2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用学案新人教版.doc

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1、2024版高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用学案新人教版第2讲闭合电路欧姆定律及其应用知识梳理双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理知识点1电源的电动势和内阻1电动势(1)电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。(2)电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E,单位:V。(3)电动势的物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。2内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻r,叫作电源的内阻,它是电源的另一重要参数。知识点2闭合电路的欧姆

2、定律1闭合电路的欧姆定律(1)内容闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比。(2)公式I(只适用于纯电阻电路);EU外Ir(适用于所有电路)。2路端电压与外电阻的关系一般情况UIRR,当R增大时,U增大特殊情况(1)当外电路断路时,I0,UE(2)当外电路短路时,I短,U0思考:(1)根据EUIr画出电源的UI图像?根据图线如何求电源的电动势和内阻?(2)最简单的闭合回路如图所示,推导出电源的输出功率的表达式?并求出电源的最大输出功率?答案(1)UI图像斜率的绝对值表示内阻,若横轴从0开始,纵轴截距表示电动势。(2)P出I2RR,当Rr时,P出max。双基自测一、堵点疏通1

3、电动势的方向即为电源内部电流的方向,由电源负极指向正极,电动势为矢量。()2电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。()3闭合电路中外电阻越大,路端电压越大。()4外电阻越大,电源的输出功率越大。()5电源的输出功率越大,电源的效率越高。()二、对点激活1下列说法正确的是(C)A电源电动势等于路端电压B把电压表直接和电源连接时,电压表的示数等于电源电动势C闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比D若外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小解析由闭合电路欧姆定律知EU外U内,A错误;当电压表直接和电源连接

4、时,电压表不能视为理想电表,电路中有微小电流,内电路有一定的电势降落,B错误;由闭合电路欧姆定律I可知,电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,C正确;若外电压减小,内电阻不变,内电压将增大,电源电动势保持不变。D错误。2一个电源接8 电阻时,通过电源的电流为0.15 A,接13 电阻时,通过电源的电流为0.10 A,则电源的电动势和内阻分别为(B)A2 V1.5 B1.5 V2 C2 V 2 D1.5 V 1.5 解析根据闭合电路规律EIRIr,代入数据联立得r2 ,E1.5 V。3(多选)如图所示的图线a、b为两电源的伏安特性曲线,其中两图线交纵轴于一点,假设两电源的电动势分别用E

5、a、Eb表示,内阻分别用ra、rb表示。则下列说法正确的是(AC)AEaEb、raEb、raIbD若将两电源分别接入电路,当通过电源的电流相等时路端电压的关系为UaIb(图线的横截距),则raIb,C正确;若将两电源分别接入电路,则路端电压为UEIr,则有UaUb,D错误。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一闭合电路的动态分析1动态分析特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小导致电路电压、电流、功率等的变化。2电路动态分析的方法(1)程序法电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化。(2)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑

6、动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况,即变化是否是单调变化。(3)特殊值法对于某些电路问题,可以代入特殊值进行判定,从而得出结论。(4)“串反并同”结论法所谓“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。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。例1(2020福建泉州期中)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中,下列说法正确的是 (C)A电压表与电流表的示数都增大B电压表与

7、电流表的示数都减小C电压表的示数增大,电流表的示数减小D电压表的示数减小,电流表的示数增大解析本题考查电路的动态分析。开关S闭合后,根据“串反并同”法判断可知,在滑动变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电流表示数减小,电路中总电阻增大,电源路端电压增大,电压表示数增大,选项C正确。名师点拨电路动态分析的一般步骤 (1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电路电阻的变化,确定电路的外电阻R外总如何变化。(3)根据闭合电路欧姆定律I总,确定电路的总电流如何变化。(4)由U内I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由UEU内确定路端电压如何变化。

8、(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。变式训练1(2021北京通州区期末)(多选)如图所示是一火警报警器的电路示意图,其中R2、R3为半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小,电流表为值班室的显示器,电源两极之间接一个报警器,下列说法正确的是 (AD)A当R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U都变小B当R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U都变大C当R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U都变大D当R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U都变小解析本题考查含热敏电阻的电路的动态分析

9、。半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小,当R2所在处出现火情时,R2的电阻变小,根据“串反并同”法可知显示器的电流I、报警器两端的电压U都变小,故A正确,B错误;同理,当R3所在处出现火情时,R3的电阻变小,显示器的电流I、报警器两端的电压U都变小,故C错误。D正确。考点二电路中的功率及效率问题1电源的总功率P总EIU外IU内IP出P内。若外电路是纯电阻电路,则有P总I2(Rr)。2电源内部消耗的功率P内I2rU内IP总P出。3电源的输出功率P出UIEII2rP总P内。若外电路是纯电阻电路,则有P出I2R由上式可以看出(1)当Rr时,电源的输出功率最大为Pmax。(2)当Rr时,随着R的增

10、大,输出功率越来越小。(3)当Rr时,随着R的增大,输出功率越来越大。(4)当P出Pmax时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1R2r2。(5)P出与R的关系如图所示。4电源的效率100%100%100%100%因此R越大,越大;当Rr时,电源有最大输出功率,但效率仅为50%。例2如图所示,E8 V,r2 ,R18 ,R2为变阻器接入电路中的有效阻值,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大?(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多少?这时电源的效率是多大?(3)调节R2的阻值,能否使电源以最大的功率输出?

11、为什么?解析(1)将R1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势EE8 V,内阻rrR110 ,且为定值。利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2r10 时,R2有最大功率,即Pmax W1.6 W。(2)因R1是定值电阻,所以流过R1的电流越大,R1的功率就越大。当R20时,电路中有最大电流,即Imax0.8 A,R1的最大功率P1maxIR15.12 W,这时电源的效率100%80%。(3)不能。因为即使R20,外电阻R1也大于r,不可能有的最大输出功率。答案(1)10 1.6 W(2)05.12 W80%(3)不能理由见解析变式训练2(多选)如图(甲)所示,电源电动势E6 V,闭合开

12、关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图(乙)、(丙)、(丁)所示。其中图(乙)为输出功率与路端电压的关系曲线,图(丙)为路端电压与总电流的关系曲线,图(丁)为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a,b,c,d点的坐标值正确的是(BD)Aa(4 V,4.5 W) Bb(4.8 V,2.88 W)Cc(0.6 A,4.5 V) Dd(8 ,80%)解析由图(丙)可知短路电流为I短3 A,由I短得r 2 。电源效率最高时,滑动变阻器的阻值最大,由图(丁)知电源的最大效率为80%;由于,解得R8 ,滑动变阻器的滑片P在右

13、端B时,分别对应c,b,d三点。当输出功率达到最大时,Rr2 ,此时路端电压为U3 V,则a点的坐标对应值为U3 V,P W4.5 W,即坐标为(3 V,4.5 W);对b点有R8 ,I A0.6 A,UEIr6 V0.62 V4.8 V,PUI4.80.6 W2.88 W,所以b点的坐标为(4.8 V,2.88 W) ;c点的坐标为(0.6 A,4.8 V);d点坐标为(8 ,80%)。选项B,D正确,A,C错误。考点三电源的UI图像的理解1纵轴上的截距等于电源的电动势;横轴上的截距等于外电路短路时的电流,即I m。2图线斜率的绝对值等于电源的内阻,即r|,斜率的绝对值越大,表明电源的内阻越

14、大。3图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻,即R。4面积UI为电源的输出功率,而电源的总功率P总EI,P总P出EIUI为电源的发热功率。例3如图所示,直线A为电源的UI 图线,直线B和C分别为电阻R1,R2的UI图线。现用该电源分别与R1,R2组成闭合电路甲和乙。由图像一定能确定的是(C)A电阻R1R2B电源输出功率P1P2C电源内阻消耗的功率Pr1Pr2D电源效率1R2,选项A错误;电源的输出功率等于电阻R上消耗的功率,大小等于电源的UI图线与电阻的UI图线交点所对应的电压、电流的乘积,由图像可知,两种情况下电源的输出功率无法确定,选项B错误;电源内阻上的功率为PrI2r,可知电

15、源接R1时电流小,则电源内阻消耗的功率Pr12,选项D错误。变式训练3(2020德州月考)图甲为某电源的UI图线,图乙为某小灯泡的UI图线,则下列说法中正确的是 (D)A电源的内阻为0.5 B小灯泡的电阻随着功率的增大而减小C当小灯泡两端的电压为0.5 V时,它的电阻约为 D把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为3 W 解析根据电源的UI图线在纵轴的截距表示电动势,斜率绝对值表示电源内阻可知,E1.5 V,r ,选项A错误;根据小灯泡UI图线上某点的纵、横坐标的比值表示电阻可知,小灯泡的电阻随电流的增大而增大,由PI2R知,小灯泡的电阻随着电功率的增大而增大,选项B错误;当小灯泡两端的电

16、压为U0.5 V时,对应小灯泡中电流为I6 A,根据小灯泡UI图线上某点的纵、横坐标的比值表示电阻可知,小灯泡电阻R ,选项C错误;把电源和小灯泡组成闭合回路,在题图乙中画出图甲对应的图线,如图所示,两图线的交点表示电路的工作状态,根据小灯泡UI图线上某点的纵、横坐标的乘积表示消耗的电功率可知,小灯泡的功率约为3 W,选项D正确。考点四含电容器电路的分析1电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。2电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,与

17、电容器串联的电阻视为等势体。电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。3电容器所带电荷量的变化的计算:(1)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差;(2)如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。例4(2021新疆乌鲁木齐月考)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,电阻R1R2R3r,电容器电容为C,当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中,通过R3的电荷量是(C)A0BECCECDEC解析S接a时,电容器与R1并联,电容器的电压U1R1E,此时电容器所带电荷量Q1U1C,且下端为正极;S接

18、b时,电容器与R2并联,电容器的电压U2R2E,此时电容器所带电荷量Q2U2C,且上端为正极。因两次电容器的极板的电性发生了变化,故通过R3的电荷量QQ1Q2EC,C正确。变式训练4(多选)如图所示电路中,电源内阻不计,三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压,开始时只有S1闭合,当S2也闭合后,下列说法中正确的是(AD)A灯泡L1变亮B灯泡L2变亮C电容器C的电荷量增加D闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左解析根据电路可知,S1闭合、S2断开时,L1、L2串联,则两灯一样亮,因L3与电容器串联后接到电源两端,则L3不亮,电容器端:电压等于电源电动势E;当S2

19、也闭合后,电路总阻值变小,流过L1的电流变大,L1两端电压变大,L2两端电压变小,则灯L1变亮,L2变暗;因电容器此时与灯L1并联,则电容器两端电压变小,电容器上的电荷量变少,电容器对外放电,又知电容器左极板与电源正极相连,带正电,则闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左,综上所述,选项B、C错误,A、D正确。名师讲坛素养提升MING SHI JIANG TAN SU YANG TI SHENG电路故障分析问题电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象,检查故障的基本方法有两种:1仪表检测法(1)电压表检测:如果电压表示数为零,说明电压

20、表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路,或并联路段内有短路。如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路,或并联路段内无短路。(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程。(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路。在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源。2假设法已知电路发生某种故障,寻找故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若

21、与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止,此方法亦称排除法。例5(2020重庆一诊)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡L1、L2不亮,用电压表检测电压得到Ubc0,Ucd6 V,若电路中只有一处断路,则发生断路的是(B)AL1灯BL2灯CRD电源解析本题考查电路的故障分析。Ubc0,由于R的分压为零,通过R中的电流为零,也就是说R没有断路,而Ucd6 V,即L2的分压远远大于R的分压,运用闭合电路中分压的知识可知,此时L2的电阻远远大于R的电阻,所以是L2断路(可近似看成电阻无限大),故B正确。

22、变式训练5如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1,R2,R3均为定值电阻,电压表与电流表均为理想电表;开始时开关S闭合,电压表、电流表均有读数,某时刻发现电压表和电流表读数均变大,则电路中可能出现的故障是 (B)AR1断路BR2断路 CR1短路DR3短路解析若R1断路,电流表读数为零,与现象不符,故A错误;若R2断路,外电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,则电压表读数变大;R3的分压增大,则电流表的读数变大,与现象相符,故B正确;若R1短路,外电路总电阻减小,总电流增大,内电压增大,则电压表读数变小,电流表的读数变大,与现象不符,故C错误;若R3短路,外电路总电阻减小,总电流增大,内电压增

23、大,则电压表读数变小,与现象不符,故D错误。2年高考1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020江苏单科)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时(ABD)A车灯的电流变小B路端电压变小C电路的总电流变小D电源的总功率变大解析开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流I灯变小,A正确;电路的路端电压为,U路U灯I灯R灯,I灯变小,路端电压变小,B正确;总电流即干路电流为,I干,U路减小,干路电流增大,C错误;电源总功率为,P总EI干,I干增大,总功率变大,D正确。故选ABD。2(2019江苏卷,3

24、)如图所示的电路中,电阻R2 。断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为(A)A1 B2 C3 D4 解析当S断开后,电压表读数为U3 V,可认为电动势E3 V,当S闭合后,由闭合电路欧姆定律知EUIr,且I,整理得电源内阻r1 ,选项A正确。3(2020湖南长郡中学第五次月考)(多选)如图电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表V、A1、A2的示数分别为U、I1,I2。现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是 (BC)AU增大,I1增大,I2减小BU

25、减小,I1增大,I2增大CI1变化量的绝对值小于I2变化量的绝对值DU变化量的绝对值小于电源内电压变化量的绝对值解析R2的滑动触点向b端移动时,R2接入电路的电阻减小,整个电路的总电阻减小,则总电流增大,即I1增大,内电压增大,外电压减小,即电压表示数U减小,R1两端电压增大,R2、R3两端的并联电压减小,通过R3的电流减小,而总电流I1增大,则流过R2的电流I2增大,故A错误,B正确;通过R3的电流减小,则流过R2的电流I2增大,I2的增加量减去通过R3电流的减小量的绝对值等于总电流I1的增加量,所以I1变化量的绝对值小于I2变化量的绝对值,故C正确;路端电压的减小量等于内电压的增加量,故D

26、错误。故选B、C。4(2020湖北黄冈月考)(多选)如图所示:由电源、开关、双偏电流表、定值电阻(R1、R2、R3)和滑动变阻器组成的电路。已知双偏电流表有电流经过时指针偏向电流流入端,且a端接正接线柱,b端接负接线柱。滑动变阻器开始时滑动触头位于中间位置。连好电路后闭合开关,发现电流表指针偏向正接线柱,则滑动变阻器触头向哪端滑动可使电流表指针归零?若电流表指针归零后,过一段时间发现电流表指针又向负接线柱偏转,说明滑动变阻器发生了什么故障? (BD)A滑向c端B滑向d端C短路D断路解析电流表指针偏向正接线柱,说明电流由a端流向b端,说明a端电势高于b端电势。应将滑动变阻器R的电阻调大一些,向d

27、端滑动,故A项错误,B项正确。当电流表指针归零后,过一段时间发现电流表指针偏向负接线柱,则说明R的阻值变大,说明R发生了断路,故C项错误,D项正确。第八章恒定电流综合过关规范限时检测满分:100分考试时间:45分钟一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共计48分。每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为某款扫地机器人,已知其电池是容量为3 000 mAh的锂电池,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正

28、确的是 (B)A题中“mAh”是能量的单位B扫地机器人正常工作时的电流是2 AC扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2 hD扫地机器人储存的电能大约是2 000 J解析题中“mAh”是电荷量的单位,故A错误;扫地机器人正常工作时的电流I2 A,故B正确;扫地机器人充满电后可以工作的时间t1.5 h,故C错误;扫地机器人额定功率30 W,根据EWPt305 400 J162 000 J,故D项错误。2(2020青岛高三联考)如图所示,B是一根粗细均匀电阻丝的中点,现将BC段均匀拉伸到D点,BD2BC。将电阻丝接入电路中,下列说法正确的是(C)ABD段的电阻是AB段的2倍BBD段两端的电压是AB段

29、的2倍CBD段的热功率是AB段的4倍DBD段自由电荷的定向移动速率是AB段的4倍解析由R可知BD段的电阻是AB段的4倍,故A项错误;由UIR可知BD段两端的电压是AB段的4倍,故B项错误;由PI2R可知BD段的热功率是AB段的4倍,故C项正确;由InqSv可知BD段自由电荷的定向移动速率是AB段的2倍,故D项错误。3如图所示,灯泡L1、L2原来都正常发光,由于故障两灯突然熄灭,(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是(C)A将多用表的电压挡并联在ac两端,示数为零,说明ac间断路B将多用表的电压挡并联在cd两端,有示数,说明cd间完好C将多用表的电压挡并联在ad两端,有示数;并联在ac两端,

30、示数为零,说明c、d间断路D断开S,将L1拆下,使用多用电表欧姆挡,调零后将红黑表笔连接在L1两端,如果指针不偏转,说明L1完好解析本题考查电路故障分析问题。若a、c间断路,则将多用表的电压挡并联在ac两端时多用电表有示数,且示数应该等于电源的电动势E,选项A错误;将多用表的电压挡并联在cd两端,有示数,说明cd间断路,选项B错误;将多用表的电压挡并联在ad两端,有示数,则ac间或cd间断路;并联在ac两端,示数为零,说明cd间断路,选项C正确;断开S,将L1拆下,使用多用电表欧姆挡,调零后将红黑表笔连接在L1两端,如果指针不偏转,说明L1电阻无穷大,即L1断路,选项D错误。4某实物投影机有1

31、0个相同的强光灯L1L10(24 V220 W)和10个相同的指示灯X1X10(220 V2W),将其连接在220 V的交流电源上,电路图如图所示,若工作一段时间后L2灯丝烧断,则下列说法正确的是 (C)AX1的功率减小,L1的功率增大 BX1的功率增大,L1的功率增大CX2的功率增大,其他指示灯的功率减小DX2的功率减小,其他指示灯的功率增大解析由串、并联电路的知识可知,若L2灯丝烧断,电路的总阻值变大,电流变小,除X2两端的电压变大外,其他部分电压均变小,C项正确,A、B、D项错误。5如图所示,电源内阻为r,直流电动机M的线圈电阻为R。当该电动机正常工作时,电动机两端电压为U,通过电动机的

32、电流为I,下列说法正确的是(A)A电动机的机械功率为IUI2RB电动机内部的发热功率为IUC电源电动势为I(Rr)D电源的输出功率为IUI2R解析电动机的机械功率等于输入功率减去热功率,即电动机的机械功率为IUI2R,A项正确;根据焦耳定律可得电动机内部的发热功率为I2R,B项错误;电源电动势EUIr,C项错误;电源的输出功率为IU,D项错误。6如图所示的电路中,电源电动势E3 V,内阻r1 ,定值电阻R13 ,R22 ,电容器的电容C100 F,则下列说法正确的是(AC)A闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 VB闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0104 CC闭合开关S

33、,电路稳定后电容器所带电荷量为1.5104 CD电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0104 C解析闭合开关S,电路稳定后的电流I0.5 A,电容器两端的电压为UIR11.5 V,A项正确;电路稳定后电容器所带电荷量QCU1001061.5 C1.5104 C,B项错误,C项正确;电路稳定后断开开关S,电容器通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5104 C,D项错误。7(2020东平高三模拟)如图所示,把滑动变阻器的滑片P从右端向左端移动以改变理想电压表和电流表的示数。当滑片P在距左端位置时,电压表和电流表的示数分别为3.6 V和1.0 A;当滑片P继续向左移动到某位置时,

34、电压表和电流表的示数改变了0.6 V和0.5 A。在滑片P从右端移到左端的过程中(BC)A电源的最大输出功率为3.84 WB电源的最大输出功率为4.8 WC电源的最大效率为80%D电源的最大效率为50%解析电源内阻为:r|1.2 ,根据闭合电路欧姆定律可得:EUIr4.8 V,根据欧姆定律可知:R3.6 ,所以滑动变阻器的总阻值为:R4.8 。在滑片P从右端移到左端的过程中,当滑动变阻器接入电路中的阻值与电源内阻相等时,电源的输出功率最大:Pm4.8 W,故A项错误、B项正确;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电源的效率最大:100%100%80%,故C项正确、D项错误。8(2020河北承德

35、一中期中)在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的绝对值分别用I、U1、U2和U3表示。下列说法正确的是 (CD)AU1变小,U2变大,U3变小,I变大BU1变大,U2变小,U3变大,I变大C不变,变小,变小D不变,不变,不变解析本题综合考查闭合电路的动态分析。当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时,其接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,电流表示数I变大,内电压变大,U3变小,R1两端的电压U1变大,故R2两端的电压U2变小,故A、B错误;因R1是定值电阻,则有R1不变;因为

36、R2,R2变小,则变小,R1R2变小,故C正确;根据闭合电路欧姆定律得U3EI(rR3),则rR3不变;U2EI(R1rR3),则R1rR3不变,故D正确。二、非选择题(本题共3小题,共52分。)9(20分)(2021山东博兴一中月考)某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,改变滑动变阻器的阻值,测得多组电压表的读数U和电流表的读数I,画出UI图像如图乙所示。(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理,则电源电动势E1.5 V,内阻r1.0 。(2)若电流表内阻RA不能忽略,则(1)中测得的电源内阻大于真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值,这位同学采用了如图

37、丙所示的电路测量出了RA,实验操作步骤如下:丙按图丙连接好电路,断开S1、S2,将R调到最大;闭合S2,调节R使电流表满偏;保持R不变,闭合S1,调节电阻箱使电流表指针偏转;断开S2,读出R的阻值为0.3 。实验中R远大于R,则可认为电流表内阻RA0.6 ,则电源内阻直实值为0.4 。解析(1)由题图乙知,电源电动势E1.5 V,内阻r 1.0 。(2)若电流表内阻不能忽略,由闭合电路欧姆定律得EUI(RAr),解得UEI(RAr),则图线的斜率大小表示RAr,故测得的电源内阻大于真实值;由于R远大于R,则可认为闭合开关S1时通过电源的电流不变,故电流表指针偏转时,通过R的电流为Ig,由并联电

38、路中电流与电阻成反比知RA2R0.6 ,电源内阻真实值rrRA0.4 。10(12分)欲测量一个电流表的内阻,根据以下要求来选择器材并设计电路:a无论怎样调节变阻器,电流表都不会超量程。b有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。现备有如下器材:A待测电流表(量程3 mA,内阻约为50 )B电压表(量程3 V,内阻未知)C电流表(量程15 mA,内阻为10 )D保护电阻R120 E直流电源E(电动势2 V,内阻忽略不计)F滑动变阻器(总阻值10 ,额定电流0.5 A)G开关一个,导线若干(1)在以上提供的器材中,除A、E、F、G以外,还应选择C、D(填字母代号)。(2)请在虚线框中画出符合要求的

39、实验电路图。答案解析根据题中给出的备用器材,选择伏安法测量电流表的内阻。选择内阻已知的电流表作为电压表,选择保护电R及与并联的两个电流表串联。由于电流表两端电压最大只有0.15 V,滑动变阻器最大电阻只有10 ,所以选择分压电路,电路图如图所示。11(20分)如图所示,电源电动势E12 V,内阻r1 ,定值电阻R210 ,滑动变阻器R1可在019 范围内调节,平行板电容器板长L10 cm,板间距离d4 cm,一质量为m11026 kg(不计重力),电荷量q81016 C的带正电的粒子以速度v02106 m/s从两板正中间射入,未接通电源时,粒子击中距电容器右侧b20 cm的荧光屏的正中心O,则

40、当开关闭合后,求:(1)R1在什么范围内调节可使该粒子打到荧光屏上?(2)粒子打到荧光屏上距O点的最大距离为多少?(荧光屏足够长)答案(1)4 R119 (2)ymax10 cm解析(1)若粒子刚好从下极板边缘飞出,此时R1的最小值为R1 m,则竖直方向有dat2,a水平方向有Lv0tUIR2EI(R1 mR2r)解得R1 m4 R1的取值范围为4 R119 。(2)设最大距离为ymax,由类平抛运动规律可知解得ymax0.1 m10 cm。实验九电学实验基础实验知识自主回顾SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU知识点1游标卡尺的构造、原理及读数1构造(如图)主尺、游标尺(

41、主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉。2原理利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等份刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等份刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等份刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3读数若用L0表示由主尺上读出的整毫米数,x表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则其读数为L

42、L0kx,其中k为精确度。知识点2螺旋测微器的构造、原理及读数1螺旋测微器的构造如下图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上。旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起,通过精密螺纹套在S上。2螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5 mm,而可动刻度H上的刻度为50等份,每转动一小格,P前进或后退0.01 mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。3读数测量时被测物体长度的整数毫米数或半毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。测

43、量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一测量仪器、仪表的读数1游标卡尺读数注意事项(1)看清精确度例如(如图所示)易错成11 mm50.1 mm11.50 mm正确的应为11.5 mm,游标卡尺不需要估读,后面不能随意加零或去零;例如(如图所示)易错成10 mm140.05 mm10.7 mm正确的应为10.70 mm。(2)主尺上的单位为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米,读数时应将毫米和厘米分清,游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm。例如(如图所示)易错成5 mm20.05 mm5.10 mm正确的应为50 mm20.05 mm50.10 mm。(3)区分零刻度与游标尺最前端例如(如图所示) 易错成13 mm100.05 mm13.50 mm正确读数为14 mm100.05 mm14.50 mm。2螺旋测微器的读数需要估读最后一位数字为估读数字,读数和记数时估读位为有效数字的最后一位。例如(如图所示)固定刻度示数为2.0 mm,不足半

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