2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 恒定電流 第40講 電路的基本概念和規(guī)律（二）學(xué)案（含解析）.doc

第40講電路的基本概念和規(guī)律(二)考點(diǎn)一串、并聯(lián)電路閉合電路歐姆定律一、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1特點(diǎn)對(duì)比2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(wú)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。(4)無(wú)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。二、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(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。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)，I0，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)(R0)，I，U內(nèi)E。4UI關(guān)系圖：由UEIr可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而減小；UI關(guān)系圖線如圖所示。(1)當(dāng)電路斷路即I0時(shí)，縱軸的截距為電動(dòng)勢(shì)E。(2)當(dāng)外電路電壓為U0時(shí)，橫軸的截距為短路電流Im。(3)圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻r。1教材母題(人教版選修31 P63T3)許多人造衛(wèi)星都用太陽(yáng)電池供電。太陽(yáng)電池由許多片電池板組成。某電池板不接負(fù)載時(shí)的電壓是600 V，短路電流是30 A。求這塊電池板的內(nèi)阻。變式子題衛(wèi)星在太空中可以利用太陽(yáng)電池板供電。若一太陽(yáng)電池板，測(cè)得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA，將該電池板與一阻值為20 的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 V B0.20 VC0.30 V D0.40 V答案D解析電源沒有接入外電路時(shí)，路端電壓值等于電源電動(dòng)勢(shì)，所以電動(dòng)勢(shì)E800 mV。由閉合電路歐姆定律得，短路電流I短，所以電源內(nèi)阻r 20 。該電源與20 的電阻連成閉合電路時(shí)，電路中的電流I mA20 mA，所以路端電壓UIR2020 mV400 mV0.40 V，故D正確。2.如圖所示電路中，r是電源的內(nèi)阻，R1和R2是外電路中的電阻，如果用Pr、P1和P2分別表示電阻r、R1和R2上所消耗的功率，當(dāng)R1R2r時(shí)，PrP1P2等于()A111 B211 C144 D411答案D解析設(shè)干路電流為I，流過R1和R2的電流分別為I1和I2。由題，R1和R2并聯(lián)，電壓相等，電阻也相等，則電流相等，故I1I20.5I；根據(jù)公式PI2R，三個(gè)電阻相等，功率之比等于電流平方之比，即PrP1P2411。故選D。3.如圖所示為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的UI圖線，用此電源與三個(gè)阻值均為3 的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8 V。則該電路可能是下圖中的()答案B解析由UI圖象可得電源的電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻r 0.5 ；外電路連接電阻R時(shí)，路端電壓為4.8 V，由閉合電路歐姆定律得EUIr，I A2.4 A。又因?yàn)镮，所以Rr 2 。選項(xiàng)A、B、C、D四個(gè)電路的外電路電阻分別是1 、2 、9 、4.5 ，因此只有B正確。考點(diǎn)二閉合電路的動(dòng)態(tài)分析直流電路中動(dòng)態(tài)問題的分析是高考考查的熱點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變電阻的大小，或者通過開關(guān)閉合與斷開改變電路結(jié)構(gòu)，或者電路中有光敏電阻、熱敏電阻且阻值發(fā)生變化時(shí)，電路中各個(gè)部分的電流、電壓和功率都會(huì)隨之發(fā)生變化。分析動(dòng)態(tài)電路問題常用的方法有程序法、“串反并同”結(jié)論法、極限法等。1程序法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。即：R3極限法因變阻器滑片滑動(dòng)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。 (2018大連模擬)(多選)在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，、為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器滑片P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，下列說(shuō)法中正確的是()A電壓表示數(shù)減小 B電流表示數(shù)增大C電阻R2消耗的功率增大 Da點(diǎn)的電勢(shì)降低解析解法一：程序法P由a端向b端滑動(dòng)，其阻值減小，則總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大，電壓表示數(shù)變大，A錯(cuò)誤；電阻R2兩端的電壓U2EI總(R1r)，I總增大，則U2減小，I2，I2減小，電流表的示數(shù)IAI總I2增大，B正確；由P2IR2知P2減小，C錯(cuò)誤；UababaU2，故a降低，D正確。解法二：結(jié)論法由于R3減小，R2與R3并聯(lián)，則U2、I2均減小，而P2IR2，知P2減小，C錯(cuò)誤；UabU2aba減小，D正確；因?yàn)镽1間接與R3串聯(lián)，故I1、U1均增大，故電壓表示數(shù)增大，A錯(cuò)誤；根據(jù)IAI1I2知IA增大，B正確。解法三：極限法設(shè)滑片P滑至b點(diǎn)，則R30，ab0，D正確；R2上電壓為零，則功率也為零，C錯(cuò)誤；當(dāng)R30時(shí)，總電阻最小，總電流最大，R1上電壓最大，故A錯(cuò)誤；由于IAI1I2，此時(shí)I1最大，I20最小，故IA最大，B正確。答案BD方法感悟以上三種方法相比，對(duì)動(dòng)態(tài)分析問題，結(jié)論法最簡(jiǎn)潔適用，但要注意，“串反并同”的條件是電源內(nèi)阻不能忽略。(2019福建福州期末質(zhì)檢)(多選)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定，R1、R2是定值電阻，R3是光敏電阻(光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的增大而變小)，電流表和電壓表均為理想電表。閉合開關(guān)，當(dāng)照射到R3的光照強(qiáng)度變化時(shí)，R2功率變大，以下判斷正確的是()A電流表示數(shù)一定變小B電壓表示數(shù)一定變小CR3的功率一定變大D照射到R3的光照強(qiáng)度一定增大答案BD解析由于R2功率變大，根據(jù)PI2R可知通過R2的電流增大，根據(jù)“串反并同”可得R3的阻值減小，照射到R3的光照強(qiáng)度一定增大，電路總電阻減小，電路總電流增大，電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，故B、D正確，A錯(cuò)誤；R3的阻值減小，通過R3的電流增大，由于R3與r、R1、R2的定量關(guān)系不確定，R3的功率變化無(wú)法確定，不一定變大，故C錯(cuò)誤。考點(diǎn)三閉合電路的功率及效率問題由P出與外電阻R的關(guān)系式可知：(1)當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm。(2)當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越小。(3)當(dāng)R<r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來(lái)越大。(4)當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2r2。如圖所示，E8 V，r2 ，R18 ，R2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則R2的取值應(yīng)是多大？這時(shí)R2的功率是多大？(2)要使R1得到的電功率最大，則R2的取值應(yīng)是多大？R1的最大功率是多少？這時(shí)電源的效率是多大？(3)調(diào)節(jié)R2的阻值，能否使電源以最大的功率輸出？為什么？解析(1)將R1和電源等效為一新電源，則新電源的電動(dòng)勢(shì)EE8 V，內(nèi)阻rrR110 ，且為定值。利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結(jié)論知，當(dāng)R2r10 時(shí)，R2有最大功率，即P2max W1.6 W。(2)因R1是定值電阻，所以流過R1的電流越大，R1的功率就越大。當(dāng)R20時(shí)，電路中有最大電流，即Imax0.8 A，R1的最大功率P1maxIR15.12 W這時(shí)電源的效率100%80%。(3)不能。因?yàn)榧词筊20，外電阻R1也大于r，不可能有的最大輸出功率。答案(1)10 1.6 W(2)05.12 W80%(3)不能理由見解析方法感悟(1)干路上的定值電阻可等效為電源內(nèi)阻的一部分來(lái)處理，這樣會(huì)使問題簡(jiǎn)化。(2)當(dāng)僅外電路電阻是變量時(shí)，才能應(yīng)用P出R圖象分析其輸出功率變化及其最大值。將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測(cè)得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示，由此可知()A電源最大輸出功率可能大于45 WB電源內(nèi)阻一定等于5 C電源電動(dòng)勢(shì)為45 VD電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率大于50%答案B解析由于題述將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，電阻箱所消耗功率P等于電源輸出功率。由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線可知，電阻箱所消耗功率P最大為45 W，所以電源最大輸出功率為45 W，A錯(cuò)誤；由電源輸出功率最大的條件可知，電源輸出功率最大時(shí)，外電路電阻等于電源內(nèi)阻，所以電源內(nèi)阻一定等于5 ，B正確；由電阻箱所消耗功率P最大值為45 W可知，此時(shí)電阻箱讀數(shù)為R5 ，電流I3 A，電源電動(dòng)勢(shì)EI(Rr)30 V，C錯(cuò)誤；電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率為50%，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)四兩種UI圖象的比較與應(yīng)用兩種UI圖象的比較如圖甲所示的電路中R1R2100 ，是阻值不隨溫度而變的定值電阻。白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖乙所示。電源電動(dòng)勢(shì)E100 V，內(nèi)阻不計(jì)。求：(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實(shí)際電功率；(2)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實(shí)際電功率。解析(1)當(dāng)S斷開時(shí)，因R1是定值電阻，與燈泡串聯(lián)，設(shè)燈泡上的電壓為U1，電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：EU1I1R1，代入數(shù)據(jù)得：I11。在IU圖上作出圖線甲，如圖所示，這條直線與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)為(40 V,0.60 A)。由此可知此時(shí)流過燈泡的電流為0.60 A，燈泡上的電壓為40 V，燈泡的實(shí)際功率P1U1I124 W。(2)當(dāng)S閉合時(shí)，設(shè)燈泡上的電壓為U2，電流為I2，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：EU2R1，代入數(shù)據(jù)得：I21，在IU圖上作出圖線乙，如圖所示，這條直線與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)為(25 V,0.5 A)。由此可知此時(shí)流過燈泡的電流為0.5 A，燈泡上的電壓為25 V，燈泡的實(shí)際功率P2U2I212.5 W。答案(1)40 V0.60 A24 W(2)25 V0.5 A12.5 W方法感悟利用兩種UI圖象解題的基本方法利用電源的UI圖象和電阻的UI圖象解題，無(wú)論電阻的UI圖象是線性還是非線性，解決此類問題的基本方法是圖解法，即把電源和電阻的UI圖線畫在同一坐標(biāo)系中，圖線的交點(diǎn)即電阻的“工作點(diǎn)”，電阻的電壓和電流可求，其他的量也可求。(多選)如圖所示的UI圖象中，直線為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的UI圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()AR的阻值為1.5 B電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為0.5 C電源的輸出功率為3.0 WD電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W答案AD解析由圖線可知，外電阻R 1.5 ，故A正確；由圖線可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E3.0 V，短路電流I短2.0 A，電源內(nèi)阻r 1.5 ，故B錯(cuò)誤；兩圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為PUI1.51.0 W1.5 W，C錯(cuò)誤；電源內(nèi)部消耗的功率為P內(nèi)I2r1.021.5 W1.5 W，D正確?？键c(diǎn)五含電容器電路含電容器電路的分析思路(1)電路簡(jiǎn)化把電容器所處的支路視為斷路，簡(jiǎn)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)電容器的電壓電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無(wú)電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線。(3)電容器的電量及變化利用QUC計(jì)算電容器初、末狀態(tài)所帶的電量Q1和Q2。如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電量為|Q1Q2|。如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電量為Q1Q2。如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E6.00 V，其內(nèi)阻可忽略不計(jì)。電阻的阻值分別為R12.4 k，R24.8 k，電容器的電容C4.7 F。閉合開關(guān)S，待電流穩(wěn)定后，用電壓表測(cè)R1兩端的電壓，其穩(wěn)定值為1.50 V。(1)該電壓表的內(nèi)阻為多大？(2)由于電壓表的接入，電容器的電荷量變化了多少？解析(1)設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV，測(cè)得R1兩端的電壓為U1，則R1與RV并聯(lián)后的總電阻為R，則有由串聯(lián)電路的規(guī)律聯(lián)立解得：RV代入數(shù)據(jù)得RV4.8 k。(2)電壓表接入前，電容器上的電壓UC等于電阻R2上的電壓，設(shè)R1兩端的電壓為UR1，則又EUCUR1，解得UC4 V接入電壓表后，電容器上的電壓為UCEU14.5 V由于電壓表的接入，電容器的電荷量增加了QC(UCUC)2.35106 C。答案(1)4.8 k(2)增加2.35106 C方法感悟(1)電路穩(wěn)定時(shí)電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大的元件，在電容器處電路看做是斷路，畫等效電路時(shí)，可以先把它去掉。(2)若求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上電容器，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)QCU計(jì)算。(3)通過與電容器串聯(lián)的電阻的電荷量等于電容器所帶電荷量的變化量。(2016全國(guó)卷)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A. B. C. D.答案C解析當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)等效電路如圖1所示，電容器C兩端的電壓UE，所帶的電荷量Q1CUCE；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)等效電路如圖2所示，電容器C兩端的電壓UE，所帶的電荷量Q2CE。所以，C項(xiàng)正確。課后作業(yè) 鞏固強(qiáng)化練1在已接電源的閉合電路中，關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系應(yīng)是()A如外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨之增大B如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動(dòng)勢(shì)必然減小C如內(nèi)電壓減小，則外電壓不變，電源電動(dòng)勢(shì)隨內(nèi)電壓減小D如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源電動(dòng)勢(shì)始終為二者之和，保持不變答案D解析在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系為：EU外U內(nèi)，E由其自身性質(zhì)決定，一般不變，所以U外增大，U內(nèi)減?。籙外減小，U內(nèi)增大，二者之和始終不變。故選D。2如圖中電阻R1、R2、R3的阻值均與電池的內(nèi)阻相等，則開關(guān)K接通后流過R2的電流與接通前流過R2的電流的比是()A53 B35 C65 D56答案B解析設(shè)三個(gè)電阻及內(nèi)阻的阻值均為R；開關(guān)K接通前，流過R2的電流I1；開關(guān)K接通后，流過R2的電流I2，則I2I135，故選B。3.電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A電壓表和電流表讀數(shù)都增大B電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表A1示數(shù)減小，A2示數(shù)增大D電壓表讀數(shù)減小，電流表A1示數(shù)增大，A2示數(shù)減小答案C解析由題圖可知滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R增大，則外電路的總阻值R總增大，干路電流I，因R總增大，所以I減小，故A1示數(shù)減?。宦范穗妷篣EIr，因I減小，所以U增大，即電壓表的讀數(shù)增大；R2兩端電壓U2EI(R1r)，因I減小，所以U2增大，由I2知，I2增大，即電流表A2的讀數(shù)增大，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4.受動(dòng)畫片四驅(qū)兄弟的影響，越來(lái)越多的小朋友喜歡上了玩具賽車，某玩具賽車充電電池的輸出功率P隨電流I的變化圖象如圖所示，由圖可知下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是()A該電池的電動(dòng)勢(shì)E4 VB該電池的內(nèi)阻r1 C該電池的輸出功率為3 W時(shí)，電路中的電流可能為1 AD輸出功率為3 W時(shí)，此電源的效率一定為25%答案D解析PEII2r，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，當(dāng)I時(shí)，P最大，此時(shí)U內(nèi)U外。由P4 W，I2 A，得到U外2 V，則E4 V，故A正確；r1 ，故B正確；當(dāng)P3 W時(shí)，由PEII2r，代入解得I11 A，I23 A，故C正確；，當(dāng)I11 A時(shí)，U1EI1r3 V，75%，當(dāng)I23 A時(shí)，U2EI2r1 V，25%，故D錯(cuò)誤。5.(多選)電源、開關(guān)S、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖所示的電路，電容器的兩平行板水平放置。當(dāng)開關(guān)S閉合，并且無(wú)光照射光敏電阻R2時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點(diǎn)。當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R2時(shí)，光敏電阻的阻值變小，則()A液滴向下運(yùn)動(dòng)B液滴向上運(yùn)動(dòng)C電容器所帶電荷量減少D電容器兩極板間電壓變大答案BD解析當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻R2時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電流增大，電容器兩極板間電壓變大，電容器所帶電荷量增大，液滴所受電場(chǎng)力增大，液滴向上運(yùn)動(dòng)，B、D正確。6.(多選)如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的UI圖線，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別用E、r表示，根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析下列選項(xiàng)正確的是()AE50 VBr C當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，該導(dǎo)體的電阻為20 D當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時(shí)，電路消耗的總功率為80 W答案AC解析由圖象的物理意義可知電源的電動(dòng)勢(shì)E50 V，內(nèi)阻r 5 ，故A正確，B錯(cuò)誤；該導(dǎo)體與該電源相連時(shí)，電阻的電壓、電流分別為U40 V，I2 A，則R20 ，此時(shí)，電路消耗的總功率P總EI100 W，故C正確，D錯(cuò)誤。7有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為1 的電源。下列電阻與其連接后，使電阻的功率大于2 W，且使該電源的效率大于50%的是()A0.5 B1 C1.5 D2 答案C解析由閉合電路歐姆定律得I，PI2R>2 W，即2R>2 W，得 <R<2 ，要使電源的效率大于50%，即100%>50%，應(yīng)使R>r1 ，故C正確。8電路如圖甲所示。若電阻未知，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻也未知，電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的UI圖線分別如圖乙所示，求：(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；(2)電源的路端電壓；(3)電源的輸出功率。答案(1)4 V1 (2)3 V(3)3 W解析(1)由題圖乙所示UI圖線知，電源電動(dòng)勢(shì)E4 V，短路電流I短4 A，故內(nèi)阻r1 。(2)由題圖甲、乙知，電源與電阻串聯(lián)時(shí)，電流I1 A，此時(shí)對(duì)應(yīng)的路端電壓U3 V。(3)由題圖乙知R3 ，故P出I2R3 W。9.如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長(zhǎng)L60 cm，兩板間的距離d30 cm，電源電動(dòng)勢(shì)E36 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R09 ，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v06 m/s水平向右射入兩板間，小球恰好從A板右邊緣射出。已知小球所帶電荷量q2102 C，質(zhì)量m2102 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)帶電小球在平行金屬板間運(yùn)動(dòng)的加速度大??；(2)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值。答案(1)60 m/s2(2)14 解析(1)小球在金屬板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，有Lv0t，dat2，解得a60 m/s2。(2)設(shè)兩金屬板間電壓為U，由牛頓第二定律得mgma，解得U21 V。設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)有，解得R14 。真題模擬練10(2018江蘇高考)(多選)如圖所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80 V時(shí)，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對(duì)C充電，這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光。該電路()A充電時(shí)，通過R的電流不變B若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)C若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D若E減小為85 V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變答案BCD解析電容器充電時(shí)兩端電壓不斷增大，所以電源與電容器極板間的電勢(shì)差不斷減小，因此通過R的電流變小，A錯(cuò)誤；當(dāng)電阻R增大時(shí)，充電電流變小，電容器所充電荷量不變的情況下，充電時(shí)間變長(zhǎng)，B正確；若C增大，根據(jù)QCU，電容器的電荷量增大，所以放出的電荷量增大，閃光燈閃光一次通過電荷量增大，C正確；當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)為85 V時(shí)，電源給電容器充電，電容器兩端電壓仍能達(dá)到80 V，所以閃光燈仍然能發(fā)光，閃光一次通過的電荷量不變，D正確。11(2018湖南師大附中六月試卷)有一個(gè)消毒用電器P，電阻為20 k，它只有在電壓高于24 V時(shí)才能工作。今用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制，光敏電阻的阻值在有光照時(shí)為100 ，黑暗時(shí)為1000 。電源電動(dòng)勢(shì)E為36 V，內(nèi)阻不計(jì)，另有一個(gè)定值電阻R2，電阻為1000 。下列電路閉合開關(guān)后能使消毒用電器在光照時(shí)正常工作，黑暗時(shí)停止工作的是()答案B解析A項(xiàng)電路中，在光照時(shí)，光敏電阻為100 ，P的電阻為20 k，R2電阻為1000 ，P占的電壓超過E，正常工作，黑暗時(shí)，光敏電阻1000 ，P占的電壓超過E，正常工作，故A錯(cuò)誤；同理可以求得C項(xiàng)電路中在光照和黑暗時(shí)，P占的電壓超過E，正常工作，故C錯(cuò)誤；B項(xiàng)電路中P與R2并聯(lián)，并聯(lián)部分電阻略小于1000 ，在光照時(shí)，并聯(lián)部分的兩端電壓超過E，能使消毒用電器正常工作，黑暗時(shí)，并聯(lián)部分的兩端電壓不超過E，消毒用電器停止工作，故B正確；D項(xiàng)電路中P與R1并聯(lián)，光照時(shí)并聯(lián)部分電阻略小于100 ，黑暗時(shí)并聯(lián)部分電阻略小于1000 ，消毒用電器在光照和黑暗時(shí)P占的電壓均不超過E，停止工作，故D錯(cuò)誤。12(2018北京高考)如圖1所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中UI圖象的示意圖，并說(shuō)明UI圖象與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。(2)a.請(qǐng)?jiān)趫D2畫好的UI關(guān)系圖線上任取一點(diǎn)，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率；b請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請(qǐng)寫出電源電動(dòng)勢(shì)定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和。答案(1)UI圖象見解析，圖象與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為短路電流。(2)a.圖見解析b.Rr(3)見解析解析(1)UI圖象如圖甲所示，其中圖象與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值為短路電流。(2)a.如圖乙所示b電源輸出的電功率：PI2R2R，當(dāng)外電路電阻Rr時(shí)，電源輸出的電功率最大，為Pmax。(3)電動(dòng)勢(shì)定義式：E，根據(jù)能量守恒定律，非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路產(chǎn)生的電功和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱之和，即WI2rtU外ItIrqU外q，EIrU外U內(nèi)U外。