2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 專題七電路分析與計(jì)算教案 人教版.doc

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2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 專題七電路分析與計(jì)算教案 人教版 高考形勢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)。對于選擇題，通過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；對于填空題，多是通過對電路的分析和計(jì)算，對電壓、電流、電阻等物理量的測量，來考查考生的分析綜合能力和不太復(fù)雜的運(yùn)算能力；對于實(shí)驗(yàn)題，通過對教材能容的翻新設(shè)疑，考查考生對基本實(shí)驗(yàn)方法的遷移和靈活運(yùn)用能力，特別是電阻的測定，題目雖然新穎獨(dú)特，但原理均來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。 對于電磁感應(yīng)中的閉合回路問題：電磁感應(yīng)過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體受到磁場力作用，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)過程，且在這一復(fù)雜的動(dòng)態(tài)循環(huán)過程中，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。對此類問題的處理，既要弄清楚變化的物理過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程中參與轉(zhuǎn)化的能量種類及能量轉(zhuǎn)化的方向。這對提高學(xué)生綜合分析問題的能力，養(yǎng)成對物理過程和物理情景分析的習(xí)慣，是大有幫助的。因此，此類問題歷來備受高考關(guān)注。在近幾年的高考中，涉及此類問題的題目中，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)今高考形勢下，此類問題會(huì)更加受到青睞，在今后高考中考查的頻率和力度，都將有所提高，例如xx年天津卷計(jì)算題24題就考查了這方面的問題。 歷年高考中電路分析和計(jì)算題分布情況：xx年高考電學(xué)考察情況：北京理綜，選擇題18題考查交流電路中的歐姆定律；22題考查多用表探測黑盒子問題；全國理綜III，實(shí)驗(yàn)題22題利用所給元件測量電壓表內(nèi)阻；全國理綜II，實(shí)驗(yàn)題是測量毫安表的內(nèi)阻和實(shí)物連線題；全國理綜I實(shí)驗(yàn)題考查測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻問題，25題考查含容電路和粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的問題。廣東高考實(shí)驗(yàn)題考查了電路中傳感器的應(yīng)用，一選擇題還考查了示波器的按鈕使用。xx年高考電學(xué)考察情況：江蘇高考計(jì)算題考查了電學(xué)與生活的應(yīng)用（電熱毯、電飯鍋），四川高考理綜，計(jì)算題考查含容電路和帶電粒子在平行板電容器中的勻變速運(yùn)動(dòng)。重慶高考理綜計(jì)算題考查閉合電路歐姆定律及其電路節(jié)能問題。浙江高考一選擇題考查了電路故障，實(shí)驗(yàn)題22（2）考查了螺旋測微器的讀數(shù)、電路元件的選擇以及實(shí)物連圖題。廣東高考實(shí)驗(yàn)題考查測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻，其中考查到產(chǎn)生誤差的原因，要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)1/I—R圖像求電動(dòng)勢和內(nèi)阻。云南高考實(shí)驗(yàn)考查了力電傳感器。xx年高考電學(xué)考察情況：全國卷I、湖北卷和湖南高考實(shí)驗(yàn)題考查示波器面板按鈕的使用，北京卷選擇題17題，考查交流電路中的歐姆定律及交流電的有效值，山東卷實(shí)驗(yàn)題23題考查電路和元件的選擇，還考查電阻絲的電阻率的測定和實(shí)物連圖，全國卷II實(shí)驗(yàn)題22題考查元件的選擇和實(shí)驗(yàn)偏差。上海高考A類題3題考查部分電路歐姆定律，B類題的3題考查交流電路電壓電流的有效值，實(shí)驗(yàn)題15題考查電阻的測量，16題考查閉合電路中輸出功率隨外電阻的變化情況。天津高考選擇題16題考查交流電路中歐姆定律的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)題22題（3）考查的是示波器按鈕的使用，計(jì)算題24題考查的是電磁感應(yīng)和含容電路相結(jié)合的問題。海南省高考選擇題5題考查用電器消耗的電功率，實(shí)驗(yàn)題13題考查電阻的測量和實(shí)物連圖。 電路分析與計(jì)算知識(shí)框架： 電源的效率：η=P出/P總100%，η=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 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=ρL/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)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，與外電路無關(guān)， 電阻定律 歐姆定律 電功W=Uq=IUt 電功率 R=ρL/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 測金屬絲的電阻率 測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻 把電流表改裝成電壓表 用多用表探測黑箱內(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 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)II 7．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? 在外電路中電流由高電勢點(diǎn)流向低電勢點(diǎn)，在電源的內(nèi)部電流由低電勢點(diǎn)流向高電勢點(diǎn)（由負(fù)極流向正極）。 （3）電流強(qiáng)度： ①定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值，I=q/t 。 ②在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A，1μA=10-6A。 ③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:Ω （3）電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān)。 （4）電阻定律 ①內(nèi)容：溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比。 ②公式：R=ρL/S。 ③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：反映了材料對電流的阻礙作用。 ①有些材料的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）。 ②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。 ③超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(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)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉(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表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的。 （3）電功和電熱的關(guān)系 ①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 ②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 （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E=15V，物理意義是指:電路閉合后，電流通過電源，每通過1C的電荷，干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能. （2）大?。旱扔陔娐分型ㄟ^1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值，等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和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)勢的大?。粰M坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線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 ①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。 ②電源輸出功率:整個(gè)外電路上消耗的電功率。對于純電阻電路，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 ③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 ④電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比，即 η=P出/P總 =IU/IE =U/E . 7．電阻的測量 （1）原理是歐姆定律。因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電流，用R=U/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)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，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： ①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。 ②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)，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實(shí)際電流（壓）都會(huì)超過電表量程或電阻元件允許的最大電流（壓），為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路。 ③伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中，若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，采用限流接法時(shí)，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流（壓）變化也很小，這不利于多次測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)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流（壓），應(yīng)選擇變阻器的分壓接法。 三、經(jīng)典例題剖析 1．(xx年天津高考)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，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，則剛射出加速電場時(shí)，一小段長為△L的電子束內(nèi)的電子數(shù)為【 】 A． B． C。 D。 解析：根據(jù)動(dòng)能定理可以知道，電子束經(jīng)過加速電場后的速度為： 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：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，對此種題，我們應(yīng)該對基本概念、基本規(guī)律給予重視，抓住基礎(chǔ)，從基礎(chǔ)出發(fā)，對于高考來說還是很有效的，注重基礎(chǔ)。 2．（xx年全國卷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：此題考查學(xué)生對示波器的掌握情況，對于示波器，只要求學(xué)生對示波器面板的各個(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。 B A R1 R2 R3 R4 E r 3．（xx年武漢三摸）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【 】 A．R1短路 B．R2斷路 C．R3斷路 D．R4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。 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：此題考查的是電路故障的問題，對于此類問題，應(yīng)該對電路產(chǎn)生故障的原因有所了解，對斷路和短路的特點(diǎn)也要很清楚的知道： （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)為有電流通過短路電路支路，但該支路兩端的電壓為零。 （3）電路故障檢測的方法：電路故障可以用兩種方法來檢測，第一是儀器檢測法，即用電壓表檢測，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。 V R1 R2 R3 S S1 1 2 E r 4．(xx年天津高考)如圖所示的電路中，電池的電動(dòng)勢為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：η1=1.5R/(1.5R+r) 通過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： 此時(shí)電源的效率： 通過R2的電流為：IR2＇=I2/3 比較R總1 與R總2、I1與I2、U1與U2、η1與η2、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，通過比較可以知道，通過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：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，要通過計(jì)算比較兩種情況下的物理量的值的變化情況。 5．（xx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 I1 I1 P R a b S U1 D．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：解決此類問題的方法是首先要分清變量和不變量，弄清“誰決定誰”，然后利用直流電路中的動(dòng)態(tài)分析方法即可。 6．（xx年四川高考）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E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω，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=110-2C，質(zhì)量為m=210-2kg，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大？（g取10m/s2） m B A v0 R P E,r S 解析：小球進(jìn)入板間后，受重力和電場力的作用，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=8Ω 電源的輸出功率為P出=I2(R+R滑)=23W。 答案：8Ω；23W 點(diǎn)評：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)解決此類問題的關(guān)鍵，注意電源的輸出功率時(shí)外電阻消耗的功率，非常重要。 7．（xx年重慶高考）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，并說明哪個(gè)電路更節(jié)能。 圖1 圖2 E=3V r=0.5Ω E＇=６V ｒ＇=１Ω L1 L2 L3 L1 L2 L3 R2 R3 R1 S S 解析：(1)由題意，在圖1電路中，電路的總電流I總=IL1+IL2+IL3=0.9A U路=E-I總r=2.25V UR2=U路-UL3=0.05V IR2=I總=0.9A 電阻R2消耗的功率為PR2=IR2UR2=0.045W (2)圖1中電源提供的電功率P總=I總E=0.93W=2.7W 圖2中電源提供的功率：P總＇＝I總＇E＇=0.３６W=１.８W 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：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．（xx年江蘇高考）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①為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件由電阻絲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①中的自動(dòng)開關(guān)S換成理想的晶體二極管D，如圖②所示，其他條件不變，求該用電器工作1小時(shí)消耗的電能。 ~ D R2 R1 ② ~ R1 R2 S ① 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=121Ω, R2=1089Ω, （3）W=P1t/2+P2t/2=0.22kwh(或7.92105J) 答案：（1）S閉合，處于加熱狀態(tài)；S斷開，處于保溫狀態(tài)。 （2）R1=121Ω, R2=1089Ω, （3）0.22kwh(或7.92105J) 點(diǎn)評：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)問題，是物理考試的主流，問題在書外，知識(shí)在書中，此類問題只要將書中的知識(shí)理解透了，就能輕易地解決問題。 9．（xx年天津高考）兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、MN＇平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L，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。長度也為L，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)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求： （1）ab運(yùn)動(dòng)的速度大小 （2）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：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，磁感應(yīng)電動(dòng)勢就相當(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題了。 10．（05全國Ⅲ）（l）用螺旋測微器測圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖所示，此示數(shù)為_______mm （2）利用圖中給定的器材測量電壓表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。 ①將圖中實(shí)物連接為測量所用的電路 ②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：_________________ ③用②中記錄的數(shù)據(jù)表示RV的公式為RV=___________ 解析：（1）8．116（在8.116 0.002 范圍內(nèi)） （2）①連線如圖所示 ②R1．R2,它們是電阻箱的兩次讀數(shù)；U1．U2,它們是相應(yīng)的電壓表的兩次讀數(shù) ③ 答案：見解析 點(diǎn)評：對于此題應(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，其測量范圍是0.25毫米，測量時(shí)大于0.5毫米的長度由主尺上讀出，小于0.5毫米的長度可由動(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齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。 （2）在實(shí)物連線時(shí)要簡潔，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，每米長的電阻值為R.整個(gè)空間充滿勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直紙面(dabc平面)向里。 (1)求固定電阻R上消耗的電功率為最大時(shí)θ角的值； (2)求桿MN上消耗的電功率為最大時(shí)θ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E=BLv，與q角無關(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。 因每米桿長的電阻值為R，r=R即要求兩導(dǎo)軌間的桿長為1m， 所以有以下兩種情況： ①如果L≤1m，則q滿足下式時(shí)r=R 1sinq=L 所以q=arcsinL ②如果L＞1m，則兩導(dǎo)軌間那段桿長總是大于1m，即總有r＞R由于 在r＞R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：此題考查的是電磁感應(yīng)和閉合電路歐姆定律相結(jié)合的綜合問題，解題時(shí)注意導(dǎo)體棒的有效長度，在此題中導(dǎo)體棒的有效長度與夾角q無關(guān)，因?yàn)閷?dǎo)體棒與磁場垂直，無須在分解了，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，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=8Ω，R2=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì). 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(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=110-14kg、帶電量Q=-110-15C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，可知上極板電勢高 由于S斷開，R1上無電流，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)勢為E=U1+Ir ① 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)閉合電路歐姆定律有： ② 將已知量代入①②求得E=1.2V，r=2W 又因E=BLv ∴v=E/(BL)=1.2/(0.41)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ab的電流I2=0.15A，ab所受安培力F2=BI2L=0.410.15N=0.06Nab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=0.063W=0.18W 答案：（1）3m/s；r=2W；（2）0.18W 點(diǎn)評：此題考查的是電磁感應(yīng)、閉合電路中的含容電路和帶電粒子在平行板電容器中粒子的運(yùn)動(dòng)，此類問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，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)電壓和電場強(qiáng)度的關(guān)系，求出帶電粒子受到的電場力，比較電場力和重力的大小關(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80cm，每邊的電阻為1Ω把線框放在磁感強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場中，并使它繞軸OO′以ω=100rad/s的角速度勻角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向如圖所示，已知軸OO′在線框平面內(nèi)，并且垂直于B，od=3oa, O′c=3 O′b,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)勢大小； （2）線框內(nèi)感應(yīng)電流的大??； （3）e、f分別是ab和cd的中點(diǎn)，ef兩點(diǎn)間的電勢差。 解析：（1）線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab邊和cd邊沒有切割磁感線，所以εad=0,εbc=0 　　　 （3）觀察fcbe電路 答案：(1)ab邊電動(dòng)勢為0.008V，cd邊電動(dòng)勢為0.024V （2）感應(yīng)電流大小為0.8A，方向順時(shí)針方向 （3）ef間電勢差為0 點(diǎn)評：沒有規(guī)矩不能成方圓解決電磁感應(yīng)的問題其基本解題步驟是： （1）通過多角度的視圖，把磁場的空間分布弄清楚 （2）在求感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，弄清是求平均電動(dòng)勢還是瞬時(shí)電動(dòng)勢，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　10 14．如圖10所示為用伏安法測量一個(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）待測電阻Rx（約100 Ω）； （2）直流毫安表（量程0 ~ 50 mA，內(nèi)阻約50 Ω）； （3）直流電壓表（量程0 ~ 3 V，內(nèi)阻約5 kΩ）； （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 Ω，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)變阻器的阻值相對被測電阻的阻值較小，為調(diào)節(jié)方便，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法又由于待測電阻與電流表內(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 mA V Rx S E 點(diǎn)評：此題考查利用伏安法測定電阻的實(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)問題： （1）首先選擇測量電路時(shí)分壓式接法還是限流式接法 （2）其次被測電阻應(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E=10V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，電阻的阻值分別為R1= R2=20Ω、R3=10Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R=40Ω，電容器的電容C=20μF，則： （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)的過程中，通過導(dǎo)線BM的電量為多大？ DS 。 R1 R2 C R3 R S E AS BS MS N b a P 解析：（1）電鍵S閉合，電路穩(wěn)定時(shí) BD兩點(diǎn)的電勢差 ① PD兩點(diǎn)的電勢差 ② 則BP兩點(diǎn)的電勢差 ③ 故斷開S的瞬間，通過R1的電流方向向左； 電流大小 由①②③④代入數(shù)據(jù)解得A （2）P在a點(diǎn)時(shí)， ④ ⑤ 電容器M板帶電量 ⑥ P在b點(diǎn)時(shí) ⑦ 電容器M板帶電量 ⑧ 通過導(dǎo)線BM的電量 ⑨ 由④⑤⑥⑦⑧⑨式解得 C 答案：(1)A；（2）C 點(diǎn)評：此題考查閉合電路中的含有電容器的問題，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，求出△Q，則充放電流為I=△Q /t。 三、方法總結(jié)與xx年高考預(yù)測 （一）方法總結(jié) 本專題涉及的問題綜合性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)過程中要注意通過練習(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．極值問題：在物理問題中經(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，在電路部分，有時(shí)還可以利用電路的對稱性，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斷路。 3．含電容器電路：在涉及電容器的電路問題中，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回路磁通量變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，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： ①無電流的支路可除去； ②電勢相等的各點(diǎn)可合并； ③理想導(dǎo)線可任意伸縮； ④理想電流表(內(nèi)阻為零)看成短路，理想伏特表(內(nèi)阻無窮大)看成斷路； ⑤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； ⑥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： 理科綜合能力測試考試中，對實(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)過的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題”近年來的理科綜合卷中的物理實(shí)驗(yàn)題往往通過提供一些材料，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；對典型的物理實(shí)驗(yàn)問題，在源于課本的基礎(chǔ)上進(jìn)行變異，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)一般可分為測定性的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，測定性的實(shí)驗(yàn)是測量某個(gè)物理量；而驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，除了測量物理量以外，還要驗(yàn)證這些物理量的數(shù)量關(guān)系對于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)要注意，所測的各物理量要從正確的途徑得到要設(shè)計(jì)從沒做過的實(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）xx年高考預(yù)測 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、含容電路以及含電表（理想或非理想）電路問題的分析上，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)、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)過的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)或處理未遇到過的實(shí)驗(yàn)問題是08年高考實(shí)驗(yàn)題的趨勢，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θ角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(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μ，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/3 B．電阻R2消耗的熱功率為 Fv/6 C．整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgvcosθ． D．整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為（F＋μmgcosθ）v 2．（xx年天津卷）將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，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．(2πl(wèi)2nB)2/P B．2(πl(wèi)2nB)2/P C．(l2nB)2/2P S 超導(dǎo)部件R1 限流電阻R2 L r E D．(l2nB)2/P 3．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)（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），以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流．超導(dǎo)部件正常態(tài)電阻R1＝7.5Ω，臨界電流IC＝0.6A，限流電阻R2＝15Ω，燈泡L上標(biāo)有 “6V 3W”，電源電動(dòng)勢E＝7V，內(nèi)阻r＝2Ω，電路正常工作．若燈泡L突然發(fā)生短路，則下列說法正確的是【 】 A．燈泡L短路前通過R1的電流為A B．燈泡L短路后超導(dǎo)部件電阻為零 C．燈泡L短路后通過R1的電流為A D．燈泡L短路后通過R1的電流為1A R1 R2 R3 K 4．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R2的電流是K接通前的【 】 A．1/2 B．2/3 C．1/3 D．1/4 L1 L2 E a d b c R K 5．如下圖所示，電源電動(dòng)勢為4V，當(dāng)接通K時(shí)，燈L1和L2均不亮，用電壓表測量得Uab=0，Ubc=0，Ucd=Uad=4V，由此可以知道斷路處是【 】 A．燈L1 B．燈L2 C．燈L1和L2 D．變阻器R A V1 V2 R0 R 圖甲 6．(xx年鄭州)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的延長線不一定過坐標(biāo)原點(diǎn)O U/V I/A O b a 圖乙 B．圖線a的延長線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值等于電源的電動(dòng)勢 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 A1 A2 V2 V1 7．(xx年山東一摸)四個(gè)相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【 】 A．A1的讀數(shù)比A2的讀數(shù)大 B．A1指針偏轉(zhuǎn)角度比A2指針偏轉(zhuǎn)角度大 C．V1讀數(shù)比V2讀數(shù)大 M V A R D．V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大 8．（xx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【 】 A．32W B．44W C．47W D．48W M S M S M S S1 M S S1 S2 A B C D 9．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【 】 L R D P 10．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．無論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變 R1 R1 R3 R3 R2 a b c d （二）填空題 11．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 。 RL R0 U0 S C 12．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 。 A R 13．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=0.20Ω，降壓電阻R阻值為1.8Ω，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一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，電流表是“0.6A，0.1Ω”，電壓表是“3V，100Ω”， （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)據(jù)見下表，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下圖中繪出U—I圖線，根據(jù)圖線讀出電動(dòng)勢E= V，求出電源內(nèi)阻r= Ω。 I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.59 U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 U/V I/A O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 15．（xx年蘇州市調(diào)研考試）圖a為某一熱敏電阻（電路符號(hào)為 ，其阻值隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感）的I-U關(guān)系曲線。 O 1 2 3 4 5 6 7 10 20 30 40 50 I/mA U/V 圖a （1）為了通過測量得到圖a所示I-U關(guān)系的完整曲線，在圖b和圖c兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖 ；簡要說明理由： 。（已知電源電動(dòng)勢為9V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100Ω） A V A 9V R1 R2 A V 圖b 圖c 圖d （2）在圖d電路中，電源電壓恒為9V，電流表（內(nèi)阻不計(jì)）讀數(shù)為70mA，定值電阻R1=250Ω，由熱敏電阻的I-U關(guān)系圖線可知，熱敏電阻兩端的電壓為 V，電阻R2的阻值為 Ω。 （3）舉出一個(gè)應(yīng)用熱敏電阻的例子 。 （三）計(jì)算題 16．如下圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表示數(shù)各為1.6V、0.4A；當(dāng)S斷開時(shí)，它們的示數(shù)各改變0.1A和0.1V，求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻分別是多少？ A V R1 R2 S M S R1 E r 17．如下圖所示的電路，電爐電阻R1=19Ω，電動(dòng)機(jī)電阻R2=0.5Ω，電源內(nèi)阻r=1Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電爐消耗的電功率為475W，S接通，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，電爐消耗的電功率為304W，求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。 18．如下圖所示時(shí)加速度計(jì)的示意圖，被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)彈、航天器等裝置的制導(dǎo)的信息源，系統(tǒng)加速時(shí)由彈簧連接在光滑支架上的敏感元件也處于加速狀態(tài)，它下端的滑動(dòng)臂在變阻器上自由滑動(dòng)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，已知敏感元件質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k，電源電動(dòng)勢為E，無內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器總電阻為R，有效長度為L，靜態(tài)輸出電壓為U0，試求加速度a向左向右兩種情況，求解加速度a與輸出電壓的關(guān)系式。 R 信號(hào)源 敏感元件 E 19．（xx，汕頭）如下圖所示的電路中，三個(gè)電阻的阻值都相同，E為直流電源，其內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，平行板電容器兩極板的距離為d，在兩極板間的中點(diǎn)P處有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)，但電鍵K斷開時(shí)，帶電質(zhì)點(diǎn)恰好保持靜止，現(xiàn)把電鍵K閉合，帶電質(zhì)點(diǎn)就開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)電容器兩極板間的電壓在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定值，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求帶電質(zhì)點(diǎn)首次碰到極板時(shí)的速度。 P R1 R2 R3 K d E 20．(xx.山東)一個(gè)允許通過最大電流為2A的電源和一個(gè)滑