第10章 恒定电流高考热点集训(十)

热点1闭合电路的动态分析对于电路某一部分结构的变化而引起电阻、电流、电功率等物理量的变化问题，能够熟练地应用欧姆定律等知识进行正确分析；含电容器电路的分析与计算也是高考考查的重点．解决闭合电路动态变化问题，应按照局部→整体→局部的程序进行分析．具体的基本思路是：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→固定支路并联分流I串联分压U→变化支路．对于固定不变的部分，一般按照欧姆定律直接判断；而对于变化的部分，一般应根据分压或分流间接判断．涉及变阻器滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．实战演练1.(2011·高考海南卷)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大解析：选B.故B正确．2.(2012·浙江六校联考)在如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R0＝3Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，闭合电键S，在滑片P从a滑到b的过程中，若安培表内阻忽略，正确的是()A．安培表的示数先减小后增大B．安培表的示数先增大后减小C．滑动变阻器消耗的功率先增大后减小D．滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，再增大后减小解析：选AD.滑片从a移到b的过程中,电阻R接入电路中的总电阻R总为RPa与RPb的并联电阻，当P在a端时，R总＝0,当P在ab中点时，R总＝10Ω，此时为最大值，此后再滑向b的过程中R总又减小，到达b点时R总＝0，故回路总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，选项A正确、B错误；当滑动变阻器接入电路的总阻值R总，即RPa与RPb的并联电阻P并＝R0＋r即R并＝4Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大,故滑片从a到中点过程中其功率先增大后减小，在从中点滑到b端过程中,滑动变阻器功率再增大后又减小，故选项C错误、D正确．3.如图所示电路中，已知电源的内阻r＜R2，电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值．闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由中点向左滑动的过程中,下列说法中正确的有()A．A1的示数不断减小，A2的示数不断变大B．V1的示数先变小后变大，V2的示数先变大后变小C．电源内部的热功率先变大后变小D．电源的输出功率先变小后变大解析：选AD.根据题意，由于R1的阻值小于R0的最大阻值，P由中点向左滑动过程中，并联电阻值先变大再变小，则由闭合电路欧姆定律I＝ER＋r可知干路电流是先变小后变大，由U2＝I2R2＝IR2可知V2的示数先变小后变大；由U＝E－Ir可知V1示数(即路端电压)先变大后变小，选项B错误；电源内部的热功率Pr＝I2r是先变小后变大，选项C错误；由电源输出功率P与外电阻R关系图象并结合r＜R2可知，电源输出功率是先变小后变大，选项D正确；又I＝I1＋I2，I2＝U1R1＋RP左，I1＝U1R0－RP右可知A1的示数不断减小，A2的示数不断变大，选项A正确．热点2电学实验电学实验是高考的必考内容．掌握好课本实验的实验原理、思想方法是做好实验题的基础，能灵活利用已学知识和原有实验模型解决创新实验问题是实验得高分的关键．考前应加强实验改进和拓展实验的训练．选择实验器材、进行实验设计的原则是：①安全：即所选电表的量程不能小于被测量的最大值；②准确：为减小实验误差，电表的偏转应在满偏的1/3以上；③方便调节：使用分压式接法，滑动变阻器的阻值较小时，方便调节；使用限流式接法，滑动变阻器的阻值一般与待测元件阻值相近或比待测元件阻值略大些．在进行实物图连线时要按电路图的顺序去连，线要接在接线柱上，且线不能交叉；滑动变阻器分压式接法接入电路时有三个接线柱．与电阻等元件并联的一定是一上、一下两个接线柱，和电源相连的一定是两个下接线柱；电表连接时要注意正、负极和量程，电压表连接时要注意电流表的内、外接法．运用图象法处理数据是物理实验中的重要方法，图象有曲线图(如伏安特性曲线)、直线图(如测定电源电动势和内阻)等．处理数据时一般要先写出两个量关系的表达式，从图象上看斜率和截距的意义往往能快捷地求得未知量．实战演练4．(2011·高考江苏卷)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值．(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关．适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：电阻R/Ω5.010.015.025.035.045.0电压U/V1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出U－R关系图象．(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V．利用(1)中测绘的U－R图象可得Rx＝________Ω.(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象测定某一电阻，则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”)．现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U－R图象实现对待测电阻的准确测定？解析：(1)首先确定两坐标轴的刻度，要注意使图象布满整个坐标纸，其次将表中数据在坐标纸上描点．第三步是连线，要注意画出平滑的曲线，不能连成折线．(2)在所得图象上确定纵坐标为2.00V的点对应的横坐标即为所求结果．(3)当电源内阻r增大时，在R相同的情况下电路中电流I＝ER＋R′＋r变小，从而导致R两端电压偏小，则从原U－R图象中读得的R值偏小．要使利用原测绘的UR图线准确测量待测电阻，就需保证原图线中U与R的对应性，从表中数据可以看到，R＝10.0Ω时U＝1.50V，故需调节R′使电压表示数为1.50V.答案：(1)如图所示(2)20(19～21都算对)(3)偏小改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V5．(2011·高考山东卷)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．(1)所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上(本书未画)画出UI图象.U/V1.961.861.801.841.641.56I/A0.050.150.250.350.450.55(2)根据所画UI图象，可求得电流I＝0.20A时电源的输出功率为________W．(保留两位有效数字)(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．(Rx阻值未知)解析：(1)选择合适标度后描点，连线得图象时，应舍弃第四组数据点．(2)在图象上读出与I＝0.20A对应的电压U值，根据P＝IU求解．(3)题中“存在安全隐患”，意为缺乏保护措施．a电路中Rx起不到保护作用，d中Rx起保护作用，但不能测出电源的输出功率，b、c能满足题目要求．选b、c.答案：(1)如图所示(2)0.37(或0.36)(3)bc6．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．如图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材(代号)规格电流表(A1)量程0～50mA，内阻约为50Ω电流表(A2)量程0～200mA，内阻约为10Ω电压表(V1)量程0～3V，内阻约为10kΩ电压表(V2)量程0～15V，内阻约为25kΩ滑动变阻器(R1)阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A滑动变阻器(R2)阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA直流电源(E)输出电压6V，内阻不计开关(S)导线若干(1)为提高实验结果的准确程度，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(以上均填器材代号)(2)为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小灯泡的伏安特性曲线有何异同点．相同点：________________________________________________________________；不同点：________________________________________________________________.解析：(1)选器材的基本原则：a.安全性(不超量程)，b.精确性(不超量程的前提下，使指针偏角尽可能大)，c.方便性．由IU图线知：为满足安全性原则，电流表应选A2，为满足准确性原则，电压表应选V1，为满足方便性原则，滑动变阻器应选R1.(2)验证元件的伏安特性曲线，要求电压从0开始变化，故滑动变阻器用分压接法，由图线可知：该元件的电阻(变化的)远小于电压表的内阻，故电流表用外接法，如图所示．(3)见答案(注：IU图线的斜率k表示元件电阻的倒数)．答案：(1)A2V1R1(2)如图(3)相同点：通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小灯泡的电流与电压的变化关系都是非线性关系不同点：该元件的电阻值随电压的升高而减小，而小灯泡的电阻值随电压的升高而增大7．(2011·高考大纲全国卷)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多有电表，量程为60mA的电流表,电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：(1)仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；(2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图甲、乙、丙所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为______mA，电阻箱的读数为________Ω.(3)将图1多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)解析：(1)多用电表的黑表笔与表内电池正极相连，而a与电流表“＋”相连，故表笔a为电流流出端，故为黑表笔．(2)见答案(3)(4)多用电表内阻r等于多用电表的中值电阻，即r＝15Ω，多用电表的读数等于电阻箱与电流表的总电阻R＝14Ω，由闭合电路欧姆定律E＝I1(R＋r)，短接时E＝I2·r，解得I2＝102mA,E＝1.54V.答案：(1)黑(2)14.0(只填“14”给一半的分)53.0(只填“53”给一半的分)4.6(3)102(答案在101～103范围内均给分)(4)1.54(答案在1.53～1.57范围内均给分)本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放