2020年高考物理试题分类汇编——电路

2020年高考物理试题分类汇编——电路

〔新课标卷〕19.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如下图，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分不为a、b.由图可知a、b的值分不为

A、34、14 B、13、23 C、12、12 D、23、13

答案：D

解析：电源效率EU，E为电源的总电压〔即电动势〕，依照图象可知Ua=E32

Ub=E31，因此选项D正确。

〔上海理综〕41．中国馆、世博中心和主题馆等要紧场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%，地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为 m2。

答案：1.9×1014

〔上海理综〕42．各场馆的机器人专门引人注目。在以下图设计的机器人模块中，分不填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼吁声就来为你服务。

答案：光；声；与〔&〕

〔上海理综〕44．在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池〔结构如图〕。

〔1〕以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：

①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I；

②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中

〔填〝A〞或〝B〞〕端。读出电压U；

③重复步骤①和②，多次测量，取平均值；

④依照公式P=

运算氢燃料电池输出功率。

〔2〕在上述第②步中遗漏的操作是 ；

〔3〕假如该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，那么汽车的牵引力为 。

答案：〔1〕A；UI；(2)选择恰当量程；〔3〕UIv

〔上海物理〕5. 在图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是

〔A〕○A变大， ○V变大 〔B〕○A变小，○V变大

〔C〕○A变大， ○V变小 〔D〕○A变小，○V变小

答案：B

解析：电阻变大，电流变小，电压变大。

〔上海物理〕23.电动机的自动操纵电路如下图，其中HR为热敏电阻，1R为光敏电阻，当温度升高时，HR的阻值远小于1R；当光照耀1R时，其阻值远小于2R，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；假设要提高光照时电动机启动的灵敏度，能够___2R的阻值〔填〝增大〞或〝减小〞〕。

【解析】为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时，输入为1，输出为1，因此是〝或门〞。

因为假设要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，因此要增大2R。

〔上海物理〕32.〔14分〕如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非平均分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，同时框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从01xm处以02/vms的初速度，沿x轴负方向做22/ams的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

〔1〕金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；

〔2〕框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

〔3〕为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入

q=BLsRR2'02212222240318.85*10/MBLsRScmppalmlmRRqSEcNmE求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

解析：

〔1〕Fam，0.2FmaN

因为运动中金属棒仅受安培力作用，因此F=BIL

又EBLvIRR，因此0.4BLvBLatRtII 且212Sat，得212Stsa

因此2220.40.2QIRtItJ•

〔2〕221112xatt，得1tx，因此0.41Rx。

〔3〕错误之处：因框架的电阻非平均分布，所求R是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。

正确解法：因电流不变，因此ccItq4.04.01。

此题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。

〔天津卷〕11.〔18分〕如下图，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.

〔1〕求框架开始运动时ab速度v的大小；

〔2〕从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。

解析：〔1〕ab对框架的压力

11Fmg ①

框架受水平面的支持力

21NFmgF ②

依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么框架受到最大静摩擦力

2NFF ③

ab中的感应电动势

EBlv ④

MN中电流

12EIRR ⑤

MN受到的安培力

FIlB安 ⑥ 框架开始运动时

2FF安 ⑦

由上述各式代入数据解得

6/vms ⑧

〔2〕闭合回路中产生的总热量

122RRQQR总 ⑨

由能量守恒定律，得

2112FxmvQ总

⑩

代入数据解得

1.1xm ⑾

〔重庆卷〕23.〔16分〕法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行。

地磁场磁感应强度的竖直重量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：

〔1〕该发电装置的电动势；

〔2〕通过电阻R的电流强度；

〔3〕电阻R消耗的电功率。

解析：

〔1〕由法拉第电磁感应定律，有EBdv

〔2〕两板间河水的电阻 drS

由闭合电路欧姆定律，有

EBdvSIrRdRS

(3)由电功率公式，2PIR 得 2BdvSPRdRS

〔四川卷〕24.〔19分〕如下图，电源电动势015EV。内阻01r，电阻1230,60RR。间距0.2dm的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度1BT的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度0.1/ms沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取210/gms。

〔1〕当Rx=29Ω时，电阻2R消耗的电功率是多大？

〔2〕假设小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，那么Rx是多少？

【答案】⑴0.6W；⑵54Ω。

【解析】⑴闭合电路的外电阻为

4960306030292121RRRRRRxΩ ①

依照闭合电路的欧姆定律

3.014915rREIA

②

R2两端的电压为

6303.015)(2rRIEUxV

③

R2消耗的功率为

6.060622222RUPW

④

⑵小球进入电磁场做匀速圆周运动，讲明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，依照牛顿第二定律

RvmBqv2 ⑤

mgqdU2 ⑥

连立⑤⑥化简得

vBRdgU2

⑦

小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，依照几何关系得

dR

⑧

连立⑦⑧带入数据

41.01004.0122vgBdUV

干路电流为

2.0204122RUI A ⑨

5412.04152rIUERxΩ ⑩

〔安徽卷〕20．如下图，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分不用相同材料，不同粗细的导线绕制〔Ⅰ为细导线〕。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分不为1v、2v，在磁场中运动时产生的热量分不为1Q、2Q。不计空气阻力，那么

A．1212,vvQQ B．1212,vvQQ

C．1212,vvQQ D．1212,vvQQ

答案：D

解析：由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力22BlvFR，又4lRS〔ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长〕，因此安培力224BlvSF，现在加速度Fagm，且04mSl (0为材料的密度)，因此加速度2016Bvag是定值，线圈Ⅰ