山东专用2024年高考物理一轮复习专题十恒定电流_应用集训含解析.docxVIP

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专题十恒定电流

应用篇

【应用集训】

应用一探究电路故障的分析方法

如图电路,起初灯泡A和B都能正常发光,后来电路中某个元件发生断路故障,致使灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些,那么断路的元件是 ()

A.R1B.R2C.R3D.R4

答案B

应用二探究含电容器电路的分析与计算

1.(2024山东薛城枣庄八中高二月考,8)在如图所示的电路中,电源的电动势和内阻以及电阻R2的阻值都恒定,当滑动变阻器R1的滑片处于某位置时,电容器C两极板间的带电油滴恰好悬浮不动。下列推断正确的是 ()

A.若仅减小电容器两极板间的正对面积,油滴将向下运动

B.若仅将R1的滑片向右移动,油滴将向上运动

C.若仅将R1的滑片向左移动,电源的效率将增加

D.若仅将R1的滑片移动,电压表V1、V2的示数改变量的代数和总等于零

答案B

2.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,板长l=80cm,两板间的距离d=40cm。电源电动势E=40V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω。闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球从B板左端且特别靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点。已知小球的质量为m=2×10-2kg,所带的电荷量为q=1×10-2C,不考虑空气阻力,电路中电压表、电流表均为志向电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。求:

(1)滑动变阻器接入电路的电阻;

(2)此时电流表、电压表的示数;

(3)此时电源的输出功率。

答案(1)24Ω(2)1A39V(3)39W

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(2024甘肃武威六中六诊)超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理图如图所示。当通过超导部件的电流大于其临界电流Ic时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流。超导部件正常态电阻R1=7.5Ω,临界电流Ic=0.6A,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样,电源电动势E=7V,内阻r=2Ω,电路正常工作。若灯泡L突然发生短路,则下列说法正确的是 ()

A.灯泡L短路前通过R1的电流为13

B.灯泡L短路后超导部件电阻为零

C.灯泡L短路后通过R1的电流为23

D.灯泡L短路后通过R1的电流为1A

答案C由题意,灯泡的电阻RL=UL2P=623Ω=12Ω。依据超导限流器的功能分析得知,电路正常工作时,超导部件处于超导态,电阻为零,依据闭合电路欧姆定律得到此时通过R1的电流I1=ERL+r=0.5A,故A错误。当L发生短路后,超导部件转变为正常态,与限流电阻并联,起到限流作用,故B错误。L发生短路后,外电路总电阻为R=R1R2R1+R2=5Ω,干路电流为I=ER

2.(2024广东蕉岭中学摸底测试)如图所示的电路中,由于某个电阻发生故障,使电流表A的读数变大,电压表V的读数变大,灯泡L的亮度变暗,关于故障的推断,下列说法中正确的是 ()

A.可能是R3短路B.可能是R2断路

C.可能是R2短路D.可能是R4短路

答案D由电路的结构知,R2、R4串联后与R3、L并联,再与R1串联。电流表A测干路电流,电压表V测R2两端电压,再由电路元件各物理量动态改变的规律“串反并同”可知,只有当R4短路时(可认为电阻减小),外电路总电阻减小,总电流增大,电流表A的读数变大,通过R2的电流增大,电压表V的读数变大,灯泡L的亮度变暗。故选D。

【方法归纳】动态直流电路分析方法——“串反并同”法

(1)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、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。

(2)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。

即:U串↓I串↓P串↓←R↑→U并

3.(2024天津试验中学一测)(多选)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时 ()

A.电压表读数增大

B.电流表读数减小

C.电源的输出功率渐渐增大

D.质点P将向下运动

答案CD当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,其接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,依据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大。电阻R1以及内阻分得的电压变大,与电容器并联的支路电压减小,流过R3的电流I3减小,流过电流表的电流IA=I-I3,I增大,I3减小,则IA增大,所以电流表读数增大;R4两端的电压U4