内容正文:
押课标卷理综第17题
高考频度:★★★★★ 难易程度:★★★★☆
题号
考情分析
考查知识点
分值
预测知识点
第17题
近几年高考中计算含容电路的电流和电压命题较多。
此类问题经常以闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系的方式结合电容器一起来考察.
闭合电路欧姆定律
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预计2021年高考新课标全国卷第17题会以闭合电路欧姆定律或者闭合电路中的电容器出题。
(2020·新课标全国Ⅰ卷)1.图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
根据电容器的定义式
可知
结合图像可知,图像的斜率为
,则
内的电流
与
内的电流
关系为
且两段时间中的电流方向相反,根据欧姆定律
可知
两端电压大小关系满足
由于电流方向不同,所以电压方向不同。
故选A。
在图示电路中,电源内阻不可忽略,
、
为定值电阻,G为灵敏电流计,V为理想电压表,平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,位于电容器两板间的带电油滴恰好静止,现将滑动变阻器的滑片P向下移动,则以下说法正确的是( )
A.G中有从a到b的电流
B.V示数增大
C.油滴向上运动
D.电源内阻消耗功率减小
【答案】A
【解析】AB.滑动变阻器的滑片P向下移动,并联部分电路电阻减小,根据分压原理,有
可知电压表示数减小,电容器两端电压减小,根据公式有
可知电容器极板上电荷要减小,有从a到b的电流出现,故A正确;B错误;
C.对油滴进行分析可知,之前二力平衡,现在极板电荷量减小,导致极板间场强变小,电场力将小于重力,故油滴将向下运动。故C错误;
D.根据分压原理,外部电阻减小,路端电压减小,则内电阻电压增加,有
故D错误。
故选 A。
一、闭合电路的欧姆定律
1.电源非静电力做功等于内、外电路消耗的电能.
2.闭合电路欧姆定律的三种表达形式:I=eq \f(E,R+r);E=U外+U内;E=IR+Ir.
eq \f(E,R+r)和E=IR+Ir只适用于外电路是纯电阻的电路.E=U外+U内适用于任何电路.
二、路端电压与负载的关系
1.路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小,但不呈线性变化.
外电路断开时,路端电压等于电源电动势;外电路短路时,电路中的电流I=eq \f(E,r)(表达式).
2.路端电压与电流的关系式为U=E-Ir,其图象如图所示.
(1)在图象中U轴截距表示电源电动势,I轴截距等于短路电流.
(2)直线斜率的绝对值等于电源的内阻,即内阻r=|eq \f(ΔU,ΔI)|.
一、多选题
1.如图所示,电源电动势
,内电阻恒为
,
是定值电阻,热敏电阻
的阻值随温度降低而增大,
是平行板电容器。闭合开关
,带电液滴刚好静止在
内。在温度降低的过程中,分别用△
、△
、△
和△
表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是
A.
、
、
一定都不变
B.
和
一定不变,
一定变大
C.带电液滴一定向下加速运动
D.电源的工作效率一定变大
【答案】AD
【解析】AB.根据电路知识知,
测路端电压,
测热敏电阻
的电压,
测定值电阻
的电压,
由
得
由
得
由
得
故A正确;B错误;
C.带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的过程,热敏电阻
阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻
的电流变小,所以分的电压也就变小,而路端电压增大,故
读数增大,平行板间的电场强度也增大,导致带电液滴向上运动,故C错误;
D.根据
由于路端电压增大,所以电源的工作效率一定变大,故D正确;
故选AD。
2.如图所示,平行板电容器C通过滑动变阻器R2、定值电阻R1和电源(电动势为E,内阻为r)相连,R2的最大阻值为2(R1+r),O为滑动变阻器R2中点(未标出),电压表V为理想电表。当R2的滑片P位于O点时,电容器两极板间的带电液滴恰好静止。若滑片P由O点向下移动,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器R2的功率减小
B.带电液滴向上做加速运动
C.电压表的示数减小
D.定值电阻R1在单位时间内产生的热量变多
【答案】AB
【解析】A.把R1等效看成电源内阻的一部分,根据闭合电路规律知,当R2=(R1+r)时,电源输出功率达最大,即滑片P在O点时,滑动变阻器R2的功率最大,为
若继续向下移动,则滑动变阻器R2的功率将减小,故选项A正确;
BC.滑片P由O点向下移动,R2增大,闭合回路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可判断得干路电流I减小,路端电压增大,电压表测量的是路端