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人教版新课标届高考一轮复习物理必考题突破八
* 图5 答案 A 图6 答案 C 答案 (1)6.0×10-12 C (2)见解析 答案 ①待测金属丝 ②直流电压10 V 红 0 E E 图9 * 高考必考题型突破(八)
第15题 对闭合电路欧姆定律及电路动态分析的考查
例1 (2009·广东理基·14)如图5所示是一实验电路图.在滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是( )
A.路端电压变小
B.电流表的示数变大
C.电源内阻消耗的功率变小
D.电路的总电阻变大
解析 在滑动触头由a端滑向b端的过程中,总电阻减小,故选项D错误;干路电流变大,则内电压变大,路端电压变小,选项A正确;由Pr=I2·r可知,电源内阻消耗的功率变大,选项C错误;由路端电压变小知,电流表示数变小,选项B错误.
例2 (2009·广东单科·10)如图6所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作.如果再合上S2,则下列表述正确的是( )
A.电源输出功率减小
B.L1上消耗的功率增大
C.通过R1上的电流增大
D.通过R3上的电流增大
解析 合上S2后,电路的总电阻减小,总电流增大,通过R1的电流增大,选项C正确;电源的输出功率等于总功率即P=EI增大,选项A错误;L1两端的电压U=E-IR1减小,则其消耗的功率减小,选项B错误;通过R3的电流I=减小,选项D错误.
题型点评对于电路某一部分结构的变化而引起电阻、电流、电功率等物理量的变化问题,能够熟练地应用欧姆定律等知识进行正确分析;含电容器电路的分析与计算也是高考考查的重点.突破练习一电路如图7所示,电源电动势E=28 V,内阻r=2 Ω,电阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m.
图7
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电荷量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10 m/s2)
解析 (1)S断开时,电阻R3两端电压为U3=·R3=16 V
S闭合后,外电路的电阻为R==6 Ω
路端电压为U=·R=21 V
电阻R3两端电压为U3′=·R3=14 V
则流过R4的总电荷量为ΔQ=C(U3-U3′)=6.0×10-12 C.
(2)设带电微粒的质量为m,电荷量为q,当开关S断开时,有=mg
当开关S闭合后,设带电微粒加速度为a,则mg-=ma
联立上式,解得加速度a=
设带电微粒能从C的电场中做类平抛运动射出,则:
水平方向:t=,竖直方向:y=at2
由以上各式求得:y=6.25×10-3 m,故带电微粒不能从C的电场中射出.
第16题 对电学实验的考查
例1 (2010·山东·23(2))在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图8所示.闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):
图8
①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).
②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”),再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是________、________、________.
解析 ①若发生故障的是滑动变阻器或电键,则电流表和电压表的示数均为零,若待测金属丝发生故障,则电流表示数为零,电压表测的是电源电动势E.
②由于电流表的示数为零,故不能选用直流电流挡,应通过测电压来判断故障所在,故应选直流电压10 V挡.红表笔应接电源正极,故红表笔固定在a接线柱.若只有滑动变阻器断路,则a、b间的电压为零,a、c间和a、d间的电压均为电动势E.
例2 (2010·天津·9(3))要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2 V,内阻约2 kΩ.实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6 A,内阻约0.1 Ω;
电压表V2,量程5 V,内阻约5 kΩ;
定值电阻R1,阻值30 Ω;
定值电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R3,最大阻值100 Ω,额定电流1.5 A;
电源E,电动势6 V,内阻约0.5 Ω;
开关S一个,导线若干.
①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的电压和电流,再计算
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