2018年高考物理二輪復習 專題08 直流電路與交流電路教學案

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1、 專題08 直流電路與交流電路 恒定電流主要考查以"電路"為核心的三部分內容: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化的關系、電路的路端電壓與電源電動勢和內陰天的關系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學實驗中儀器的選取、電表的讀數(shù)、實物連接、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等問題.尤其是電學知識聯(lián)系實際的問題和探究實驗問題是近幾年高考考查的熱點. 歐姆定律、焦耳定律往往與電磁感應現(xiàn)象相交叉滲透；電功率、焦耳熱計算往往與現(xiàn)實生活聯(lián)系較密切，是應用型、能力型題目的重要內

2、容之一，也是高考命題熱點內容之一。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、磁場和電磁感應結合的綜合題，值得說明的是，近年來高考在對本章的考查中，似乎更熱衷于電路的故障分析.這類題通常都來自生活實際，是學生應具備的基本技能.尤其引人關注的是電路實驗有成為必考題的趨勢. 交變電流部分的知識點不是很多，一般以難度中等或中等偏下的選擇題出現(xiàn)。高考題型以選擇題為主，重點考查交流電的產(chǎn)生原理、圖像、表達式以及交流電的有效值，變壓器的原理，遠距離輸電中的線路損耗問題，其中考查頻度最高是交流電有效值、變壓器的有關知識。本部分知識常與電場和力學知識結合在一起考查考生的綜合分析能力，如帶電粒子

3、在交變電場中的運動等。雖然交流電的有關知識不屬于高考物理的重點內容，但也不能因此而放棄對其基本內容的理解和掌握。因為交流電路與工農業(yè)生產(chǎn)和日常生活緊密結合，在近幾年的高考試題中出現(xiàn)的頻率較高。 一、直流電路 1．電功和電熱 電功W＝qU＝UIt；電熱Q＝I2Rt. (1)對純電阻電路，電功等于電熱，即電流流經(jīng)純電阻電路，消耗的電能全部轉化為內能，所以W＝Q＝UIt＝I 2Rt＝R(U2)t. (2)對非純電阻電路(如電動機和電解槽)，電能一部分轉化為內能，另一部分轉化為其他形式的能(如機械能或化學能等)，所以電功必然大于電熱，即W>Q，這時電功只能用W＝UIt計算，電熱只能用Q

4、＝I 2Rt計算，兩式不能通用． 2．閉合電路歐姆定律 表達形式：①E＝U外＋U內；②I＝R＋r(E) (I、R間關系)；③U＝E－Ir(U、I間關系)；④U＝R＋r(R)E(U、R間關系)． 注意：①當外電路斷開時(I＝0)，路端電壓U等于電動勢E.若用理想電壓表測量，則讀數(shù)等于電動勢，在進行斷路故障分析時，常用此結論進行判斷，即何處斷路，何處兩端電壓等于電動勢．但用電壓表直接測量時，讀數(shù)卻略小于電動勢(因為有微弱電流流過電源而產(chǎn)生內壓降)． ②當外電路短路時(R＝0，因而U外＝0)，電流最大，為Im＝r(E)(不允許出現(xiàn)這種情況，因為這會把電源燒壞)． 3．電源的功率與效率 (

5、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化為電能的功率，計算式為：P＝IE(普遍適用)；P＝R＋r(E2)＝I2(R＋r)(只適用于外電路為純電阻的電路)． (2)電源內阻消耗功率P內：是電源內阻的熱功率，也稱電源的損耗功率，計算式為：P內＝I2r. (3)電源的輸出功率P外：是外電路上消耗的功率，計算式為：P外＝IU外(普遍適用)；P外＝I2R＝(R＋r)2(E2R)(只適用于外電路為純電阻的電路)． (4)電源的效率：η＝P(P外)＝EI(UI)＝E(U)＝R＋r(R). (5)電源的輸出功率(P外)與外電阻R的關系： P外＝(R＋r)2(RE2)＝R((R－r

6、)2)＋4r((R－r)2). P外與R的關系圖象如圖4－11－1所示．由圖可以看出： 圖4－11－1 當R＝r時，電源的輸出功率最大，Pm＝4r(E2)，此時電源效率η＝50%. 當R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越?。? 當R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大． 當R由小于r增大到大于r時，隨著R的增大輸出功率先增大后減小(非單調變化)． 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(有阻無流，則無電壓)． 二、 直流電路動態(tài)分析 1．引起電路特征發(fā)生變化的主要原因有：①滑動變阻器滑片滑動，使

7、電路的電阻發(fā)生變化；②開關的閉合、斷開或換向(雙擲開關)使電路結構發(fā)生變化；③電路發(fā)生短路和斷路(電路故障)． 2．電路動態(tài)變化問題的分析思路 當電路中某處的電阻發(fā)生變化時，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＝R外＋r(E)和U端＝E－I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系和電流關系等)． 注意：①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??；電阻并聯(lián)的數(shù)目越多，總阻值越??； ②從電路分析角度

8、看，斷路可認為是電路中某處電阻增大到無窮大，短路可認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態(tài)分析問題； ③對電路進行簡化時，電壓表和電容器視為斷路，電流表視為短路； ④電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當電容器充、放電時，其所在電路中有充、放電電流，電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，電容器就相當于一個阻值無窮大的電阻，則電容器所在電路處可視為斷路．分析計算含有電容器的直流電路時應注意： 電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，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，將會引起電容器充(放)電． 三、與電功、電功率、

9、電熱相關問題的綜合分析 明晰電功、電功率、電熱的概念與相互關系． 電功W? 電熱Q? 電功率P? 物理意義? 電流通過電路做的功，即使電荷定向移動時電場力做的功? 電流通過導體所做的功，電阻上所產(chǎn)生的熱量? 表征電流做功快慢的物理量，用電流所做的功與所用時間的比值來表示? 能量轉化? 消耗的電能轉化為其他形式的能量(內能、機械能、化學能等) 消耗的電能轉化為內能? 說明：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機、電解槽等． 四、含容電路問題的

10、綜合分析 電容器是一個儲存電能的元件.在直流電路中,當電容器充放電時,電路里有充放電電流.一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài),電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件,電容器所處電路看做是斷路,簡化電路時可去掉它.簡化后若要求電容器所帶電荷量時,可在相應的位置補上.在具體方法上要注意以下幾點: (1)根據(jù)Q=CU?ΔQ=CΔU可知,要求電容器所帶電荷量以及充放電時所帶電荷量的變化,關鍵是求電容器兩端的電壓. (2)在電路分析時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電流通過,所以此支路中的電阻上無電壓降,可以把與電容器串聯(lián)的電阻看成導線,電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的

11、電壓. (3)對于較復雜的電路,經(jīng)常需要將電容器兩端的電勢與基準點的電勢進行比較后才能確定電容器兩端的電壓. 五、U-I圖像的意義 復習時注意電源的伏安特性曲線反映的是電源自身的性質,具有豐富的內涵(如圖所示):1.圖線與縱軸的截距表示電源的電動勢;2.與橫軸的截距表示短路電流;3.斜率的絕對值表示電源內阻;4.圖線上任意一點所對應的電壓和電流的比值(或者說任意一點與坐標原點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,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。 導體的伏安特性曲線反映導體的性質.如果是遵循歐姆定律的線性元件,這是一

12、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?半導體等,就是一條曲線.電阻不斷變化,其曲線上每一點對應的電壓與電流的比值就是此時導體的電阻(或說成此點與坐標原點連線的斜率表示此時導體的電阻). 六、直流電路的圖象問題 1．三種圖象的比較 圖象? 物理意義? 注意問題? 反映I跟U的正比關系? 圖象的斜率表示導體的電阻，斜率越大，電阻越大? 反映導體的伏安特性，圖象是直線表示導體為線性元件，是曲線表示導體為非線性元件? 線性元件圖象斜率的倒數(shù)為導體的電阻? 表示電源的輸出特性，縱軸截距為電源電動勢，橫軸截距為短路電流

13、? 圖象斜率的絕對值表示電源的內阻(注意縱坐標數(shù)值在坐標原點是否從零值開始) 2．方法技巧 在某段電路的U－I圖象中，圖上任意一點的U與I所對應的矩形面積，就是該段電路消耗的功率，如果是電源的U—I圖象，則圖上任意一點的U與I所對應的矩形面積，就是電源的輸出功率，通過圖象的面積變化，可以分析功率的變化情況。 解決圖象問題應注意 (1)明確圖象的研究對象。根據(jù)題目反映的物理規(guī)律確定各物理量之間的關系。 (2)識別圖象中橫坐標、縱坐標所代表的物理量及物理意義，明確圖象的截距、斜率、圖象交點、峰值、“面積”等的物理意義。 (3)對圖象進行分析、比較、判斷，找出規(guī)律得出

14、結論。 七?交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 1.交變電流 (1)定義:大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流. (2)特例:隨時間按正弦規(guī)律變化的電流叫做正弦式電流,正弦式電流的圖像是正弦曲線,我國城鎮(zhèn)使用的交變電流都是正弦式電流. 2.正弦式電流的產(chǎn)生和規(guī)律 (1)產(chǎn)生:如圖所示,將一個平面線圈置于勻強磁場中,并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉動,線圈中就會產(chǎn)生正弦式電流. 甲:線圈中沒有電流 乙:電流從a流向b 丙:線圈中沒有電流 丁:電流從b流向a 戊:線圈中沒有電流 (2)中性面:平面線圈在勻強磁場中旋轉,當線圈平面垂直于磁感線時,各邊都不切割磁感線

15、,線圈中沒有感應電動勢,這個位置叫做中性面.如圖中甲?丙?戊線圈所在平面即是. 中性面的特點是: ①線圈位于中性面時,穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,感應電動勢為零. ②線圈經(jīng)過中性面時,內部的電流方向要發(fā)生改變. 3.規(guī)律:n匝面積為S的線圈以角速度ω繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動,從中性面開始計時,其函數(shù)形式為e=nBSωsinωt,用Em表示感應電動勢的峰值,圖像如圖所示,則有感應電動勢大小:e=Emsinωt, 電流大小:i sinωt=Imsinωt,電壓大小:u=Umsinωt. 4.表征交變電流的物理量 (1)瞬時值 正弦式交變電流的電動勢和電流隨

16、時間的變化而變化,不同的時刻有不同的值,叫做交變電流的瞬時值,變化規(guī)律為e=Emsinωt,i=Imsinωt,用小寫的字母表示. (2)最大值 交變電流在一個周期內所能達到的最大值,也稱峰值,反映的是交變電流大小的變化范圍,當矩形線圈轉到與磁感線平行時出現(xiàn).其表達式用大寫字母加腳標表示,瞬時值與最大值的關系為-Em≤e≤Em,-Im≤i≤Im. (3)有效值 ①定義:如果讓交流電流和直流電流分別通過同樣的電阻,在同一時間內產(chǎn)生的熱量相同,這個直流電流的數(shù)值就稱為該交流電流的有效值. ②正弦式電流的最大值和有效值的關系為: (5)周期和頻率 ①交變電流的周期和頻率都是描

17、述交變電流變化快慢的物理量. ②周期T:交變電流完成一次周期性變化所需的時間,單位是秒(s).周期越大,交變電流變化越慢,在一個周期內,交變電流的方向變化兩次. ③頻率f:交變電流在1 s內完成周期性變化的次數(shù),單位是赫茲,符號為Hz.頻率越大,交變電流變化越快. 八?變壓器?遠距離輸電 1.電壓關系: (輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定,與用電器的電阻大小以及有無其他副線圈無關). 2.功率關系:P入=P出或I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn. 3.電流關系:I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn,當只有一個副線圈時I1n1=I2n2. 4.遠距離輸電

18、 (1)問題:電能的損失和電壓的損失. (2)關鍵:減少輸電線上電能的損失,P損=I2R線. (3)方法:①減小輸電導線的電阻,如采用電阻率小的材料,加大導線的橫截面積;②提高輸電電壓,減小輸電電流. 【特別提醒】 1．中性面：當線圈平面轉動至垂直于磁感線位置時，各邊都不切割磁感線，感應電動勢為零，即線圈中沒有感應電流，這個特定位置叫做中性面． 注意：①線圈通過中性面時，磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零． ②線圈平面通過跟中性面垂直的位置時，線圈平面平行于磁感線，所以磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢、感應電流均最大． ③線圈平面每次通過

19、中性面時，線圈中感應電流方向改變一次，轉動一周則線圈兩次通過中性面，故一個周期內線圈中電流方向改變兩次． 2．交變電流的描述 (1)峰值：反映交變電流大小的變化范圍，線圈平面跟磁感線平行時，交變電動勢最大，Em＝NBSω.電容器接在交流電路中，則交變電壓的最大值不能超過電容器的耐壓值． (2)有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定的．讓交變電流和恒定電流通過同樣阻值的電阻，如果它們在一個周期內產(chǎn)生的熱量相等，而這個恒定電流是I、電壓是U，我們就把I、U叫做交變電流的有效值． 注意：①交變電流的有效值反映的是交變電流產(chǎn)生熱效應的平均效果． ②正弦式交變電流的有效值與最大值之間

20、的關系是E＝2(1)2(1)Em，U＝2(1)2(1)Um，I＝2(1)2(1)Im. 3．變壓器 (1)原理：法拉第電磁感應定律． (2)電壓關系：U2(U1)＝n2(n1)，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓與匝數(shù)成正比． (3)功率關系：無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和． ①當只有一個副線圈工作時，有U1I1＝U2I2，I2(I1)＝n1(n2). ②若有兩個以上的副線圈，則有：P1＝P2＋P3＋…，U2(U1)＝n2(n1)、U3(U2)＝n3(n2)…，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…. (4)決定關系：在匝數(shù)比一定的情況下，理想變壓器

21、的輸出電壓由輸入電壓決定，輸入電流由輸出電流決定，輸入功率由輸出功率決定． 考點一、歐姆定律 電阻定律 【例1】AB兩地間鋪有通訊電纜，長為L，它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻導線組成的，通常稱為雙線電纜，在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護層損壞，導致兩導線之間漏電，相當于該處電纜的兩導線之間接了一個電阻，檢查人員經(jīng)過下面的測量可以確定損壞處的位置： ⑴令B端的雙線斷開，在A處測出雙線兩端間的電阻RA； ⑵令 A端的雙線斷開，在B處測出雙線兩端的電阻RB； ⑶在 A端的雙線間加一已知電壓UA，在B端用內阻很大的電壓表測出兩線間的電壓UB.試由以上測量結果確定損壞處的位

22、置， 考點二、 電功 電功率 電熱 【例2】不考慮溫度對電阻的影響，對一個"220 v，40 w”的燈泡，下列說法正確的是 A．接在110 V的電路上時的功率為20 w B．接在110 V的電路上時的功率為10 w C．接在440 v的電路上時的功率為160 w D. 接在220 v的電路上時的功率為40 w 【解析】 解法l：由得燈泡的電阻 ∴電壓為ll0 V時， .電壓為440 V時，超過燈泡的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P= 0． 解法2：由可知R一定時，， ∴當時， 【變式探究】有一個直流電動機，把它接入0.2 V電壓的電路時，電動機不轉，測得

23、流過電動機的電流是0.4 A；若把電動機接入2.0 V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0 A。求電動機正常工作時的輸出功率多大？如果在電動機正常工作時，轉子突然被卡住，電動機的發(fā)熱功率是多大？ 【解析】當電動機轉子不轉時，電動機無機械能輸出，故電能全部轉化成內能，相當于純電阻電路，歐姆定律成立。當電動機轉動時，一部分電能轉化成機械能輸出，但因線圈有電阻，故又在線圈上產(chǎn)生內能，輸入的電功率P電＝P熱＋P機。 接U＝0.2 V電壓時，電動機不轉，電流I＝0.4 A，根據(jù)歐姆定律，線圈電阻R＝I(U)＝0.4 A(0.2 V)＝0.5 Ω。當接U′＝2.0 V電壓時，電流I′＝1

24、.0 A，故 輸入電功率P電＝U′I′＝2.0×1.0 W＝2.0 W 消耗熱功率P熱＝I′2R＝1.02×0.5 W＝0.5 W 故輸出功率即機械功率 P機＝P電－P熱＝(2.0－0.5) W＝1.5 W。 如果正常工作時轉子被卡住，則電能全部轉化成內能，故其發(fā)熱功率P熱′＝R(U′2)＝0.5(22) W＝8 W。 【答案】 1.5 W 8 W 考點三、 閉合電路歐姆定律 【例3】 在如圖A-10-45-4所示電路中，電池電動勢 E=5 V，內阻r=10 Ω，固定電阻R=90 Ω，R0是可變電陽．在R0由零增加到400Ω的過程中．求：

25、 ⑴可變電阻R0上消耗熱功率最大的條件和最大熱功率． ⑵電池的內電阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和． ⑵內阻r和固定電阻R上消耗的熱功率之和 當R0=400Ω時，P2有最小值，． 考點四、直流電路的分析 閉合電路的動態(tài)分析方法 （1）程序法：閉合電路中，由于局部電阻變化(或開關的通斷)，引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化，分析此類問題的基本步驟是： ①由局部電阻變化判斷總電阻的變化； ②由I＝判斷總電流的變化；,③據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化； ④由歐姆定律及串并聯(lián)電路特點判斷各部分電流、電壓變化。 (2)極限法：即因變阻器滑片滑動引起電路

26、變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。 (3)特殊值法：對于某些電路問題，可以采取代入特殊值法判定，從而得出結論。 (4)結論法： “串反”“并同”即某一電阻阻值變化，則與該電阻相串聯(lián)的用電器，兩端電壓、通過的電流、消耗的功率都將與該電阻阻值變化情況相反；與該電阻相并聯(lián)的用電器，兩端電壓、通過的電流、消耗的功率都將與該電阻阻值變化情況相同。 例4、如圖所示電路，電源內阻不可忽略。開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中 ( ) A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大

27、 C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小 D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大 【答案】A 考點五、含電容電路的分析 (1)電容器在直流電路中，相當于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的電阻，在電容器處電路可視為斷路，分析時可以等效于拆去電容器，從而簡化電路；簡化后若求電容器所帶電荷量，可接在相應的位置上。 (2)電路穩(wěn)定后，電容器兩極的電壓等于與它并聯(lián)電路的電壓值。 (3)當電容器與電阻串聯(lián)時，電阻兩端不分電壓。 (4)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充放電。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的

28、電路放電。 (5)電容器帶電荷量或帶電荷量變化的求解方法：電容器所帶電荷量用Q＝CU計算，電容器所帶電荷量變化用ΔQ＝C·ΔU計算。 例5、【2017·江蘇卷】某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則 （A）電感L1的作用是通高頻 （B）電容C2的作用是通高頻 （C）揚聲器甲用于輸出高頻成分 （D）揚聲器乙用于輸出高頻成分 【答案】BD 【變式探究】在如圖所示的電路中，R1、R2、R3均為可變電阻。當開關S閉合后，兩平行金屬板M、N中有一帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)。為使帶電液滴向上加速運動，可采取的措施是 ( ) A．增大R1

29、的阻值 B．減小R2的阻值 C．減小R3的阻值 D．增大M、N間距 【答案】B 【變式探究】科學家研究發(fā)現(xiàn)，磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增強而增大，隨所處空間磁場的減弱而變小，如圖所示電路中，GMR為一個磁敏電阻，R、R2為滑動變阻器，R1、R3為定值電阻，當開關S1和S2閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。則 ( ) A．只調節(jié)電阻R，當P1向右端移動時，電阻R1消耗的電功率變大 B．只調節(jié)電阻R，當P1向右端移動時，帶電微粒向下運動 C．只調節(jié)電阻R2，當P2向下端移動時，電阻R

30、1消耗的電功率變大 D．只調節(jié)電阻R2，當P2向下端移動時，帶電微粒向下運動 考點六、考查U-I圖像 電源的伏安特性曲線反映的是電源自身的性質,具有豐富的內涵(如圖所示): 1.圖線與縱軸的截距表示電源的電動勢； 2.與橫軸的截距表示短路電流； 3.斜率的絕對值表示電源內阻； 4.圖線上任意一點所對應的電壓和電流的比值(或者說任意一點與坐標原點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,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。 導體的伏安特性曲線反映導體的性質.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

31、(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?半導體等,就是一條曲線.電阻不斷變化,其曲線上每一點對應的電壓與電流的比值就是此時導體的電阻(或說成此點與坐標原點連線的斜率表示此時導體的電阻). 例6、為探究小燈泡L的伏安特性,連好圖示的電路后閉合開關,通過移動變阻器的滑片,使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大,直到小燈泡正常發(fā)光,由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U-I圖像應是( ) 【解析】由于小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大,隨著燈泡兩端電壓逐漸增大,燈絲溫度逐漸升高,其電阻逐漸增大,在圖像上某點到原點連線的斜率應越來越大,C正確. 【答案】

32、C 【變式探究】某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系上，如圖中的a、b、c所示，根據(jù)圖線可知 ( ) A．反映Pr變化的圖線是b B．電源電動勢為8 V C．電源內阻為1 Ω D．當電流為0.5 A時，外電路的電阻為6 Ω 【答案】D 考點七 對交變電流變化規(guī)律的考查 例7、【2017·北京卷】如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55 Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是 A．原線圈的輸入功率為220W

33、 B．電流表的讀數(shù)為1 A C．電壓表的讀數(shù)為110V D．副線圈輸出交流電的周期為50 s 【答案】B 【變式探究】如圖4甲為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機，電阻為r＝2 Ω矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側電路連接，右側電路中滑動變阻器R的最大阻值為R0＝7(40) Ω，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1＝R0、R2＝2(R0)，其他電阻不計．從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，閉合開關S，線圈轉動過程中理想交流電壓表示數(shù)是10 V，圖乙是矩形線圈磁通量隨時間t變化的圖像，則下列說法正確的是( )

34、 圖4 A．電阻R2上的熱功率為7(5) W B．0.02 s時滑動變阻器R兩端的電壓瞬時值為零 C．線圈產(chǎn)生的e隨時間t變化的規(guī)律是e＝10cos 100πt (V) D．線圈開始轉動到t＝600(1) s的過程中，通過R1的電荷量為200π(2) C 解析 R總＝R1＋2(R0)＋4(R0)＝4(7)R0＝10 Ω，I＝10(10) A＝1 A，UR2＝7(10) V，根據(jù)公式P＝R(U2)得電阻R2上的熱功率為PR2＝7(5) W，故A正確；0.02 s通過線圈的磁通量為零，感應電動勢最大，故B錯誤；T＝0.02 s，ω＝T(2π)＝100π rad/s，E＝10 V＋1×2

35、V＝12 V，e＝12cos 100πt(V)，故C錯誤；電動勢的最大值為Em＝12 V＝nBSω，Φm＝BS＝n×100π(2)(Wb)，Φ＝n×100π(2)sin 100πt(Wb)，線圈開始轉動到t＝600(1) s的過程中，通過電阻的電量為R總＋r(nΔΦ)＝200π(2) C，故D正確．# 答案 AD 【變式探究】一個匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按如圖5所示規(guī)律變化．則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為( ) 圖5 A．5 A B．2 A B．6 A D．2 A 答案 B 【舉一反三

36、】如圖6甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則( ) 圖6 A．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面重合 B．曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3 C．曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz D．曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V 答案 AC 【方法技巧】 1．線圈通過中性面時的特點 (1)穿過線圈的磁通量最大； (2)線圈中的感應電動勢為零； (3)線圈每經(jīng)過中性面一次，感應電流的方向改變一次． 2．交流電“四值”的應用 (1)最大值：分析電容器的耐壓值； (2)

37、瞬時值：計算閃光電器的閃光時間、線圈某時刻的受力情況； (3)有效值：電表的讀數(shù)及計算電熱、電功、電功率及保險絲的熔斷電流； (4)平均值：計算通過電路截面的電荷量． 考點八 對變壓器和遠距離輸電的考查 例8、如圖7所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則( ) 圖7 A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸電線上的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 D．當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 答案 D 【變式探究】如圖8所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝

38、數(shù)比n1∶n2＝22∶5，電阻R1＝R2＝25 Ω，D為理想二極管，原線圈接u＝220sin 100πt(V)的交流電．則( ) 圖8 A．交流電的頻率為100 Hz B．通過R1的電流為2 A C．通過R2的電流為 A D．變壓器的輸入功率為200 W 答案 C 解析 原線圈電壓有效值為220 V，頻率為50 Hz，則根據(jù)變壓器匝數(shù)比可得副線圈電壓為50 V，R1的電流為2 A，A、B錯誤；流過二極管中的交流電只有半個周期可以通過，電壓最大值為50 V，二極管的電壓有效值為25 V，流過R2電流為 A，C正確；電阻R1消耗功率為100 W，電阻R2消耗功率為50 W，則

39、原線圈輸入功率為150 W，D錯誤． 【舉一反三】如圖9所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是( ) 圖9 A．P向下滑動時，燈L變亮 B．P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變 C．P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小 D．P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大 答案 BD 【方法技巧】 1．變壓器各物理量間的因果關系 變壓器的n2(n1)一定，輸入電壓U1決定了輸出電壓U2的大小，與其它無關．由輸出電壓U2與負載電阻R，通過歐姆定律決定了輸出電流I2的大?。M而確定了輸出功率P2的大小，由能量守恒決定了輸入功率P

40、1的大小．最后又通過U1(P1)決定輸入電流I1的大?。? 2．理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況 (1)負載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、功率等隨匝數(shù)比的變化情況． (2)匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、功率等隨負載電阻的變化情況． 不論哪種情況，要注意兩點：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關系．對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決定輸入． 考點九 交變電流的綜合問題分析 例9、如圖10甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩極M、N間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為理想交流電流表，V為理想交流電壓表．內阻不計的矩

41、形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉動，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變變壓器副線圈的輸出電壓，副線圈接有可調電阻R，從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是( ) 圖10 A．電壓表的示數(shù)為10 V B．0.01 s時發(fā)電機線圈平面與磁場方向平行 C．若P的位置向上移動、R的大小不變時，電流表讀數(shù)將減小 D．若P的位置不變、R的大小不變，而把發(fā)電機線圈的轉速增大一倍，則變壓器的輸入功率將增大到原來的4倍 答案 ABD 【變式探究】如圖11所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不

42、計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO′轉動，軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉動，下列判斷正確的是( ) 圖11 A．在圖示位置時線框中磁通量為零，感應電動勢最大 B．當可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)變大 C．電壓表V1示數(shù)等于NBωL2 D．變壓器的輸入與輸出功率之比為1∶1 答案 AD 解析 當線框轉到如圖所示位置，穿過線框的磁通量為0，但線框中產(chǎn)生的感應電動勢最大，故選項A正確；電壓表V2測量的是副線圈的電壓，副線圈電壓由原線圈電壓決定，與負

43、載電阻變化無關，故選項B錯誤；電壓表V1示數(shù)為有效值，等于u1＝2(u1m)＝2(NBωL2)，故選項C錯誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則選項D正確． 【舉一反三】圖12甲為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為100∶1，遠距離輸電線的總電阻為100 Ω.若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為750 kW.下列說法中正確的有( ) 圖12 A．用戶端交流電的頻率為50 Hz B．用戶端電壓為250 V C．輸電線中的電流為30 A D．輸電線路損耗功率為180 kW 答案 AC 【方法技巧】交變電流的綜合

44、問題，涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時值的計算，與電磁感應、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應用等，解答時應注意以下幾點： (1)分清交流電路“四值”的不同計算方法和物理意義． (2)學會將直流電路、閉合電路歐姆定律的知識應用在交流電路中 1．【2017·天津卷】在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設線圈總電阻為2 Ω，則 A．t=0時，線圈平面平行于磁感線 B．t=1 s時，線圈中的電流改變方向 C．t=1.5 s時，線圈中的感應電動勢最大 D．一個周期內，線圈產(chǎn)生的熱量為

45、 【答案】AD 2．【2017·北京卷】如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55 Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是 A．原線圈的輸入功率為220W B．電流表的讀數(shù)為1 A C．電壓表的讀數(shù)為110V D．副線圈輸出交流電的周期為50 s 【答案】B 【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220 V，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110 V，C錯誤；流過電阻R的電流為2 A，可知負載消耗的功率為220 W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率

46、為220 W，A錯誤；由P=UI可知，電流表的讀數(shù)為1 A，B正確，由交變電壓瞬時值表達式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D錯誤。 3．【2017·江蘇卷】某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則 （A）電感L1的作用是通高頻 （B）電容C2的作用是通高頻 （C）揚聲器甲用于輸出高頻成分 （D）揚聲器乙用于輸出高頻成分 【答案】BD 1．【2016·全國卷Ⅱ】 阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內阻可忽略)連接成如圖1所示電路．開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量

47、為Q2.Q1與Q2的比值為( ) 圖1 A. 5(2) B.2(1) C.5(3) D.3(2) 【答案】C 【解析】 由已知條件及電容定義式C＝U(Q)可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C，則Q2(Q1)＝U2(U1). S斷開時等效電路如圖甲所示 甲 U1＝（R＋R）＋R(R（R＋R）)·E×2(1)＝5(1)E； S閉合時等效電路如圖乙所示， 乙 U2＝R＋R(R·R)·E＝3(1)E，則Q2(Q1)＝U2(U1)＝5(3)，故C正確． 2．【2016·江蘇卷】 如圖1所示的電路中，電源電動勢為12 V，內阻為2 Ω，四個電阻的阻值已在圖中標

48、出．閉合開關S，下列說法正確的有( ) 圖1 A．路端電壓為10 V B．電源的總功率為10 W C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V D．a(chǎn)、b間用導線連接后，電路的總電流為1 A 【答案】AC 【解析】 設四個電阻的等效電阻為R路，由R路(1)＝15 Ω＋5 Ω(1)＋5 Ω＋15 Ω(1)得R路＝10 Ω，由閉合電路歐姆定律知，I＝R路＋r(E)＝10 Ω＋2 Ω(12 V)＝1 A，設路端電壓為U，則U＝IR路＝1 A×10 Ω＝10 V，選項A正確；電源的總功率P＝EI＝12 W，選項B錯誤；設電源負極電勢為0 V，則a點電勢φa＝0.5 A×5 Ω－0＝2.5 V，

49、b點電勢φb＝0.5 A×15 Ω－0＝7.5 V，則a、b兩點的電勢差Uab＝φa－φb＝2.5 V－7.5 V＝－5 V，所以a、b間電壓的大小為5 V，選項C正確；當將a、b兩點用導線連接后，由于導線沒有電阻，此時a、b兩點電勢相等，其等效電路圖如圖所示．其中一個并聯(lián)電路的等效電阻為3.75 Ω，顯然總電阻為9.5 Ω，電流I＝R總(E)＝19(24) A，故選項D錯誤． 3．【2016·天津卷】 如圖1所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．下列說法正確的是( ) 圖1 A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大 B．

50、當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大 C．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大 D．若閉合開關S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大 4．【2016·天津卷】 (3)某同學想要描繪標有“3.8 V，0.3 A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線，要求測量數(shù)據(jù)盡量精確、繪制曲線完整．可供該同學選用的器材除了開關、導線外，還有： 電壓表V1(量程0～3 V，內阻等于3 kΩ) 電壓表V2(量程0～15 V，內阻等于15 kΩ) 電流表A1(量程0～200 mA，內阻等于10 Ω) 電流表A2(量程0～3 A，內阻等于0.1 Ω) 滑動變阻器R1(0～10

51、Ω，額定電流2 A) 滑動變阻器R2(0～1 kΩ，額定電流0.5 A) 定值電阻R3(阻值等于1 Ω) 定值電阻R4(阻值等于10 Ω) 定值電阻R5(阻值等于1 kΩ) 電源E(E＝6 V，內阻不計) ①請畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁． ②該同學描繪出的IU圖像應是圖中的________． 圖1 【答案】 ①電路如圖1所示 ②B 圖1 【解析】 ①電壓表V1和定值電阻R5串聯(lián)，可改裝成量程為0～4 V的電壓表，電流表A1與定值電阻R4并聯(lián)，可改裝成量程為0～0.4 A的電流表，待測小燈泡的電阻很小，故電流表采用外接法． ②

52、小燈泡的電阻隨著溫度的升高而變大，所以B正確． 5．【2016·浙江卷】 某同學用伏安法測量導體的電阻，現(xiàn)有量程為3 V、內阻約為3 kΩ的電壓表和量程為0.6 A、內阻約為0.1 Ω的電流表．采用分壓電路接線，圖1是實物的部分連線圖，待測電阻為圖2中的R1，其阻值約為5 Ω. 圖18 (1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導線①連接________(填“a”或“b”)、導線②連接________(填“c”或“d”)． (2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如下表，用作圖法求得R1的阻值為________Ω. U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2

53、.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導體，R2的邊長是R1的10(1)，若測R2的阻值，則最優(yōu)的連線應選________(填選項)． A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接d C．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d 【答案】 (1)a d (2)如圖所示 4.4～4.7 (3)B (3)根據(jù)電阻定律可得R＝ρdL(L)＝d(ρ)，故R2＝R1，要測R2的阻值，與測量R1一樣，最優(yōu)的連線應①連接a，②連接d，故B正確． 6．【2016·北

54、京卷】 某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合．為使實驗結果盡可能準確，最不可取的一組器材是( ) A．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器 B．一個伏特表和多個定值電阻 C．一個安培表和一個電阻箱 D．兩個安培表和一個滑動變阻器 【答案】D 【解析】 由閉合電路歐姆定律可知E＝U＋Ir，經(jīng)變形可得U＝－rI＋E.測量電源電動勢和內阻的實驗通過改變外電路的電阻可以得到多組I和U，再通過描點法得到UI圖像，圖像的斜率k＝－r，從而得到r＝－k，圖像的縱截距b＝E. 選項A中可以通過安培表和伏特表的讀數(shù)得到外電壓和干路電流，如圖所

55、示，所以選項A可?。? 選項B中可以通過伏特表的讀數(shù)和若干定值電阻的實際阻值大小計算出干路的電流大小，實驗電路圖如圖所示，所以選項B可取． 選項C中可以通過安培表的讀數(shù)和電阻箱的取值得到外電壓的大小，實驗電路圖如圖所示，所以選項C可?。? 選項D中無法得到外電壓，所以選項D不可取． 7．【2016·四川卷】 Ⅱ. J7用如圖1所示電路測量電源的電動勢和內阻．實驗器材：待測電源(電動勢約3 V，內阻約2 Ω)，保護電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關S，導線若干． 實驗主要步驟： (i)將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大

56、，閉合開關； (ii)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I； (iii)以U為縱坐標，I為橫坐標，作UI圖線(U、I都用國際單位)； (iv)求出UI圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a. 圖1 回答下列問題： (1)電壓表最好選用________；電流表最好選用________． A．電壓表(0～3 V，內阻約15 kΩ) B．電壓表(0～3 V，內阻約3 kΩ) C．電流表(0～200 mA，內阻約2 Ω) D．電流表(0～30 mA，內阻約2 Ω) (2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導線與滑動變

57、阻器接線柱連接情況是________． A．兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱 B．兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱 C．一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱 D．一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端接線柱 (3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內阻r的表達式E＝________，r＝________，代入數(shù)值可得E和r的測量值． 【答案】 (1)A C (2)C (3)ka k－R2 (2)由電路分析可知，滑片從左向右滑動，電壓表示數(shù)變大，意味著滑動變阻器接入電路部分的阻值增大，一導線接金屬

58、桿左端，一導線接電阻絲左端，則滑片從左向右滑動時阻值增大，符合題意． (3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對比UI圖線可知，圖像斜率的絕對值k＝r＋R2，所以電源內阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝r＋R2(E)＝k(E)，圖線在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝k(E)，則E＝ka. 8．【2016·全國卷Ⅰ】 現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統(tǒng)報警．提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值

59、為1000 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000 Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干． 在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，在60 ℃時阻值為650.0 Ω. (1)完成待調節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線． 圖1 (2)電路中應選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)． (3)按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng)： ①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________ Ω；滑動變阻器的滑片應置于________(填“a”或“b”

60、)端附近，不能置于另一端的原因是________． ②將開關向________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________． (4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用． 【答案】 (1)連線如圖所示 (2)R2 (3)①650.0 b 接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞 ②c 報警器開始報警 【解析】 (1)電路如圖所示． (2)在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞，可知外電阻的取值范圍是20×10－3(18

61、)Ω＝900 Ω≤R≤10×10－3(18)Ω＝1800 Ω. 報警器的電阻是650.0 Ω，所以滑動變阻器阻值的取值范圍在250 Ω到1150 Ω之間，所以滑動變阻器應該選R2. 9．【2016·北京卷】 (1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖1為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導電能力________(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應更________(選填“敏感”或“不敏感”)． 圖1 【答案】增強 敏感 【解析】由題目圖像可知，隨溫度升高熱敏電阻的阻值明顯減小，所

62、以導電能力增強．又由圖像可知，隨溫度變化，熱敏電阻的電阻變化更明顯，所以更加敏感． 10．【2016·全國卷Ⅱ】 某同學利用圖(a)所示電路測量量程為2.5 V的電壓表V的內阻(內阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動勢3 V)，開關1個，導線若干． 實驗步驟如下： 圖1 ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將電阻箱阻值調節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置，閉合開關S； ③調節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動變阻器滑片

63、的位置不變，調節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值． 回答下列問題： (1)實驗中應選擇滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線． 圖1 (3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，若認為調節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內阻為________Ω(結果保留到個位)． (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)． A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA 【答案】

64、 (1)R1 (2)連線如圖所示 (3)2520 (4)D 【解析】 (1)此實驗的實驗原理類比于半偏法測電表內阻的實驗，電壓表所在支路的總電壓應該盡量不變化，故滑動變阻器應選最大阻值小的即選R1. 11．【2016·全國卷Ⅲ】 某同學用圖1中所給器材進行與安培力有關的實驗．兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方，S極位于兩導軌的正下方，一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直． 圖1 (1)在圖中畫出連線，完成實驗電路．要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動． (2)為使

65、金屬棒在離開導軌時具有更大的速度，有人提出以下建議： A．適當增加兩導軌間的距離 B．換一根更長的金屬棒 C．適當增大金屬棒中的電流 其中正確的是________(填入正確選項前的標號)． 【答案】 (1)連線如圖所示 (2)AC (2)由動能定理BIL·s＝2(1)mv2－0可知，要增大金屬棒離開導軌時的速度v，可以增大磁感應強度B、增大電流I、增大兩導軌間的距離L或增大導軌的長度s；但兩導軌間的距離不變而只是換一根更長的金屬棒后，等效長度L并不會發(fā)生改變，但金屬棒的質量增大，故金屬棒離開導軌時的速度v減?。? 12．【2016·江蘇卷】 小明同學通過實驗探究某一金屬電

66、阻的阻值R隨溫度t的變化關系．已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10 Ω，R隨t的升高而增大．實驗電路如圖所示，控溫箱用以調節(jié)金屬電阻的溫度． 實驗時閉合S，先將開關K與1端閉合，調節(jié)金屬電阻的溫度，分別記下溫度t1，t2，…和電流表的相應示數(shù)I1，I2，….然后將開關K與2端閉合，調節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1，I2，…，分別記下電阻箱相應的示數(shù)R1，R2，…. 圖1 (1)有以下兩種電流表，實驗電路中應選用________． A．量程0～100 mA，內阻約2 Ω B．量程0～0.6 A，內阻可忽略 (2)實驗過程中，要將電阻箱的阻值由9.9 Ω調節(jié)至10.0 Ω，需旋轉圖中電阻箱的旋鈕“a”“b”“c”，正確的操作順序是________． ①將旋鈕a由“0”旋轉至“1” ②將旋鈕b由“9”旋轉至“0” ③將旋鈕c由“9”旋轉至“0” (3)實驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表： 溫度t(℃) 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 阻值R(Ω) 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8 請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作