2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題09 恒定電流(含解析)

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1、專題09恒定電流 第一部分 名師綜述 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勢和內(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

2、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;二是與靜電、磁場和電磁感應(yīng)結(jié)合的綜合題。 該模塊的復(fù)習(xí)重點(diǎn)為: 1.掌握電路基本概念,會用歐姆定律、電阻定律、焦耳定律分析問題. 2.掌握閉合電路歐姆定律,能夠結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析問題,會分析電路動態(tài)變化問題. 3.掌握各種電學(xué)儀器的使用、電學(xué)各實(shí)驗(yàn)的方法和原理,能夠設(shè)計(jì)電路、連接電路、分析電路故障,能夠用表格、圖象等分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 第二部分 知識背一背 一、電流 1.電流形成的條件:(1)導(dǎo)體中有能夠自由移動的電荷;(2)導(dǎo)體兩端存在持續(xù)的電壓. 2.電流的方向:與正電荷定向移動的方向相

3、同,與負(fù)電荷定向移動的方向相反. 電流雖然有方向,但它是標(biāo)量. 3.電流 (1)定義式:I=. (2)微觀表達(dá)式:I=nqvS,式中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q是自由電荷的電荷量,v是自由電荷定向移動的速率,S為導(dǎo)體的橫截面積. (3)單位:安培(安),符號是A,1 A=1 C/s. 二、電阻定律 1.電阻定律:R=ρ,電阻的定義式:R=. 2.電阻率 (1)物理意義:反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量,是導(dǎo)體材料本身的屬性. (2)電阻率與溫度的關(guān)系 ①金屬的電阻率隨溫度升高而增大; ②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減?。? ③超導(dǎo)體:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí),某些材料的電

4、阻率突然減小為零成為超導(dǎo)體. 三、歐姆定律 (1)內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比. (2)公式:I=. (3)適用條件:適用于金屬和電解液導(dǎo)電,適用于純電阻電路. (4)導(dǎo)體的伏安特性曲線:用橫坐標(biāo)軸表示電壓U,縱坐標(biāo)軸表示電流I,畫出的I-U關(guān)系圖線. ①線性元件:伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件,適用于歐姆定律. ②非線性元件:伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件,不適用填適用、不適用)于歐姆定律. 四、電功、電熱、電功率 1.電功 (1)定義:導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做的功. (2)公式:W=qU=IUt適用于任何電路

5、). (3)電流做功的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程. 2.電功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)電流做的功,表示電流做功的快慢. (2)公式:P=W/t=IU適用于任何電路). 3.焦耳定律 (1)電熱:電流流過一段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量. (2)計(jì)算式:Q=I2Rt. 4.熱功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量. (2)表達(dá)式:P==I2R 五、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 1.電阻的串聯(lián) 電流:I=I1=I2=…=In,電壓:U=U1+U2+…+Un,電阻:R=R1+R2+…+Rn; 電壓分配:=,=,功率分配:=,=。 2.電阻的并聯(lián) 電流:I=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)n電壓:U=

6、U1=U2=…=Un 電阻:=++…+. 電流分配:=,=. 功率分配:=,=. 3.幾個(gè)常用的推論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻. (2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻. (3)無論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個(gè)電阻耗電功率之和.即P=P1+P2+…+Pn. (4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí),電路的總電阻變大. 六、電源的電動勢 1.電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置. 2.電動勢:非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=,單位:V. 3.電動勢

7、的物理含義:電動勢表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓. 4.電動勢是___標(biāo)___量,需注意電動勢不是電壓. 七、閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比. (2)公式 (只適用于純電阻電路),E=U外+U內(nèi)(適用于任何電路) (3)路端電壓與外電阻的關(guān)系 ①負(fù)載R增大→I減小→U內(nèi)減小→U外增大 外電路斷路時(shí)(R=∞),I=0,U外=E. ②負(fù)載R減小→I增大→U內(nèi)增大→U外減小 外電路短路時(shí)(R=0),I=,U內(nèi)=E. (4)U-I關(guān)系圖:由U=E-Ir可知,路

8、端電壓隨著電路中電流的增大而減?。籙-I關(guān)系圖線如圖所示. ①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱坐標(biāo)的截距為電動勢E. ②當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí),橫坐標(biāo)的截距為短路電流Im. ③圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻r. 第三部分 技能+方法 一、電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用 1.定義式中q的物理意義 (1)q是某段時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量. ①若是金屬導(dǎo)體導(dǎo)電,則q為自由電子通過某截面的電量的總和. ②若是電解質(zhì)導(dǎo)電,則異種電荷反向通過某截面,q=|q1|+|q2|. (2)帶電粒子的運(yùn)動可形成等效電流,如電子繞原子核的運(yùn)動,帶電粒子在磁場中的運(yùn)動,此時(shí),q為帶電粒子的電量,T為周期.

9、如圖,自由電荷電荷量為q,單位體積電荷數(shù)為n,定向移動速度為v,導(dǎo)體橫截面積為S,則 二 \、對電阻定律、歐姆定律的理解 1.電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量. (2)導(dǎo)體電阻并不是只由電阻率決定,即電阻大,電阻率不一定大;電阻率小,電阻不一定小. 2.定義式和決定式的比較 三 電功與電熱的關(guān)系 1.電功與電熱的比較 2.電功率與熱功率的比較 (1)在純電阻電路中,電功率等于熱功率,即。 (2)在非純電阻電路中,電功率包含熱功率,為電功率,為熱功率,有P>P′. 四 、 電路

10、動態(tài)變化問題 1.電路動態(tài)變化問題的分析 (1)程序法: 電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路. (2)“串反并同”結(jié)論法 ①所謂“串反”,即某一電阻增大時(shí),與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大. ②所謂“并同”,即某一電阻增大時(shí),與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小. (3)極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,讓電阻最大或電阻為零去討論. 2.電源的輸出功率和電源的效率 (1)輸出功率. 根據(jù)閉合電路歐姆定律可以推出:

11、 ①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,最大值 ②當(dāng)R向接近r阻值的方向變化時(shí),P出增大,當(dāng)R向遠(yuǎn)離r阻值的方向變化時(shí),P出減小,如圖. (2)電源的效率: R越大,η越大,當(dāng)R=r時(shí),P出最大,η=50%.可見,輸出功率最大時(shí),電源的效率并不是最高. 五、含電容器電路的分析與計(jì)算 1.電路的簡化:不分析電容器的充、放電過程時(shí),把電容器處的電路視為斷路,簡化電路時(shí)可以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上. 2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法:電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差. 3.電壓變化帶來的電容器帶

12、電荷量的變化:電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高,電容器將充電;若電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電,可由ΔQ=C·ΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化. 第四部分 基礎(chǔ)練+測 一、單選題 1.用某種材料做成的電池,其路端電壓U和電流I的關(guān)系如圖中曲線a所示(電池電動勢一定,內(nèi)阻可變),一電阻兩端電壓U和通過的電流I的關(guān)系如圖中直線b所示,當(dāng)用該電池只對該電阻供電時(shí),電池的內(nèi)阻為(  ) A.13Ω B.20Ω C.22Ω D.25Ω 【答案】 A 【解析】 【詳解】 由圖象可知,該電源電阻供電時(shí),電阻兩端電壓為U=2V,流經(jīng)電源電流

13、為:I=0.1A;由閉合電路歐姆定律得電源內(nèi)阻為:r=E-UI=3.3-20.1Ω=13Ω,故A正確,BCD錯(cuò)誤。 2.電動機(jī)與小電珠串聯(lián)接人電路,電動機(jī)正常工作時(shí),小電珠的電阻為R1,兩端電壓為U1,流過的電流為I1;電動機(jī)的內(nèi)電阻為R2,兩端電壓為U2,流過的電流為12。則 A.I1R1R2 C.U1U2=R1R2 D.U1U2I2R2,U1=I1R1,則U1U2

14、a =Fm C.C=QU D.I=UR 【答案】 C 【解析】 【詳解】 A.物體運(yùn)動的時(shí)間與位移成正比,與速度成反比,則A不是比值定義的物理量; B.加速度與合外力成正比,與質(zhì)量成反比,則B不是比值定義的物理量; C.電容器的電容是由本身結(jié)構(gòu)決定的,與兩端的電壓U與所帶的電量Q無關(guān),但是可以用帶電量Q與電壓U 的比值來量度,則C采用的是比值定義法; D.導(dǎo)體的電流與加在其兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比,則D不是比值定義的物理量; 4.如圖所示是一位同學(xué)制作的實(shí)驗(yàn)裝置:柔軟彈簧豎直懸掛,下端恰與銅片接觸。當(dāng)開關(guān)閉合后,彈簧時(shí)伸時(shí)縮,燈泡時(shí)明時(shí)暗。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列

15、說法中正確的是( ) A.彈簧收縮與銅片分離時(shí),通過燈泡的電流較小,燈泡暗淡 B.彈簧伸長與銅片接觸時(shí),通過燈泡的電流較大,燈泡明亮 C.有電流通過彈簧時(shí),各匝環(huán)形電流互相吸引致使彈簧收縮 D.有電流通過彈簧時(shí),各匝環(huán)形電流互相排斥致使彈簧伸長 【答案】 C 【解析】 【詳解】 AB.由電路圖可知,彈簧收縮與銅片分離時(shí),通過燈泡的電流較大,燈泡明亮;彈簧伸長與銅片接觸時(shí),通過燈泡的電流較小,燈泡暗淡,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤; CD.有電流通過彈簧時(shí),各匝環(huán)形電流是同向電流,則互相吸引致使彈簧收縮,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 5.如圖所示,水平的傳送帶上放一物體,物體下表面及傳送

16、帶上表面均粗糙,導(dǎo)電性能良好的彈簧右端與物體及滑動變阻器滑片相連,彈簧左端固定在墻壁上,不計(jì)滑片與滑動變阻器線圈間的摩擦。某同學(xué)觀察到,當(dāng)傳送帶沿箭頭方向運(yùn)動且速度大小為v時(shí),物體處于靜止?fàn)顟B(tài),則當(dāng)傳送帶逐漸加速到2v時(shí),下列說法正確的是 A.物體受到的摩擦力變大,燈泡的亮度變亮 B.物體受到的摩擦力變小,燈泡的亮度變暗 C.物體受到的摩擦力不變,燈泡的亮度不變 D.物體受到的摩擦力不變,燈泡的亮度變亮 【答案】 C 【解析】 【詳解】 因摩擦力大小只與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)與物體的相對運(yùn)動速度無關(guān),故物體所受摩擦力不變;由于傳送帶運(yùn)動且速度為v時(shí),物體與傳送帶

17、發(fā)生相對滑動,故物體受到的摩擦力和彈簧彈力是一對平衡力;當(dāng)傳送帶逐漸加速到2v時(shí),因物體所受摩擦力不變,則物體仍處于平衡狀態(tài),故物體的位置將不發(fā)生變化,與滑動變阻器保持相對靜止,滑動變阻器接入電阻不變,則由歐姆定律可得電路中電流不變,燈泡的亮度不變。故選C。 6.如圖所示的電路中,兩個(gè)完全相同的燈泡都正常發(fā)光,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)B燈比原來更亮了,則電路可能的故障為 A.R1短路 B.R2斷路 C.R3斷路 D.燈A斷路 【答案】 C 【解析】 【分析】 首先明確電路中各用電器的連接關(guān)系:燈泡A和電阻R2、燈泡B和電阻R3先并聯(lián)再串聯(lián),最后與電阻R1并聯(lián);燈泡變亮,說明實(shí)際

18、功率增大了,具體故障可將每選項(xiàng)逐一代入題目檢查是否符合題意,從而確定正確選項(xiàng)。 【詳解】 兩個(gè)完全相同的燈泡正常發(fā)光可知R2=R3,且燈A和R2并聯(lián)后與B和R3并聯(lián)電路串聯(lián),若R1短路,A、B兩燈都不亮,若R2或燈A斷路,則A與R2并聯(lián)部分電阻變大,由串并聯(lián)規(guī)律可知燈B變暗,故C正確。 故應(yīng)選:C。 【點(diǎn)睛】 此題屬混聯(lián)電路的故障問題.解決的關(guān)鍵是在明確電路連接關(guān)系的前提下采用“排除法”將每一選項(xiàng)逐一代入題干,檢查是否符合題意,最終確定正確選項(xiàng)。 7.一只電流表的滿偏電流Ig=2mA,內(nèi)阻Rg=500Ω,把它改裝成量程為0~3V的電壓表,下列說法中正確的是() A.需串聯(lián)一個(gè)15

19、00Ω的電阻 B.需串聯(lián)一個(gè)1000Ω的電阻 C.需并聯(lián)一個(gè)1000Ω的電阻 D.改裝后,電壓表的內(nèi)阻為1000Ω 【答案】 B 【解析】把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,串聯(lián)電阻阻值為:R=UIg-Rg=30.002-500=1000Ω;故選B. 點(diǎn)睛:把小量程改裝成電流表要并聯(lián)一個(gè)分流電阻,把電流表改裝成電壓表,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電阻阻值. 8.市面上出現(xiàn)“充電五分鐘通話兩小時(shí)”的手機(jī)電源,源于其使用 VOOC 閃充新技術(shù)。VOOC 閃充標(biāo)配的 micro USB 充電線接口為 7 針,而常規(guī)的 micro USB 充電線

20、接口為 5 針,它標(biāo)配的電池為 8 個(gè)金屬觸點(diǎn),而常規(guī)電池通常為4-5個(gè)觸點(diǎn),與常規(guī)的 micro USB 充電線、電池相比,加觸點(diǎn)的作用是為了() A.增大充電電壓 B.增大電池的容量 C.增大充電電流 D.增大充電電阻 【答案】 C 【解析】 【分析】 根據(jù)題目的信息:閃充新技術(shù),且8個(gè)金屬觸點(diǎn),而常規(guī)電池通常為4-5個(gè)觸點(diǎn),進(jìn)而可判定,增加觸點(diǎn)的作用。 【詳解】 由題目:閃充新技術(shù),標(biāo)配的電池為8個(gè)金屬觸點(diǎn),而常規(guī)電池通常為4-5個(gè)觸點(diǎn),可知,與常規(guī)的microUSB充電線、電池相比,觸點(diǎn)增加;電池不變,則不可能增加充電電壓,也沒有改變電池的容量,及電

21、阻,只可能增大充電的電流,使其快速充滿電,故C正確,ABD錯(cuò)誤;故選C。 【點(diǎn)睛】 考查閃充新技術(shù)的原理,掌握解決信息題的方法,注意只增加觸點(diǎn),沒改變電池,是解題的關(guān)鍵點(diǎn)。 9.如圖所示,A、B是兩塊水平放置的平行金屬板,一帶電小球垂直于電場線方向射入板間,小球?qū)⑾駻極板偏轉(zhuǎn),為了使小球沿射入方向做直線運(yùn)動,可采用的方法是 A.將帶正電的小球改為帶負(fù)電 B.將變阻器滑片P適當(dāng)向左滑動 C.適當(dāng)增大小球所帶電量 D.將極板間距適當(dāng)增大 【答案】 D 【解析】 一帶電小球垂直于電場線方向射入極板區(qū)域后,偏向A極板,則小球所受電場力向上且電場力大于重力,小球原來就帶負(fù)電,

22、選項(xiàng)A錯(cuò)誤;將變阻器滑片P適當(dāng)向左滑動,滑動變阻器接入電路電阻變小,電路中總電阻減小,電路中電流增大,R兩端電壓增大,電容器兩端電壓增大,板間場強(qiáng)增大,電場力增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;適當(dāng)增大小球所帶電量,小球所受電場力增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;將極板間距適當(dāng)增大,板間場強(qiáng)減小,小球所受電場力減小,選項(xiàng)D正確。故選D. 10.如圖所示,用相同導(dǎo)線繞成的兩個(gè)單匝線圈a、b的半徑號分別為r和2r,圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,開始時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為0,則() A.任意時(shí)刻,穿過a、b兩線圈的磁通量之比均為1:4 B.兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為1:2 C.通過a、

23、b兩線圈中電荷量之比為2:1 D.相同時(shí)間內(nèi)a、b兩線圈產(chǎn)生的熱量之比為4: 1 【答案】 C 【解析】 任意時(shí)刻,穿過a、b兩線圈的磁感線條數(shù),磁通量相等,磁通量之比為1:1.故A錯(cuò)誤.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=△B△tS,S=πr2,則S相等,△B△t也相等,所以感應(yīng)電動勢相等,感應(yīng)電動勢之比為1:1,故B錯(cuò)誤.線圈a、b的半徑分別為r和2r,周長之比為1:2,電阻之比為1:2,根據(jù)歐姆定律知 I=ER,得a、b兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比為2:1.故C正確.根據(jù)焦耳定律得 Q=E2Rt,得相同時(shí)間內(nèi)a、b兩線圈產(chǎn)生的熱量之比為2:1,故D錯(cuò)誤.故選C. 點(diǎn)睛:解決本題時(shí)要

24、注意在公式Φ=BS和法拉第電磁感應(yīng)定律中,S為有效面積,能熟練運(yùn)用比例法研究這類問題. 二、多選題 11.如圖所示,電阻R1=20Ω,電動機(jī)的繞組R2=10Ω.當(dāng)開關(guān)打開時(shí),電流表的示數(shù)是0.5A,當(dāng)開關(guān)合上后,電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來,電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是( ?。? A.I=1.5A B.I<1.5A C.P=15W D.P<15W 【答案】 BD 【解析】 【詳解】 當(dāng)電鍵S斷開時(shí),由歐姆定律得,U=I1R1=10V.當(dāng)電鍵S閉合后,通過R1的電流仍為0.5A,電動機(jī)的電流I2

25、I<15W。故BD正確,AC錯(cuò)誤。 12.檢測煤氣管道是否漏氣通常使用氣敏電阻傳感器。某氣敏電阻的阻值隨空氣中煤氣濃度增大而減小,某同學(xué)用該氣敏電阻R1設(shè)計(jì)了圖示電路,R為變阻器,a、b間接報(bào)警裝置。當(dāng)a、b間電壓高于某臨界值時(shí),裝置將發(fā)出警報(bào)。則( ?。? A.煤氣濃度越高,a、b間電壓越高 B.煤氣濃度越高,流過R1的電流越小 C.煤氣濃度越低,電源的功率越大 D.調(diào)整變阻器R的阻值會影響報(bào)警裝置的靈敏度 【答案】 AD 【解析】 【詳解】 煤氣濃度越高氣敏電阻R1阻值越小,電路總電阻越小,由閉合電路歐姆定律可知,電路電流I越大,電阻兩端電壓U=IR變大,即a、b間

26、電壓越高,故A正確,B錯(cuò)誤;煤氣濃度越大,氣敏電阻R1越大,電路總電阻越大,電路電流I越小,電源功率P=EI越小,故C錯(cuò)誤;調(diào)整變阻器R的阻值會改變煤氣濃度一定時(shí)a、b間的電壓,回影響報(bào)警器的靈敏度,故D正確。 13.如圖所示,電路中電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,定值電阻的阻值為R0,變阻器的全阻值為R,關(guān)于各部分的功率,有關(guān)說法正確的是(  ) A.當(dāng)R=R0+r,R上消耗的功率達(dá)到最大值 B.當(dāng)R=R0+r,R0上消耗的功率達(dá)到最大值 C.當(dāng)R+R0=r,電源的輸出功率達(dá)到最大值 D.當(dāng)R0=R+r,R0上消耗的功率達(dá)到最大值 【答案】 AC 【解析】 【詳解】 要

27、使R上消耗的功率達(dá)到最大值,則可將R0與電源看成一個(gè)新電源。則當(dāng)R=R0+r時(shí)電源輸出功率最大,也就是R消耗的功率最大,故A正確;要使R0上消耗的功率達(dá)到最大值,則需要通過的電流最大,所以當(dāng)R=0時(shí),R0上消耗的功率達(dá)到最大值,故BD錯(cuò)誤;當(dāng)內(nèi)阻與外阻阻值相等時(shí)電源輸出功率最大,所以當(dāng)R+R0=r時(shí),則電源的輸出功率達(dá)到最大值,故C正確。所以AC正確,BD錯(cuò)誤。 14.用兩個(gè)相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個(gè)量程不同的大量程電流表A1、A2,若把A1、A2分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路,如圖所示,則閉合電鍵后,下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是() A.圖甲中的A1

28、、A2的示數(shù)不同 B.圖甲中的A1、A2的指針偏角相同 C.圖乙中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同 D.圖乙中的A1、A2的指針示數(shù)相同 【答案】 ABD 【解析】 【分析】 電流表A1、A2是由兩個(gè)相同的小量程電流表改裝成的,它們并聯(lián)時(shí),表頭的電壓相等,電流相等,指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,量程大的電流表讀數(shù)大.當(dāng)它們串聯(lián)時(shí),A1、A2的示數(shù)相同.由于量程不同,內(nèi)阻不同,兩電表兩端的電壓不同,流過表頭的電流不同,指針偏轉(zhuǎn)的角度不同. 【詳解】 圖甲中的A1、A2并聯(lián),表頭的電壓相等,電流相等,指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,量程不同的電流表讀數(shù)不同。故A B正確。圖乙中的A1、A2串聯(lián),A1

29、、A2的示數(shù)相同。由于量程不同,內(nèi)阻不同,電表兩端的電壓不同,流過表頭的電流不同,指針偏轉(zhuǎn)的角度不同。故C錯(cuò)誤,D正確。故選ABD。 15.在如圖電路中,電源電動勢為 E,內(nèi)阻為r,當(dāng)變阻器 R3的滑動頭 P 向 b 端移動時(shí),下列判斷正確的是 A.電壓表示數(shù)變小 B.電流表示數(shù)變大 C.流過電阻 R1的電流不變 D.電阻 R2的功率變大 【答案】 AB 【解析】 【分析】 先分析變阻器接入電路的電阻的變化,確定外電路總電阻的變化,即可判斷電壓表示數(shù)的變化和總電流的變化,根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)判斷并聯(lián)部分電壓的變化,判斷出R2中電流的變化,從而判斷出電流表示數(shù)的

30、變化. 【詳解】 當(dāng)變阻器R3的滑動頭P向b端移動時(shí),R3↓,外電路總電阻R總↓,路端電壓減小,總電流I總↑,則電壓表示數(shù)變小,通過電阻R1的電流IR1↑。根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,并聯(lián)部分的電壓U并↓,通過電阻R2的電流IR2↑.因?yàn)镮總=IA+IR2,所以電流表示數(shù)IA變大。由于電阻R2的電流IR2↑,則電阻R2的功率變小。故AB正確,CD錯(cuò)誤。故選AB。 【點(diǎn)睛】 本題是簡單的電路動態(tài)分析問題,關(guān)鍵要分析出變阻器接入電路的電阻變化,即可根據(jù)閉合電路歐姆定律分析兩電表讀數(shù)的變化. 16.下面說法正確的是 A.在直流電源的外電路上,電流的方向是從電源正極流向負(fù)極 B.伽利略開創(chuàng)

31、了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法 C.元電荷就是帶電量為1C的點(diǎn)電荷 D.電流的速度就是自由電荷在電路中定向移動的速度 【答案】 AB 【解析】 【分析】 電流方向與正電荷的移動方向一致,與負(fù)電荷的方向相反,在外電路上電流由電源的正極流向負(fù)極;元電荷是電荷量的單位,是指自然界中已知的電荷的最小單元;伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法;電流速度等于光速,而電子移動的平均速率很?。? 【詳解】 正電荷定向移動的方向是電流的方向,與負(fù)電荷的方向相反,在外電路上電流由電源的正極流向負(fù)極,A正確;伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法,B

32、正確;元電荷是表示跟電子或質(zhì)子所帶電量數(shù)值相等的電量,是最小電荷量,為e=1.6×10-19C,C錯(cuò)誤;電流速度等于光速,而電子移動的平均速率很小,所以電荷定向移動的速度并不是電流的速度,D錯(cuò)誤. 17.如圖所示,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻,當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)() A.電壓表的示數(shù)增大 B.R2中電流增大 C.小燈泡的功率增大 D.電路的路端電壓增大 【答案】 AC 【解析】 【分析】 當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí),R3變小,分析電路中總電阻的變化,則由閉合電路歐姆定律可得出電路中電流的變化,由歐姆定律可得出電壓表示數(shù)的變化;同時(shí)還可得出路端電壓的變化;由

33、串聯(lián)電路的規(guī)律可得出并聯(lián)部分電壓的變化,再由并聯(lián)電路的規(guī)律可得出通過小燈泡的電流的變化,由功率公式即可得出燈泡功率的變化。 【詳解】 A項(xiàng):當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí),光敏電阻的阻值減小,R3變小,外電路總電阻減小,則電路中的總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可得,電路中總電流增大,故R1兩端的電壓增大,即電壓表的示數(shù)增大,故A正確; B、D項(xiàng):因電路中總電流增大,電源的內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,同時(shí)R1兩端的電壓增大,故并聯(lián)電路部分電壓減小,則流過R2的電流減小,故B、D錯(cuò)誤; C項(xiàng):由并聯(lián)電路電壓增大,可知流過燈泡的電流一定增大,故由P=I2R可知,小燈泡消耗的功率增大,故C正確。 故選:AC。

34、 【點(diǎn)睛】 閉合電路的動態(tài)分析問題一般按外電路、內(nèi)電路再外電路的分析思路進(jìn)行;分析內(nèi)電路主要根據(jù)總電流及內(nèi)阻分析內(nèi)壓,而外電路較為復(fù)雜,要注意靈活應(yīng)用電路的性質(zhì)。 18.圖為某手機(jī)電池的銘牌,第一行標(biāo)有“3.8V 3000mAh(11.4Wh)”。對該銘牌參數(shù)的分析,下列說法中正確的是 A.銘牌中的Wh是能量的單位 B.銘牌中的mAh是功率的單位 C.該電池放電時(shí)輸出的總能量約為11.4J D.該電池放電時(shí)輸出的總電荷量約為1.08×104C 【答案】 AD 【解析】 【分析】 該電池的銘牌中3.8V為電池的電動勢,11.4Wh指電池存儲的電能.3000mAh是存儲的電

35、量. 【詳解】 由公式W=Pt可知,銘牌中Wh是能量單位,故A正確;由公式q=It可知,銘牌中mAh為電荷量單位,故B錯(cuò)誤;該電池輸出的總能量E=Pt=11.4W×3600S=4.104×104J,故C錯(cuò)誤;該電池放電是輸出的總電荷量約為q=It=3000×10-3×3600C=1.08×104C,故D正確;故選AD。 【點(diǎn)睛】 題考查電池的銘牌,結(jié)合生活考查有關(guān)電路的物理知識,解題的關(guān)鍵是根據(jù)各物理量的單位判斷各物理量. 19.如圖所示,電源電動勢E和內(nèi)阻r一定,R1是定值電阻,R2是光敏電阻(光敏電阻被光照射時(shí)阻值變小),L是小燈泡。當(dāng)照射到R2的光照強(qiáng)度減弱時(shí),以下分析正確的是

36、 A.電流表示數(shù)減小 B.電壓表示數(shù)不變 C.燈泡亮度變暗 D.電源效率降低 【答案】 AC 【解析】 【詳解】 當(dāng)照射到R2的光照強(qiáng)度減弱時(shí),光敏電阻的阻值增大,由“串反并同”可知,流過燈泡的電流變小,即燈泡變暗;電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大,由公式η=UIEI=UE,由于電壓表的示數(shù)變大,即U變大,所以電源效率變大,故AC正確,BD錯(cuò)誤。 故應(yīng)選AC。 20.原子中的電子繞原子核的圓周運(yùn)動可以等效為環(huán)形電流.設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上繞核轉(zhuǎn)動,周期為T.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,靜電力常量為k,則其等效電流大小為() A.

37、eT B.ev2πr C.e2πrkmr D.e22πrkmr 【答案】 ABD 【解析】 【詳解】 根據(jù)電流的定義式可得等效電流為:I=qt=eT,故A正確;電子運(yùn)動的周期表達(dá)式為:T=2πrv,根據(jù)電流的定義式可得等效電流為:I=qt=ev2πr,故B正確;原子中的電子繞原子核的圓周運(yùn)動可以等效為環(huán)形電流,氫原子的電子以速率v,根據(jù)庫侖力提供向心力:ke2r2=m4π2rT2,解得:T=2πrermk,形成的電流為:I=eT=e22πrkmr,故D正確,C錯(cuò)誤。所以ABD正確,C錯(cuò)誤。 三、解答題 21.微型吸塵器的直流電動機(jī)的內(nèi)阻一定,當(dāng)加上0.4V

38、的電壓時(shí),通過的電流為0.4A,此時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn).當(dāng)加在電動機(jī)兩端的電壓為2.5V時(shí),電流為0.8A,這時(shí)電動機(jī)正常工作.則吸塵器的機(jī)械功率為多少? 【答案】 1.36W 【解析】 【分析】 電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),其電路是純電阻電路,由歐姆定律求出其電阻.當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),根據(jù)能量守恒定律求出電機(jī)輸出的功率。 【詳解】 當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí),由歐姆定律得電機(jī)的電阻為:R=UI=0.40.4Ω=1Ω 當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),電機(jī)的發(fā)熱功率為:P熱=I22R=0.82×1W=0.64W 電機(jī)輸出的功率為:P出=U2I2-P熱=2.5×0.8-0.64=1.36W 【點(diǎn)睛】 對于電動機(jī),不轉(zhuǎn)時(shí),其電路是

39、純電阻電路,歐姆定律成立;當(dāng)電動機(jī)正常工作時(shí),其電路是非純電阻電路,歐姆定律不成立。 22.如圖所示,分壓電路的輸入端電壓為U=6 V,電燈L上標(biāo)有“4V、4W”,滑動變阻器的總電阻Rab=13.5 Ω,求當(dāng)電燈正常發(fā)光時(shí),滑動變阻器消耗的總功率. 【答案】 4W 【解析】 【分析】 滑動變阻器滑片以下部分與燈泡L并聯(lián)后與滑片上部分串聯(lián);根據(jù)串并聯(lián)電路電壓與電流的特點(diǎn)求解各個(gè)部分的電壓和電流,然后求解R上總的功率。 【詳解】 根據(jù)P=UI,可得:L=PLUL=44A=1A,設(shè)與L并聯(lián)的電阻為Rx, 則R的上半部分電阻:R′=13.5-Rx, 電流強(qiáng)度I=UU'=213

40、.5-Rx=4Rx 即Rx2-7.5 Rx-54=0,解得:Rx=12Ω 則R′=1.5Ω R′上功率P1=U'2R'=221.5W=2.67W Rx上功率P2=UL2Rx=4212W=1.33W R上消耗功率P=P1+P2=2.67W+1.33W=4W 【點(diǎn)睛】 本題主要是先理清電路的結(jié)構(gòu),然后根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)求解各個(gè)部分的電壓、電流以及電功率。 23.(題文)如圖所示的電解槽中,如果在4 s內(nèi)各有8 C的正、負(fù)電荷通過面積為0.8 m2的橫截面AB,那么: (1)指出正、負(fù)離子定向移動的方向; (2)電解槽中的電流方向如何? (3)4 s內(nèi)通過橫截面AB的電荷量

41、為多少? (4)電解槽中的電流為多大? 【答案】 (1)正離子向右運(yùn)動,負(fù)離子向左運(yùn)動;(2) 向右;(3)16 C;(4)4 A 【解析】 (1)電源與電解槽中的兩極相連后,左側(cè)電極電勢高于右側(cè)電極,由于在電極之間建立電場,電場方向由左指向右,故正離子向右移動,負(fù)離子向左移動 (2)正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞣较?,則電解槽中的電流方向向右。 (3)通過橫截面AB的電荷量為通過橫截面AB的正、負(fù)電荷電量的和,所以4s內(nèi)通過橫截面AB的電荷量是8C+8C=16C. (4)由電流強(qiáng)度的定義I=qt=164A=4A; 點(diǎn)睛:本題考查電流的定義,要注意明確在電解質(zhì)導(dǎo)電時(shí),流過截面

42、的電量為正負(fù)電荷電量絕對值的和. 24.無線充電技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中,圖甲是手機(jī)無線充電原理圖,經(jīng)簡化后如圖乙所示.設(shè)線圈處于平行于線圈軸線的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖丙所示(設(shè)磁場方向垂直紙面向里為正方向),虛線框內(nèi)是整流電路,其作用是使流過電流表的電流方向始終向右,其他影響忽略不計(jì).已知線圈匝數(shù)n=100匝,線圈面積S=1×10-3m2,電流表示數(shù)為1A,充電電池內(nèi)阻r=0.5Ω,充電電池容量為2000mAh(1mAh=3.6C),設(shè)充電過程中電流恒定,充電前電池電量為零.求: (1)在0至0.5×10-2s時(shí)間內(nèi),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小以及線圈中感應(yīng)電

43、流的方向; (2)充電電池的發(fā)熱功率; (3)將充電電池電量充滿需要多長時(shí)間. 【答案】 (1)順時(shí)針方向(2)(3) 【解析】(1)由公式 由楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 (2)由公式 P=I2r 得發(fā)熱功率P=0.5W (3)由公式I=Q/t 得 25.電流天平可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。測量前天平已調(diào)至平衡,測量時(shí),在左邊托盤中放入質(zhì)量m1=15.0g的砝碼,右邊托盤中不放砝碼,將一個(gè)質(zhì)m0=10.0g,匝數(shù)n=10,下邊長l=10.0cm的矩形線圈掛在右邊托盤的底部,再將此矩形線圈的下部分放在待測磁場中,如圖18甲所示,線圈的兩頭

44、連在如圖乙所示的電路中,不計(jì)連接導(dǎo)線對線圈的作用力,電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0Ω。開關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)可變電阻使理想電壓表示數(shù)U=1.4V時(shí),R1=10Ω,此時(shí)天平正好平衡。g=10m/s2,求: (1)線圈下邊所受安培力的大小F,以及線圈中電流的方向; (2)矩形線圈的電阻R; (3)該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 【答案】 (1)0.05N,順時(shí)針(2)R=4Ω(3)0.5T 【解析】(1)天平兩側(cè)平衡,因此有 m1g= m0g+F 可得:F= m1g-m0g=0.05N F的方向豎直向下,根據(jù)左手定則可判斷出線框電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 (2)線圈中電流的大小

45、為:I=(E-U)/r=0.1A 根據(jù)電路規(guī)律:U=I(R1+R) 聯(lián)立兩式可得:R=4Ω (3)矩形線圈下邊所受安培力為:F=nBIl 將數(shù)值代入可得: B=F/nIl=0.5T 26.導(dǎo)線中的電流是1 A,導(dǎo)線的橫截面積為1 mm2。 (1)在1 s 內(nèi),有多少個(gè)電子通過導(dǎo)線的橫截面(電子電荷量e=1.6×10–19C) (2)自由電子的平均定向移動速率是多大(設(shè)導(dǎo)體每立方米內(nèi)有8.5 ×1028個(gè)自由電子) (3)自由電子沿導(dǎo)線移動1 m,平均要多少時(shí)間? 【答案】 (1)6.25×1018 (2)7.4×10–5 m/s (3)3.8 h 【解析】 【詳解

46、】 (1)1s內(nèi),通過導(dǎo)體截面的電子數(shù)為N=qe=I?Δte=1×11.6×10-19=6.25×1018個(gè) (2)根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nqsv得v=Inqs=7.35×10-5m/s (3)據(jù)電子定向勻速移動s=vt 得傳播1m所需時(shí)間為t=sv=17.35×10-5≈3.78h 【點(diǎn)睛】 靈活應(yīng)用I=qt、I=nqsv、s=πr2和s=vt公式是解題的關(guān)鍵. 27.一臺小型電動機(jī)在3V電壓下工作,用此電動機(jī)提升所受重力為4 N的物體時(shí),通過它的電流是0.2A.在30s內(nèi)可使該物體被勻速提升3m.若不計(jì)除電動機(jī)線圈生熱之外的能量損失,求: (1)電動機(jī)的輸入功率; (2

47、)在提升重物的30s內(nèi),電動機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量; (3)線圈的電阻. 【答案】 (1)0.6(2)6(3)5 【解析】 (1)電動機(jī)的輸入功率 P入=UI=0.2×3 W=0.6 W. (2)電動機(jī)提升重物的機(jī)械功率 P機(jī)=Fv=(4×3/30) W=0.4 W. 根據(jù)能量關(guān)系P入=P機(jī)+PQ,得生熱的功率 PQ=P入-P機(jī)=(0.6-0.4) W=0.2 W. 所生熱量Q=PQt=0.2×30 J=6 J. (3)根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,得線圈電阻 R=Ql2t=60.22×30Ω=5 Ω. 28.如圖所示,兩根半徑為r=0.5m的14圓弧軌道,間距為L=1m

48、,其頂端a、b與圓心處等高,軌道光滑且電阻不計(jì),在其上端連有一阻值為R=2Ω的電阻,整個(gè)裝置處于輻向磁場中,圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T.將一根長度稍大于L,質(zhì)量為m=1kg、電阻為R0=1Ω的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放。已知當(dāng)金屬棒到達(dá)如圖所示的cd位置(金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ=60°)時(shí),金屬棒的速度達(dá)到最大;當(dāng)金屬棒到達(dá)軌道底端ef時(shí),對軌道的壓力為1.5mg。求: (1)當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí),流經(jīng)電阻R的電流大小和方向; (2)金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過程中流經(jīng)電阻R的電量; (3)金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。(g=10m/

49、s2) 【答案】 (1)I=mgcosθBL,方向?yàn)閍→R→b (2)q=BLπ?r2(R+R0) (3)QR=3mgR?r4(R+R0) 【解析】 (1)金屬棒速度最大時(shí),在軌道的切線方向所受的合力為零,則有:mgcosθ=BIL 解得I=mgcosθBL=2A 流經(jīng)R的電流方向是a→R→b (2)金屬棒滑到底端的過程中,穿過回路的磁通量的變化量為:ΔΦ=BS=BLπr2=BLπr2 平均電動勢:E=ΔΦΔt 平均電流I=ER+R0 則流經(jīng)R的電量:q=It=ΔΦR+R0=BLπr2(R+R0)=0.1π 解得整個(gè)回路的總電阻R+R0=2.5Ω (3)在軌道最

50、低點(diǎn),由牛頓第二定律可得:N-mg=mv2r 由能量關(guān)系:Q=mgr-12mv2 電阻R上的發(fā)熱量:QR=RR+R0Q=1.2J 解得R=2Ω R0=0.5Ω 點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵是明確金屬棒是垂直切割磁感線的,與平直軌道上運(yùn)動情況相似,注意電量與磁通量的變化量有關(guān),熱量往往根據(jù)能量守恒求解. 29.如圖所示,光滑導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距為L,兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2.兩導(dǎo)軌間有一邊長為的正方形區(qū)域abcd,該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于ab處,現(xiàn)用一恒力F沿水平方向拉桿,使之由靜止起

51、向右運(yùn)動,若桿出磁場前已做勻速運(yùn)動,不計(jì)導(dǎo)軌及金屬桿的電阻.求: (1)金屬桿出磁場前的瞬間流過R1的電流大小和方向; (2)金屬桿做勻速運(yùn)動時(shí)的速率; (3)金屬桿穿過整個(gè)磁場過程中R1上產(chǎn)生的電熱. 【答案】 (1)金屬桿出磁場前的瞬間流過的電流大小為,方向從M到P; (2)金屬桿做勻速運(yùn)動時(shí)的速率是; (3)金屬桿穿過整個(gè)磁場過程中上產(chǎn)生的電熱是﹣. 【解析】 試題分析:(1)桿出磁場前已做勻速運(yùn)動,恒力F與安培力平衡,由安培力公式F=BIL和平衡條件求解; (2)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Bv,又根據(jù)閉合歐姆定律得到E=I,聯(lián)立可求得速度v; (3)金屬桿穿過整

52、個(gè)磁場過程中,F(xiàn)做功為F,桿獲得的動能為,根據(jù)能量守恒定律求解回路中產(chǎn)生的總熱量,根據(jù)兩個(gè)電阻并聯(lián)求解上產(chǎn)生的電熱. 解:(1)設(shè)流過金屬桿中的電流為I,由平衡條件得: F=BI 解得,I= 因=,所以流過的電流大小為I1== 根據(jù)右手定則判斷可知,電流方向從M到P. (2)設(shè)桿做勻速運(yùn)動的速度為v,由法拉第電磁感應(yīng)定律得: 桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為 E=Bv 又根據(jù)閉合歐姆定律得到E=I, 可解得v= (3)設(shè)整個(gè)過程電路中產(chǎn)生的總電熱為Q,根據(jù)能量守恒定律得: Q=F﹣ 代入v可得Q=﹣ ∴Q1=Q=﹣ 答: (1)金屬桿出磁場前的瞬間流過的電流大小

53、為,方向從M到P; (2)金屬桿做勻速運(yùn)動時(shí)的速率是; (3)金屬桿穿過整個(gè)磁場過程中上產(chǎn)生的電熱是﹣. 【點(diǎn)評】本題是電磁感應(yīng)中電路問題,掌握安培力公式、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律是基礎(chǔ). 30.如圖所示的電路中,電源電動勢E=9V,內(nèi)阻r=2Ω,定值電阻R1=6Ω,R2=10Ω,R3=6Ω,電容器的電容C=10μF。 (1)保持開關(guān)S1、S2閉合,求電容器C所帶的電荷量; (2)保持開關(guān)S1閉合,將開關(guān)S2斷開,求斷開開關(guān)S2后流過電阻R2的電荷量。 【答案】 (1)Q=3×10-5 C (2)QR2=6×10-5C 【解析】 試題分析: (1)保持開關(guān)S1、S2閉合,電容器的電壓等于電阻R1的電壓 電路的電流I=ER1+R2+r=23A R1兩端的電壓UR1=IR1=4V 則電容器所帶的電荷量Q=CUR1=4×10-4C. (2)保持開關(guān)S1閉合,將開關(guān)S2斷開后,電路穩(wěn)定時(shí)電容器上的電壓等于電源電動勢,此時(shí)電容器所帶的電荷量Q'=CE=12×10-4C. 而流過R2的電荷量等于電容器C上電荷量的增加量ΔQ=Q'-Q=8×10-4C 考點(diǎn):考查電容器;閉合電路的歐姆定律. 【名師點(diǎn)睛】本題考查了含容電路問題,知道電容器兩端的電壓等于與它并聯(lián)的支路電壓,與電容器串聯(lián)的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線. 24

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