恒定电流实验专题复习--有答案
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【专题五】恒定电流【考情分析】本专题涉及的考点有:欧姆定律,电阻定律,电阻的串并联,电源的电动势和内阻,闭合电路的欧姆定律,电功率、焦耳定律电路部分知识常常融入到电学实验和电磁感应综合问题中考查考生的实验能力及分析综合能力等,在选择题中也有可能会单独命题。
本章涉及的物理概念、物理规律较多,是电学的重要基础。
高考对本章知识的考查重点是电路的分析、计算以及对电压、电流、电阻等物理量的测量。
电路的分析是高考的重点内容。
对基本概念的理解、对基本规律的掌握,都在电路的分析中体现出来。
含容电路分析、电路变化、动态问题分析、电学实验等是物理知识应用与分析能力考查的重点内容。
【知识交汇】一、部分电路欧姆定律1.内容:导体中的电流I跟导体两端电压U成正比,跟它的电阻成反比。
,2.公式:I=3.适用范围:适用于金属导电和电解液导电,对于气体导电不适用。
4.伏安特性曲线:。
图甲中,R1R2,图乙中,R1 R2。
二、电阻及电阻定律1.电阻:导体对电流的阻碍作用,称为电阻。
定义式:R=2.电阻定律:R=3.电阻率:反映材料导电性能的物理量,其特点是随着温度的改变而改变,金属电阻率随温度升高而升高;半导体电阻率随温度升高而减小.三、电功、电功率、焦耳定律1.电功:电流所做的功,实质是电场力所做的功。
W= qU=___(普遍式)。
2.电功率:电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值。
P= (普遍式)。
3.焦耳定律:电流通过导体产生的热量,叫电热,Q= ,4.电热功率:产生电热的快慢,计算式P Q= (普遍式)5.两种电路电功和电功率比较(1)纯电阻电路,电功W UIt=,电功率P UI=且电功全部转化为_________,有222U UW Q UIt t I Rt P UIR R======,2I R=.(2)非纯电阻电路,电功W UIt=,电功率P UI=,电热2Q I Rt=,电热功率2P I R=热,电功率__________热功率,即W>Q,故求电功、电功率只能用W UIt=、P UI=,求电热、电热功只能用Q=__________、P热=_________.甲乙1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比,与整个电路的电阻成反比.用公式表示为EI R r=+. (2)实质:因为()E I R r =+,在等式两边同乘以I 即可得到三个功率的关系.对整个电路而言,此表达式本身也说明了能量是守恒的.(3)总电流I 和路端电压U 随外电阻R 的变化规律:当R 增大时,根据/()I E R r =+可知I 减小,根据U E Ir =-可知U _________(视电源E 和r 为不变);当R →∞(即断路)时,I =0,U =________;当R 减小时,I 增大,U 减小;当R =0(即短路)时,I 短=_________,U=0.2.电源的功率和效率(1)电源的几个功率:①电源的总功率:2________()P I R r ==+总②电源内部消耗的功率:2P I r=内 ③电源的输出功率:_________P P P ==-出总内 (2)电源的效率:100%100%________100%P UP Eη=⨯=⨯=⨯出总3.U -I 图象(1)对电源有:U E Ir =-,如图中a 线. (2)对定值电阻有:U IR =,如图中b 线.(3)图中a 线常用来分析电源_________和_________的测量实验.(4)图中矩形OABD 、OCPD 和ABPC 的“面积”分别表示电源的总功率、________功率和内电阻消耗的功率.4.路端电压(1)定义:外电路两端的电压,即电源的输出电压,公式:U= 。
3-1恒定电流一、考试要求1、电源和电流①识记电流形成的机制;②识记恒定电场的含义;③识记恒定电流的含义;④识记电流方向的确定;⑤应用电流的定义式及单位2、电动势①识记电源的作用;②理解电动势的定义式和单位;③识记电源内阻;3、欧姆定律①应用欧姆定律的内容及应用;②理解导体的U-I图象及I- U图象(伏安特性曲线);③理解电阻的作用和定义式;④识记金属导体的电阻率随温度的变化规律4、串联电路和并联电路①理解串联和并联电路中的电流和电压关系;②应用串联和并联电路的电阻计算;③识记电压表和电流表的电路结构;④理解电压表的分压原理;⑤理解电流表的分流原理5、焦耳定律①理解电流做功的意义;②应用电功和电功率的计算;③应用焦耳定律的应用;6、导体的电阻①应用伏安法测量电阻;②理解测量金属丝直径的方法;③理解电阻率定义;④应用电阻定律的应用7、闭合电路的欧姆定律①理解内电路、外电路、内电阻、外电阻、内电压、路端电压(外电压);②理解路端电压和内电压之和与电源电动势的关系;③理解路端电压与电流的关系;④综合闭合电路欧姆定律的应用二、主要考点考点l基本概念1、恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场2、电流①电流的形成:电荷定向移动形成电流(注意它和热运动的区别)。
②形成电流条件:(1)存在自由电荷;(2)存在电势差(导体两端存在电势差)。
③恒定电流:大小、方向不随时间变化的电流④电流强度:I=q/t=nsve(如果是正、负离子同时定向移动形成电流,q应是两种电荷量和)⑤电流方向:正电荷定向移动的方向⑥注意:I属于标量,电流传导速率是电场传导速率不等于电荷定向移动的速率(电场传导速率等于光速)。
3、电动势①电源的作用:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能②电动势的定义式:E=W/q 电源内部移送电荷q时非静电力做功W与q的比值③电源内阻:电源内部的电阻4、电阻R:导体对电流的阻碍作用①定义式:R=U/I②决定式:L RSρ=(1)对同一种材料,电阻与导线横截面的面积S成反比,与导线长度L成正比。
恒定电流(一)1.一只普通白炽灯,不通电时灯丝的电阻为R 1;正常发光时灯丝的电阻为R 2。
比较R 1和R 2的大小,应是( )A .R 1>R 2B .R 1<R 2C .R 1=R 2D .条件不足,无法判断 2.在图1所示电路中,A 、B 间的电压保持一定,U AB =6V ,电阻R 1=R 23A .开关S 断开时,R 3两端电压是3VB .开关S 接通时,R 3通过的电流是1.5AC .开关S 断开时,R 1通过的电流是0.75AD .开关S 接通时,R 1两端电压是4V3.电阻A ,B 的伏安曲线如图2所示,下面说法正确的是( ) A .两电阻串联后的伏安曲线在区域 I 内,两电阻并联后的伏安曲线在区域 III 内 B .两电阻串联后的伏安曲线在区域 III 内,两电阻并联后的伏安曲线在区域 I 内C .A ,B 电阻阻值之比为 1 : 3D .A ,B 电阻阻值之比为 3 : 14.在图3所示的电路中,当电键K 闭合后,电流表A 的示数为零,电压表V 1的示数为6V ,电压表V 2的示数为零。
导线、电表、电键及各接线处均无问题,这说明断路的是( ) A .电阻R 1 B .电阻R 2 C .电阻R 3 D .串联电池组5.图4中,四盏灯分别标为:L 1(4V ,1.6W ),L 2(5V ,1.25W ), L 3(6V ,1.8W ),L 4(10V ,10W )。
那么,将电路两端接到8V电源上后,它们消耗的电功率P 1、P 2、P 3、P 4的关系是()A .P 1 > P 2 > P 3 > P 4B .P 2 > P 1 > P 4 > P 3C .P 2 > P 1 > P 3 > P 4D .P 1 > P 2> P 4 > P 36.一根粗细均匀、阻值为16Ω的电阻丝,保持温度不变,若先将它等分成4段,每段电阻为R 1,再将这4段电阻丝并联,并联后总电阻为R 2,则R 1与R 2的大小依次为( )A .1Ω,0.5Ω B.2Ω,0.5Ω C.2Ω,1Ω D.4Ω,1Ω7.如图5所示电路,电源的电动势为12V ,L 为灯泡,R 1和R 2为定值电阻,若用电压表测得A 、B 两点间的电压为12V ,则说明( ) A .L 、R 1和R 2都断了B .L 、R 1和R 2都是好的C .L 是好的,R 1和R 2中至少有一个断了R 1 R 3 2 图3图5图1 4图4图2D .R 1和R 2是好的,L 断了8.在图6所示的电路中,电源电动势为E ,内阻为零,电阻R 1=2R 2,在R 2的两端并联上一段电阻忽略不计的导线L ,则( )A .通过电阻R 1和R 2的电流I 1=I 2B .R 1两端电压U 1=2E /3C .导线L 中通过的电流I L =E/R 1D .使电阻R 2断路,通过R 1的电流不发生变化9.用两根导线组成输电线路,输电的功率为4400kW 。
专题12 恒定电流1. (2019高考安徽理综第19题)用图示的电路可以测量电阻的阻值.图中R x 是待测电阻,R 0是定值,○G 是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关,改变滑动头P 的位置,当通过电流表○G 的电流为零时,测得MP=l 1,PN=l 2,,则R x 的阻值为 A.102l R l B.1012l R l l + C.201l R l D.2012l R l l + 答案:C 解析:根据电阻定律有12M N R l R l =,当电表无读数时,有0M N X R R R R =,解得201x l R R l =,选项C 正确 2.(2013高考上海物理第12题)在车门报警电路中,两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上,只要有开关处于断开状态,报警灯就发光.能实现此功能的电路是答案:B解析:能实现此功能的电路是与门电路,选项B 正确.3.(2013高考江苏物理第4题)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R M 发生变化,导致S 两端电压U 增大,装置发出警报,此时(A )R M 变大,且R 越大,U 增大越明显(B )R M 变大,且R 越小,U 增大越明显(C )R M 变小,且R 越大,U 增大越明显(D )R M 变小,且R 越小,U 增大越明显答案:C解析:根据题述接触到药液时其电阻R M 发生变化,导致S 两端电压U 增大,R M 变小,且R 越大,U 增大越明显,选项C 正确.4.(2013高考上海物理第24题)如图,电路中三个电阻R l 、R 2和R 3的阻值分别为R 、2R 和4R .当电键S 1断开、S 2闭合时,电源输出功率为P 0;当S 1闭合、S 2断开时,电源输出功率也为P 0.则电源电动势为____;当S 1、S 2都断开时,电源的总功率为____.答案:032P R 0.3 P 0.解析:当电键S 1断开、S 2闭合时,电路中电流I 1=E/(R+r),P 0=I 12R=E 2 R /(R+r)2..当S 1闭合、S 2断开时,电路中电流I 2=E/ (4R+r),P 0=I 224R=E 24R/(4R+r)2..联立解得:r=R/2,.当S 1、S 2都断开时,电路中电流I 3,电源的总功率为P=EI 3=0.3 P 0.。
恒定电流专题(1)【知识归纳】1.电源:先分析课本图2.1-1 说明该装置只能产生瞬间电流(从电势差入手) 【问题】如何使电路中有持续电流?类比:(把电源的作用与抽水机进行类比)如图2—1,水池A 、B 的水面有一定的高度差,若在A 、B 之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A 运动到水池B 。
A 、B 之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。
【问题】怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?【回答】可在A 、B 之间连接一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A 中,这样可保持A 、B 之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。
【归纳】电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)2.电流(标量)(1)概念:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
(3)定义式:t QI(4)电流的微观表示:取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v 。
设想在导体中取两个横截面B 和C ,横截面积为S ,导体中每单位体积中的自由电荷数为n ,每个自由电荷带的电量为q ,则t 时间内通过横截面C 的电量Q 是______________电流I 为______________老师归纳:Q=Nq=nvtSq I=Q/t=nvqS(5)单位:安培(A ),1 A =103mA = 106µA【典型例题】【形成电流的条件】【例1】如图验电器A 带负电,验电器B 不带电,用导体棒连接A 、B 的瞬间,下列叙述中错误的是( A )A 、有瞬时电流形成,方向由A 到BB 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【电流的定义】【例2】 已知电子的电荷量为e ,质量为m ,氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动,静电力常量为k 。
新课标高考物理专题复习:《恒定电流》( 附参照答案 )一、选择题。
(共 20 小题,每题 3 分,共 60 分,部分分 1 分)1. 如图,电源电动势为E,内阻为r ,给外电阻R供电,则以下图中不可以反应全电路特色的图象是 ()E r IUU/V I/A U/V P出/WE/rOI/A O E U/V OCR/ΩO r R/ ΩA B D2.如下图,电源电动势=8V,内电阻为r =0.5 Ω,“ 3V,3W”的灯泡L与电动机 M串连接E在电源上,灯泡恰巧正常发光,电动机恰巧正常工作,电动机的线圈电阻L R0=1.5Ω 。
以下说法正确的选项是()E A.经过电动机的电流为 1.6A B.电动机的效率是62.5%MrC.电动机的输入功率为 1.5W D.电动机的输出功率为3W3.在如下图电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用123表示,电表示数I 、 U、U和U变化量的大小分别用I 、U1、U2和U3表示.以下比值正确的选项是()A.U1/I不变,U1/I 不变 C.U2/I变大,U2/I 变大C.U2/I变大,U2/I 不变 D.U3/I变大, U3/I 不变4.右图为包括某逻辑电路的一个简单电路图,L 为小灯泡.光照耀电阻远小于 R.则以下说法正确的选项是()A.该逻辑电路是非门电路;当电阻R 遇到光照时,小灯泡L 不发光B.该逻辑电路是非门电路;当电阻R 遇到光照时,小灯泡L 发光C.该逻辑电路是与门电路;当电阻R 遇到光照时,小灯泡L 不发光D.该逻辑电路是或门电路;当电阻R 遇到光照时,小灯泡L 发光R时,其阻值将变得5VR1R L5. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如下图,P为图线上一点,为图线的PN切线, PQ为 U轴的垂线, PM为 I 轴的垂线。
则以下说法中正确的选项是()A.跟着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大1IUB.对应P点,小灯泡的电阻为R=I2I2 M PC.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I1 N21I- ID.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积QO U1U6. 如下图,四个同样的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表,安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表 V1的量程大于 V2的量程,把它们按图接入电路中,则以下说法正确的选项是A.安培表 A1的读数大于安培表 A2的读数B.安培表A1的偏转角大于安培表A2的偏转角C.伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数D.伏特表 V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角7.如下图的电路中,电池的电动势为E,内阻为 r ,电路中的电阻 R1、 R2和 R3的阻值都相同.在电键 S 处于闭合状态下,若将电键S 由地点 1 切换到地点2。
高三物理恒定电流试题答案及解析1.关于电源的电动势,下列说法正确的是( )A.电源的电动势等于电源两端的电压B.电源不接入电路时,电源两极间的电压大小等于电动势C.电动势的国际单位是安培D.常见的铅蓄电池电动势为1.5V【答案】选B.【解析】电源电动势等于电源路端电压与内电压之和,只有外电路是断路时,电源两端的电压等于电源电动势,A错,B对;电动势的国际单位是伏特,C错;常见铅蓄电池的电动势为2 V,D 错.2.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。
测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。
供选择的仪器如下:①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);③定值电阻R1(300Ω);④定值电阻R2(10Ω);⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);⑦干电池(1.5V);⑧电键S及导线若干。
⑴定值电阻应选______,滑动变阻器应选______。
(在空格内填写序号)⑵用连线连接实物图。
⑶补全实验步骤:①按电路图连接电路,将滑动触头移至最______端(填“左”或“右”);②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1、I2;③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。
⑷根据I2−I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_____________。
【答案】(12分)⑴(4分)③,⑥⑵(3分)见图⑶(2分)将滑动触头移至最左端⑷(3分)【解析】(1)电流表内阻很小,串联分压,可知必须给电流表串联一个阻值较大的电阻,所以选③,滑动变阻器和电流变并联分流,所以选用量程较小的,所以选⑥;(2)如图所示;(3)将滑动触头移至最左端,以保证开始时滑动变阻器的阻值连入最大;3.如图所示,闭合电键S后,A灯与B灯均发光,当滑动变阻器滑动片向上滑动时,下列说法中正确的是A.A灯变亮,电源的输出功率可能增大B.A灯变亮,电源的输出功率可能减小C.B灯变亮,电源的输出功率可能减小D.B灯变暗,电源的输出功率可能增大【答案】ABC【解析】滑动变阻器滑动片向上滑动时,电阻变大,电流减小,内电压变小,外电压变大,A灯变亮,另一支路R1两端电压减小,则灯B两端电压变大,D错误;当外电阻与内电阻相等时输出功率最大,因两者情况未知,则电源的输出功率可能减小、可能增大,ABC正确。
高中物理--恒定电流测试题(含答案)2示数相同,指针偏转角度相同B.图(a)中的A1示数比图(b)中的A1示数小,指针偏转角度相同C.图(b)中的A2示数比图(a)中的A2示数小,指针偏转角度相同D.图(b)中的A1A2示数均比图(a)中的相应电表示数小,指针偏转角度相同6.如图所示,电路中有两个电阻R1和R2它们的阻值分别为2Ω和4Ω,电源的电动势为10 V,内阻为2Ω,则通过电阻R1的电流为()A.2AB.4AC.1.5AD.3A7.如图所示,电路中有一个电阻为R的电阻器,一个电感为L的电感器,一个电容为C的电,一台开关S和一台电压表V。
电源电压为U(t)=Usinωt。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.8.如图所示,电路中有一台电压表V、一台电流表A和一个电阻R,电源电动势为E,内阻为r。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.9.如图所示,电路中有一个电阻为R的电阻器,一个电感为L的电感器,一个电容为C的电,一台开关S和一台电压表V。
电源电压为U(t)=Usinωt。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.10.如图所示,电路中有一个电阻为R的电阻器,一台电压表V和一台电流表A。
电源电动势为E,内阻为r。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.11.如图所示,电路中有一个电阻为R的电阻器,一个电感为L的电感器,一台开关S和一台电压表V。
电源电动势为E,内阻为r。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.12.如图所示,电路中有一个电阻为R的电阻器,一个电感为L的电感器,一个电容为C的电,一台开关S和一台电压表V。
电源电动势为E,内阻为r。
当开关S闭合后,电路中的电流随时间变化的图线为()A.B.C.D.答案:1.A2.C3.A4.B5.A6.C7.B8.C9.A 10.C 11.A 12.C改写:1.一节干电池的电动势为1.5V,意味着当电池中通过1C的电荷量时,化学能能够转化为1.5J的电势能。
物理恒定电流试题及答案一、选择题(每题4分,共20分)1. 恒定电流的电流强度是指:A. 单位时间内通过导体横截面的电荷量B. 单位时间内通过导体横截面的电荷量的平均值C. 导体两端的电压D. 导体两端的电压与电流的比值答案:B2. 欧姆定律中,电阻R与电流I和电压U的关系是:A. R = U/IB. R = I/UC. R = U + ID. R = U - I答案:A3. 在串联电路中,各电阻的电流:A. 相等B. 不相等C. 与电阻成正比D. 与电阻成反比答案:A4. 并联电路中,各电阻两端的电压:A. 相等B. 不相等C. 与电阻成正比D. 与电阻成反比答案:A5. 根据焦耳定律,电阻R在电流I和时间t内产生的热量Q是:A. Q = I^2RtB. Q = IRtC. Q = Rt/ID. Q = I/Rt答案:A二、填空题(每题4分,共20分)6. 电流的单位是______,符号为______。
答案:安培;A7. 电压表的内阻______,电流表的内阻______。
答案:很大;很小8. 在电路中,电源的电动势与______成正比,与______成反比。
答案:电流;电阻9. 电容器的电容C与电容器两极板之间的电压U和电荷量Q的关系是:C = ______。
答案:Q/U10. 理想变压器的原副线圈匝数比为N1:N2,则电压比为______,电流比为______。
答案:N1/N2;N2/N1三、计算题(每题10分,共60分)11. 一个电阻值为10Ω的电阻器,通过它的电流为2A,求电阻器两端的电压。
答案:根据欧姆定律,U = IR = 2A × 10Ω = 20V。
12. 一个电容器的电容为2μF,两极板间的电压为300V,求电容器所带的电荷量。
答案:根据电容的定义,Q = CU = 2 × 10^-6 F × 300V = 6 ×10^-4 C。
13. 一个串联电路由两个电阻组成,分别为R1 = 20Ω和R2 = 30Ω,电路两端电压为12V,求通过R1的电流。
恒定电流测试题(含答案)一、选择题(本题共10小题,每题4分,满分40分。
每题所给的选项中有的只有一个是正确的,有的有几个是正确的,将所有正确选项的序号选出,并填入括号中。
全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得0分)1.某电解池,如果在1s时间内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流强度是()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A2.一根导线,分别通以不同的电流,并保持温度不变,当电流较大时,以下正确的是()A.单位体积内自由电子数较多B.自由电子定向运动的速率较大C.自由电子的热运动速率较大D.电流的传导速度较大3.图1展示了四种导电器件的伏安特性曲线,其中满足欧姆定律的是()4.有A.B两个电阻,它们的伏安特性曲线如图2所示,从图线可以判断()A.电阻A的阻值大于电阻BB.电阻A的阻值小于电阻BC.电压相同时,流过电阻A的电流强度较大D.两电阻串联时,电阻A消耗的`功率较小5.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是()A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算B.如果是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,但不能用公式W=UIt计算C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W=I2Rt计算D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,也可用公式W=UIt计算6.一段粗细均匀的电阻丝,横截面的直径为d,电阻是R。
把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后,它的电阻变成()A.100R B.10000R C.R/100 D.R/100007.关于电动势,下列说法中正确的是()A.一个电源的电动势的大小只由电源本身决定B.因电动势的单位和电势差相同,所以电动势实质上就是电势差C.一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,就有1.5J的化学能转变成电能D.电压表接到电源两极时,测得的就是电动势8.如图3所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1和R2是两个定值电阻。
电场恒定电流专题一、挖掘隐含条件,解决库仑力作用下的动力学问题1.如图所示,竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管,细管截面半径远小于半径R,在中心处固定一带电荷量为+Q的点电荷.质量为m、带电荷量为+q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力,求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大?2.如图所示,点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C 点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象可能是图中的()3.如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是()A.速度先增大,再减小B.速度一直增大C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大D.加速度先减小,再增大4.如图所示,a、b两点处分别固定有等量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac的中点,e是ab 的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d、c、e点,它所受的电场力分别为F d、F c、F e,则下列说法中正确的是()A.F d、F c、F e的方向都是水平向右B.F d、F c的方向水平向右,F e的方向竖直向上C.F d、F e的方向水平向右,F c=0D.F d、F c、F e的大小都相等5.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是()A.b点场强大于d点场强B.b点场强小于d点场强C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能二、带电体的力电综合问题的分析方法6、如图所示,一根长为L =1.5 m 的光滑绝缘细直杆MN 竖直固定在电场强度大小为E =1.0×105 N /C 、与水平方 向成θ=30°角的斜向上的匀强电场中,杆的下端M 固定一个带电小球A ,带电荷量为Q =+4.5×10-6 C ;另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动,带电荷量为q =+1.0×10-6 C ,质量为m =1.0×10-2 kg.现将小球B 从杆的N端由静止释放,小球B 开始运动.(静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2,g =10 m/s 2)(1)求小球B 开始运动时的加速度a ;(2)当小球B 的速度最大时,求小球距M 端的高度h 1;(3)若小球B 从N 端运动到距M 端的高度为h 2=0.61 m 时,速度v =1.0 m/s ,求此过程中小球B 电势能的改变量ΔE p .7.如图所示,可视为质点的三物块A 、B 、C 放在倾角为30°的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=2345,A 与B 紧靠在一起,C 紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为m A =0.60 kg ,m B =0.30 kg ,m C =0.50 kg ,其中A 不带电,B 、C 均带正电,且q C =1.0×10-5 C ,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用,B 、C 间相距L =1.0 m .现给A 施加一平行于斜面向上的力F ,使A 在斜面上做加速度a =1.0 m /s 2的匀加速直线运动,假 定斜面足够长.已知静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2,g =10 m/s 2.求:(1)B 物块的带电量q B ;(2)A 、B 运动多长距离后开始分离.8、如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m 的带正电小球,小 球与弹簧不连接,施加外力F 将小球向下压至某位置静止.现撤去F ,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中, 重力、电场力对小球所做的功分别为W 1和W 2,小球离开弹簧时速度为v ,不计空气阻力,则上述过程中( )A .小球与弹簧组成的系统机械能守恒B .小球的重力势能增加-W 1C .小球的机械能增加W 1+12m v 2D .小球的电势能减少W 29、如图所示,虚线为匀强电场的等势线,一个带电小球以一定的速度射入该匀强电场后,运动轨迹如图所示,已知小球受到的重力不能忽略,则下列有关说法中正确的是()A.小球在b点的动能一定大于小球在a点的动能B.若小球从a点向b点运动,则动能和电势能的和一定增加C.若小球从b点向a点运动,则重力势能和电势能的和一定减小D.根据图中信息不能确定小球在a、b两点的电势能大小三、静电场中涉及图象问题的处理方法和技巧1.主要类型:(1)v-t图象;(2)φ-x图象;(3)E-t图象.2.应对策略:(1)v-t图象:根据v-t图象的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.(2)φ-x图象:①电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.②在φ-x图象中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.③在φ-x图象中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB=qU AB,进而分析W AB的正负,然后作出判断.(3)E-t图象:根据题中给出的E-t图象,确定E的方向,再在草纸上画出对应电场线的方向,根据E的大小变化,确定电场的强弱分布.10、两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为2 C,质量为1 kg的小物块从C点静止释放,其运动的v-t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是()A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2 V/mB.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C.由C点到A点的过程中,电势逐渐升高D.AB两点电势差U AB=-5 V四、用等效法处理带电体在电场、重力场中的运动11、如图所示,绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切.整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中.现有一个质量为m的小球,带正电荷量为q=3mg3E,要使小球能安全通过圆轨道,在O点的初速度应满足什么条件?12、如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.13、在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压,其周期为T.现有电子以平行于金属板的速度v0从两板中央射入(如图甲所示).已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力,求:(1)若电子从t=0时刻射入,在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出,则电子飞出时速度的大小为多少?(2)若电子从t=0时刻射入,恰能平行于金属板飞出,则金属板至少为多长?(3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出,电子应从哪一时刻射入?两板间距至少为多大?14、如图所示为示波管构造的示意图,现在XX′间加上U xx′-t信号,YY′间加上U yy′-t信号,(如图2甲、乙所示).则在屏幕上看到的图形是()15、如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,固定在两板的正中间P处.若在t时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是()A .0<t 0<T4B.T 2<t 0<3T 4C.3T4<t 0<T D .T <t 0<9T816、电阻R 和电动机M 串联接到电路中,如图6所示,已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2,经过时间t ,电流通过电阻R 做功为W 1,产生热量为Q 1,电流通过电动机做功为W 2,产生热量为Q 2,则有 ( )A .U 1<U 2,Q 1=Q 2B .U 1=U 2,Q 1=Q 2C .W 1=W 2,Q 1>Q 2D .W 1<W 2,Q 1<Q 217、来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速,形成电流强度为1 mA 的细柱形质子流.已知质子电荷量e =1.60×10-19C .这束质子流每秒打到靶上的质子个数为多少?假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为N 1和N 2,则N 1∶N 2等于多少?18、用图所示的电路可以测量电阻的阻值.图中R x 是待测电阻,R 0是定值电阻,是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关,改变滑动头P 的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP =l 1,PN =l 2,则R x 的阻值为( ) A.l 1l 2R 0 B.l 1l 1+l 2R 0C.l 2l 1R 0 D.l 2l 1+l 2R 019、巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流,其原理利用了巨磁电阻效 应.巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R 在一定磁场作用下随磁感应强度B 的增加而急剧减小的特性.如图所 示检测电路,设输电线路电流为I (不是GMR 中的电流),GMR 为巨磁电阻,R 1、R 2为定值电阻,已知输电线路电 流I 在巨磁电阻GMR 处产生的磁场的磁感应强度B 的大小与I 成正比,下列有关说法正确的是( )A .如果I 增大,电压表V 1示数减小,电压表V 2示数增大B .如果I 增大,电流表A 示数减小,电压表V 1示数增大C .如果I 减小,电压表V 1示数增大,电压表V 2示数增大D .如果I 减小,电流表A 示数减小,电压表V 2示数减小20、如图所示的电路中,电源的电动势E =6 V ,内阻r =1 Ω,电阻R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,电容器的电容C =3.6 μF ,二极管D 具有单向导电性,开始时,开关S 1闭合,S 2断开. (1)合上S 2,待电路稳定以后,求电容器上电荷量变化了多少?(2)合上S 2,待电路稳定以后再断开S 1,求断开S 1后流过R 1的电荷量是多少?21、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,当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时,则( )A .电压表读数减小B .电流表读数减小C .质点P 将向上运动D .R 1上消耗的功率逐渐增大22、如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是( )A .电源的电动势为50 VB .电源的内阻为253ΩC .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V电场恒定电流专题答案1. 审题与关联解析 设小球在最高点时的速度为v 1,根据牛顿第二定律mg -kQq R 2=m v 21R①设当小球在最低点时的速度为v 2,管壁对小球的作用力为F ,根据牛顿第二定律有F -mg -kQq R 2=m v 22R②小球从最高点运动到最低点的过程中只有重力做功,故机械能守恒.则12m v 21+mg ·2R =12m v 22③由①②③式得F =6mg由牛顿第三定律得小球对管壁的作用力F ′=6mg .2. 答案 B 解析 粒子在AB 连线上的平衡位置即为场强为零的位置,设粒子与B 点的距离为x ,所以kQx 2=k ·4Q (L -x )2,得x =L3,即在D 点,粒子在D 点左侧时所受电场力向左,粒子在D 点右侧时所受电场力向右.所以粒子的运动情况有以下三种情况:在D 点左侧时先向右减速至速度为零然后向左加速运动;粒子能越过D 点时,先在D 点左侧减速,过D 点以后加速运动;或在D 点左侧减速,运动到D 点速度减为0,以后一直静止,由于C 图象不对称,所以粒子在CD 之间的运动可以用B 图象描述,故B 正确.3. 解析 在AB 的中垂线上,从无穷远处到O 点,电场强度先变大后变小,到O 点变为零,故正电荷受库仑力沿连线的中垂线运动时,电荷的加速度先变大后变小,速度不断增大,在O 点加速度变为零,速度达到最大;由O 点到无穷远处时,速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性.如果P 、N 相距很近,加速度则先减小,再增大. 答案 AD4. 答案 A 解析 根据场强叠加原理,等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示,d 、c 、e 三点场强方向都是水平向右,正点电荷在各点受电场力方向与场强方向相同可得到A 正确,B 、C 错误;连线上场强由A 到B 先减小后增大,中垂线上由O 到无穷远处逐渐减小,因此O 点场强是连线上最小的(但不为0),是中垂线上最大的,故F d >F c >F e ,故D 错误.5. 答案 BC 解析 根据等量异种点电荷产生的电场的电场线分布情况和由电场线的疏密表示场强大小可知E d >E b .故选项A 错误,选项B 正确.a 、c 两点关于MN 对称,故U ab =U bc ,选项C 正确.沿电场线方向电势降低,所以φa >φc ,由E p =qφ可知E p a >E p c ,故选项D 错误.6. 解析 (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆的方向运动,由牛顿第二定律得mg -kQqL 2-qE sin θ=ma ,解得a =3.2 m/s 2(2)小球B 速度最大时受到的合力为零,即kQqh 21+qE sin θ=mg 代入数据得h 1=0.9 m(3)小球B 在从开始运动到速度为v 的过程中,设重力做功为W 1,电场力做功为W 2,库仑力做功为W 3,则根据动能定理得 W 1+W 2+W 3=12m v 2 W 1=mg (L -h 2)又由功能关系知ΔE p =|W 2+W 3| 代入数据得ΔE p =8.4×10-2 J7、解析 (1)设B 物块的带电量为q B ,A 、B 、C 处于静止状态时,C 对B 的库仑斥力,F 0=kq C q BL 2以A 、B 为研究对象,根据力的平衡有F 0=(m A +m B )g sin 30° 联立解得q B =5.0×10-5 C(2)给A 施加力F 后,A 、B 沿斜面向上做匀加速直线运动,C 对B 的库仑斥力逐渐减小,A 、B 之间的弹力也 逐渐减小.设经过时间t ,B 、C 间距离变为L ′,A 、B 两者间弹力减小到零,此后两者分离.则t 时刻C 对B 的库仑斥力为F 0′=kq C q B L ′2以B 为研究对象,由牛顿第二定律有 F 0′-m B g sin 30°-μm B g cos 30°=m B a 联立以上各式解得L ′=1.5 m 则A 、B 分离时,A 、B 运动的距离ΔL =L ′-L =0.5 m8、本题考查势能大小的计算和机械能守恒定律.由于电场力做正功,故小球与弹簧组成的系统机械能增加,机械能不守恒,故A 选项错误;重力做功是重力势能变化的量度,由题意知重力做负功,重力势能增加,故B 选项正确;小球增加的机械能等于重力势能的增加量与小球动能的增加量之和,即-W 1+12m v 2,故C 选项错误;根据电场力做功是电势能变化的量度,电场力做正功电势能减少,电场力做负功电势能增加,故D 选项正确.答案 BD 9、答案 A 解析 由于等势线水平,则电场线一定沿竖直方向,根据曲线运动的轨迹与合外力的关系可知,小球受到的电场力一定向上,且合外力也竖直向上,由此可知若小球从a 点向b 点运动,合外力对小球做正功,故小球动能一定增加,若小球从b 点向a 点运动,合外力对小球做负功,故小球动能一定减少,则选项A 正确;小球从a 点向b 点运动的过程中重力势能增加,根据能量守恒定律,可知动能和电势能的和一定减小,则选项B 错误;同理可知小球从b 点向a 点运动过程中动能减小,则重力势能和电势能的和一定增加,则选项C 错误;由于小球从a 点向b 点运动过程中,电场力一定做正功,则电势能一定减小,故小球在a 点的电势能一定大于在b 点的电势能,故选项D 错误.10、解析 小物块在B 点加速度最大,故B 点场强最大,由v -t 图线知B 点加速度为2 m /s 2,据qE =ma 得E =1 V/m ,选项A 错误;由C 到A 的过程中小物块动能一直增大,电势能始终在减小,故电势逐渐降低,选项B 、C 错误;根据动能定理有qU AB =12m v 2B -12m v 2A ,解得U AB =-5 V ,选项D 正确. 11、解析 小球先在斜面上运动,受重力、电场力、支持力,然后在圆轨道上运动,受重力、电场力、轨道作用力,如图所示,类比重力场,将电场力与重力的合力视为等效重力mg ′,大小为 mg ′=(qE )2+(mg )2=2 3mg 3,tan θ=qE mg =33,得θ=30°,等效重力的方向与斜面垂直指向右下方,小球在斜面上匀速运动.因要使小球能安全通过圆轨道,在圆轨道的等效“最高点”(D 点)满足等效重力刚好提供向心力,即有:mg ′=m v 2D R,因θ=30°与斜面的倾角相等,由几何关系可知AD =2R ,令小球以最小初速度v 0运动,由动能定理知:-2mg ′R =12m v 2D -12m v 2解得v 0=103gR3,因此要使小球安全通过圆轨道,初速度应满足v ≥ 103gR3. 12、解析 质点所受电场力的大小为F =qE①设质点质量为m ,经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ,由牛顿第二定律有 F +N a =m v 2ar② N b -F =m v 2br③设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ,有 E k a =12m v 2a ④ E k b=12m v 2b ⑤ 根据动能定理有E k b -E k a =F ·2r⑥联立①②③④⑤⑥式得E =16q (N b -N a )E k a =r 12(N b +5N a ) E k b =r12(5N b +N a )13、答案 (1)v 20+eU 0m (2)v 0T (3)T 4+k ·T2(k =0,1,2,…) T eU 08m 解析 (1)由动能定理得:e ·U 02=12m v 2-12m v 20解得v =v 20+eU 0m. (2)t =0时刻射入的电子,在垂直于极板方向上做匀加速运动,向正极板方向偏转,半个周期后电场方向反向,则继续在该方向上做匀减速运动,再经过半个周期,电场方向上的速度减到零,实际速度等于初速度v 0,平行于极板,以后继续重复这样的运动.要使电子恰能平行于金属板飞出,则在OO ′方向上至少运动一个周期,故极板长至少为L =v 0T .(3)若要使电子从极板中央平行于极板飞出,则电子在电场方向上应先加速、再减速,反向加速再减速,每段时间相同,一个周期后恰好回到OO ′线.所以应在t =T 4+k ·T2(k =0,1,2,…)时射入.极板间距离要求满足在加速、减速阶段电子不打到极板上. 由牛顿第二定律有a =eU 0md .加速阶段运动的距离s =12·eU 0md ·(T 4)2≤d4可解得d ≥TeU 08m故两板间距至少为T eU 08m14、答案 D 解析 沿电场方向带电粒子做加速运动,在垂直电场方向带电粒子做匀速运动,粒子经过竖直的YY ′(信号电压)电场偏转,再经过水平的XX ′(扫描电压)电场偏转,最后在显示屏上形成稳定的图象.在甲图中开始U xx ′<0,乙图中开始U yy ′=0之后大于0,由此排除B 、C 项.0~T 在x 方向电子恰好从-x 处到屏中央,在y 方向完成一次扫描,T ~2T 水平方向电子从中央向x 正向移动,在y 方向再完成一次扫描.所以本题D 项正确. 15、答案 B 解析 设粒子的速度方向、位移方向向右为正.依题意得,粒子的速度方向时而为正,时而为负,最终打在A 板上时位移为负,速度方向为负.作出t 0=0、T 4、T 2、3T4时粒子运动的速度图象如图所示.由于速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移,则由图象可知0<t 0<T 4,3T 4<t 0<T 时粒子在一个周期内的总位移大于零;T4<t 0<3T4时粒子在一个周期内的总位移小于零;当t 0>T 时情况类似.因粒子最终打在A 板上,则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零,对照各选项可知只有B 正确.16、答案 A 解析 电动机是非纯电阻元件,其两端电压U 2>IR =U 1,B 错;电流做的功W 1=IU 1t ,W 2=IU 2t ,因此W 1<W 2,C 错;电流产生的热量由Q =I 2Rt 可判断Q 1=Q 2,A 对,D 错. 17、审题与关联解析 质子流每秒打到靶上的质子数由I =ne t 可知n t =Ie=6.25×1015(个/秒).建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源L 和4L 处时的速度分别为v 1、v 2,在L 和4L 处作两个长为ΔL (极短)的柱体微元.因ΔL 极短,故L 和4L 处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v 1、v 2.对于这两个柱体微元,设单位体积内质子数分别为n 1和n 2,由I =q t =neS v tt =neS v 可知,I 1=n 1eS v 1,I 2=n 2eS v 2,作为串联电路,各处的电流相等. 所以I 1=I 2,故n 1n 2=v 2v 1.根据动能定理,分别有eEL =12m v 21,eE ·4L =12m v 22,可得v 2v 1=21,所以有n 1n 2=21,因此,两柱体微元中的质子数之比N 1N 2=n 1n 2=21. 答案 6.25×1015个 2∶1 18、答案 C解析 设R 0、R x 与三者的结点为Q ,当通过电流表的电流为零时,说明φP =φQ ,则UR 0=UR MP ,UR x =UR PN ,设IR 0=IR x =I 0,IR MP =IR PN =I ,故I 0R 0=IR MP ,I 0R x =IR PN .两式相除有R 0R x =R MP R PN ,所以R x =R PN R MP R 0=l 2l 1R 0,正确选项为C.19、解析 如果I 增大,输电线路电流I 在巨磁电阻GMR 处产生的磁场的磁感应强度B 增大,GMR 电阻值减小,回路中电流增大,电流表A 示数增大,电压表V 1示数减小,电压表V 2示数增大,选项A 正确,选项B 错误;如果I 减小,输电线路电流I 在巨磁电阻GMR 处产生磁场的磁感应强度B 减小,GMR 电阻值增大,回路中电流减小,电流表A 示数减小,电压表V 1示数增大,电压表V 2示数减小,选项D 正确,选项C 错误.答案 AD 20、审题与关联11 / 11解析 (1)设开关S 1闭合,S 2断开时,电容器两端的电压为U 1,干路电流为I 1,根据闭合电路欧姆定律有 I 1=E R 1+r=1.5 A U 1=I 1R 1=4.5 V合上开关S 2后,电容器两端电压为U 2,干路电流为I 2.根据闭合电路欧姆定律有I 2=E R 1R 2R 1+R 2+r =2 A U 2=I 2R 1R 2R 1+R 2=4 V 所以电容器上电荷量减少了:ΔQ =(U 1-U 2)C =1.8×10-6 C (2)设合上S 2后,电容器上的电荷量为Q ,则Q =CU 2=1.44×10-5 C 再断开S 1后,R 1和R 2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比.故流过电阻R 1的电荷量为:Q 1=R 2R 1+R 2Q =9.6×10-6 C. 答案 (1)减少了1.8×10-6 C (2)9.6×10-6 C 21、答案 BC解析 R 4的滑片向b 端移动时,R 4↑→R 总↑→I 总↓→U 端↑,分析电流表示数变化时,可把R 1和R 3等效为电源内阻,示数即可等效为总电流,由上面分析知其示数减小,B 正确;分析示数的变化时,可把R 1、R 2和R 3都等效为电源内阻,其示数即为等效路端电压,增大,A 错误;分析电容器两板间电压时,可把R 1等效为电源内阻,U C =U 端,E ′=U C d,增大,C 正确;P 1=I 2总R 1,减小,D 错误. 22、答案 ACD解析 电源的输出电压和电流的关系为:U =E -Ir ,直线①的斜率的绝对值等于r ,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为50 V ,斜率的大小等于r =50-206-0Ω=5 Ω,A 正确,B 错误;当电流为I 1=2.5 A 时,由回路中电流I 1=E r +R 外解得外电路的电阻R 外=15 Ω,C 正确;当输出功率为120 W 时,由题图中P -I 关系图线中看出对应干路电流为4 A ,再从U -I 图线中读取对应的输出电压为30 V ,D 正确.。
§1导体中的电场和电流【典型例题】【例1】如图验电器A 带负电,验电器B 不带电,用导体棒连接A 、B 的瞬间,下列叙述中错误的是( A )A 、有瞬时电流形成,方向由A 到BB 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【解析】A 、B 两个导体,由A 带负电,在A 导体周围存在指向A 的电场,故B 端所在处的电势B ϕ应高于A 端电势A ϕ;另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下,发出定向移动,由于导体棒中的自由电荷为电子,故移动方向由A 指向B ,电流方向应有B 到A 。
【答案】A【例2】在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速,且形成的电流强度为I 的平均电流,若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
设电子的质量为m ,电荷量为e ,进入加速电场之前的速度不计,则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少?【解析】本题已知的物理量很多,有同学可能从电子被电场加速出发,利用动能定理来求解,如这样做,将可求得电子打到荧光屏的速度,并不能确定打到荧光屏上的电子数目,事实上,在任何相等时间里,通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的,荧光屏是最后的一个横截面,故有t 时间里通过该横截面的电量Q=It ,这样就可得到t 时间里打在荧光屏上的电子数目,n=eIt e Q = 【例3】如图所示的电解槽中,如果在4s 内各有8c 的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB ,那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向;⑵电解槽中的电流方向如何?⑶4s 内通过横截面AB 的电量为多少?⑷电解槽中的电流为多大?【解析】⑴电源与电解槽中的两极相连后,左侧电极电势高于右侧电极,由于在电极之间建立电场,电场方向由左指向右,故正离子向右移动,负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ,而8C 的负电荷向左通过该横截面,相当于又有8C 正电荷向右通过横截面,故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I=416=t Q =4A 【基础练习】一、选择题:1、下列关于电流的说法中正确的是( )A 、只要导体中有电荷运动,就有电流B 、导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的C 、导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的D 、电流可能是由正电荷定向移动形成的,也可能是负电荷定向移动形成的2、形成持续电流的条件是( )A、只要有电压加在物体的两端B、必须保持导体两端有电压C、只在导体两端瞬间加电压D、只要有大量的自由电荷3、关于电流的方向下列说法中正确的是()A、在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的B、在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向C、无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D、在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成的电流,所以电流有两个4、在电源的正、负极间连接一根粗细均匀的导线,在导线内部就会形成电场,下列说法中正确的是()A、导线内部形成的电场,只有电源产生B、导线内部形成的电场,有电源和导线上堆积的电荷共同产生C、导线内的电场线应和导线平行D、导线内电场线应指向导线的某一侧5、下列关于电流的说法中,正确的是()A、电流有方向所以电流强度是矢量B、大小不随时间变化的电流叫恒定电流C、方向不随时间变化的电流叫恒定电流D、通常所说的直流电常常是指恒定电流6、下列关于电流的说法中,正确的是()A、金属导体中,电流的传播速率就是自由电子定向迁移的速率B、温度升高时金属导体中自由电子热运动加快,电流也就增大C、电路接通后,电子由电源出发,只要经过一个极短的时间就能到达用电器D、通电金属导体中,自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动二、填空题:7、在金属内部,能自由移动的电荷是;在酸、碱、盐等液体内部能自由移动移动的电荷是(填“原子”、“原子核”、“电子”、“正离子”或“负离子”)8、某电解槽中,在5s内通过某一固定截面向左迁移的负离子所带的总电量为0.20C,则该电解槽中电流强度为A,电流方向为。
《直流电路》实验复习题(电学实验题)一、电阻的测量㈠“安安”法“安安”法是利用两块电流表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电流表测电压(或算电压),此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。
设计电路时除考虑电流表的量程外,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。
2.1利用“安安”法测电流表的内阻1、从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A 1的内阻r 1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。
(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号。
(2)若选取测量中的一组数据来计算r 1,则所用的表达式r 1=,式中各符号的意义是:。
器材(代号)与规格如下:电流表A 1,量程10mA ,内阻待测(约40Ω);电流表A 2,量程500μA ,内阻r 2=750Ω;电压表V ,量程10V ,内阻r 2=10k Ω电阻R 1,阻值约为100Ω;滑动变阻器R 2,总阻值约50Ω;电池E ,电动势1.5V ,内阻很小;电键K ,导线若干。
分析与解:大多数考生看到此题,第一感觉考虑的就是伏安法,由于没有考虑电表的量程,当然做不正确。
少数考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件,认为电压U 的测定,不能选量程是10V 的电压表。
因为电流表两端允许施加的最大电压约为0.4V ,因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压,但由于缺乏创新精神,想不出其他方法,也做不正确。
只有极少数有“安安”法新思路的考生才能做正确。
答案:将电流表A 2并联在电流表A 1的两端,利用电流表测量电压;要满足“多测几组数据”,滑动变阻器R 2采用分压接法;实验电路如图3所示,其表达式2211I r r I =,式中I 1、I 2、r 1、r 2分别表示通过电流表A 1、A 2的电流和它们的内阻。
2.2利用“安安”法测定值电阻的阻值2、用以下器材测量一待测电阻的阻值。
器材(代号)与规格如下:电流表A 1(量程250mA ,内阻r 1为5Ω);标准电流表A 2(量程300mA ,内阻r 2约为5Ω);待测电阻R 1(阻值约为100Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值10Ω);电源E (电动势约为10V ,内阻r 约为1Ω),单刀单掷开关S ,导线若干。
恒定电流实验专题复习215.某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材.A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)C.电压表(量程0~5V,内阻约5kΩ)D.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)E.滑线变阻器(最大阻值50Ω)F.滑线变阻器(最大阻值1kΩ)G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略)H.开关一个,导线若干实验中调节滑线变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.(1)请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图.并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号.(2)如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线.由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________(填“增大”、“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6V时,其灯丝电阻值约为_________________Ω.(保留两位有效数字)答案:(1)如图所示(2)增大,17Ω16.有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流.Ω,A.被测电流表A1:满偏电流约700~800A,内阻约100刻度均匀、总格数为NB.电流表A2:量程0.6A,内阻0.1ΩC.电压表V:量程3V,内阻3kΩD.滑动变阻器R1:最大阻值200ΩE.滑动变阻器R2:最大阻值1kΩF.电源E:电动势3V、内阻1.5ΩG.开关一个(1)在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号.(2)测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格,可算出满偏电流I g=___________,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________.再来分析电路的控制部分.若将滑动变阻器接成限流式,则通过待测电流表的最小电流大约为33V 750A (31)10μ=+⨯Ω,显然,不能保证电表安全,也无法通过调节测量多组数据.因此,应采用分压式控制电路,为了便于调节,应选用最大阻值20Ω的滑动变阻器.综合以上分析,选用的器材应为A 、C 、D 、F 、G 其实验电路如图5—47所示.(2)实验过程中,调节滑动变阻器滑动触头,使待测电流表A 1的指针偏转n 格,读出此时电压表V 的示数U ,则通过待测电流表的电流VUI R =由此可得,电流表的满偏电流max VN N U I I n n R ==,式中U 为电压表的读数,R V 为电压表的内阻. 17.实验室中现有的器材如下: 电池E (电动势约10V 、内阻r 约1Ω) 标准电流表A 1(量程300mA ,内阻r 1约为5Ω) 电阻箱R 1(最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω) 滑动变阻器R 2(最大阻值10Ω) 开关S 和导线若干.要求设计—个测定电流表A 2(量程250mA ,内阻r 2约为5Ω)内阻的实验方案. (1)在方框中画出测量电路,并在每个仪器旁标上英文代号. (2)要直接测出的物理量是____________________,用这些物理量表示待测电流表A 2内阻的计算公式是______________.答案:(1)如图5—48所示(2)A 1、A 2两电流表的读数I 1、I 2和电阻箱R 1的阻值121212,I I R r R I -=. 18.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:A .干电池E (电动势约为1.5V ,内阻小于1.0Ω)B .电流表A 1(满偏电流3mA ,内阻r 1=10Ω)C .电流表A 2(0~0.6A ,内阻0.1Ω)D .滑线变阻器R 1(0~20Ω,10A )E .滑线变阻器R 2(0~100Ω,10A )F .定值电阻R 3(990Ω)G .开关和导线若干(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑线变阻器是______________(填字母代号)(2)请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.(3)如图5—42为某一同学根据他所设计的实验给出的I 1、I 2图线(I 1为A 1的示数,I 2为A 2的示数),由图线可求得被测电池的电动势E =______________V ,内阻r =_____________Ω.图5—47解答:(1)R1 (2)电路如图5—50所示(3)1.4 8,0.819.实验室内有一电压表○m A,量程为150mV,内阻约为150Ω.现要将其改成量程为10 mA的电流表,并进行校准.为此,实验室提供如下器材:干电池E(电动势为1.5V),电阻箱R,滑线变阻器R′,电流表○A(有1.5mA,15mA与150 mA三个量程)及开关S.(1)对电表改装时必须知道电压表的内阻.可用如图5—43所示的电路测量电压表○m A的内阻.在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下,电路中的电流表○A应选用的量程是________________.若合上S,调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV,电流表○A的读数为1.05 mA,则电压表的内阻R mV为______________.(取三位有效数字)图5—43(2)在对改装成的电流表进行校准时,把○A作为标准电流表,画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用),图中各元件要用题中给出符号或字母标注.图中电阻箱的取值是_______(取三位有效数字),电流表○A应选用的量程是_____________________.20.一只量程为1V,内阻R V约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的,现在要测量它的内阻并对该表进行校正.实验室提供了以下供选择的器材:A.待测电压表B.标准电压表(量程1 V)C.滑动变阻器(最大阻值1 000Ω,额定电流1A)D.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1A)E.电阻箱(最大阻值999.9Ω,最小改变量0.1Ω)F.电阻箱(最大阻值99.9Ω,最小改变量0.1 Ω)G.电池组(电动势约3 V,内阻约1Ω)H.导线和开关若干.(1)为了用半偏法测量该电压表的内阻,某同学设计了两种电路,如图5—44甲、乙所示,要使测量较精确,应选择___________________(填“甲”或“乙”)电路.在器材的选择上,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的器材中选用___________________________________(用器材前的序号字母表示).用上述方法测出的电压表内阻的测量值R V_________(填“大于”、“等于”或“小于”)电压表内阻的真实值.图5—45(2)在对该电压表进行校正时,该同学已经选择好器材,如图5—45所示.若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正,请你将这些器材连接成测量电路,并标出所选滑动变阻器的序号字母.解答:(1)乙;D、E;大于(2)如图5—52所示.21、为了较准确地测定一只量程为3V,内阻约3kΩ的电压表的内阻值,在手头没有电流表可用的情况下,某同学设计了如下图所示的实验电路。
高考物理《恒定电流》真题练习含答案1.[2024·新课标卷](多选)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来.车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转,在线圈中产生电流.磁极匀速转动的某瞬间,磁场方向恰与线圈平面垂直,如图所示.将两磁极间的磁场视为匀强磁场,则磁极再转过90°时,线圈中()A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P答案:BD解析:磁极顺时针匀速转动相当于线圈逆时针匀速转动,线圈从中性面位置开始转动,磁极转过90°时即线圈逆时针转过90°时,穿过线圈的磁通量为0,磁通量的变化率最大,线圈中电流最大,A错误,B正确;磁极转过90°时相当于题图示中PQ向下切割磁感线,由右手定则可知线圈中电流方向由Q指向P,C错误,D正确.2.[2023·江苏卷]小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响.所用器材有:干电池(电动势约1.5 V,内阻不计)2节;两量程电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ;量程0~15 V,内阻约15 kΩ)1个;滑动变阻器(最大阻值50 Ω)1个;定值电阻(阻值50 Ω)21个;开关1个及导线若干.实验电路如图1所示.(1)电压表量程应选用________(选填“3 V”或“15 V”).(2)图2为该实验的实物电路(右侧未拍全).先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置,然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱________(选填“B”“C”或“D”)连接,再闭合开关,开始实验.(3)将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变,依次测量电路中O与1,2,…,21之间的电压.某次测量时,电压表指针位置如图3所示,其示数为________ V.根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线,如图4中实线所示.(4)在图1所示的电路中,若电源电动势为E,电压表视为理想电压表,滑动变阻器接入的阻值为R1,定值电阻的总阻值为R2,当被测电阻为R时,其两端的电压U=________(用E、R1、R2、R表示),据此作出UR理论图线如图4中虚线所示.小明发现被测电阻较小或较大时,电压的实测值与理论值相差较小.(5)分析可知,当R较小时,U的实测值与理论值相差较小,是因为电压表的分流小,电压表内阻对测量结果影响较小.小明认为,当R较大时,U的实测值与理论值相差较小,也是因为相同的原因.你是否同意他的观点?请简要说明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.答案:(1)3 V(2)D(3)1.50(4)ERR1+R2(5)不同意,理由见解析解析:(1)所用电源为两节干电池,电动势为3 V,则所用电表量程为3 V;(2)闭合开关之前,滑动变阻器阻值应该调到最大,则由图可知,电池盒上的接线柱A 应该与滑动变阻器的接线柱D连接;(3)电压表最小刻度为0.1 V,则读数为1.50 V;(4)由闭合电路欧姆定律可得I=ER1+R2当被测电阻阻值为R时电压表读数U=IR=ERR1+R2(5)不同意;当R较大时,则电压表内阻不能忽略,则电路中的电流I=ER1+(R2-R)+RR V R+R V则电压表读数为U=ER1+(R2-R)+RR VR+R V·RR VR+R V=E(R1+R2-R)(R+R V)RR V+1当R较大时,R=R2时R最大,此时U=ER1(R2+R V)R2R V +1=ER1R V+R1R2+1因R V≫R1,则电压表读数接近于U=ER1 R2+1=ER2R1+R23.[2022·全国甲卷]某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表(量程100 μA,内阻R g待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干.(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻R g=________ Ω.答案:(1)如图所示(2)990解析:流过电阻R 0的电流I 0=I -I g =9 mA -0.09 mA =8.91 mA ,由欧姆定律可知,R g=I 0R 0I g =8.91×100.09Ω=990 Ω. 4.[2024·浙江1月,节选]在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱R(0~9 999 Ω)、一节干电池、微安表(量程0~300 μA ,零刻度在中间位置)、电容器C(2 200 μF 、16 V )、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路.(1)把开关S 接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;然后把开关S 接2,微安表指针偏转情况是________.A .迅速向右偏转后示数逐渐减小B .向右偏转示数逐渐增大C .迅速向左偏转后示数逐渐减小D .向左偏转示数逐渐增大(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况.把开关S 接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160 μA 时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为________V ,电压表的阻值为________kΩ(计算结果保留两位有效数字).答案:(1)C (2)0.50 3.1解析:(1)把开关S 接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S 接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小.(2)由题意可知电压表应选用0~3 V 量程,由图2可知此时分度值为0.1 V ,需要估读到0.01 V ,则读数为0.50 V .当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根据闭合电路欧姆定律有R +R V =E I = 1.5160×10-6 Ω=9.375 kΩ 根据串联电路规律有R R V =U R U V =1.5-0.50.5=2 联立可得R V≈3.1 kΩ5.[2021·广东卷]某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律.根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材.(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势.选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔________,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“0 Ω”处.测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________.(2)再按下图连接好电路进行测量.①闭合开关S前,将滑动变阻器R1的滑片滑到________端(填“a”或“b”).将温控室的温度设置为T,电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置.记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S.再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S.反复调节R0和R1,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同.记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S.②实验中记录的阻值R01________R02(填“大于”“小于”或“等于”),此时热敏电阻阻值R T=________.(3)改变温控室的温度,测量不同温度时的热敏电阻阻值,可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律.答案:(1)短接减小(2)①b②大于R01-R02解析:(1)使用多用电表的欧姆挡前应先欧姆调零,即将两表笔短接.温度越高,相同倍率下多用电表的指针向右偏转的角度越大,则电阻阻值越小,故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.(2)①闭合开关前,为了保护电路,应该将滑动变阻器的滑片移到b端.②将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D,调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表和电流表的示数与改接前一致,则R01=R02+R T,所以R01>R02,R T=R01-R02.。
第二章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分)1、导体的电阻是导体本身的一种性质,关于同种材料的导体,下列表述正确的是( )A、横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B、长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C。
电压一定,电阻与通过导体的电流成反比D。
电流一定,电阻与导体两端的电压成正比答案:A解析:关于同种材料的导体,电阻率能够认为是个定值,依照电阻定律R=ρ可知横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,选项A正确;长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,选项B错误;由欧姆定律知R=,此式是电阻的定义式,电阻R与电压U、电流I无正反比关系,故选项C、D错误。
2。
有三个电阻,R1=2 Ω,R2=3Ω,R3=4 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是( )A。
6∶4∶3 B、3∶4∶6C。
2∶3∶4 D。
4∶3∶2答案:A解析:设并联电路两端电压为U,则I1∶I2∶I3==6∶4∶3。
故选项A正确、3、一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36V、若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端,则灯泡消耗的电功率( )A。
等于36 WB。
小于36W,大于9 WC、等于9 WD、小于36W答案:B解析:白炽灯正常工作时的电阻R额==36Ω,当加上18 V电压时,P实=W=9W,故选项B正确。
4、某同学用伏安法测小灯泡的电阻时,误将电流表与电压表接成如图所示的电路,接通电源后,估计出现的情况是( )A。
电流表被烧坏B、电压表被烧坏C。
小灯泡被烧坏ﻩD、小灯泡不亮答案:D解析:由于电压表的内阻特别大,因此电路中的电流特别小,电压表、电流表、灯泡都可不能被烧坏,但灯泡不亮。
5、如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是( )A、L1变亮,L2与L3均变暗B、L1变亮,L2不能确定,L3变暗C。
L1变暗,L2变亮,L3也变亮D、L1变亮,L2变亮,L3变暗答案:C解析:P向右移动,总电阻减小,总电流增加,L3变亮,L3两端电压增加,路端电压减小,故并联部分电压减小,L 1消耗的功率减小,故L1变暗,流经L1的电流减小,则流经L2的电流增加,故L2变亮,选项C正确。
2021届高考一轮物理:恒定电流含答案复习:恒定电流**一、选择题1、两根材料相同的均匀导线X和y串联在电路中,两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab段和bc段图线所示,则导线x和y的横截面积之比为()0 20 40 60 /AimA. 2 :1B. 1 :2C. 6 :1D. 1 :62、(双选)如图所示,电流表\(0〜3 A)和AJ0〜0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。
闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是()_丘----■ [---'~@ ---A.A「4的读数之比为1:1B.A「A的读数之比为5:1C.A「4的指针偏转角度之比为1:1D.A「4的指针偏转角度之比为1:53、在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝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A l的电子束内的电子个数是()IAl ; m IA l ;' mA.-es v 2euB. \:'2euI m IS A l I mC-es \'2eu D. 丁\."2eu4、有两个标有“110 Y25 W”和“110 Y60 W”字样的灯泡,要把它们接在220V的电源上,灯泡既正常发光,又最省电的连接方式应是图中的()A B C D5、如图所示为小灯泡的U-I图线,若将该小灯泡与一节电动势E=1.5 V,内阻r=0.75翁勺干电池组成闭合电路时,电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()B. 0.75 W 0.5 WC.0.75 W 0.75 WD. 1.5 W 0.75 W6、(一题多法)(双选)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r, J、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V分别为理想电流表和电压表。
恒定电流实验专题复习215.某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材.A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)C.电压表(量程0~5V,内阻约5kΩ)D.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)E.滑线变阻器(最大阻值50Ω)F.滑线变阻器(最大阻值1kΩ)G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略)H.开关一个,导线若干实验中调节滑线变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.(1)请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图.并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母序号.(2)如图5—40所示是该研究小组测得小灯泡的I—U关系图线.由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________________(填“增大”、“减小”或“不变”);当小灯泡两端所加电压为6V时,其灯丝电阻值约为_________________Ω.(保留两位有效数字)答案:(1)如图所示(2)增大,17Ω16.有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流.100 A.被测电流表A1:满偏电流约700~800A,内阻约Ω,刻度均匀、总格数为NB.电流表A2:量程0.6A,内阻0.1ΩC.电压表V:量程3V,内阻3kΩD.滑动变阻器R1:最大阻值200ΩE.滑动变阻器R2:最大阻值1kΩF.电源E:电动势3V、内阻1.5ΩG.开关一个(1)在虚线框内画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号.(2)测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格,可算出满偏电流I g=___________,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________.再来分析电路的控制部分.若将滑动变阻器接成限流式,则通过待测电流表的最小电流大约为33V 750A (31)10μ=+⨯Ω,显然,不能保证电表安全,也无法通过调节测量多组数据.因此,应采用分压式控制电路,为了便于调节,应选用最大阻值20Ω的滑动变阻器.综合以上分析,选用的器材应为A 、C 、D 、F 、G 其实验电路如图5—47所示.(2)实验过程中,调节滑动变阻器滑动触头,使待测电流表A 1的指针偏转n 格,读出此时电压表V 的示数U ,则通过待测电流表的电流VUI R =由此可得,电流表的满偏电流max VN N U I I n n R ==,式中U 为电压表的读数,R V 为电压表的内阻. 17.实验室中现有的器材如下: 电池E (电动势约10V 、内阻r 约1Ω) 标准电流表A 1(量程300mA ,内阻r 1约为5Ω) 电阻箱R 1(最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω)滑动变阻器R 2(最大阻值10Ω) 开关S 和导线若干.要求设计—个测定电流表A 2(量程250mA ,内阻r 2约为5Ω)内阻的实验方案. (1)在方框中画出测量电路,并在每个仪器旁标上英文代号.(2)要直接测出的物理量是____________________,用这些物理量表示待测电流表A 2内阻的计算公式是______________.答案:(1)如图5—48所示(2)A 1、A 2两电流表的读数I 1、I 2和电阻箱R 1的阻值121212,I I R r R I -=. 18.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材: A .干电池E (电动势约为1.5V ,内阻小于1.0Ω) B .电流表A 1(满偏电流3mA ,内阻r 1=10Ω) C .电流表A 2(0~0.6A ,内阻0.1Ω) D .滑线变阻器R 1(0~20Ω,10A ) E .滑线变阻器R 2(0~100Ω,10A ) F .定值电阻R 3(990Ω) G .开关和导线若干(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑线变阻器是______________(填字母代号)(2)请在虚线框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图.(3)如图5—42为某一同学根据他所设计的实验给出的I 1、I 2图线(I 1为A 1的示数,I 2为A 2的示数),由图线可求得被测电池图5—47的电动势E=______________V,内阻r =_____________Ω.解答:(1)R1 (2)电路如图5—50所示(3)1.4 8,0.819.实验室内有一电压表○m A,量程为150mV,内阻约为150Ω.现要将其改成量程为10 mA的电流表,并进行校准.为此,实验室提供如下器材:干电池E(电动势为1.5V),电阻箱R,滑线变阻器R′,电流表○A(有1.5mA,15mA与150 mA三个量程)及开关S.(1)对电表改装时必须知道电压表的内阻.可用如图5—43所示的电路测量电压表○m A的内阻.在既不损坏仪器又能使精确度尽可能高的条件下,电路中的电流表○A应选用的量程是________________.若合上S,调节滑线变阻器后测得电压表的读数为150mV,电流表○A的读数为1.05 mA,则电压表的内阻R mV为______________.(取三位有效数字)图5—43(2)在对改装成的电流表进行校准时,把○A作为标准电流表,画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图(滑线变阻器作限流使用),图中各元件要用题中给出符号或字母标注.图中电阻箱的取值是_______(取三位有效数字),电流表○A应选用的量程是_____________________.20.一只量程为1V,内阻R V约为900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的,现在要测量它的内阻并对该表进行校正.实验室提供了以下供选择的器材:A.待测电压表B.标准电压表(量程1 V)C.滑动变阻器(最大阻值1 000Ω,额定电流1A)D.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1A)E.电阻箱(最大阻值999.9Ω,最小改变量0.1Ω)F.电阻箱(最大阻值99.9Ω,最小改变量0.1 Ω)G.电池组(电动势约3 V,内阻约1Ω)H.导线和开关若干.(1)为了用半偏法测量该电压表的内阻,某同学设计了两种电路,如图5—44甲、乙所示,要使测量较精确,应选择___________________(填“甲”或“乙”)电路.在器材的选择上,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的器材中选用___________________________________(用器材前的序号字母表示).用上述方法测出的电压表内阻的测量值R V_________(填“大于”、“等于”或“小于”)电压表内阻的真实值.图5—45(2)在对该电压表进行校正时,该同学已经选择好器材,如图5—45所示.若要求对电压表的每一条刻度线都进行校正,请你将这些器材连接成测量电路,并标出所选滑动变阻器的序号字母.解答:(1)乙;D、E;大于(2)如图5—52所示.21、为了较准确地测定一只量程为3V,内阻约3kΩ的电压表的内阻值,在手头没有电流表可用的情况下,某同学设计了如下图所示的实验电路。
其中R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱,R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。
电源是电动势为6V的蓄电池。
①试用笔画线代替导线,将实验器材连接成实验电路。
(有两根线已经接好,不得改动)②在接通电路前,应将滑动变阻器的滑动触头置于_______端(填A或B),将电阻箱阻值调到_______(填最大或最小)。
③根据实验电路,按合理的顺序写出本实验的主要步骤,包括须记录的数据,并用这些数据写出测量结果的表达式。
答案:①图略②A,最大③按电路图接好电路;闭合S1、S2,调节R2的滑动触头,使电压表满偏;断开电键S2,保持滑动触头的位置不变,调节R1的阻值,使电压表半满偏;记录这时电阻箱的阻值R;电压表内阻R V=R。
22、在做《测定金属的电阻率》的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:A.电池组(3 V、内阻l Ω)B.电流表(0~3 A,内阻0.0125 Ω)C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω)D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ)E.电压表(0-15 V,内阻15 kΩ)F.滑动变阻器(0-20 Ω,允许最大电流l A)G.滑动变阻器(0~2000 Ω,允许最大电流0.3 A)H.开关、导线①.上述器材中应选用的是____________ .(只填写字母代号)②.某同学采用了下左图所示的部分电路测量电阻,则测量值比真实值偏____________ (选填“大”或“小”).③.根据测量数据得到的伏安特性曲线如下右图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是 .答案:10. ① ACDFGH ②小③时间长电阻发热,温度升高,电阻增大.23、图1中电源电动势为E,内阻可忽略不计;电流表具有一定的内阻,电压表的内阻不是无限大,S为单刀双掷开关,R为待测电阻。
当S向电压表一侧闭合时,电压表读数为U1,电流表读数为I1;当S向R一侧闭合时,电流表读数为I2。
⑴根据已知条件与测量数据,可以得出待测电阻R=。
⑵根据图1所给出的电路,在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。
答案:112IUEIER--=24、描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路如图,所用小电珠的额定电压是3.8V。
⑴关于该实验的系统误差,下列说法中正确的是( )A.系统误差主要是由电压表的分流引起的B.系统误差主要是由电流表的分压引起的C.系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D.系统误差主要是由读数时的估读引起的⑵根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如右图。
试在坐标系中画出该小电珠的伏安曲线,并从图象中求出该小电珠的额定功率。
⑶该小电珠在1V电压下不发光。
当时灯丝的实际电阻是多大?该小电珠在2V电压下开始发出微弱的黄光。
当时灯丝的实际电阻又是多大?小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同?⑷试将实物图连接成实验电路。
答案:(1)A (2)略 11.4W (3)7.1Ω 9.1Ω,小灯泡的电阻率随温度升高而增大(4)实物连线略25.用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图,各器材规格为:⑴待测电阻R X(约100Ω)⑵直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)⑶直流电压表(量程0-3V,内阻5kΩ)⑷直流电源(输出电压3V,内阻可不计)⑸滑动变阻器(0-15Ω,允许最大电流1A)⑹电键一只,导线若干。
根据器材的规格和实验要求,在下面方框中画出实验电路图,并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。
答案:外接法,分压26.某电压表的内阻在20~30kΩ之间,为了测量其内阻,实验室提供下列可用的器材:⑴待测电压表V(量程3V)⑵电流表A1(量程200μA)⑶电流表A2(量程5mA)⑷电流表A3(量程0.6A)⑸滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ)mA⑹电源E (电动势4V ) ⑺电键。