 间的总电阻为4Ω,今将R 1换成6Ω的电阻,A 、B 间总电阻变成 Ω.【解析】用等效替代法,可把除R 1外的其他电阻等效为一个电阻R ,在AB 间R 1与等效电阻R 为并联关系,那么R AB =RR 1/〔R+R 1〕=12R/〔12+R 〕=4,解得R=6Ω, 假设R'1=6Ω时,那么R'AB =RR'1/〔R+R'1〕=6×6/〔6+6〕=3Ω. 【答案】38.如下图10-2-20的电路中,R 1=4Ω,R 2=10Ω,R 3=6Ω,R 4=3Ω,a 、b 为接线柱,电路两端所加电压为24V ,当a 、b 间接入一理想电流表时,它的示数应是多少? 【解析】如图乙所示,从图能够看出,接入理想电流表后,R 3与R 4并联, 再与R 2串联;而R 2+R 34与R 1又是并联关系.电流表测的是R 1与R 3的电流之和. R 34=R 3R 4/〔R 3+R 4〕=2Ω R 234=R 34+R 2=12Ω I 2=U/R 234=2A I 3/I 4=R 4/R 3=1/2 ∴I 3=I 2/3=2/3A , I 1=U/R 1=6A ∴I A =I 1+I 3=6.67A 【答案】6.67A 9.如下图10-2-21,电路中R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器,其总电阻为R ,当在 电路两端加上恒定电压U ,移动R 的滑动触片,求电流表的示数变化范畴.【解析】设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为R x .电路连接为R 0与R x 并联,再与滑动变阻器右边部分的电阻R -R x 串联,乙A B 2图10-2-18 R 图10-2-19图10-2-20图10-2-21图10-2-17那么干路中的电流x x0x 0x R R R R R R U R R R U I -++==-+并 因此电流表示数2x 2002x x 00x x0x 0x 00x 00)2R R ()2R (RR UR R RR RR UR R R R R R R U R R R I R R R I --+=-+=-++⋅+=+=' 由上式可知:当R x =R/2时,I 最小200min R RR 4UR 4I +=;当R x =R 或R x =0时,I 有最大值,R U I max = 即电流表示数变化范畴为200R RR 4UR 4+~R U 【答案】200R RR 4UR 4+~RU 10.如下图10-2-22是电饭煲的电路图,S 1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度到达居里点〔103℃〕时会自动断开,S 2是一个自动温控开关,当温度低于70温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,黄灯是限流状态时 指示灯,限流电阻R 1=R 2=20KΩ,加热电阻丝R 3=50Ω,两灯电阻不计. 〔1〕依照电路分析,表达电饭煲煮饭的全过程:试简要回答假设不闭合开关S 1,电饭煲能否将饭煮熟? 〔2〕运算加热和保温状态下,电饭煲的消耗功率之比.【解析】〔1〕电饭煲装好食物后接上电源,S 1闭合,这时黄灯被短路不亮,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S 2自动断开,S 1仍闭合,待电饭煲中水烧开后,温度升高到103℃时,开关S 1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮〔由于流过红灯支路的电流过小,红灯熄灭〕,电饭煲处于保温状态.由于电饭煲散热,待温度下降至70℃时,S 2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,待上升至80℃时,又自动断开,电饭煲又再次处于保温状态.假设不闭合开关S 1,电饭煲仅能将食物加热到80℃,因此不能煮熟食物.〔2〕假设设电饭煲处于加热状态时消耗功率为P 1,保温状态时消耗功率为P 2,那么有W 50220R R R R U P 2323221≈+= W 20050220R R R R R U P 21323222≈++= 由上两式得:P 1:P 2=401:1此题以生活中的日常用品为载体,理论联系实际,新颖不致,要求学生识其物,明其理,学以致用,从而提高学生解决实际咨询题的能力.【答案】〔1〕假设不闭合开关S 1,电饭煲不能将饭煮熟.〔2〕401:1第Ⅲ课时 闭合电路欧姆定律•含容电路1. 以下关于电源电动势的讲法①电动势是用来比较电源将其它形式的能转化为电能本领大小的物理量②外电路断开时的路端电压等于电源的电动势图10-2-22③用内阻较大的电压表直截了当测量电源正负极之间的电压值约等于电源的电动势 ④外电路的总电阻越小,那么路端电压越接近电源的电动势以上讲法中正确的选项是〔 〕A .①②③④ B.①②③ C.①②④ D.只有②【解析】由电源的电动势的有关知识知应选B 【答案】B2.如下图10-3-10的电路中,电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变,电灯L 恰能正常发光,假如变阻器的滑片向a 端滑动,那么〔 〕A . 电灯L 更亮,安培表的示数减小 B. 电灯L 更亮,安培表的示数增大C. 电灯L 更暗,安培表的示数减小D. 电灯L 更暗,安培表的示数增大【解析】当滑片向a 端滑动时,R 1↓-R 总↓-I↑即A 示数增大,路端电压U =E -Ir 减小,那么灯L 变暗.应选D .【答案】D3.图10-3-11中是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路.在增大电容器两极板间距离的过程中〔 〕A.电阻R 中没有电流B.电容器的电容变大C.电阻R 中有从a 流向b 的电流D.电阻R 中有从b 流向a 的电流【解析】由kd4s C πε=可知当d 增大时,C 减小.由Q =UC 知电容器两极板 带电将减少,故电阻R 中有从a 流向b 的电流.选C【答案】C4.如下图10-3-12电路中,电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合,C 是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮一油滴P ,断开哪一个电键后P 会向下运动〔 〕 A. S 1 B. S 2 C. S 3 D. S 4【解析】由P 静止,那么F 电=mg ,R 1与R 2并联后与C 串联, R 1、R 2是等势体,断开S 1,C 两端的电压不变,F 电不变,P 仍保持静止.断开S 2,C 将放完所带的电,P 将向下运动. 断开S 3,C 两端的电压将增至电动势E ,F 电增大, P 将向上运动.断开S 4,C 储存的电量不变,F 电不变,P 仍保持静止.【答案】B5.如下图10-3-13的电路,R 1=10Ω,R 2=8Ω,电池有内阻,K 接1时,伏特表示数为2V ,那么K 接2时伏特表示数可能为〔 〕A .2.2V B.2.9V C.1.7V D.1.4V【解析】依照闭合电路欧姆定律可知:U =E rR R +…① K 接1时,即为2=R r 1010+…② K 接2时,即为U =E r 88+…③ 由②③得U =r8r 1058++⨯…④依照极限分析法:电源内阻最大接近21图10-3-10图10-3-11图10-3-12 图10-3-13无穷大,最小接近于零;当r→∞时,由④得U 最小值1.6V ;当r→0时,由④得U 最大值2V ;那么U 示数在1.6V <U <2V 的范畴内.应选C【答案】C6.一太阳能电池板,现测得它的开路电压为0.80V ,短路电流为0.04A .假设将此电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,那么此太阳能电池板的路端电压是 V . 【解析】由E =0.8V,短路电流I 短=0.04A ,因此r=短I E ,r=20Ω,当R =20Ω时,那么路端电压U =2E =0.4V 【答案】0.47.某闭合电路的路端电压U 随外电阻R 变化的图线如下图10-3-14,那么电源的电动势为_______,内电阻为_______,当U=2V 时,电源的输出功率为_______.【解析】由图可知,E =3.0V .由闭合电路欧姆定律可得r=1Ω,P 外=2W【答案】3.0V ;r=1Ω;2W8.如下图10-3-15,电阻R 3=4Ω,电表为理想表,开始时R 1、R 2、R 3中都有电流通过,电压表示数为2V ,电流表示数为0.75A ,后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2V ,电流表示数变为0.8A .〔1〕哪个电阻断路? 〔2〕求电阻R 1、R 2的阻值各为多少?〔3〕电源电动势和内阻各为多少?【解析】〔1〕由于电压表、电流表的示数都不为零,因此断路的电阻是R 1〔2〕R 1断开后,伏特表示数即为R 2两端电压,因此R 2=Ω==''48.02.3I U 22 R 1断路前,R 2两端电压V 3475.0R I U 222=⨯==,R 3两端电压V 1V 2V 3U U U 123=-=-=,由串联电阻的分压特点3131U U R R =,因此R 1=Ω=Ω⨯=⋅8412R U U 331,通过R 1、R 3的电流A 25.0A 82R U I 111=== 〔3〕R 1断路前E =()()r 3r 25.075.0475.0r I I U 212+=++⨯=++…① ,R 1断路后E =r 8.02.3r I U 22+='+'…②联立以上两式得E =4V ,r =1Ω【答案】〔1〕R 1;〔2〕8Ω;4Ω〔3〕4V ;1Ω9.〔2004年江苏卷〕如下图10-3-16的电路中,电源电动势V 00.6E =,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分不为Ω=Ω=k 8.4R k 4.2R 21、,电容器的电容F 7.4C μ=.闭合开关S ,待电流稳固后,用电压表测1R 两端电压,其稳固值为V 50.1.〔1〕该电压表的内阻为多大?〔2〕由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少?图10-3-14 R 1 R 3 R 2 E V S A r 图10-3-15E SR 1 R 2 C 图10-3-16【解析】〔1〕设电压表的内阻为V R ,测得1R 两端电压为1U ,1R 与V R 并联后的总电阻为R ,那么有1V R 1R 1R 1+= …① 由串联电路的规律得:112U E U R R -= …② 联立①②得1211121V U )R R (E R U R R R +-=代入数据得Ω=k 8.4R V〔2〕电压表接入前,电容器上的电压C U 等于电阻2R 上的电压,1R 两端的电压为1R U ,那么12R C R R U U 1= 又1R C U U E += 接入电压表后,电容器上的电压为1C U E U -=' 由于电压表的接入,电容器带电量增加了)U U (C Q C C -'=∆ 联立以上各式得)U R R E R (C Q 1211-+=∆ 代入数据可得C 1035.2Q 6-⨯=∆【答案】〔1〕4.8kΩ (2)2.35×10-6C 10.〝加速度计〞作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如下图10-3-17是〝应变式加速度计〞的原理图.支架A 、B 固定在待测系统上,滑块穿在A 、B 间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A 上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相关于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.滑块质量为m ,弹簧劲度系数为k ,电源电动势为E ,内电阻为r ,滑动变阻器总阻值R=4r ,有效总长度为L.当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E.取AB 方向为参考正方向.〔1〕写出待测系统沿AB 方向做变速运动的加速度a 与 〝1、2”两接线柱间的输出电压U 间的关系式〔2〕确定该〝加速度计〞的测量范畴.【解析】(1)设待测系统沿A→B 方向有加速度a ,那么滑块将左移x ,满足kx=ma ,现在U 0-U=r R R E +',而R ′=Lrx 4R L x =. 故有 a=mE 4)U E 4.0(kL 5mEr 4)r R )(U U (kL 0-=+-. 〔2〕当待测系统静止时,滑动臂P 位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U 0=0.4E ,故输出电压的变化范畴为0≤U ≤2U 0,即0≤U ≤0.8E ,结合〔1〕中导出的a 与U 的表达式,可知加速度计的测量范畴是-m 2kL ≤a ≤m 2kL . 【答案】(1)a=mE 4)U E 4.0(kL 5-;〔2〕-m 2kL ≤a ≤m2kL 图10-3-17第Ⅳ课时 电阻的测量1.如下图10-4-12电路中,电压表的读数为9V ,电流表读数为0.1A ,电压表内阻为900Ω,电流表内阻为20Ω,那么电阻R 的测量值与实际值分不为〔 〕A .90Ω,110ΩB .100Ω,90ΩC .90Ω,100ΩD .90Ω,82Ω【解析】测量值应为R 测=Ω=Ω901.09.由图可知,R 测=R 并=VV R R RR + 得R =100Ω.选C .【答案】C2.以下关于电流表与电压表的讲法中,正确的选项是〔 〕A .差不多上用电流表G 与电阻并联改装而成的B .差不多上用电流表G 与电阻串联改装而成的C .它们本身都有内阻,只是电流表的内阻一样专门小,而电压表的内阻一样专门大.D .电流表的内阻确信比用来改装的电流表G 的内阻大,而电压表的内阻确信比用来改装的电流表G 的内阻小.【解析】电流表是由灵敏电流表G 并联一个较小的分流电阻改装而成,电压表是由灵敏电流表G 串联一个较大的分压电阻改装而成,因此,电流表的内阻小于灵敏电流表G 的内阻,电压表的内阻大于灵敏电流表G 的内阻,电流表的内阻一样专门小,电压表的内阻一样专门大.【答案】C3.现有通过精确校准的电压表V 1和V 2,当分不用来测量某线路中电阻R 两端a 、b 间的电压时,如下图10-4-13,读数依次为12.7V 和12.3V ,那么: ①a 、b 间的实际电压略大于12.7V ②a 、b 间的实际电压略小于12.3V③电压表V 1的内阻大于V 2的内阻 ④电压表V 1的内阻小于V 2的内阻 以上判定正确的选项是〔 〕 A .①③ B.②④ C.①④ D.②③【解析】并联电压表后,使a 、b 间的电阻变小,从而使a 、b 间的电压变小,即电压表的示数比a 、b 间没有接电压表时的实际电压略小些,而且,电压表的内阻越大,电压表的示数越大,越接近于a 、b 间没接电压表时的实际值.故电压表V 1的内阻较大,a 、b 间的实际电压略大于12.7V .故①③正确,选A .【答案】A4.在如图10-4-14中a 、b 所示的两电路中,电阻R 、电流表、电压表差不多上相同的,电池的内阻相关于电阻R 的大小能够忽略.闭合开关后,图a 和b 电路中电压表和电流表的示数, b a V V 、和b a I I 、的大小不相同,它们的关系是〔 〕 ①b a V V < ②b a I I < ③b I b V a I a V = ④b I b V a I a V < 其中正确的选项是〔 〕A .①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 【解析】b V 为电动势,a V 为部分电路电压;故a V <b V ,①正确.aa b b V V a a A b b I V I V R R R RR R I V ,R R R I V >==>+=,故<+并即④正确③不正确,用排除法否定②,选B .b 图10-4-13ba 图10-4-14【答案】B5.如下图10-4-15,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发觉待测表的读数比标准表的读数偏大一些,如表头G 的G I 是准确的,显现的误差可能是下述哪些缘故引起的 ①G R 的测量值比真实值偏大②G R 的测量值比真实值偏小 ③所并联的并R 比公式GG G I I RI R -=并'运算出的并R '小④所并联的并R 比公式GGG I I R I R -=并'运算出的并R '大 以上判定正确的选项是〔 〕 A .①③ B.②④ C.①④ D.②③【解析】待测表的读数偏大,讲明通过待测表G 的电流比准确时应通过G 的电流大,使G 的指针偏转较大,也讲明并R 支路分去的电流过少,即并R 过大.【答案】C6.一只量程为15V 的电压表,串联一个3k Ω的电阻后,再去测量实际电压为15V 的路端电压时,电压表示数为12V ,那么这只电压表的内阻是 k Ω.用这串联着3k Ω电阻的电压表测量某段电路两端电压时,假如电压表的示数为4V ,那么这段电路的电压实际为 V .【解析】设电压表内阻为g R ,那么12153000R R g g =⨯+…① 由①得g R =12k Ω 设实际电压为U ,那么U431212=+…② 由②得U =5V 【答案】12;57,mA 3I g =内阻Ω=100R g ,欲将其改装成 图10-4-16所示的两个量程的电压表,那么=1R Ω;=2R Ω.【解析】电流表的满偏电压V 3.0R I U g g g ==.电压表量程为3V 时,由串联电路中的电压分配关系得gg11I U U R -=…①,电压表量程为15V 时,同理可得gg221I U U R R -=+…②,将上述两式代入数据可求出Ω=900R 1,Ω=4000R 2.【答案】900;40008.一个电流、电压两用表的电路如下图10-4-17,小量程电流表G 的量程 是0.001A ,内阻是100Ω,两个电阻的阻值是Ω=Ω=01.1R ,9900R 21,咨询:〔1〕双刀双掷电键接到哪边是电流表,接到哪边是电压表?〔2〕电流表、电压表的量程各是多大?【解析】〔1〕电键接到左边c 、d 上是电流表;接到右边a 、b 上是电压表.〔2〕当电键接到c 、d 上时,电阻2R 与小量程电流表G 并联,1R 不起作用.小量程电流表图10-4-15 R 1图10-4-17 15V图10-4-16G 满偏时,通过电阻2R 的电流为A 099.0A 01.1100001.0R R I I 2g g ≈⨯==' 因此做为电流表时的量程为A 1.0A )099.0001.0(I I I g =+='+=当电键接到a 、b 上时,电阻1R 与小量程电流表G 串联,2R 不起作用.小量程电流表G 满偏时,加在小量程电流表G 和电阻1R 上的总电压为V 10V )9900100(001.0)R R (I U 1g g =+⨯=+= 因此作为电压表时的量程为10V【答案】〔1〕电键接到c 、d 上是电流表,接到a 、b 上是电压表 〔2〕0.1A 10V9.有两只电压表A 和B ,量程,内阻不知等于多少;另有一节干电池,它的内阻不能忽略,但不知等于多少.只用这两只电压表、电键和一些连接用的导线,能通过测量运算这节电池的电动势〔电动势不超出电压表的量程,干电池不许拆开〕.〔1〕画出你测量时所用的电路图;〔2〕以测得的量作为量,导出运算电动势的式子.【解析】测量电路如图甲、乙所示,设电压表的内阻分不为A R 和B R ,电池的电动势为E ,内阻为r .先将电压表A 串联接入电路中,如图甲所示记下其示数A U ,由闭合电路欧姆定律,有r R U U E AAA +=…① 然后,将电压表A 、B 同时串联接入电路中,如图乙所示,记下两表的示数A U '和B U ,同理又有r R U U U E A A B A '++'=…② 将AR r等效为一个未知量,从①和②式中消去,得电源电动势为AA BA U U U U E '-=【答案】〔1〕电路图如图甲、乙所示 〔2〕AA BA U U U U E '-=10.有一电阻x R ,其阻值大约在40~50Ω之间,需要进一步测定其阻值,手边现有以下器材:有两种可供选用的电路如下图10-4-18,实验要求多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压关系图.(a)(b)图10-4-18 甲 乙为了实验能正常进行并减小测量误差,而且要 求滑动变阻器便于调剂,在实验中应选图 所示的电路,应选代号是 的电流表和代号 是 的滑动变阻器.【解析】〔1〕电流表的选择:先估算电路中可能达到的最大电流〔视滑动变阻器阻值R =0Ω〕假设使用A 1表时:A 15.0R R EI 1A x m =+=,已超过A 1表的量程.假设使用A 2表时:A 20.0R R EI 2A x m =+=',未超过A 2表的量程.为遵循安全性原那么,应选择电流表A 2.〔2〕测量电路的选择: 由于2Ax x v R RR R >,为遵循准确性原那么,应选择电流表的外接法,即〔b 〕图.〔3〕滑动变阻器的选择:选择R 1时,电路中的最小电流约为A 06.0R R R EI 1A x m 2=++≈,电路中的电流范畴为A 06.0~A 20.0.选择R 2时:电路中的最小电流约为A 005.0R R R EI 2A x m 2=++=',电路中的电流范畴为A 005.0~A 20.0.由此可见,假设使用R 2,当R 2阻值较大时,电流表的示数专门小,读数误差较大,实际测量数据不能使用;假设使用R1,电流能够从A 06.0逐步增大.相比而言,使用R 2将导致电流强度随滑动变阻器位置变化过于敏锐,实际上限制了R 2有效调剂长度;而使用R 1有较大的有效调剂长度.为遵循方便性原那么,应选择R 1. 【答案】〔b 〕; A 2;R 1第Ⅴ课时简单的逻辑电路1、如图,一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警图。
专题10 恒定电流中三个基本定律一、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成成正比,跟导体的电阻成反比。
2.表达式:I =U R。
3.适用范围:(1)一般适用于金属导体或电解液导体,气体或半导体不适用。
(2)一般适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路不适用。
(3)适用于线性元件,对非线性元件不适用。
4.欧姆定律的“两性”(1)同体性:表达式I =UR 中的三个物理量U 、I 、R 对应于同一段电路或导体。
(2)同时性:三个物理量U 、I 、R 对应于同一时刻。
5.公式I =U R ,R =UI 的理解【特别提醒】可以根据R =UI 或R =ΔU ΔI 计算导体的电阻,应注意ΔI 应该与ΔU 相对应。
【题1】对于欧姆定律,理解正确的是A .从I =UR 可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比 B .从R =UI 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比 C .从U =IR 可知,导体两端的电压随电阻的增大而增高 D .从R =UI 可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零 【答案】A【题2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4A 。
如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?【答案】2.0A设原来导体两端的电压为U 0时,导体中的电流为I 0。
当U =3U 05时,I =I 0-0.4A 当U ′=2U 0时,电流为I 2由图知I 0-0.4A 35U 0=I 0U 0=0.4A 25U 0=I 22U 0所以I 0=1.0A I 2=2I 0=2.0A点评:(1)用I -U 图象结合比例式解题,显得更直观、简捷。
物理意义更鲜明。
(2)导体的电阻是导体自身的一种属性,与U 、I 无关,因而R =U I =ΔUΔI,用此式讨论问题更简单明了。
【题4】以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象,如图所示,下列说法中正确的是A .这四个图象都是伏安特性曲线B .这四种电学元件都是线性元件C .①②是线性元件,③④是非线性元件D .在①③图象中,直线斜率都表示元件的电阻 【答案】C(4)线性元件与非线性元件①线性元件:欧姆定律适用的元件。
专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是( )A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。
实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。
已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。
下列说法正确的是( )A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。
专题十恒定电流挖命题【考情探究】分析解读本专题内容可以与交变电流等知识相结合以选择题形式出现,考查考生对电压、电流、电功率变化的判断,以及对电路模型的掌握。
而本专题最主要的出题形式是实验题(相关题目均在专题十七中呈现),如电阻的测量、多用电表的使用、电表改装、测电源的电动势和内阻、伏安特性曲线的描绘,考查考生的实验探究能力和推理论证能力。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一部分电路的基本概念和规律1.如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。
已知该表头的内阻R g=500 Ω,满偏电流I g=1 mA。
下列说法正确的是( )A.表头G的满偏电压为500 VB.使用a、b两个端点时,其量程比使用a、c两个端点时大C.使用a、b两个端点时,若量程为0~10 V,则R1为9.5 kΩD.使用a、c两个端点时,若量程为0~100 V,则R1+R2为95 kΩ答案C2.某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表,该电表有1、2两个量程。
关于该电表,下列说法中正确的是( )A.测电压时,量程1一定小于量程2,与R1、R2和R3的阻值无关B.测电流时,量程1一定大于量程2,与R1、R2和R3的阻值无关C.测电压时,量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关D.测电流时,量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关答案B3.两个电压表V1和V2是由完全相同的两个电流表改装而成的,V1量程是5 V,V2量程是15 V。
现把V1和V2串联起来测量15~20 V电压。
下列说法中正确的是( )A.V1和V2的示数相同B.V1和V2指针偏转的角度相同C.V1和V2示数不同,指针偏转的角度也不同D.V1和V2的示数与V1和V2的内阻成反比答案B4.如图所示,是一个多量程多用电表的简化电路图。
测电流和测电压时各有两个量程,还有两个挡位用来测电阻。
下列说法正确的是( )A.当开关S调到位置1、2时,多用电表测量的是电流,且调到位置1时的量程比位置2的小B.当开关S调到位置3、4时,多用电表测量的是电阻,且A为黑表笔C.当开关S调到位置5、6时,多用电表测量的是电压,且调到位置6时的量程比位置5的大D.多用电表各挡位所对应的表盘刻度都是均匀的。
专题08 恒定电流中基本概念1.如图所示为一磁流体发电机示意图, A 、B 是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上,则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是A .I =ne t ,从上向下B .I =2net ,从上向下C .I =net ,从下向上D .I =2net,从下向上【答案】A2.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端电压U 变化的关系图象如图甲所示,若将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2,它们之间的关系为A .P 1=4P DB .P D =P4C .PD =P 2 D .P 1<4P 2【答案】D【解析】由于电阻器D 与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同。
当三者按照题图乙所示电路连接时,电阻器D 两端的电压小于U ,由题图甲图象可知,电阻器D 的电阻增大,则有R D >R 1=R 2,而R D 与R 2并联,电压相等,根据P =U2R ,P D <P 2,C 错误;由欧姆定律可知,电流I D <I 2,又I 1=I 2+I D ,根据P =I 2R ,P 1>4P D ,P 1<4P 2,A 错误,D 正确;由于电阻器D 与电阻R 2的并联电阻R <R 1,所以D 两端的电压小于U 2,且D 阻值变大,则P D <P4,B 错误。
6.(多选)半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕中心轴线以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有A .若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B .若电荷量不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D .若使ω、Q 不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小 【答案】AB7.电池甲和乙的电动势分别为E 1和E 2,内电阻分别为r 1和r 2,已知E 1<E 2,若用甲、乙电池分别向某个电阻R 供电,则在这个电阻上所消耗的电功率相同。
专题十 恒定电流挖命题【考情探究】5年考情考点考向考题示例关联考点学业水平素养要素预测热度欧姆定律及电阻定律2014山东理综,22,10分串并联电路水平4科学思维电路的基本概念和规律电功、电热和电功率2017课标Ⅰ,23,10分小灯泡的伏安特性曲线水平4科学思维★★☆闭合电路的U-I 图像闭合电路的功率和效率直流电路的动态分析2015山东理综,22,8分电功率水平3科学思维闭合电路的欧姆定律含容电路的分析2016课标Ⅱ,17,6分串并联电路水平3科学思维★★★分析解读 本专题研究部分电路与闭合电路。
研究各种电路所加电压、电流及消耗的功率所遵循的规律。
复习中应理清各个基本概念,熟记各公式,明确各公式的适用条件。
由于本专题知识与实际生活联系密切,必须要加强培养用物理知识解决实际问题的能力,同时深刻理解并熟练掌握各相关实验的基本原理,加强对基本仪器使用的复习以及对设计实验方法的迁移运用。
本专题知识可能与电磁感应、交流电知识相结合。
运用相关的电路知识、运动学规律、能量守恒来解决一些综合题,是高考中又一重点和难点。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一 电路的基本概念和规律1.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束。
已知电子的电荷量为e 、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A. B.IΔleS m2eU IΔlem 2eU C. D.IeS m 2eUISΔlem 2eU答案 B 2.用电器到发电站的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。
为使线路上降低的电压不超过U,那么,输电线的横截面积的最小值为( ) A. B. C. D.ρlR2ρlIU UρlI 2UlIρ答案 B 3.(多选)三个导体元件A 、B 、C 的伏安特性曲线分别如图线a 、b 、c 所示。
专题10 恒定电流中三个基本定律1.一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为P D、P1、P2,它们之间的大小关系为A.P1=4P2B.P D<P2C.P1>4P2D.P D>P2【答案】B2.如图所示,用电流表和电压表测量电阻R x的阻值,c端与b端相连时,电流表示数4.60mA,电压表示数2.50V,c端与a端相连时,电流表示数5.00mA,电压表示数2.30 V,比较这两次结果正确的是A.电阻的真实值更接近543Ω,且大于543ΩB.电阻的真实值更接近543Ω,且小于543ΩC.电阻的真实值更接近460Ω,且大于460ΩD.电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω【答案】B【解析】比较两次的电压表读数,可知ΔU =0.20V ,则U U ∆=50.220.0=0.08;电流变化ΔI =0.40mA ,则I I ∆=60.440.0=0.087,可见I I ∆>UU∆,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采取内接法,R x =21060.45.2-⨯=543Ω,此法测量值偏大,因此选项B 正确。
3.R 1和R 2分别标有“2 Ω,1.0 A ”和“4 Ω,0.5 A ”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为A .1.5 WB .3.0 WC .5.0 WD .6.0 W 【答案】A【解析】R 1和R 2串联后的总电阻为R =R 1+R 2=6 Ω,电路中的电流不能超过R 2的额定电流,即0.5 A .根据P =IU 和I =UR 得P =I 2R =1.5 W ,故A 正确。
7.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。
当调节滑动变阻器R ,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V ;重新调节R ,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V 。
则当这台电动机正常运转时A .电动机的内阻为7.5 ΩB .电动机的内阻为2.0 ΩC .电动机的输出功率为30.0 WD .电动机的输出功率为26.0 W 【答案】D8.(多选)如图,两只相同的白炽灯D 1、D 2串联后接在电压恒定的电路中,若D 1的灯丝断了,经过搭丝后(搭丝后灯泡电阻减小),然后与D 2串联,重新接入原来的电路。
假设在此过程中灯丝电阻温度变化的因素可忽略不计,且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压,则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比,有A .D 1的功率变大B .D 1的功率变小C .D 2的功率变大 D .D 2的功率变小 【答案】BC【解析】因D 1的灯丝搭接后,其电阻R 1变小,由I =UR 1+R 2可知I 变大,由P 2=I 2R 2知D 2的功率变大;由P 1=I 2R 1=U 2R 1R 1+R 22=U 2R 1+R 22R 1+2R 2,由数学知识可知:当R 1=R 22R 1时,即R 1=R 2,D 1灯丝未断时,P 1最大,D 1灯丝搭接后R 1减小,故功率P 1变小,所以B 、C 正确,A 、D 错误。
9.(多选)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M 和电热丝R 构成。
当闭合开关S 1、S 2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。
已知电吹风的额定电压为220V ,吹冷风时的功率为120W ,吹热风时的功率为1000W 。
关于该电吹风,下列说法正确的是A .电热丝的电阻为55ΩB .电动机的电阻为12103ΩC .当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD .当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120J 【答案】AD10.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为A .14B .18C .116D .161【答案】C【解析】对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的12,由R =ρl S 可得其电阻变为原来的4倍;第二根导线对折后,长度变为原来的12,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得I 1=U 4R ,I 2=U R /4=4U R ,由I =qt 可知,在相同时间内,电荷量之比q 1q 2=I 1I 2=116。
11.(多选)滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是A .若将a 、c 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大B .若将a 、d 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值减小C .将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱D .将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱 【答案】AD12.某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380 V 的电动机带动下,以0.4 m/s 的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9 kW 。
不载人时测得电动机中的电流为5 A ,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为________。
(设人的平均质量为60 kg ,g 取10 m/s 2)【答案】25【解析】这台自动扶梯最多可同时载人数的意义是电梯仍能以0.4 m/s 的恒定速率运动而电动机的输出功率达到最大。
电动机做功应包含两部分内容:一是电梯不载人时对本身做功,二是对人做功,所以4.9×103 W =IU +Mg sin θ·v ,Mg =15000 N ,n =Mg mg =1500060×10=25(个)。
此题要注意的问题是扶梯上是否有人,只要扶梯在运动,就要消耗电能。
题目中的空载电流,就给定了扶梯空载时消耗的电功率P 自身=IU .另外,扶梯对人做功的过程就是克服重力做功的过程,因此对人所消耗的电功率就等于克服重力的功率,即P =Mgv sin θ.故扶梯消耗的总功率等于二者功率之和。
13.三个电阻分别标有“100Ω 4 W ”,“200Ω 2 W ”,“50Ω 8 W ”,将它们串联起来,允许通过的最大电流为________A ,允许消耗的最大总功率为________W 。
【答案】0.1 3.5 【解析】由P =I 2R 得, I 1=P 1R 1=4100A =0.2 A , I 2=P 2R 2=2200A =0.1 A , I 3=P 3R 3=850A =0.4 A ,故串联后允许通过的最大电流为0.1 A .R 总=(R 1+R 2+R 3)=(100+200+50) Ω=350 Ω,故允许消耗的最大总功率为:P 总=I 2max ·R 总=0.12×350 W =3.5 W 。
解决此类题的依据是任何用电器都不能超过它的额定值,至少有一个用电器达到它的额定值。
一个用电器有额定功率、额定电压、额定电流,只要其中一个量达到额定值,那么另两个量也一定达到额定值。
14.如图所示,相距40 km 的A 、B 两地架起两条输电线,电阻共800 Ω,如果在A 、B 间某处短路,这时接在A 处的电压表示数为10 V ,电流表示数为40 mA ,求发生短路处距A 有多远?【答案】12.5 km15.一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表:质量为M =70 kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力F f 恒为车和人总重的k =0.02倍,取g =10 m/s 2。
求:(1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率;(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑自行车的最大速度;(3)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,当车速为v 1=1.0 m/s 的人骑车的最大加速度。
【答案】(1)85.7%(2)6.0m/s (3)1.0m/s 2【解析】(1)由表可知,电机的额定电压为U =40 V ,额定电流为I 0=3.5 A , 所以电机正常工作时输入功率为P 入=U 0I 0=140 W 。
又因电机的输出功率为P 出=120 W , 所以电机的效率为η=P 出P 入=85.7%。
(2)行驶时所受阻力为F f =k (M +m )g ,式中m 为车的质量。
当达到最大速度v m 时,应有P 出=F f v m , 所以最大速度v m =P 出F f=6.0 m/s 。
(3)当车速为v 1=1.0 m/s 时,牵引力F =P 出v 1=120 N 。
设此时车的加速度为a ,根据牛顿第二定律F -F f =(M +m )a , 解得a =1.0 m/s 2。
16.右图是提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内阻r =0.8 Ω,电路中另一电阻R =10 Ω,直流电压U =160 V ,电压表示数U V =110 V 。
(1)求通过电动机的电流。
(2)求输入电动机的电功率。
(3)若电动机以v =1 m/s 的速度竖直向上提升重物,求该重物的质量。
(g 取10 m/s 2) 【答案】(1)5 A (2)550 W (3)53 kg即通过电动机的电流I M =I R =5 A 。
(2)电动机两端的电压U M =U V =110 V 输入电动机的功率P 电=I M U M =550 W 。
(3)电动机的发热功率P 热=I 2M r =20 W 电动机输出的机械功率P 出=P 电-P 热=530 W 又因为P 出=mgv 所以m =P 出gv =53 kg 。
17.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为1Ω,当加在它两端的电压为2.0V 时,电流为0.8A ,且能正常工作,求:(1)它的额定输入功率多大?(2)工作时由导线发热损失的功率多大? (3)它的最大输出功率多大?【答案】(1)1.6W (2)0.64W (3)0.96W18.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r =0.8 Ω,电路中另一电阻R =10 Ω,直流电压U =160 V ,电压表示数U V =110 V 。
试求:(1)通过电动机的电流; (2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v =1 m/s 匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。
(g 取10 m/s 2) 【答案】(1)5 A (2)550 W (3)53 kg【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R 两端的电压U R =U -U V =(160-110)V =50 V , 流过电阻R 的电流I R =U R R =5010 A =5 A , 即通过电动机的电流I M =I R =5 A 。