高考物理历年高考真题分类汇编J单元电路Word文档格式.docx

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E电＝F1·

vΔt＝

图2中，棒ab受到的安培力F2＝BIL

在Δt时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab做的功

E机＝F2·

vΔt＝BILvΔt

（2）a.如图3、图4所示．

b．设自由电荷的电荷量为q，沿导体棒定向移动的速率为u.

如图4所示，沿棒方向的洛伦兹力f1′＝qvB，做负功

W1＝－f1′·

uΔt＝－qvBuΔt

垂直棒方向的洛伦兹力f2′＝quB，做正功

W2＝f2′·

vΔt＝quBvΔt

所以W1＝－W2，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零．

f1′做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为“反电动势”，消耗电源的电能；

f2′做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加．大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用．

11．J2、J8、J9[2017·

江苏卷]某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示．

t/℃

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

Rt/Ω

199.5

145.4

108.1

81.8

62.9

49.1

（1）提供的实验器材有：

电源E1（3V，内阻不计）、电源E2（6V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0～200Ω）、滑动变阻器R2（0～500Ω）、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱（0～999.9Ω）、开关S、导线若干．

为使该装置实现对30～80℃之间任一温度的控制，电源E应选用________（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用________（选填“R1”或“R2”）．

图1

（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图所示的选择开关旋至________（选填“A”“B”“C”或“D”）．

图2

（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针________（选填“偏转”或“不偏转”）．

（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________（填写各步骤前的序号）．

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω

11．[答案]

（1）E2　R2　

（2）C

（3）不偏转　偏转　（4）⑤④②③①

[解析]

（1）由于继电器的电流超过15mA时，衔铁才能被吸合，若电源E取E1＝3V时，由闭合电路欧姆定律得

I1＝＝15mA＝0.015A

即R总＝＝＝200Ω

而在30℃时，热敏电阻的阻值为199.5Ω，再加上继电器的电阻20Ω，总电阻为219.5Ω，已超过200Ω，则无法使温度控制在30℃，故E1＝3V不能选择，只能选择E2，E2＝6V，由闭合电路欧姆定律得

I2＝＝0.015A

则R总′＝400Ω

此时若要使温度能控制在80℃，热敏电阻Rt与继电器的总电阻为49.1Ω＋20Ω＝69.1Ω<

400Ω，为使衔铁不至于在低于80℃时被吸合，需串联一个滑动变阻器，且最大阻值不能小于400Ω－69.1Ω＝330.9Ω，而R1最大阻值为200Ω，不符合要求，故选R2.

（2）要测直流电压，选择开关只能旋至C.

（3）测a、b间电压时，由于b、c间断路，电路中电流为0，故a、b间电压为0，因此多用电表指针不偏转；

测a、c间电压就相当于测电源两极间电压，因此多用电表指针将会偏转．

（4）为了使在设计电路时方便，这里用电阻箱临时代替热敏电阻．查出50℃时热敏电阻的阻值，将电阻箱调至相同阻值，断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，合上开关，调节滑动变阻器，使衔铁刚好被吸合．再断开开关，将电阻箱移除，换成热敏电阻．因此其合理顺序为⑤④②③①.

23．J2、J4[2017·

全国卷Ⅰ]某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：

小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；

电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；

电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；

固定电阻R0（阻值1000Ω）；

滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）；

电源E（电动势5V，内阻不计）；

开关S；

导线若干．

（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．

（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示．

图（a）

图（b）

由实选验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________（选填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（选填“增大”“不变”或“减小”）．

（3）用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．（结果均保留2位小数）

23．[答案]

（1）如图所示

（2）增大　增大

（3）0.39　1.17

[解析]

（1）电压从0开始调节，滑动变阻器应使用分压式接法，电压表的量程小于灯泡的额定电压，需要串联电阻改装，因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电阻，所以电流表采用外接法．

（2）由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加，也增加，则小灯泡的电阻增大，由R＝ρ，灯丝的电阻率增大．

（3）I以mA为单位，当滑动变阻器R＝0时，灯泡两端的电压U＝E0－Ir＝4－，此时灯泡的功率最大，在小灯泡伏安特性曲线中作I＝4000－1000U图线，找出交点的横、纵坐标，则小灯泡最大功率P＝1.17W；

同理可知当滑动变阻器R＝9Ω时，小灯泡的最小功率P＝0.39W.

J3电路综合问题

J4实验：

描绘小电珠的伏安特性曲线

同理可知当滑动变阻器R＝9Ω时，小灯泡的最小功率P＝0.39W.

J5实验：

测定金属的电阻率

1．[2017·

贵州遵义航天中学五模]有一个螺线管，为测量它的两个接线柱间绕制的均匀金属丝的长度，现提供下列器材：

图K431

A．待测螺线管L：

绕制螺线管金属丝的电阻率ρ＝5.0×

10－7Ω·

m，其总电阻RL大约100Ω

B．螺旋测微器

C.微安表μA：

量程Ig＝500μA，内阻Rg＝100Ω

D．电阻箱R：

阻值范围0～99999.9Ω

E．电源E：

电动势有3V和9V两种可供选择，内阻较小

F．开关两个（S1和S2），导线若干

（1）实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，其读数为________mm.

（2）已将提供的器材连成了如图乙所示的测金属丝电阻的电路，根据该实验电路的测量原理，为了更准确地测RL，应选择E中电动势为________的电源．

（3）请根据实物图在下边虚线框内画出相应电路图．

Ｋ

（4）若测得的金属丝直径用d表示，测电阻时先闭合S1，调R使微安表指针满偏，再闭合S2时微安表示数用I表示，则用已知量和测得量的符号表示金属丝的长度l＝________．

1．

（1）0.399　

（2）9V

（3）如图所示

（4）

[解析]

（1）螺旋测微器的固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.9×

0.01mm＝0.399mm，所以金属丝的直径为0.399mm.

（2）先只闭合S1，调节电阻箱R，使微安表指针满偏，则R值应很大，再闭合S2时，则L与微安表并联，虽然并联电阻变小了，但因R很大，全电路总电阻变化很小，干路电流几乎不变化，可认为仍为满偏电流Ig，此时微安表的读数为I，那么L分得的电流IL＝Ig－I，实际值略大于此值，于是解得RL＝＝，测量值偏大，根据实验原理，要减小测量RL的系统误差，提高电源的电动势，使R取值更大一些，这样才能使再闭合S2后干路电流变化更小．

（4）根据电阻定律得RL＝ρ，且S＝，又RL＝，解得l＝.

J6实验：

把电流表改装成电压表

23．J6、J8[2017·

全国卷Ⅲ]图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；

R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；

表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：

直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×

100Ω挡．

（1）图（a）中的A端与________（选填“红”或“黑”）色表笔相连接．

（2）关于R6的使用，下列说法正确的是________（选填正确答案标号）．

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；

若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；

若此时B端是与“5”相连的，则读数为________．（结果均保留3位有效数字）

23．[答案]

（1）黑　

（2）B

（3）160　880

（4）1.47mA　1.10×

103Ω　2.95V

[解析]

（1）根据欧姆表原理可知黑表笔接高电势．

（2）R6是欧姆调零电阻，故B正确．

（3）换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以R1＋R2＝＝160Ω；

换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻r＝＝120Ω，新表头的量程是1mA，所以R4＝－r＝Ω－120Ω＝880Ω.

（4）若此时B端是与“1”相连的，则为量程是2.5mA的电流表，则多用电表读数为1.47mA；

若此时B端是与“3”相连的，则为欧姆表，读数为1.10×

103Ω；

若此时B端是与“5”相连的，则为量程是5V的电压表，读数为2.95V.

J7实验：

测定电源的电动势和内阻

9．J7[2017·

天津卷]（3）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0kΩ，电阻R1＝9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0Ω的电阻．

①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；

若读数为零，则一定是________导线断开．

②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图．由I1I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

（3）①测a、b′间电压，读数不为零，说明cc′没有断开，若测a、a′间电压，读数不为零，说明bb′没有断开，所以是aa′断开；

若测a、a′间电压，读数为零，说明aa′没有断开，所以是bb′断开．

②根据闭合电路欧姆定律及如图所示电路得E＝U外＋U内＝I1（R1＋r1）＋（I1＋I2）（R0＋r），代入图像中两组数据（60mA，0.12mA）、（260mA，0.05mA），解得电动势E＝1.4V，内阻r＝0.5Ω.

J8实验：

多用电表的使用（用多用电表探索黑箱内的电学元件）

J9实验：

传感器的简单应用

而在30℃时，热敏电阻的阻值为199.5Ω，再加上继电器的电阻20Ω，总电阻为219.5Ω，已超过200Ω，则无法使温度控制