2010年高考二轮复习物理经典例题专题剖析电路

2010年高考二轮复习物理经典例题专题剖析：电路例1．（天津高考）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。已知电子的电量为e，质量为m，则刚射出加速电场时，一小段长为△L的电子束内的电子数为（）A．eUmeSLI2B．eUmeLI2C．eUmeSI2D．eUmeLIS2解析：根据动能定理可以知道，电子束经过加速电场后的速度为：meUv2电子束运行△L所需要的时间：t=△L/v=eUmL2由电流定义式I=Q/t=Ne/t可以知道：N=It/e=eUmeLI2，所以答案B正确。答案：B点评：此题考查了电流的定义式，由此题可以看出高考并不都是高难度的题，其实大多数都是中等难度以下的试题，对此种题，我们应该对基本概念、基本规律给予重视，抓住基础，从基础出发，对于高考来说还是很有效的，注重基础。例2．（全国卷I）实验题22题，用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号，把电压信号接入示波器Y输入。（1）当屏幕上出现如图1所示的波形时，应该调节钮，如果正弦波正负半周均超出了屏幕的范围，应调节钮或钮，或这两个组配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。（2）如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，则将位置于位置，然后调节钮。解析：（1）应该调节竖直位移或；衰减或衰减调节，Y增益（2）扫描范围，1k档位，扫描微调。点评：此题考查学生对示波器的掌握情况，对于示波器，只要求学生对示波器面板的各个按钮非常的熟悉，掌握各个按钮的功能和具体用法。在具体问题中会进行调节波形x增益和y增益，水平位移和竖直位移等。例3．（武汉三摸）在如图所示的电路中，由于某一电阻发生断路或短路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（）A．R1短路B．R2断路C．R3断路D．R4短路解析：由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知道电路中的总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应该为某一电阻断路，排除A、D。若假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必然引起与之并联的灯B中电流变大，使灯B变亮，推理结果和现象相符，故选项B对。若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路中电流增大，灯B中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确。答案：BC点评：此题考查的是电路故障的问题，对于此类问题，应该对电路产生故障的原因有所了解，对断路和短路的特点也要很清楚的知道：（1）断路的特点：电路中发生断路，表现为电路中的电流为零而电源的电压不为零，若外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两段之间可能会出现断点，则这两点与电源相连部分无断点。（2）短路的特点：电路发生短路，表现为有电流通过短路电路支路，但该支路两端的电压为零。（3）电路故障检测的方法：电路故障可以用两种方法来检测，第一是仪器检测法，即用电压表检测，按照短路和断路特点就可以判断出故障所在；第二是用假设法，先假定某个元件出现何种故障，通过该元件出现的故障，进行推理，得到结果与现象相符，则假设成立，如果不符，再假设其他元件出现故障，直到找到故障为止。例4．（天津高考）如图所示的电路中，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S1由位置1切换到位置2，则（）A．电压表的示数变大；B．电池内部消耗的功率变大；C．电阻R2两端的电压变大；D．电池的效率变大解析：当开关置于1时电路中的总电阻为：R总1=1.5R+r（令R1=R2=R3=R）电路中的电流为：I1=E/(1.5R+r)电源的输出电压为：U1=1.5R*I1=1.5R*E/(1.5R+r)此时电源的效率：η1=1.5R/(1.5R+r)通过R2的电流等于I1，即IR2=I1当开关置于2时电路中的总电阻为：R总2=2R/3+r电路中的电流为：rREI322电源的输出电压为：RrRERIU32323222此时电源的效率：rRR32322通过R2的电流为：IR2＇=I2/3比较R总1与R总2、I1与I2、U1与U2、η1与η2、IR2与IR2＇，可以知道，电压表的示数变小，所以A错误，电路中电流变大，电源内部消耗变大，所以B正确，电源的输出效率减小，即D错误，通过比较可以知道，通过R2的电流在减小，R2两端的电压也在减小，所以C错误。答案：B点评：此题考查的时闭合电路的动态分析，但是此题又不同于一般的因电阻变化而引起的动态问题，所以此题不宜用电路中电阻变化推导电流电压变化，要通过计算比较两种情况下的物理量的值的变化情况。例5．（2006年江苏高考）如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法中正确的是（）A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：根据理想变压器的规律，用n1、n2代表原副线圈的匝数，则2121nnUU；2112nnIIP入=P出或I1U1=I2U2若保持P的位置不变及U1不变，S由b切换到a相当于n2变大，就会有U2增大，则R上消耗的功率增大，故A错误；由I=U/R可以知道I2增大，I1也会随之增大，故C正确，同理可以得到B也正确；保持U1不变，S接在b端，U2不变，将P向上滑动，R减小，由I=U/R可知，I2变大，由I1=n2I2/n1，n2/n1不变，I2变大，所以I1增大，故D错误。答案：BC点评：解决此类问题的方法是首先要分清变量和不变量，弄清“谁决定谁”，然后利用直流电路中的动态分析方法即可。例6．（四川高考）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入两板间。若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力。那么滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率为多大？（g取10m/s2）解析：小球进入板间后，受重力和电场力的作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为UAB，由动能定理得：20210mvqUmgdAB所以滑动变阻器两端的电压U滑=UAB=8V。设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律可得：rRUEI滑=1A滑动变阻器接入电路的电阻R滑=U滑/I=8Ω电源的输出功率为P出=I2(R+R滑)=23W。答案：8Ω；23W点评：本题由动能定理先求出UAB，在转入闭合电路中求电阻值；熟练掌握闭合电路欧姆定律时解决此类问题的关键，注意电源的输出功率时外电阻消耗的功率，非常重要。例7．（重庆高考）三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V，它们的额定电流都为0.3A。若将它们连接成如图1、图2的电路，且灯泡都正常发光，（1）试求图1电路的总电流和电阻R2消耗的电功率。（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。解析：（1）由题意，在图1电路中，电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9AU路=E-I总r=2.25VUR2=U路-UL3=0.05VIR2=I总=0.9A电阻R2消耗的功率为PR2=IR2UR2=0.045W（2）图1中电源提供的电功率P总=I总E=0.9×3W=2.7W图2中电源提供的功率：P总＇＝I总＇E＇=0.３×６W=１.８W由于灯泡正常发光，两电路有用功率相等，而P总P总＇所以图2比图1更节能。答案：（1）0.9A；0.045W；（2）2.7W；1.8W，图2更节能。点评：本题考查闭合电路中的电路分析与计算，并比较电路连接方法的优劣，要求能正确分析出各用电器的连接关系，熟练应用闭合电路欧姆定律，并有较强的综合能力，要求在平时复习中足够的重视本部分内容。例8．（江苏高考）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图①为某种电热式电器的简化电路图，主要元件由电阻丝R1、R2和自动开关S。（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2）用电器由照明电路供电（U=220V），设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电功率为40W，则R1、R2分别为多大？（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图②所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。解析：（1）S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态。（2）由功率公式得121RUP2122RRUP由上面两式可得：R1=121Ω,R2=1089Ω，（3）W=P1t/2+P2t/2=0.22kw·h(或7.92×105J)答案：（1）S闭合，处于加热状态；S断开，处于保温状态。（2）R1=121Ω,R2=1089Ω,（3）0.22kw·h(或7.92×105J)点评：此题考查部分电路欧姆定律中电功率的计算，联系生活中的实例设计问题，是物理考试的主流，问题在书外，知识在书中，此类问题只要将书中的知识理解透了，就能轻易地解决问题。例9．（天津高考）两根光滑的长直金属导轨MN、MN＇平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M＇处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L，阻值同为R的金属棒ab垂直导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q，求：（1）ab运动的速度大小；（2）电容器所带的电荷量q。解析：（1）设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电路为I，ab运动距离s所用时间为t,则有：BLvEREI4vstRtIQ42由上述方程得：sLBQRv224（2）设电容器两极板间的电势差为U，则有：U=IR电容器所带的电量：q=CU解得：BLsCQRq答案：（1）sLBQRv224；（2）BLsCQRq点评：此题考查的是电磁感应和闭合电路欧姆定律的综合试题，这种题可以看作是恒定电流中闭合电路欧姆定律的应用的变形题，电磁感应产生感应电动势，磁感应电动势就相当于恒定电流电路中的电池，这样这个题也就成立恒定电路的含容问题了。例10．（全国Ⅲ）（l）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为_______mm（2）利用图中给定的器材测量电压表V的内阻Rv图中B为电源（内阻可忽略不计），R为电阻箱，K为电键。①将图中实物连接为测量所用的电路②写出实验中必须记录的数据（用符号表示），并指出各符号的意义：_________________③用②中记录的数据表示RV的公式为RV=___________解析：（1）8．116（在8.116±0.002范围内）（2）①连线如图所示②R1．R2,它们是电阻箱的两次读数；U1，U2，它们是相应的电压表的两次读数③U2R2－U1R1U1－U2点评：对于此题应该注意以下两个个方面：（1）千分尺主尺的横基准线上下每错开0.5毫米刻一个最小分度，其测量范围是0.25毫米，测量时大于0.5毫米的长度由主尺上读出，小于0.5毫米的长度可由动尺上读出。在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出，读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。（2）在实物连线时要简洁，不能出现相交线和未接到接线柱的情况，还要注意电压表电流表的量程的选择，内外接法的选择等。例11．如图所示，da、cb为相距L的平行导轨(电阻可以忽略不计)，a、b间接有一个固定电阻，阻值为R。长直细金