題目列表(包括答案和解析)
(1).在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時:
①需要測量擺球直徑,如圖1所示,擺球直徑為_______cm;讓刻度尺的零點對準擺線的懸點,擺線豎直下垂,如圖2所示,那么單擺擺長是_______。
②為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長L并測出相應的振動周期T,從而得出幾組對應的L與T2的數(shù)據(jù),如圖所示。再以L為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線,并求得該直線的斜率為k。則重力加速度g=_______。(用k表示)
(2).某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率,所用器材包括:輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關和導線等。
①他們截取了一段金屬絲,拉直后固定在絕緣的米尺上,并在金屬絲上夾上一個小金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材,設計實驗電路,并連接電路實物圖4
②實驗的主要步驟如下:
A.正確連接電路,設定電阻箱的阻值,開啟電源,合上開關;
B.讀出電流表的示數(shù),記錄金屬夾的位置;
C.斷開開關,_______,合上開關,重復B的操作。
③該小組測得電流與金屬絲接入長度關系的數(shù)據(jù),并據(jù)此給出了圖5的關系圖線,其斜率為_______(保留三位有效數(shù)字);圖線縱軸截距與電源電壓的乘積代表了_______電阻之和。
④他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖6所示. 金屬絲的直徑是_______。圖5中圖線的斜率、電源電壓金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_______。
(1).在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時:
①需要測量擺球直徑,如圖1所示,擺球直徑為_______cm;讓刻度尺的零點對準擺線的懸點,擺線豎直下垂,如圖2所示,那么單擺擺長是_______。
②為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長L并測出相應的振動周期T,從而得出幾組對應的L與T2的數(shù)據(jù),如圖所示。再以L為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線,并求得該直線的斜率為k。則重力加速度g=_______。(用k表示)
(2).某實驗小組利用實驗室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率,所用器材包括:輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關和導線等。
①他們截取了一段金屬絲,拉直后固定在絕緣的米尺上,并在金屬絲上夾上一個小金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材,設計實驗電路,并連接電路實物圖4
②實驗的主要步驟如下:
A.正確連接電路,設定電阻箱的阻值,開啟電源,合上開關;
B.讀出電流表的示數(shù),記錄金屬夾的位置;
C.斷開開關,_______,合上開關,重復B的操作。
③該小組測得電流與金屬絲接入長度關系的數(shù)據(jù),并據(jù)此給出了圖5的關系圖線,其斜率為_______(保留三位有效數(shù)字);圖線縱軸截距與電源電壓的乘積代表了_______電阻之和。
④他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖6所示. 金屬絲的直徑是_______。圖5中圖線的斜率、電源電壓金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_______。
高考真題
1.【解析】考查基本物理常識。熱敏電阻的原理是通過已知某電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關系,測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度,從而應用于溫度測控裝置中,A說法正確;光敏電阻是將光信號與電信號進行轉換的傳感器,B說法正確;電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應,可應用于電熱設備中,C說法正確;電阻對直流和交流均起到阻礙的作用,D說法錯誤
【答案】ABC
2.【解析】本題考查電路的串并聯(lián)知識。當cd端短路時,R2與R3并聯(lián)電阻為30Ω后與R1串聯(lián),ab間等效電阻為40Ω,A對;若ab端短路時,R1與R2并聯(lián)電阻為8Ω后與R3串聯(lián),cd間等效電阻為128Ω,B錯;但ab兩端接通測試電源時,電阻R2未接入電路,cd兩端的電壓即為R3的電壓,為Ucd = ×100V=80V,C對;但cd兩端接通測試電源時,電阻R1未接入電路,ab兩端電壓即為R3的電壓,為Uab = ×100V=25V,D錯。
【答案】AC
3.【解析】當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,R的電阻增大,所以總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,所以電壓表的讀數(shù)增大;又因與電流表串聯(lián)的電阻恒定,當其支路的電壓增大時,電流也增大,所以電流表的讀數(shù)也增大,故選項A正確
【答案】A
4.【解析】說明bcd與電源之間和a與電源之間的元件和導線是完好的,只能是R斷路。所以選項B正確。
【答案】B
5.【解析】正確認識門電路的符號,“&”為或門,“
【答案】C
6.【解析】(1)導線上損失的功率為P=I2R=(
損失的功率與輸送功率的比值
(2)(2)風垂直流向風輪機時,提供的風能功率最大.
單位時間內(nèi)垂直流向葉片旋轉面積的氣體質(zhì)量為pvS,S=r2
風能的最大功率可表示為
P風=
采取措施合理,如增加風輪機葉片長度,安裝調(diào)向裝置保持風輪機正面迎風等。
(3)按題意,風力發(fā)電機的輸出功率為P2=kW=160 kW
最小年發(fā)電量約為W=P2t=160×5000 kW?h=8×105kW?h
【答案】(1) (2) (3)8×105kW?h
7.【解析】歐姆檔在最上面的一排數(shù)據(jù)讀取,讀數(shù)為6×10Ω=60Ω;電流檔測量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù),讀數(shù)為7.18mA; 圖6
同樣直流電壓檔測量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的中間一排數(shù)據(jù)較好,讀數(shù)為35.9×0.1V=3.59V
【答案】(1)60Ω (2)7.18mA (3)3.59V
8.【解析】(1)當B=0.6T時,磁敏電阻阻值約為6×150Ω=900Ω,當B=1.0T時,磁敏電阻阻值約為11×150Ω=1650Ω.由于滑動變阻器全電阻20Ω比磁敏電阻的阻值小得多,故滑動變阻器選擇分壓式接法;由于,所以電流表應內(nèi)接。電路圖如圖6所示。
(2)方法一:根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求得磁敏電阻的阻值分別為:,,,
,,
故電阻的測量值為(1500-1503Ω都算正確。)
由于,從圖1中可以讀出B=0.9T
方法二:作出表中的數(shù)據(jù)作出U-I圖象,圖象的斜率即為電阻(略)。
(3)在0~0.2T范圍,圖線為曲線,故磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化(或非均勻變化);在0.4~1.0T范圍內(nèi),圖線為直線,故磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化(或均勻變化);
(4)從圖3中可以看出,當加磁感應強度大小相等、方向相反的磁場時,磁敏電阻的阻值相等,故磁敏電阻的阻值與磁場方向無關。
本題以最新的科技成果為背景,考查了電學實驗的設計能力和實驗數(shù)據(jù)的處理能力.從新材料、新情景中舍棄無關因素,會看到這是一個考查伏安法測電阻的電路設計問題,及如何根據(jù)測得的U、I值求電阻。第(3)、(4)問則考查考生思維的靈敏度和創(chuàng)新能力.總之本題是一道以能力立意為主,充分體現(xiàn)新課程標準的三維目標,考查學生的創(chuàng)新能力、獲取新知識的能力、建模能力的一道好題。
【答案】(1) B=0.9T (2)B=0.9T (3)磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化(或均勻變化);
9.【解析】(1)如圖所示
(2)②讀取溫度計示數(shù),讀取電壓表示數(shù)
(3)根據(jù)就可解出不同溫度下熱敏電阻的阻值,
并利用圖線得出圖線的斜率。在圖象上取兩點,當℃時,
,當℃時,圖象的斜率為,將圖線延長,交于原點,說明℃時的電阻為100,故關系式為。
【答案】 (1)圖略 (2)記錄電壓表電壓值、溫度計數(shù)值 (3)R=100+0.395 t
10.【解析】((1)如圖所示
(2)由于RL1比RL2小得多,燈泡L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過,但功率很小,不能發(fā)光。
(3)L2分得的電壓很小,雖然有電流渡過,
但功率很小,不能發(fā)光。如圖c所示
【答案】(1)如圖b(2)L2分得的電壓很小,
雖然有電流渡過,但功率很小,不能發(fā)光。
(3)功率很小,不能發(fā)光。
名校試題
1.【解析】當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時,
溫度升高,R2電阻減小,總電流變大,R1上電壓變大,R3電壓變小,故電流表示數(shù)I變;路端電壓U變小。故D正確。
【答案】D
2.【解析】由電功率的定義式得IU=P,所以選項B正確;因電吹風中有電動機,有一部公電能轉化為機械能,所以選項C也正確。
【答案】BC
3.【解析】當滑動變阻器上的滑動頭從開始的中點位置向右移動時,總電阻減小,總電流增大,所以選項D正確;L1所在支路電阻增大,電流減小,所以選項A對;同理選項D也正確
【答案】ABD
4.【解析】因為A1(0―
【答案】AD
5.【解析】當 S1閉合,S2斷開,該報警器將發(fā)出警報聲,所以選項B正確
【答案】B
6.【解析】在直流電路中電容相當于斷路,R1與R2串聯(lián),R3與R4串聯(lián),兩部分再并聯(lián)。電路中在R1、R2上的電壓降與在R3、R4上的電壓降相等,即U1+U2=U3+U4,且U1∶U2=R1∶R2,U3∶U4=R3∶R4,所以不用光照射時電容器上極板的電勢高于下極板的電勢。當用光照射時,光敏電阻R2的阻值減小,此時電容器上極板的電勢可能仍高于下極板的電勢,但電勢差減小,所以,電容C的電荷量可能會減小。隨照射光的強度的增加,當光敏電阻的阻值減小到一定值后,電勢差減小到零。照射光再增強時電容器下極板的電勢將高于上極板,此時電容器上極板先帶正電,后來帶負電。即電容器上的電荷先被中和,后再充電,電容C的電荷量的變化情況也可能是先減小后增大。
【答案】減;先減小后增大
7.【解析】(1)歐姆檔在最上面的一排數(shù)據(jù)讀取,讀數(shù)為22×10Ω=220Ω;電流檔測量讀取中間的三排數(shù)據(jù)的最底下一排數(shù)據(jù),讀數(shù)為3.9mA;
(2)設計電路如圖所示
【答案】 (1)1220Ω 23.9 mA
(2)見圖
8.【解析】(1)電路如圖所示 電流表改裝成電壓表,
串聯(lián)電阻(電阻箱)可以完成。由于電流的表A1的內(nèi)
阻相對待測電阻Rx很小,且大小不確定,采用電流表
外接法;瑒幼冏杵鱎1的最大阻值很小,電壓的調(diào)
節(jié)能力有限,采用分壓式接法。
(2)6.4mA ;240μA;195Ω
由圖可知,電流表A1的示數(shù)是6.4mA ,電流表
A2的示數(shù)是240μA。
測得待測電阻=195Ω。
【答案】(1)串聯(lián)電阻(電阻箱)可以完成;(2)見圖24 (3)195Ω
9.【解析】(1)額定電流 解得
(2)設5節(jié)電池串聯(lián),總電動勢為E,總內(nèi)阻為r;串聯(lián)的電阻阻值為R,其兩端電壓為U,則 又
代入數(shù)據(jù)解得 R=10Ω
【答案】(1) (2)R=10Ω
10.【解析】⑴設電容器上的電壓為Uc.
電容器的帶電量 解得: Q=4×10-
⑵設電壓表與R2并聯(lián)后電阻為R并
則電壓表上的電壓為: 解得:=3V
【答案】(1)Q=4×10-
11.【解析】(1)燈泡兩端電壓等于電源端電壓,且U=ε-Ir,則總電流I=
電源提供的能量:E=Iεt=8×12×100×60=5.76×105J.
(2)通過燈泡的電流I1=16/8=
W1=Pt=16×100×60=0.96×105J
通過電動機的電流I2=8-2=
電流對電動機所做的功W2= I2Ut=6×8×600=2.88×105J
(3)燈絲產(chǎn)生的熱量Q1=W1=0.96×105J,
電動機線圈產(chǎn)生的熱量Q2=I22r’t=62×0.5×600=0.108×105J
(4)電動機的效率:η=%=96.3%
【答案】(1)5.76×105J (2)2.88×105J (3)0.108×105J (4)96.3%
12.【解析】(1)當觸頭滑動到最上端時,流過小燈泡的電流為: 流過滑動變阻囂的電者吶: 故: (2)電源電動勢為:
當觸頭,滑動到最下端時,滑動交阻囂和小燈泡均被短路.電路中總電流為:
故電源的總功率為:
輸出功率為:
【答案】(1) (2),
考點預測題
1.【解析】由圖可知、并聯(lián)后再與串聯(lián),測通過的電流,測通過的電流,V測路端電壓U,F(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動,阻值減小,電路總電陰減小,則總電流I增大;根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端是壓U=E-Ir,所以電壓表示數(shù)U減;兩端電壓,而,增大,所以減小,則減小,而I=+,所以增大。故選項B正確.
【答案】B
2.【解析】每只電熱器的電阻為
每只電熱器的額定電流為
(1)每只電熱器正常工作,必須使電熱器兩端的實際電壓等于額定電壓200V,因此干路電流為 ,而每只電熱器的額定電流為
(2)要使電源使出功率最大,須使外電阻等于內(nèi)電阻,由此可知電熱器總電阻為,故只。
(3)要使用電器組加熱物體最快,必須使其總電阻為,所以只.
(4)要使、是消耗的功率最大,必須使通過它們的電流最大,即當50只電熱器全接通時,可滿足要求,即只.
【答案】 (1)2只 (2)40只 (3)8只 (4)50只
3.【解析】由電壓和R1的阻值可知通過R1的電流I1=36mA,則通過熱敏電阻的電流為I2=34mA。由I―U關系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為5.2V。則R2的電壓為3.8V,R2的阻值為111.6.
【答案】3.8V111.6
4.【解析】依題意,由圖32(b)可得二極管電流和電壓的關系為:I=2U-2 ①
又二極管的功率:P=UI≤4W
將①代入②得:U2-U-2≤0 解得:U≤2V
代入①得:I≤
由閉合電路歐姆定律 E=U+IR 得 R≥1.5Ω
輸入給R的功率PR=(E-U)I=(E―U)(2U-2)=-2U2+12U-10=-2(U-3)+8
可見PR隨U按拋物線規(guī)律變化,其開口向下,最大值時 U=3V,故要使R的功率最大,其電壓只能是二極管不被燒壞的最大電壓U=2V。這樣R=1.5Ω PR的最大值PR=(E-U)I=6W
【答案】(1)R≥1.5Ω (2)6W
5.【解析】假設r為電源內(nèi)阻,R為車燈電阻,I為沒有啟動電動機時流過電流表的電流。在沒有啟動電動機時,滿足閉合電路歐姆定律,r+R=,得。
此時車燈功率為:P=。 啟動電動機后,流過電流表的電流,此時車燈兩端的電壓為:,所以此時車燈功率為P=
電動機啟動后車燈軾率減少了,故正確選項為B。
【答案】B
6.【解析】當電鍵S斷開時,電動機沒有通電,歐姆定律成立,所以電路兩端的電壓U=I1R1=10V;當電鍵合上后,電動機轉動起來,電路兩端的電壓U=10V,通過電動機的電流應滿足UI2>I22R2,所以I2<
【答案】BD
7.【解析】由于穩(wěn)定后電容器相當于斷路,因此R3上無電流,電容器相當于和R2并聯(lián)。只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓,從而增大其帶電量。改變R3不能改變電容器的帶電量。因此選BD。
【答案】BD
8.【解析】由于R1 和R2串聯(lián)分壓,可知R1兩端電壓一定為4V,
由電容器的電容知:為使C的帶電量為2×10-6C,其兩端電壓必須為1V,
所以R3的電壓可以為3V或5V。因此R4應調(diào)節(jié)到20Ω或4Ω.兩次電容器上極板分別帶負電和正電。還可以得出:當R4由20Ω逐漸減小的到4Ω的全過程中,通過圖中P點的電荷量應該是4×10
【答案】調(diào)節(jié)到20Ω或4Ω
9.【解析】根據(jù)題給條件,首先判定不能選用歐姆擋,因為使用歐姆擋時,被測元件必須與外電路斷開。先考慮電壓擋,將黑表筆接在b端,如果指針偏轉,說明R1與電源連接的導線斷了,此時所測的數(shù)據(jù)應是電源的電動勢6V;谶@一點,C不能選,否則會燒毀萬用表;如果指針不偏轉,說明R1與電源連接的導線是好的,而R1與R2之間導線和R2與電源間導線其中之一是壞的,再把黑表筆接c點,如果指針偏轉,說明R1與R2之間導線是斷的,否則說明R2與電源間導線是斷的,A項正確。再考慮電流表,如果黑表筆接在b端,指針偏轉有示數(shù)則說明R1與電源連接的導線是斷的,此時指示數(shù)I=E/(R1+R2)=
【答案】A
10.【解析】畫出原電路的等效電路圖如圖所示.
若斷路,圖增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律,得減小,則分得的電流變小,即變暗,電流表的示數(shù)變小,又由可知,可得路端電壓增大,而,減小,可推得增大,故變亮.選項正確.
【答案】A
11.【解析】(1)驅(qū)動電機的輸入功率
(2)在勻速行駛時
汽車所受阻力與車重之比 。
(3)當陽光垂直電磁板入射式,所需板面積最小,設其為S,距太陽中心為r的球面面積。
若沒有能量的損耗,太陽能電池板接受到的太陽能功率為,則
設太陽能電池板實際接收到的太陽能功率為P,
由于,所以電池板的最小面積
【答案】(1) (2) (3)
12.【解析】由3知,常溫下其電阻較小,通入電流后,隨著溫度升高,其電阻率先變小,然后迅速增大,其功率先變大后變小,當其產(chǎn)生的熱量與放出的熱量相等時,溫度保持在t1~t2之間的某一值不變,如果溫度再升高,電阻率變大,導致電流變小,那么溫度隨之會降低;如果溫度降低,電阻率變小,導致電流變大,溫度又會升上去.所以AD正確?
【答案】AD
13.解析】電熱式電器在人們的日常生活中有其重要應用,本題以此為背景,主要考查電路圖的識別能力與電路計算能力。
(1)S閉合,處于加熱狀態(tài);S斷開,處于保溫狀態(tài)。
(2)由電功率公式得
聯(lián)立解得
(3)
【答案】(1)處于保溫狀態(tài)。 (2) (3)h
14. 【解析】(1)設列車加速度為時小球偏離豎直方向的夾角為θ,這時小球受到的合外力為F=mgtanθ,由牛頓第二定律可得列車的加速度為a=gtanθ=g.DC/h
上式即觸點D的位移跟加速度的關系式。
從電路部分來看,設此時電壓表的讀數(shù)為U’,根據(jù)串聯(lián)電路的特點,對均勻電阻絲來說有電壓與電阻絲長度成正比,即U’/U=RDC/RAB=DC/l DC=l U’/U
由上兩式聯(lián)列得a=gU’l/Uh
上式中g、U、l、h都是常數(shù),表明U’與a正比,可將電壓表上的電壓讀數(shù)一一對應成加速度的數(shù)值,電壓表便改制成了加速度計。
(2)這個裝置測得最大加速度的情況是觸點由D移到A,這時電壓表讀數(shù)U’=U/2,
所以amax=gl/2h
C點設置在AB中間的好處是:利用這個裝置還可以測定列車做勻減速運動時的加速度,這時小球偏向OC線的右方。電壓表要零點在中間,且量程大于U/2
【答案】(1) a=gU’l/Uh (2)可以測定列車做勻減速運動時的加速度
15.【解析】絕大多數(shù)考生解答此題,首選的就是伏安法,由于本題沒有電壓表,因為本題需要運用“電流表算電壓”這一創(chuàng)新思維
(1)實驗電路如圖所示。
(2)A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2,所以R1兩端的電壓為,電流為,由部分電路歐姆定律得
待測電阻R1的阻值計算公式是
【答案】
16.【解析】此題與教材上的伏安法略有不同,多了一個定值電阻,但其原理還是閉合電路歐姆定律。①實驗電路原理圖如圖1所示
②根據(jù)E=U+Ir,可得 聯(lián)立方程有
此方法測得的電動勢和內(nèi)阻均無系統(tǒng)誤差 圖44
【答案】
17.【解析】求解電壓表擴大后的量程,就要知道與電壓表串聯(lián)的電阻R1大小,本題可以順著這個思路分析,設計電路。若將R1、R2串聯(lián),由電壓表的示數(shù)及自身電阻可算得電路中的電流,根據(jù)兩次示數(shù)由閉合電路歐姆定律可算出R1和電源的電動勢。當S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數(shù)變小,知R2被接入了電路。故電路應如圖7所示連接。
設電源的電動勢為E,先后兩次電壓表的示數(shù)為U1、U2,電壓表自身電阻為R0,原先量程為U0,由閉合電路歐姆定律有:和,代入已知數(shù)據(jù)解兩式得,E=6.3V, R1=6000Ω。電壓表改裝后的量程為
【答案】7V E=6.3V
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