2019年高考物理備考 中等生百日捷進(jìn)提升系列 專題09 恒定電流（含解析）

專題09 恒定電流第一部分名師綜述電路的分析與計(jì)算是本章的重點(diǎn)內(nèi)容.電路的分析與計(jì)算、電路基本概念的理解以及基本規(guī)律的掌握情況，是近幾年高考考查的重點(diǎn)，因此要求在熟練掌握串、并聯(lián)電路特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握閉合電路歐姆定律的應(yīng)用問題、動(dòng)態(tài)分析問題、故障判斷問題以及含電容電路問題的處理方法，同時(shí)要注意電路中的理想電表與非理想電表處理方法的不同，熟練掌握電路的簡(jiǎn)化方法.恒定電流主要考查以"電路"為核心的三部分內(nèi)容:一是以部分電路的歐姆定律為中心,考查直流電路的基本概念、伏安法測(cè)電阻、電功和電熱等問題;二是以閉合電路的歐姆定律為中心,考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系、電路的路端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)陰天的關(guān)系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)中儀器的選取、電表的讀數(shù)、實(shí)物連接、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等問題.尤其是電學(xué)知識(shí)聯(lián)系實(shí)際的問題和探究實(shí)驗(yàn)問題是近幾年高考考查的熱點(diǎn). 歐姆定律、焦耳定律往往與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相交叉滲透；電功率、焦耳熱計(jì)算往往與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系較密切，是應(yīng)用型、能力型題目的重要內(nèi)容之一，也是高考命題熱點(diǎn)內(nèi)容之一。歷屆高考命題形式一是以選擇、填空方式考查知識(shí)；二是與靜電、磁場(chǎng)和電磁感應(yīng)結(jié)合的綜合題，值得說明的是，近年來(lái)高考在對(duì)本章的考查中，似乎更熱衷于電路的故障分析.這類題通常都來(lái)自生活實(shí)際，是學(xué)生應(yīng)具備的基本技能.尤其引人關(guān)注的是電路實(shí)驗(yàn)有成為必考題的趨勢(shì).第二部分知識(shí)背一背1電功和電熱電功WqUUIt；電熱QI2Rt.（1）對(duì)純電阻電路，電功等于電熱，即電流流經(jīng)純電阻電路，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以WQUItI 2Rtt.（2）對(duì)非純電阻電路（如電動(dòng)機(jī)和電解槽），電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如機(jī)械能或化學(xué)能等），所以電功必然大于電熱，即W>Q，這時(shí)電功只能用WUIt計(jì)算，電熱只能用QI2Rt計(jì)算，兩式不能通用2閉合電路歐姆定律表達(dá)形式：EU外U內(nèi)；I（I、R間關(guān)系）；UEIr（U、I間關(guān)系）；UE（U、R間關(guān)系）注意：當(dāng)外電路斷開時(shí)（I0），路端電壓U等于電動(dòng)勢(shì)E.若用理想電壓表測(cè)量，則讀數(shù)等于電動(dòng)勢(shì)，在進(jìn)行斷路故障分析時(shí)，常用此結(jié)論進(jìn)行判斷，即何處斷路，何處兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì)但用電壓表直接測(cè)量時(shí)，讀數(shù)卻略小于電動(dòng)勢(shì)（因?yàn)橛形⑷蹼娏髁鬟^電源而產(chǎn)生內(nèi)壓降）當(dāng)外電路短路時(shí)（R0，因而U外0），電流最大，為Im（不允許出現(xiàn)這種情況，因?yàn)檫@會(huì)把電源燒壞）3電源的功率與效率（1）電源的功率P：也稱電源的總功率，是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，計(jì)算式為：PIE（普遍適用）；PI2（Rr）（只適用于外電路為純電阻的電路）（2）電源內(nèi)阻消耗功率P內(nèi)：是電源內(nèi)阻的熱功率，也稱電源的損耗功率，計(jì)算式為：P內(nèi)I2r.（3）電源的輸出功率P外：是外電路上消耗的功率，計(jì)算式為：P外IU外（普遍適用）；P外I2R（只適用于外電路為純電阻的電路）（4）電源的效率：.（5）電源的輸出功率（P外）與外電阻R的關(guān)系：P外與R的關(guān)系圖象如圖所示：由圖可以看出：當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大，Pm，此時(shí)電源效率50%.當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大當(dāng)R由小于r增大到大于r時(shí)，隨著R的增大輸出功率先增大后減小（非單調(diào)變化）4含容電路的分析技巧電容器兩極板間的電壓等于與電容器并聯(lián)的電阻兩端的電壓，與電容器串聯(lián)的電阻兩端的電壓一定為零（有阻無(wú)流，則無(wú)電壓）第三部分技能+方法一、直流電路動(dòng)態(tài)分析1引起電路特征發(fā)生變化的主要原因有：滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)，使電路的電阻發(fā)生變化；開關(guān)的閉合、斷開或換向（雙擲開關(guān)）使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；電路發(fā)生短路和斷路（電路故障）2電路動(dòng)態(tài)變化問題的分析思路當(dāng)電路中某處的電阻發(fā)生變化時(shí)，先由局部電阻的變化推出外電路電阻R外的變化，再由閉合電路的歐姆定律I總和U端EI總r討論干路電流I總的變化和路端電壓U端的變化，最后分析對(duì)其他部分電路產(chǎn)生的影響，從而分別確定各元件上其他量的變化情況（使用的公式是部分電路歐姆定律、電路中各元件上的電壓關(guān)系和電流關(guān)系等）注意：電路的總電阻總是隨其中任一電阻的增大而增大，隨任一電阻的減小而減小；電阻并聯(lián)的數(shù)目越多，總阻值越??；從電路分析角度看，斷路可認(rèn)為是電路中某處電阻增大到無(wú)窮大，短路可認(rèn)為是電路某處電阻減小到零，因此電路故障問題可以視為特殊的動(dòng)態(tài)分析問題；對(duì)電路進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，電壓表和電容器視為斷路，電流表視為短路；電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，其所在電路中有充、放電電流，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)窮大的電阻，則電容器所在電路處可視為斷路分析計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)應(yīng)注意：電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過，在此支路的電阻沒有電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器充（放）電二、與電功、電功率、電熱相關(guān)問題的綜合分析純電阻電路中，電功率等于熱功率；非純電阻電路中，電功率只有一部分轉(zhuǎn)化成熱功率純電阻電路中只有電阻元件，如電熨斗、電爐、白熾燈等；非純電阻電路中常含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等三、含容電路問題的綜合分析電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件.在直流電路中,當(dāng)電容器充放電時(shí),電路里有充放電電流.一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件,電容器所處電路看做是斷路,簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它.簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電荷量時(shí),可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上.在具體方法上要注意以下幾點(diǎn):（1）根據(jù)Q=CUQ=CU可知,要求電容器所帶電荷量以及充放電時(shí)所帶電荷量的變化,關(guān)鍵是求電容器兩端的電壓.（2）在電路分析時(shí)要注意電容器所在支路的連接情況.電路穩(wěn)定后,由于電容器所在支路無(wú)電流通過,所以此支路中的電阻上無(wú)電壓降,可以把與電容器串聯(lián)的電阻看成導(dǎo)線,電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓.（3）對(duì)于較復(fù)雜的電路,經(jīng)常需要將電容器兩端的電勢(shì)與基準(zhǔn)點(diǎn)的電勢(shì)進(jìn)行比較后才能確定電容器兩端的電壓.四、U-I圖像的意義復(fù)習(xí)時(shí)注意電源的伏安特性曲線反映的是電源自身的性質(zhì),具有豐富的內(nèi)涵（如圖所示）:1.圖線與縱軸的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì);2.與橫軸的截距表示短路電流;3.斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻;4.圖線上任意一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓和電流的比值（或者說任意一點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O連線的斜率）表示接在外電路的電阻;5.陰影部分面積表示電流為I時(shí),外電路電阻兩端的輸出功率,四邊形AEOI的面積表示電源的總功率。導(dǎo)體的伏安特性曲線反映導(dǎo)體的性質(zhì).如果是遵循歐姆定律的線性元件,這是一條直線,電阻恒定不變（如圖中直線b所示）;如果是不遵循歐姆定律的非線性元件,如氣體半導(dǎo)體等,就是一條曲線.電阻不斷變化,其曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流的比值就是此時(shí)導(dǎo)體的電阻（或說成此點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示此時(shí)導(dǎo)體的電阻）.五、電路故障的分析方法（1）斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián),若有電壓時(shí)，說明電源正常；若將電壓表與某段電路并聯(lián)，示數(shù)不為零,而與其他各段電路并聯(lián)時(shí)電壓表示數(shù)為零，則這一段電路斷路.（2）短路故障的判斷：電流表有示數(shù),而用電器不工作,則該支路短路；用電壓表與該部分并聯(lián),若有電壓時(shí)，未短路；若無(wú)電壓,則該兩點(diǎn)間可能短路或被短路.（3）分析電路故障的基本方法是假設(shè)法：如果電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分；然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用電路規(guī)律進(jìn)行正向推理，推理結(jié)果若與題干中所述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題干中所述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱排除法.第四部分基礎(chǔ)練+測(cè)一、單選題1如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、上下表面為正方形的金屬導(dǎo)體，但 R1的尺寸比R2的尺寸大。將兩導(dǎo)體同時(shí)放置在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)體正方形表面，在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，形成圖所示方向的電流；電子由于定向移動(dòng)，會(huì)在垂直于電流方向受到洛倫茲力作用，從而產(chǎn)生霍爾電壓，當(dāng)電流和霍爾電壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí),下列說法中正確的是（）AR1中的電流大于R2中的電流BR1 中的電流小于R2中的電流CR1 中產(chǎn)生的霍爾電壓小于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓DR1中產(chǎn)生的霍爾電壓等于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓【答案】 D【解析】【詳解】AB電阻R=LS，設(shè)正方形金屬導(dǎo)體邊長(zhǎng)為a，厚度為b，則R=aab=b，則R1=R2，在兩導(dǎo)體上加上相同電壓，則R1中的電流等于R2中的電流，故AB錯(cuò)誤。CD根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，則有evB=eUHa，解得：UH=Bav=BaIneab=1neBIb，則有R1中產(chǎn)生的霍爾電壓等于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓，故C錯(cuò)誤，D正確。2如圖所示電路中，電源內(nèi)阻為r，電流表A和電壓表V均為理想電表。平行板電容器C內(nèi)部有一個(gè)用絕緣細(xì)線懸掛的帶電小球，穩(wěn)定時(shí)細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)小角度,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P從右端向左端滑動(dòng)的過程中,下列說法正確的是A電流表示數(shù)增大B電壓表示數(shù)增大C細(xì)線與豎直方向的偏角減小D滑片P移動(dòng)中可能有兩個(gè)位置使電源輸出功率相等【答案】 D【解析】【詳解】AB、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P從右端滑至左端的過程中，變阻器接入電路的電阻減小，滑動(dòng)變阻器與燈L并聯(lián)的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知，電路中總電流I增大，路端電壓減小，則電壓表V的示數(shù)減小，滑動(dòng)變阻器與燈L并聯(lián)的電壓U并=E-I(R0+r)減小，通過燈L的電流減小，電流表示數(shù)減小，故A、B錯(cuò)誤；C、電容器C的電壓UC=IR0，I增大，UC增大，根據(jù)E=UCd和F=qE可電場(chǎng)力增大，根據(jù)平衡條件可知線與豎直方向的偏角增大，故C錯(cuò)誤；D、若電源內(nèi)阻的阻值大于電阻R0的阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P從右端滑至左端的過程中，可能會(huì)外電阻先大于電源內(nèi)阻后小于電源內(nèi)阻，則有電源輸出功率先增大后減小，所以滑片P移動(dòng)中可能有兩個(gè)位置使電源輸出功率相等，故D正確；故選D。3某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)，如圖所示。電池電動(dòng)勢(shì)均恒為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器阻值均勻，總電阻為R，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，滑塊2質(zhì)量為m，輕質(zhì)滑動(dòng)片4與電阻接觸良好。輕質(zhì)彈簧3的彈勁度系數(shù)均為k，按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)到中央，此時(shí)彈簧恰處在原長(zhǎng)位置，滑動(dòng)片4恰好在電阻中間位置。當(dāng)P端的電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)A當(dāng)物體向右加速時(shí)，電壓表的指針向右偏轉(zhuǎn)B當(dāng)物體向左減速時(shí)，電壓表的指針向右偏轉(zhuǎn)C當(dāng)電壓表的讀數(shù)大小為U時(shí)，彈簧形變量均為x=ULED當(dāng)電壓表的讀數(shù)大小為U時(shí)，物體加速的大小為a=kULmE【答案】 D【解析】【詳解】當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)：UP-UQ=E-IR右=0，當(dāng)物體向右加速時(shí)，R右變大，I不變，則UP<UQ，則電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)；同理當(dāng)物體向左減速時(shí)，電壓表的指針向左偏，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；設(shè)滑動(dòng)變阻器總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，振子偏離中間位置x距離時(shí)，電壓表的示數(shù)為U，由牛頓第二定律得2kx=ma；設(shè)電阻器單位長(zhǎng)度的電阻為r，則電路中的電流為I=2ER=2ELr；電壓表的示數(shù)為 U=Ixr；由以上各式解得：x=UL2E，a=kULmE，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選D.4用多用電表探測(cè)圖甲所示的黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測(cè)量，E、G 兩點(diǎn)間和 F、G 兩點(diǎn)間均有電壓，E、F 兩點(diǎn)間無(wú)電壓；用歐姆表測(cè)量，黑表筆（與電表內(nèi)部電源的正極相連）接 E 點(diǎn)，紅表筆（與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連）接 F 點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大那么該黑箱內(nèi)元件的接法可能是（）ABC【答案】 B【解析】【詳解】用直流電壓擋測(cè)量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，說明E、G與F、G間可能有電源存在；用歐姆檔測(cè)量，因電流從黑表筆出來(lái)通過導(dǎo)體再?gòu)募t表筆進(jìn)入歐姆表，故若黑表筆接E點(diǎn)紅表筆接F點(diǎn)時(shí)電阻小，說明電流容易從E通過導(dǎo)體，若黑表筆接F點(diǎn)紅表筆接E點(diǎn)時(shí)電阻很大，說明電流不能從F通過，這就說明E、F間有二級(jí)管且E是正極，故該黑箱內(nèi)元件的接法為B，故選項(xiàng)B正確，AC錯(cuò)誤。5如圖所示電路，電表都是理想電表，R2=r當(dāng)閉合開關(guān) S，觸片 P 向左滑動(dòng)過程中，四塊電表的讀數(shù)均發(fā)生變化，設(shè)在滑動(dòng)過程中 A1、A2、V1、V2在同一時(shí)刻的讀數(shù)分別是 I1、I2、U1、U2；電表示數(shù)的變化量的絕對(duì)值分別是I1、I2、U1、U2，那么下列說法正確的是（）AI1減小，I2增大BU1增大，U2減小CU2I2為定值、U1I2增大D電源的輸出功率在減小，效率在降低【答案】 B【解析】【詳解】A、當(dāng)觸片P向左滑動(dòng)過程中，導(dǎo)致電阻變大，則總電阻變大，總電流變小，即I2減小，因內(nèi)電壓變小，那么外電壓增大，由于電阻R2電壓減小，即V2示數(shù)U2減小，則V1的示數(shù)U1增大，因此通過電阻R0的電流在增大，則流過I1的電流在減小，故A錯(cuò)誤，B正確；C、由圖可知U1I2=R2+r，U2I2=R2均為定值，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)推論：外電阻等于電源的內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，由題意，開始時(shí)外電阻大于電源內(nèi)阻，則當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，外電路總電阻增大，電源輸出的電功率減小，而電源的供電效率=UIEI=UE，外電阻增大，路端電壓U增大，電源的供電效率提高，故D錯(cuò)誤。6某同學(xué)將一直流電源的總功率 PE、輸出功率 PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr隨電流 I 變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的 a、b、c 所示。下列說法中錯(cuò)誤的是（）A直線 a 表示電源的總功率 PEI 圖線B曲線 c 表示電源的輸出功率 PRI 圖線C電源的電動(dòng)勢(shì) E=3V，內(nèi)阻 r=1D電源的最大輸出功率 Pm=2W【答案】 D【解析】【詳解】A、由電源總功率和電源內(nèi)阻消耗功率表達(dá)式PE=EI，Pr=I2r，可知，a是直線，表示的是電源的總電功率，b是拋物線，表示的是電源內(nèi)電阻上消耗的功率，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PR，所以AB正確；C、由圖可知，當(dāng)短路時(shí)，電流為3A，總功率PE=9W，則由PE=EI可知電動(dòng)勢(shì)為E=3V，內(nèi)阻為r=33=1，故C正確；D、當(dāng)內(nèi)電阻和外電阻相等時(shí)，電源輸出的功率最大，此時(shí)即為b、c線的交點(diǎn)時(shí)的電流，此時(shí)電流的大小為ER+r=E2r，功率的大小為P'=E24r=324×1W=2.25W，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7“電子眼”又稱“電子警察”，是“智能交通違章監(jiān)攝管理系統(tǒng)”的俗稱。某種“電子眼”采用硅光電池供電，其原理如圖所示，a、b是硅光電池的兩個(gè)電極，P、N是兩塊硅半導(dǎo)體，E區(qū)是兩塊半導(dǎo)體自發(fā)形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，P的上表面鍍有一層增透膜，光照射到半導(dǎo)體P上，使P內(nèi)受束縛的電子成為自由電子（不計(jì)重力），自由電子經(jīng)E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)從P區(qū)向N區(qū)的電場(chǎng)力作用后到達(dá)半導(dǎo)體N，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，形成電流。下列說法正確的是Ab電極為硅光電池的正極BE區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由N指向PC硅光電池內(nèi)部的電流方向由P指向ND若將硅光電池移至光照較強(qiáng)處，則其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變小【答案】 B【解析】【分析】根據(jù)負(fù)電荷的電場(chǎng)力從而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，由電流的方向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，可確定電源的內(nèi)部電流方向【詳解】A.B.C、根據(jù)題意，E區(qū)電場(chǎng)能使P逸出的自由電子向N運(yùn)動(dòng)，因負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反，所以電場(chǎng)方向由N指向P，由于電流的方向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P，則可知，a為電源的正極；故AC錯(cuò)誤，B 正確；D、將硅光電池移至光照較強(qiáng)處，P內(nèi)受束縛的電子成為自由電子變多，轉(zhuǎn)化的光能變多，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變大。故D錯(cuò)誤。【點(diǎn)睛】本題考查根據(jù)電荷的電場(chǎng)力的方向來(lái)確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，并掌握電流的方向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系，同時(shí)理解電源內(nèi)部的電流的方向8自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系C法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系D焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量得出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系【答案】 B【解析】【分析】根據(jù)物理學(xué)史和常識(shí)解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可.【詳解】A、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，故A正確；B、D、歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了流過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻之間的聯(lián)系；焦耳發(fā)現(xiàn)了焦耳定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系。故B錯(cuò)誤，D正確；C、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系，故C正確；此題選擇不正確的故選B.【點(diǎn)睛】本題考查物理學(xué)史，是常識(shí)性問題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一.9如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減小).當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電容充放電對(duì)電路的影響，有關(guān)下列說法中正確的是(     )A只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，電阻R3中有向下的電流B只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，電阻R3中有向上的電流C只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)D若斷開電鍵S，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)【答案】 C【解析】【分析】電路穩(wěn)定時(shí)，電容相當(dāng)于開關(guān)斷開，其電壓等于與之并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器部分的電壓只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，R1的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，電容器兩端的電壓增大，電容下極板帶的電荷量變大，所以電阻R3中有向上的電流，電路穩(wěn)定時(shí)，電容相當(dāng)于開關(guān)斷開，只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，對(duì)電路沒有影響，只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，電容器并聯(lián)部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，由E=U/d分析板間場(chǎng)強(qiáng)變化和油滴所受電場(chǎng)力變化，判斷油滴的運(yùn)動(dòng)情況若斷開電鍵S，電容器處于放電狀態(tài)【詳解】只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，R1的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，滑動(dòng)變阻器的電壓變大，電容器兩端的電壓增大，電容器充電，因電容下極板帶正電，所以電阻R3中有向上的電流，故A錯(cuò)誤；電路穩(wěn)定時(shí)，電容相當(dāng)于開關(guān)斷開，只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，對(duì)電路沒有影響，故B錯(cuò)誤；只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，電容器并聯(lián)部分的電阻變大，所以電容器兩端的電壓變大，由E=U/d可知，電場(chǎng)力變大，帶點(diǎn)微粒向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；若斷開電鍵S，電容器處于放電狀態(tài)，電荷量變小，兩板電壓減小，場(chǎng)強(qiáng)減小，則油滴向下運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。10電源、一個(gè)水平放置的平行板電容器、兩個(gè)電阻箱R1、R2和定值電阻R3組成如圖所示的電路。當(dāng)把電阻箱R1、R2調(diào)到某個(gè)值時(shí)，閉合開關(guān)S，電容器中的一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列操作可以讓帶電液滴向下運(yùn)動(dòng)的是A增大R1的阻值B增大R2的阻值C斷開開關(guān)SD把電容器的上極板向上平移【答案】 D【解析】【分析】閉合開關(guān)后，R2與電容器并聯(lián)，R1相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器上極板帶正電，帶電液滴受重力和電場(chǎng)力處于平衡；斷開開關(guān)，R1和R3以及電容器和電源構(gòu)成一回路，R1和R3都相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器兩端間的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì)，由此分析；【詳解】A、閉合開關(guān)S，電容器上極板帶正電，帶電液滴受重力和電場(chǎng)力處于平衡，電場(chǎng)力豎直向上，可知帶電液滴帶負(fù)電，當(dāng)R1的阻值增大時(shí)，電容器兩端間的電勢(shì)差不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，則帶電液滴受到的電場(chǎng)力不變，液滴保持靜止不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、將R2的阻值增大時(shí)，則R2兩端間的電壓增大，所以電容器兩端間的電壓增大，液滴所受的電場(chǎng)力變大，液滴將向上運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、斷開開關(guān)，穩(wěn)定時(shí)電容器兩端間的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì)，電容器的電壓增大，液滴所受的電場(chǎng)力變大，液滴將向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、把電容器的上極板向上平移少許，d增大，而電容器兩端的電勢(shì)差不變，根據(jù)E=Ud可知板間場(chǎng)強(qiáng)減小，液滴所受的電場(chǎng)力變小，液滴將向下運(yùn)動(dòng)，故D正確；故選D。二、多選題11如圖所示，某同學(xué)用玻璃皿在中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體的實(shí)驗(yàn)”，若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T，玻璃皿的橫截面的半徑為a=0.05m，電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3V，內(nèi)阻r=0.1，限流電阻R0=4.9，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R=0.9，閉合開關(guān)后當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為1.5V，則（不計(jì)一切摩擦阻力）（ ）A由上往下看，液體做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)B液體所受的安培力大小為1.5NC閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.081WD閉合開關(guān)10s，液體具有的動(dòng)能是3.69J【答案】 ACD【解析】【詳解】A、根據(jù)左手定則，導(dǎo)電液體受到的安培力沿逆時(shí)針方向，因此液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A正確；B、電壓表的示數(shù)U=1.5V，則根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+IR0+Ir，所以電路中的電流值為：I=E-UR0+r=0.3A，液體所受安培力為F=BIa=1.5×10-3N，故B錯(cuò)誤；C、玻璃皿中兩極間液體的等效電阻為R=0.9，液體的熱功率為：P熱=I2R=0.081W，故C正確；D、根據(jù)能量守恒定律，閉合開關(guān)10s，液體具有的動(dòng)能是：Ek=W電流-W熱=(P-P熱)t=(UI-I2R)t=3.69J，故D正確；12如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。電路中的R2為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減?。?。當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。有關(guān)下列說法中正確的是A只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，電阻R2消耗的電功率變大，電壓表示數(shù)減小B只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)C只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端p向下端移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)減小，電容器所帶電荷量增多D只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端p向下端移動(dòng)時(shí)，帶點(diǎn)粒子向下運(yùn)動(dòng)【答案】 AB【解析】【詳解】AB、只逐漸增大R1的光照強(qiáng)度，R1的阻值減小，總電阻減小，總電流增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得外電壓U=E-Ir減小，電壓表示數(shù)減??；根據(jù)電功率公式P=I2R可知電阻R2消耗的電功率變大，根據(jù)歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器的電壓變大，則有電容器兩端的電壓增大，由E=Ud可知板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電微粒受到的電場(chǎng)力變大，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)，故A、B正確；C、只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端p向下端移動(dòng)時(shí)，R2的阻值增大，總電阻增大，總電流減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得外電壓U=E-Ir增大，電壓表示數(shù)增大；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電阻R2兩端電壓U=E-I(r+R1)增大，所以電容器兩端的電壓變大，根據(jù)Q=CU可知電容器所帶電荷量增多，由E=Ud可知板間場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子受到的電場(chǎng)力變大，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤；故選AB。13如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.5，滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻Rm=5.0，定值電阻R2=2.0，C為平行板電容器，其電容為3F。將開關(guān)S與a接觸，則A當(dāng)R1的阻值增大時(shí)，R2兩端的電壓減小B穩(wěn)定時(shí)R1消耗的最大功率為0.225wC將開關(guān)從a接向b，流過R3的電流流向?yàn)閏dD將開關(guān)從a接向b，待電路穩(wěn)定，流過R3的電荷量為9×103C【答案】 ABC【解析】【詳解】當(dāng)R1的阻值增大時(shí)，外電路的總電阻增大，總電流減小，R2兩端的電壓減小，故A正確；將R2等效為電源的內(nèi)阻，當(dāng)R1R2+r2+0.52.5時(shí)，R1消耗的功率最大，最大功率為Pm=E24(r+R2)=1.524×2.5W=0.225W，故B正確；當(dāng)開關(guān)接a時(shí)，電容器右極板帶正電，將開關(guān)從a接向b，穩(wěn)定時(shí)電容器左極板帶正電，所以電容器先放電后反向充電，流過R3的電流流向?yàn)閏d，故C正確；因R1接入的阻值未知，不能求出電容器上電壓的變化，故不能求出流過R3的電荷量，故D錯(cuò)誤；故選ABC。14如圖所示，平行金屬板中帶電液滴P處于靜止?fàn)顟B(tài)，RG為光敏電阻(光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減小)，電流表和電壓表為理想電表?，F(xiàn)增加光照強(qiáng)度，則下列說法正確的是（）A帶電液滴P將向下運(yùn)動(dòng)B電壓表的示數(shù)將增大CR1上消耗的功率將減小D電壓表的示數(shù)的變化量與電流表的示數(shù)的變化量的比值的絕對(duì)值UI將不變【答案】 AD【解析】【分析】根據(jù)RG光敏電阻的變化得到總電阻變化，從而得到總電流變化，即可得到電流表讀數(shù)變化，從而得到電壓表讀數(shù)變化；根據(jù)電容器兩端電壓變化得到場(chǎng)強(qiáng)變化，從而得到合外力變化，即可得到液滴運(yùn)動(dòng)方向；根據(jù)“總量法”討論電壓表和電流表讀數(shù)的比值的變化?！驹斀狻吭黾庸庹諒?qiáng)度，則RG的阻值減小，電路的總電阻減小，總電流變大，路端電壓減小，R1以及電源內(nèi)阻上的電壓變大，則R1上消耗的功率將變大，R3兩端的電壓減小，即電壓表V示數(shù)減小，電容器兩端電壓減小，兩板間場(chǎng)強(qiáng)減小，則帶電液滴P將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，BC錯(cuò)誤；根據(jù)U=E-I(R1+r)可知電壓表V 的示數(shù)的變化量與電流表A 的示數(shù)的變化量的比值的絕對(duì)值|UI|=R1+r不變，選項(xiàng)D正確；故選AD.【點(diǎn)睛】電路計(jì)算問題，一般根據(jù)電路變化得到總電阻變化，從而得到總電流變化，即可得到路端電壓變化，進(jìn)而得到支路電流變化，最后求得電壓變化。15如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則（）A電壓表讀數(shù)減小B電流表讀數(shù)減小C質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)DR3上消耗的功率逐漸增大【答案】 AD【解析】【分析】R2與滑動(dòng)變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再由R1串連接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小；由閉合電路歐姆定律可知，干路中電流增大，路端電壓減小，由于干路電流增大，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小，由歐姆定律可知流過R3的電流減小，則流過R4的電流增大，電流表示數(shù)增大；因并聯(lián)部分電壓減小，而R2兩端電壓增大，R4兩端電壓減小，則電壓表示數(shù)減小；R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，電容器中的場(chǎng)強(qiáng)減小，由此可判斷P的運(yùn)動(dòng)；R3上消耗的功率由P=U2R可知?！驹斀狻緼、由圖可知，R2與滑動(dòng)變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再由R1串連接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小；由閉合電路歐姆定律可知，干路中電流增大，路端電壓減小，由于干路電流增大，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小，由歐姆定律可知流過R3的電流減小，則流過R4的電流增大，故電流表示數(shù)增大,故B錯(cuò)誤；因并聯(lián)部分電壓減小，而R2兩端電壓增大，R4兩端電壓減小，則電壓表示數(shù)減小，故A正確。C、電容器與R3并聯(lián)，流過R3的電流減小，R3兩端電壓減小，電容器兩端電壓減小，電容器中的場(chǎng)強(qiáng)減小，故電荷受到的向上電場(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，電荷將向下運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、因R3兩端的電壓減小，由功率P=U2R可知，R3上消耗的功率減小；故D錯(cuò)誤。故選：A16如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)阻r 一定，A、B 為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板，R1為光敏電阻(電阻隨光強(qiáng)的增大而減小)。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P 在a 端時(shí)，閉合開關(guān)S，此時(shí)電流表A 和電壓表V的示數(shù)分別為I 和U。以下說法正確的是( )A若僅增大A、B 板間距離，則電容器所帶電荷量減少B若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P 向b 端移動(dòng)，則I 不變，U 增大C若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則I 增大，U 減小，電容器所帶電荷量減少D若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則U 變化量的絕對(duì)值與I 變化量的絕對(duì)值的比值減小【答案】 AC【解析】【詳解】A.若僅增大A、B板間距離，電容減小，板間電壓不變，則由電容的定義式C=QU分析可知電容器所帶電荷量減少，故A正確；B.滑動(dòng)變阻器處于含電容支路中，相當(dāng)于導(dǎo)線，所以移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，I不變，U不變。故B錯(cuò)誤；C.若僅用更強(qiáng)的光線照射R1，R1的阻值變小，總電阻減小，I增大，內(nèi)電壓和R3的電壓均增大，則電容器板間電壓減小，電容不變，由電容的定義式C=QU分析可知電容器所帶電荷量減少。故C正確；D. 若僅用更強(qiáng)的光線照射R1，R1的阻值變小，總電阻減小，I增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir可得：UI=r，不變，故D錯(cuò)誤。故選：AC。17在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，R為定值電阻，阻值為7.5 .當(dāng)開關(guān)S閉合后()AL1的電阻為112BL1消耗的電功率為0.75 WCL2的電阻為7.5 DL2消耗的電功率為0.075 W【答案】 BC【解析】【分析】電源內(nèi)阻不計(jì)，路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)不變燈泡是非線性元件，根據(jù)L1、L2的電壓，由伏安特性曲線可讀出電流，由R=UI算出它們的電阻。【詳解】A項(xiàng)：電源電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)，路端電壓為3VL1和兩端的電壓為3V，由圖可知，此時(shí)的電流為0.25A，所以電阻值：R1=UI=3.00.25=12，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：由伏安特性曲線可以讀出L1和兩端的電壓為3V，由圖可知，此時(shí)的電流為0.25A，L1消耗的電功率為：P=UI=3.0×0.25=0.75W，故B正確；C項(xiàng)：在乙圖上做出電阻R的伏安特性曲線如圖，由于R與L2串聯(lián)，所以二者的電流值是相等的，由圖可以讀出，此時(shí)二者的電壓都是1.5V時(shí)，二者電壓的和等于3.0V，此時(shí)的電流值是0.2A所以R2=1.50.2=7.5，故C正確；D項(xiàng)：L2消耗的電功率為：P=UI=1.5×0.2=0.3W，故D錯(cuò)誤。故應(yīng)選：BC。【點(diǎn)睛】在分析電阻的I-U與U-I圖線問題時(shí)，關(guān)鍵是搞清圖象斜率的物理意義，也就是說是k=1R還是K=R對(duì)于線性元件，R=UI=UI，但對(duì)于非線性元件，RUI。18硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象（電池電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻不是定值），圖線b是某電阻R的UI圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列說法中正確的是A硅光電池的內(nèi)阻為10B硅光電池的總功率為0.72WC硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32 WD若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率增大【答案】 BC【解析】【詳解】由閉合電路歐姆定律得 U=E-Ir，當(dāng)I=0時(shí)，E=U，由a圖線與縱軸的交點(diǎn)讀出電池的電動(dòng)勢(shì)為 E=3.6V根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，將它們組成閉合回路時(shí)路端電壓為 U=2V，電流為 I=0.2A，則硅光電池的內(nèi)阻為r=E-UI=3.6-20.2=8，故A錯(cuò)誤。硅光電池的總功率為：P總=EI=3.6×0.2W=0.72W，故B正確。硅光電池的輸出功率為：P出=UI=0.4V，電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為 P熱=P總-P出=0.32 W故C正確。R的阻值 R=UI=10r=8，則若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率將減小，故D錯(cuò)誤。故選BC?！军c(diǎn)睛】本題考查對(duì)U-I圖象的理解能力。對(duì)于線性元件可直接利用歐姆定律研究；對(duì)于非線性元件不能直接利用歐姆定律求解；同時(shí)對(duì)于電源的內(nèi)阻往往根據(jù)電源的U-I曲線研究斜率得到。19在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是( )A電壓表示數(shù)變大B電流表示數(shù)變小C電容器C所帶電荷量增多Da點(diǎn)的電勢(shì)降低【答案】 BD【解析】R2和R3下部分電阻并聯(lián)之后跟R1串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中有效阻值減小，使得干路電流增大即V（測(cè)R1兩端電壓）的示數(shù)增大，R2兩端電壓減小則通過它的電流減小，A的示數(shù)增大AB錯(cuò)，電容器C所帶電荷量減少，C錯(cuò)，V的示數(shù)增大即電勢(shì)降落增加，所以a點(diǎn)的電勢(shì)降低，D對(duì)20如圖，直線 a、拋物線 b 和 c 為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率 PE、輸出功率 PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率 Pr隨路端電壓 U 變化的圖象，但具體對(duì)應(yīng)關(guān)系未知，根據(jù)圖象可判斷（）A圖象中任意電壓值對(duì)應(yīng)的功率關(guān)系為 PE=Pr+PRBPrU 圖象的對(duì)應(yīng)圖線 b，由圖知電動(dòng)勢(shì)為 3V，內(nèi)阻為 1CPEU 圖象對(duì)應(yīng)圖線 a，由圖知電動(dòng)勢(shì)為 9V，內(nèi)阻為 3D外電路電阻為 1 時(shí)，輸出功率最大為 2W【答案】 AB【解析】【分析】根據(jù)功率公式P=U2R分別寫出三個(gè)功率PE、PR、Pr與路端電壓U的關(guān)系式，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。根據(jù)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，求得輸出功率最大值?！驹斀狻扛鶕?jù)功率分配關(guān)系可得：PE=Pr+PR，故A正確；因Pr=(E-U)2r，根據(jù)由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，Pr-U圖象的對(duì)應(yīng)圖線b，當(dāng)Pr=0時(shí)E=U=3V，當(dāng)U=0時(shí)Pr=E2r=32r=9W，解得內(nèi)阻r=1，故B正確?？偣β蔖E=EI=E·E-Ur=-ErU+E2r，可知PE-U圖象對(duì)應(yīng)圖線a，由B分析可知電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為1，故C錯(cuò)誤；當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，即當(dāng)外電路電阻為1時(shí)，輸出功率最大，最大輸出功率為Pm=12E2R=E24r=324×1W=2.25W，故D錯(cuò)誤；故選AB?！军c(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵要根據(jù)功率公式得到三種功率的解析式，利用圖象信息進(jìn)行研究。要有基本的讀圖能力，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)理解圖象的物理意義。三、解答題21如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E5 V，內(nèi)阻r2 ，定值電阻R10.5 ，滑動(dòng)變阻器R2的阻值范圍為010 .求：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為多大時(shí)，電阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為多大時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？【答案】（1）2.5 ，2.5W；（2）1.5 ，3.125W【解析】【分析】(1) 對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大；將電阻R1與電源等效成等效電源考慮；(2) 當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大?！驹斀狻?1) 對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大；將電阻R1與電源等效成電源，故當(dāng)R2=2.5時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大；P2m=E24R22=524×2.5W=2.5W；(2) 當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大，故當(dāng)R2=1.5時(shí)，電源的輸出功率最大；電源輸出最大功率是Pm=E24r=524×2W=3.125W【點(diǎn)睛】本題采用結(jié)論法解題，關(guān)鍵記住“對(duì)于電源，當(dāng)外電路的電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大”的結(jié)論。22如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻是0.5 ，小電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0.5 ，電阻R03 ，若理想電壓表的示數(shù)為3 V，試求：(1)電源的總功率和電源的輸出功率；(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率和電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率(3)若取下電動(dòng)機(jī)改用電阻箱接到該位置，當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個(gè)最大值?！敬鸢浮?1) 6 W ； 5.5 W (2) 2.5 W； 2 W (3) 2.6 W【解析】【詳解】(1)電路中的電流I=UR0R0=3V3=1A，路端電壓：U端=E-Ir=6V-1×0.5V=5.5V；電源的總功率：P總=EI=6×1W=6W電源的輸出功率：P輸=U端I=5.5W(2)電動(dòng)機(jī)兩端電壓：U=U端-UR0=2.5V電動(dòng)機(jī)的輸入功率：P入=UI=2.5W電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率：P出=P入-I2rM=2W(3)當(dāng)R=R0+r即R=(3+0.5)=3.5時(shí)，電阻箱R消耗的功率最大為PR=E24(r+R0)=624×3.5W2.6W【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住電路中電壓分配和能量的關(guān)系，不能直接根據(jù)歐姆定律這樣來(lái)求解電動(dòng)機(jī)電路中電壓電流，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)工作時(shí)，歐姆定律不成立23如圖1所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。（1）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。（2）a請(qǐng)?jiān)趫D2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點(diǎn)，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率；b請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。（3）請(qǐng)寫出電源電動(dòng)勢(shì)定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和?！敬鸢浮浚?）UI圖象如圖所示：圖象與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流（2）a如圖所示：b.E24r（3）見解析【解析】（1）UI圖像如圖所示，其中圖像與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流（2）a如圖所示b電源輸出的電功率：P=I2R=(ER+r)2R=E2R+2r+r2R當(dāng)外電路電阻R=r時(shí)，電源輸出的電功率最大，為Pmax=E24r（3）電動(dòng)勢(shì)定義式：E=W非靜電力q根據(jù)能量守恒定律，在圖1所示電路中，非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱，即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRqE=Ir+IR=U內(nèi)+U外本題答案是：（1）UI圖像如圖所示，其中圖像與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流（2）a如圖所示當(dāng)外電路電阻R=r時(shí)，電源輸出的電功率最大，為Pmax=E24r（3）E=U內(nèi)+U外點(diǎn)睛：運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合電路求出回路中最大輸出功率的表達(dá)式，并求出當(dāng)R=r時(shí)，輸出功率最大。24三峽水電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站，平均水位落差約100m，水的流量約1.35×104m3/s。船只通航需要約3500m 3/s的流量，其余流量全部用來(lái)發(fā)電。水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流減少的勢(shì)能有20% 轉(zhuǎn)化為電能。（1）按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多大；（2）本市現(xiàn)行階梯電價(jià)每戶每月1擋用電量最高為240kW·h，如果按照本市現(xiàn)行階梯電價(jià)1擋最高用電量計(jì)算，三峽電站可以滿足多少戶家庭生活用電；（3）把抽水蓄能電站產(chǎn)生的電能輸送到北京城區(qū)。已知輸電功率為P，輸電線路的總阻值為R，要使輸電線路上損耗的功率小于P。a求輸電電壓的最小值U；b在輸電功率一定時(shí)，請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N減少輸電過程中功率損耗的方法?！敬鸢浮浚?）2×106kW（2）6×106戶（3）aU=PPRb提高輸電電壓增大導(dǎo)線橫截面積，減小電阻【解析】（1）P=m'gh×20%=1.0×103×1.00×104×10×100×20%=2×106kW（2）每戶平均功率：P'=24030×24=0.333kW2×1060.333=6×106戶（3）a輸電導(dǎo)線損失熱功率P=I2R輸電功率P=IU，U=PPRb減少輸電過程中功率損耗的方法：提高輸電電壓；增大導(dǎo)線橫截面積，減小電阻；25如圖所示，M為一線圈電阻RM=0.5的電動(dòng)機(jī)，R=8，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V當(dāng)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)I1=1A，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2=3A求：（1）電源內(nèi)阻r；（2）開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R消耗的功率P（3）開關(guān)S閉合時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)M的電流大小IM【答案】（1）2 （2）（3）【解析】（1）當(dāng)S斷開時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律：， r=2；電阻R消耗的功率：路端電壓：R之路電流：電動(dòng)機(jī)的電流：點(diǎn)睛：當(dāng)S斷開時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電源的內(nèi)阻當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，已知電流表的示數(shù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出路端電壓，由歐姆定律求出通過R的電流，得到通過電動(dòng)機(jī)的電流26如圖所示，R為電阻箱，V為理想電壓表當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R12時(shí)，電壓表讀數(shù)為U14V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R25時(shí)，電壓表讀數(shù)為U25V求：（1）電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r（2）當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值Pm為多少？【答案】（1）E=6 V r=1 （2）當(dāng)R=r=1 時(shí)，Pm=9 W【解析】試題分析：運(yùn)用閉合電路歐姆定律，分別研究電阻為R1和R2的情況，列出含有電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方程組求解當(dāng)電阻箱的阻值等于電源的內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大，再求解Pm（1）由閉合電路歐姆定律E=U+Ir得：E=U1+U1R1r，代入得E=4+42=4+2r，E=U2+U2R2r，代入得：E=5+55r=5+r，聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)解得：E=6V，r=1（2）當(dāng)電阻箱的阻值等于電源的內(nèi)電阻時(shí)電源的輸出功率最大，即有R=r=1，電源的輸出功率最大為：Pm=I2R=(E2r)2r=E24r=624×1W=9W；27在圖所示的電路中，小量程電流表的內(nèi)阻Rg100，滿偏電流Ig1mA，R1900，R2100999。（1）當(dāng)S1和S2均斷開時(shí)，改裝所成的表是什么表？量程為多大？（2）當(dāng)S1和S2均閉合時(shí)，改裝所成的表是什么表？量程為多大？【答案】（1）電壓表 1 V （2）電流表 1 A【解析】【分析】本題的關(guān)鍵是明確串聯(lián)電阻具有分壓作用，并聯(lián)電阻具有分流作用，即電流表改裝為電壓表時(shí)，應(yīng)將電流表與電阻串聯(lián)，改裝為電流表時(shí)，應(yīng)將電流表與電阻并聯(lián)?！驹斀狻坑蓤D示電路圖可知，當(dāng)S1和S2均斷開時(shí)，G與R1串聯(lián)，此時(shí)為電壓表，改裝后電壓流表量程為：U=Ig（R1+Rg）=0.001×（100+5900）=6.0V；由圖示電路圖可知，當(dāng)S1和S2均閉合時(shí)，G與R2并聯(lián)，此時(shí)為電流表，改裝后電流表量程為：I=Ig+IR2=Ig+IgRgR2=0.001+0.001×1001002999=3.0A；【點(diǎn)睛】明確串聯(lián)電阻具有分壓作用和并聯(lián)電阻具有分流作用的含義，理解電壓表與電流表改裝的原理。28如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10v，內(nèi)電阻不計(jì)，電阻R114，R26.0，R32.0，R48.0，R510，電容器的電容C2F，求：（1）電容器所帶的電荷量。并說明電容器哪個(gè)極板帶正電（2）若R2突然斷路，將有多少電荷量通過R5？【答案】 (1)下板帶正電，1×10-5C；（2）1.4×10-5C，方向由上向下?！窘馕觥?1)設(shè)Ud0，電容器兩板間的電壓即為a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差則a點(diǎn)電勢(shì)為UaUd0 V3 V電流由b點(diǎn)經(jīng)R4流到d點(diǎn)，則b點(diǎn)電勢(shì)為UbUd0 V8 V，由Ub>Ua可知，電容器下板帶正電b、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UbaUbUa5.0 V，電容器所帶的電量為QCUba1.0×105C.(2)R1斷路，當(dāng)再度達(dá)到穩(wěn)定后，電容器電壓等于R4兩端的電壓，此時(shí)電容器所帶電量QCU4C×2×106× C1.6×105 C.由Ub>Ud可知，電容器下板仍帶正電由Q>Q知，R1斷路后電容器經(jīng)歷了一次再充電過程，電容器極板上增加的電量為qQQ(1.6×1051.0×105) C6.0×106 C29如圖所示，四個(gè)電阻阻值均為R，電鍵S閉合時(shí)，有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的中點(diǎn)現(xiàn)打開電鍵S，這個(gè)帶電小球便向平行板電容器的一個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，并和此板碰撞，碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失，只是碰后小球所帶電量發(fā)生變化，碰后小球帶有和該板同種性質(zhì)的電荷，并恰能運(yùn)動(dòng)到另一極板，設(shè)兩極板間距離為d，不計(jì)電源內(nèi)阻，求：（1）電源電動(dòng)勢(shì)E多大？（2）小球與極板碰撞后所帶的電量為多少？【答案】（1）、；（2）【解析】試題分析: (1)當(dāng)S閉合時(shí)，設(shè)電容器電壓為U，則有：對(duì)帶電小球受力分析得：聯(lián)立解得：(2)斷開S，設(shè)電容器電壓為U，則有：U<U，則電容器間場(chǎng)強(qiáng)減小，帶電小球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)對(duì)帶電小球運(yùn)動(dòng)的全過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：聯(lián)立解得：考點(diǎn)：動(dòng)能定理；閉合電路歐姆定律30兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)把一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，在外力作用下保持靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻為R1完成下列問題：(1)如圖甲，金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)內(nèi)阻為r的直流電源。撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止求直流電源電動(dòng)勢(shì)；(2)如圖乙，金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)阻值為R2的定值電阻，撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開始下滑在加速下滑的過程中，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v時(shí)，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度；(3)求(2)問中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度。【答案】（1）；（2）a=gsingq；（3）【解析】試題分析：(1）回路中的電流為導(dǎo)體棒受到的安培力為對(duì)導(dǎo)體棒受力分析知聯(lián)立上面三式解得：(2）當(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，此時(shí)電路中電流導(dǎo)體棒ab受到安培力F=BIL=根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有 ma=mgsinqF = mgsinqa=gsingq（3）當(dāng)=mgsinq時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度vm考點(diǎn)：安培力的計(jì)算；牛頓第二定律。28