专题11 动态电路分析-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编(人教版2019)
2024-09-23
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内容正文:
专题11 动态电路分析
考点一 动态电路分析
1.(22-23高二上·江苏南京·期中)如图,A、B两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时,下列说法中正确的是( )
A.电灯A、B亮度不变 B.电源输出功率一定变大
C.通过电源的电流一定增大 D.电阻R中的电流一定减小
2.(23-24高二下·山东日照·期中)我国《道路交通安全法》规定,严禁酒驾醉驾。如图所示为交警使用的某型号的酒精测试仪的工作原理图,已知定值电阻的阻值为,酒精传感器的电阻的阻值R随气体中酒精浓度的增大而减小,两电表均为理想电表。当酒驾司机对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.酒精传感器把电信息转换为非电信息
B.电压表、电流表示数均增大
C.电流表示数越大,说明测得的酒精浓度越大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值减小
3.(23-24高二下·浙江·期中)如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点 P 接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型,动态过程中设电源电动势E不变,内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走,水箱内液面下降的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电路中电流增大 B.电路的路端电压减小
C.整个电路的总功率减小 D.电源的效率先增大后减小
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期中)如图所示电路,照射光敏电阻R的光强不断减弱,下列说法正确的是( )
A.电源的输出功率一定先增大后减小
B.电源的总功率一定减小
C.电源的内部损耗功率可能增大
D.电压表的读数变小
5.(23-24高二下·广东佛山·期中)如图所示是光感式烟雾报警器的原理图,烟雾报警器光源发出光线,在没有烟雾时沿直线传播(虚线),有烟雾时则光会散射到光敏电阻中,使蜂鸣器达到额定电流发出报警声,已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小,接收光的强度随烟雾浓度增大而增强,关于烟雾报警器,下列说法正确的是( )
A.无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B.电源电动势越大,蜂鸣器越难发出报警声
C.光源发光强度越强,蜂鸣器越难发出报警声
D.滑动变阻器 P向a端滑动,蜂鸣器更容易发出报警声
6.(23-24高二下·陕西西安·期中)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示,其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为研究其磁敏特性设计了如图乙所示电路,闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.图乙中只减小磁感应强度,电压表示数增大
B.图乙中只减小磁感应强度,电流表示数增大
C.图乙中只使磁场方向反向,电压表示数减小
D.图乙中只使磁场方向反向,电流表示数减小
7.(23-24高二下·四川达州·期中)动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是( )
A.烟雾浓度增大时,的阻值减小
B.烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C.滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D.烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
8.(23-24高二下·四川眉山·期中)如图所示,A、B为两个相同的灯泡(均发光),当变阻器的滑片P向下端滑动时( )
A.A灯变亮,B灯变暗 B.A灯变暗,B灯变亮
C.A、B灯均变亮 D.A、B灯均变暗
9.(23-24高三上·河北·期中)如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R阻值的过程中,电压表示数的变化量为,电流表示数的变化量绝对值为,则( )
A.电压表示数U和电流表示数I的比值为
B.和的比值为
C.电容器电荷量的减少量为
D.电源的输出功率必减小
考点二 电路故障分析
10.(2024·北京丰台·二模)如图所示,电源电动势为,电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线,其中一根导线内部的铜丝是断的,电路其余部分完好。为了查出故障导线,某同学选用多用电表直流挡,闭合开关后,将多用电表红表笔接在A接线柱上,黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上,多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是( )
A.AB B.CD C.EF D.GH
11.如图电路中,A、B两灯原来正常发光,忽然B灯比原来亮了,设这是因为电路中某一处发生了断路故障造成的,那么发生这种故障的可能是( )
A.短路 B.断路 C.断路 D.电源断路
12.(23-24高一上·江西宜春·期中)如图所示电路,当开关S闭合后,L1、L2均能发光,电流表、电压表均有示数。过一会儿电压表的示数变大,发生的故障是( )
A.可能是L1灯丝断了 B.一定是L1短路
C.可能是L2灯丝断了 D.一定是L2短路
13.(23-24高二上·上海浦东新·期中)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表将选择开关调到电压档,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明( )
A.2、3连接点的导线断了 B.开关上的某处断路了
C.小灯泡的灯丝断了 D.小灯泡的灯丝短路了
14.(23-24高二上·云南昆明·期中)如图所示,电路中的电源,内阻不计,a、b、c、d为电路中的四个接触点,闭合开关S后,左右滑动滑动变阻器滑片,电路中的电流表没有示数,电路中两个灯泡和都不亮,用多用电表的电压挡检查电路时,测得,,,,整个电路中只有一个故障,则故障原因可能是( )
A.灯泡短路 B.滑动变阻器R断路
C.灯泡断路 D.电流表短路
15.(23-24高二上·陕西西安·阶段练习)如图所示的电路中,a、d间电压恒为U,现灯泡和都不亮(无电流通过)。用理想电压表测得a、b、c、d各点间的电压分别为、、、,若电路中只有一处断路。则故障原因可能是( )
A.灯泡断路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.电源断路
16.(22-23高二上·广东河源·期末)如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A.灯泡L1短路
B.电流表接触不良
C.开关处短路
D.灯泡L2断路
17.(22-23高二上·河北邢台·期中)如图所示,闭合后,两个灯泡均不发光,电流表的示数为零。用电压表测两端电压,电压表示数近似等于电源电压,该电路的故障可能是( )
A.电流表坏了或未接好 B.L1的灯丝断了或没接好
C.L1和L2的灯丝都断了 D.L2的灯丝断了或没接好
18.(22-23高二上·陕西西安·期中)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下,某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点
A、B
C、F
D、F
C、D
多用表示数
1.5V
1.5V
0
1.5V
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路 C.灯泡断路 D.开关断路
考点三 含电容的动态分析
19.(23-24高二下·安徽池州·期中)如图所示,电压表是理想电表,R是光敏电阻,当它受到的光照时阻值变小,则有光照射R时( )
A.灯泡L变暗 B.光敏电阻R上的电压减小
C.电容器C的带电量减小 D.电压表V的读数变大
20.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向上移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
A.L变暗,Q增多 B.L变暗,Q减少
C.L变亮,Q增多 D.L变亮,Q减少
21.(23-24高二上·广东·期中)如图所示的电路中,电源的电动势E=12V,内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器的最大阻值R=50Ω,电容器MN的电容C=20μF,现将滑动触头P移于最左端a点,闭合开关S,过一段时间电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.此时电容器M板带正电,N板带负电
B.此时断开开关S,通过R1的电荷量为
C.当滑动触头P置于R的中点时,M 板带电量为
D.当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中,电容器所带的电荷量先减少后增大,但N板一直带正电荷
22.(23-24高三上·河南濮阳·期中)如图所示,在平行金属板M、N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计),以水平速度射入电场并打在N板的O点。改变或的阻值,粒子仍以射入电场,最终仍可打在N板,则( )
A.该粒子带正电
B.减少,粒子能打在O点右侧
C.减少,粒子将打在O点左侧
D.增大,粒子在板间运动时间不变
23.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,电表均为理想电表,R为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大,灯泡L将变暗
B.定值电阻R0中将有从左向右的电流
C.电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变
D.电源输出功率一定变小
24.(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)如图所示,R1、R2为定值电阻,C为电容器。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动的过程中( )
A.电阻R2中有向上的电流
B.通过电阻R1的电流增大
C.滑动变阻器R两端的电压变小
D.电容器C极板所带电荷量变多
25.(23-24高二上·河南南阳·期中)如图所示,两块正对平行金属板与电池相连,板接地,闭合开关后,在两板正中间有一个带电液滴恰好处于静止状态,以下说法正确的是( )
A.液滴带正电
B.的阻值增大,液滴将会向上移动
C.仅断开,将板向上平移一段距离,液滴静止不动
D.仅断开,将板向上平移一段距离,液滴的电势能增大
26.(23-24高二上·湖南·阶段练习)在如图所示的竖直方向的电路中,电压表和电流表均为理想电表,R1、R2、R3为定值电阻,电源电动势为E、内阻为r,开关S1闭合,S2断开,水平放置的平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态,当S2从断开到闭合后,下列说法正确的是( )
A.两表读数均变大
B.电源内阻消耗的功率变小
C.油滴将向上运动
D.电容器带的电荷量减少
27.(23-24高二上·湖北·阶段练习)如图,G表为灵敏电流计,V表为理想电压表,R1、R2为定值电阻,R3是一根盐水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响)( )
A.V表示数减小 B.
C.油滴向下运动 D.G表中有从c到a的电流
28.(22-23高二上·河南郑州·期中)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,电表均为理想电表。闭合开关S后,若减小R的阻值,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数一定变小
B.电压表的示数一定变小
C.电源的输出功率一定减小
D.R1两端的电压一定减小
29.(23-24高二下·广东广州·期中)如图是苹果自动分拣装置的示意图,该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在电阻R1上,R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时,R2两端的电压较小,分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态,小苹果进入上面通道;当大苹果通过托盘秤时,R2两端能够获得较大电压,电磁铁吸动分拣开关的衔铁,打开下面通道,让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准,下列说法正确的是( )
A.压力越小,R1越小
B.压力越小,R1越大
C.调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准
D.调节R2的大小不可以改变筛选苹果的标准
30.(23-24高二下·河南安阳·阶段练习)如图所示,电路中、均为定值电阻,R为滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现将滑动变阻器的触头向b端滑动,下列说法正确的是( )
A.定值电阻消耗的功率减小
B.定值电阻消耗的功率减小
C.带电油滴将向上运动
D.通过滑动变阻器R的电流增大
31.(23-24高二上·河南洛阳·期中)如图所示,电源、开关和灯泡组成串联电路,A、B、C为电路中的三个检测点。闭合开关灯泡不会发光,原因是以下三种情况中的一种造成的:(1) 电源故障;(2) 开关接触不良;(3)灯泡和灯座接触不良。小明同学为了查找故障原因,用多用电表直流电压挡检测,且黑表笔始终接在A点。以下判断正确的是( )
A.断开开关,红表笔接B点,若电表示数接近电源电动势,则电源正常;若电表无示数,则电源有故障
B.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表无示数,则灯泡和灯座接触不良
C.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表无示数,则开关接触不良
D.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表有示数,则灯泡和灯座接触不良
32.(22-23高二上·安徽·期中)如图,电路中有三根导线。其中一根导线的铜丝是断的,另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线,下列说法正确的是( )
A.若测得间电压接近,断导线一定是 B.若测得间电压接近,断导线一定是
C.若测得间电压为0,断导线一定是 D.若测得间电压为0,断导线一定是
33.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,电流表的示数变为零,若电路中故障发生在灯L或电阻R上,用一根导线来判断电路故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在R两端,电流表无示数,一定是L断路
B.将导线并联在L两端,电流表无示数,一定是R断路
C.将导线并联在R两端,电流表有示数,一定是R断路
D.将导线并联在L两端,电流表有示数,一定是L断路
34.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)如图所示电路,由定值电阻R0,可变电阻R1、R2,水平金属板M、N足够长,电源及开关组成。闭合开关,电路稳定后,质量为m的带正电荷的微粒从点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后,微粒仍从点以水平速度v0射入,则关于微粒打在板上的位置说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,增大R1,粒子打在O点右侧
B.保持开关S闭合,减小R2,粒子打在O点
C.断开开关S,N极板稍微下移,粒子打在O点右侧
D.断开开关S,M极板稍微上移,粒子打在O点右侧
35.(23-24高二上·四川成都·期中)A、B两块平行金属板竖直正对放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球。两块金属板接在如图所示的电路中,R1为光敏电阻,R2为滑动变阻器,R3为定值电阻,当R2的滑动触头P在中间时闭合开关S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为。已知电源电动势E和内阻r一定,光敏电阻随光照的增强阻值变小,以下说法正确的是( )
A.保持光照强度不变,将R2的滑动触头P向b端滑动,则R3消耗的功率变小
B.保持滑动触头P不动,让光敏电阻周围光线变暗,则小球重新平衡后变小
C.滑动触头向a端滑动,用更强的光照射R1,则R2左边部分有b向P的电流
D.保持滑动触头P不动,用更强的光照射R1,则U的变化量与I的变化量的比值的绝对值不变
36.(23-24高二上·山东枣庄·期中)如图所示, 电源输出电压 U=6V。 电容器,定值电阻R1=2Ω, R2=R3=4Ω。表A为灵敏电流计,其零刻度位于表盘中央。闭合开关S,电路稳定后,电表A指针指向表盘中央零位置。若断开开关S,下列说法正确的是( )
A.电表A 指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零位置
B.电表A指针以中央零位置为中心左右摆动然后返回中央零位置
C.通过电表A的电荷量为
D.通过电表A的电荷量为
37.(20-21高二上·上海·期中)在“测定小灯泡电功率”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路。
(1)请根据实物图在方框中画出相应的电路图 ;
(2)电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零。闭合电键后:
①若电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为 ;
②若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为 ;
③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数无法调到零,则断路的导线为 。
38.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)某同学用图(a)所示的电路测量电源的电动势和内阻。图中电流表量程为0.6A、内阻为,定值电阻的阻值为,电阻箱R的最大阻值为。
(1)将电阻箱的阻值调至最 (选填“大”或“小”),闭合开关S;
(2)闭合开关后,发现无论电阻箱的阻值调到多少,电流表始终没有示数。为查找故障,该同学使用多用电表的电压挡位,将红表笔始终接触e位置,另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置,发现试触a、b、c时电压表有示数,试触d时电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则故障是 (选填选项前的字母)
A.导线ab断路 B.电阻箱断路 C.导线cd断路 D.电阻箱短路
(3)排除故障后按规范操作进行实验,多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R,根据实验数据在图(b)中绘制出图像;根据图像可以求得电源电动势 V,内阻 。(结果均保留2位有效数字)
39.(22-23高二上·北京东城·期中)某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
(1)甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为挡,则测量结果为 。
(2)乙同学用该表正确测量了一个约的电阻后,需要继续测量一个阻值约的电阻。在测量这个电阻之前,请选择以下必须的操作步骤,其合理的顺序是 (填字母代号)。
A.将红表笔和黑表笔短接 B.把选择开关旋转到挡
C.把选择开关旋转到挡 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(3)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下,某同学用多用电表电压挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的选项是 。
测试点
A、C
A、D
A、E
A、F
多用表示数
0
0
约1.5v
约1.5v
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路
C.灯泡断路 D.F、B间导线断路
40.(23-24高二上·福建福州·期中)如图是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电轻质的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与光滑的金属杆接触良好,并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连,另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数,电阻,电源的电动势,内阻。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压传感器的示数。不计摩擦和迎风板的电阻。求闭合开关,
(1)没有风吹时,电路中电流和金属杆接入电路的电阻;
(2)当风力为时,电压传感器的示数。
41.(22-23高二上·上海长宁·期中)如图所示,已知电源电动势,内阻,,灯L标有“3V,1.5W”。当滑动变阻器的滑片P滑到最右端a时,理想电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光。
(1)当滑片P滑到最左端b时,判断哪些用电器被短路并计算电流表的示数;
(2)当滑片P由b端滑向a端时,分析说明电流表的示数及路端电压的变化;
(3)求滑动变阻器R的最大值;
(4)当滑片P滑到中点时,求滑动变阻器的功率。
42.(22-23高二上·安徽·期末)某学校科技小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试,为滑动变阻器,为定值电阻、电源内阻不计。实验时,他们调节滑动变阻器的阻值,得到了各组电压表和电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出图像如图乙所示,已知电流表和电压表都是理想电表。求:
(1)电源的电动势E和定值电阻;
(2)图线从A状态变化到B状态的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)当的阻值为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?
43.(23-24高二下·江西九江·期中)如图所示的电路中,电源电动势20V、内阻3Ω,定值电阻、、滑功变阻器可调节范围0~10Ω,一对边长的正方形金属板水平放置,板间距。闭合开关S,电路稳定后一质量、电荷量的带电微粒,从两金属板左侧中点以速度沿平行于金属板方向射入电场。不考虑空气阻力,重力加速度
(1)若微粒沿直线射出电场,求此时两金属板间电压和滑动变阻器连入电路部分电阻;
(2)为使微粒能够射出金属板间电场区域,求滑动变阻器的调节范围。
44.(23-24高二上·福建厦门·期中)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω。闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板。(g取10m/s2),求:
(1)两极板间的电场强度大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)重新调节滑片P的位置,使滑动变阻器上消耗的功率达到最大值,同时改变AB的板间距离,使得小球依然能以v0从B射入板间后,恰能到达A板,求此时新的板间距离。
45.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)如图所示的电路中,直流电源的电动势,内电阻,,为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置,另两个平行金属板C、D水平放置,板长板间的距离,MN为荧光屏,C、D的右端到荧光屏的距离,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,当电阻箱的阻值调为时,闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为,质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间(不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场)。
(1)求AB板间电压和CD板间电压各多大?
(2)使粒子打到荧光屏上P点到O点的距离?
46.(23-24高二上·江西南昌·期中)如图所示电路中,电源的电动势E=9V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,电动机的额定电压为U=6V,内阻r0=0.5Ω。闭合开关S,电动机正常工作。求:
(1)通过R1的电流I1;
(2)电动机的输出功率P;
(3)此时电容C的电荷量q。
47.(23-24高二上·河南濮阳·期中)如图所示,电源电动势为,内阻为电容器的电容为电流表G的满偏电流为6mA,内阻为100Ω,定值电阻与电流表G串联且它们两端允许加的最大电压为3V,滑动变阻器R的最大阻值为480Ω。闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片位于滑动变阻器的中点,电流表的示数为4mA,求:
(1)定值电阻的阻值大小;
(2)电容器的带电量为多少;
(3)电阻消耗的功率多大。
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专题11 动态电路分析
考点一 动态电路分析
1.(22-23高二上·江苏南京·期中)如图,A、B两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时,下列说法中正确的是( )
A.电灯A、B亮度不变 B.电源输出功率一定变大
C.通过电源的电流一定增大 D.电阻R中的电流一定减小
【答案】D
【详解】ACD.当滑动变阻器的滑动端P向上滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,则电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流为变小,路端电压变大;由于电灯A电压为路端电压,所以流过A的电流变大,电灯A变亮;根据
可知电阻R中的电流一定减小,则电阻R两端电压减小,根据
可知电灯B电压变大,则电灯B变亮,故AC错误,D正确;
B.当电路外电阻等于内阻时,电源输出功率最大,但题干不清楚外电阻与内阻的关系,所以无法判断电源输出功率的变化情况,故B错误。
故选D。
2.(23-24高二下·山东日照·期中)我国《道路交通安全法》规定,严禁酒驾醉驾。如图所示为交警使用的某型号的酒精测试仪的工作原理图,已知定值电阻的阻值为,酒精传感器的电阻的阻值R随气体中酒精浓度的增大而减小,两电表均为理想电表。当酒驾司机对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.酒精传感器把电信息转换为非电信息
B.电压表、电流表示数均增大
C.电流表示数越大,说明测得的酒精浓度越大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值减小
【答案】C
【详解】A.酒精传感器是把非电信息转换为电信息,故A错误;
BC.由题意,可知当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,酒精传感器的电阻值减小,根据闭合电路欧姆定律,可得电路中的电流
增大,显然电流表示数越大,说明越小,测得的酒精浓度越大;电压表的示数
减小,即电流表的示数变大,电压表的示数变小,故B错误,C正确;
D.根据
可得
显然,电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,故D错误。
故选C。
3.(23-24高二下·浙江·期中)如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点 P 接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型,动态过程中设电源电动势E不变,内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走,水箱内液面下降的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电路中电流增大 B.电路的路端电压减小
C.整个电路的总功率减小 D.电源的效率先增大后减小
【答案】C
【详解】当水从底部快速抽走,水箱内液面下降的过程中,P点上升,则电阻R变大,总电阻变大,电路中的电流减小,路端电压变大,根据P=IE可知电路的总功率减小,根据
可知电源效率增大。
故选C。
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期中)如图所示电路,照射光敏电阻R的光强不断减弱,下列说法正确的是( )
A.电源的输出功率一定先增大后减小
B.电源的总功率一定减小
C.电源的内部损耗功率可能增大
D.电压表的读数变小
【答案】B
【详解】BCD.照射光敏电阻R的光强不断减弱,则光敏电阻增大,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大,则电压表的读数变大;根据
可知电源的总功率减小;根据
可知电源的内部损耗功率减小;
故B正确,CD错误;
A.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,由于题干信息无法判断外电阻与内阻的大小关系,所以无法判断电源输出功率的变化,故A错误。
故选B。
5.(23-24高二下·广东佛山·期中)如图所示是光感式烟雾报警器的原理图,烟雾报警器光源发出光线,在没有烟雾时沿直线传播(虚线),有烟雾时则光会散射到光敏电阻中,使蜂鸣器达到额定电流发出报警声,已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小,接收光的强度随烟雾浓度增大而增强,关于烟雾报警器,下列说法正确的是( )
A.无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B.电源电动势越大,蜂鸣器越难发出报警声
C.光源发光强度越强,蜂鸣器越难发出报警声
D.滑动变阻器 P向a端滑动,蜂鸣器更容易发出报警声
【答案】D
【详解】A.只有当烟雾的浓度足够大时,散射到光敏电阻上的光足够强,使得光敏电阻的阻值减小,电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警,选项A错误;
B.电源电动势越大,在同等条件下回路中的电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,选项B错误;
C.光源发光强度越强,光敏电阻的阻值越小,则回路中电流越大,则蜂鸣器越容易发出报警声,选项C错误;
D.滑动变阻器 P向a端滑动,电阻减小,则回路中电流增加,则蜂鸣器更容易发出报警声,选项D正确。
故选D。
6.(23-24高二下·陕西西安·期中)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示,其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为研究其磁敏特性设计了如图乙所示电路,闭合开关S,下列说法中正确的是( )
A.图乙中只减小磁感应强度,电压表示数增大
B.图乙中只减小磁感应强度,电流表示数增大
C.图乙中只使磁场方向反向,电压表示数减小
D.图乙中只使磁场方向反向,电流表示数减小
【答案】B
【详解】AB.根据图甲可知,减小磁感应强度,磁敏电阻的电阻值减小,电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻与滑动变阻器干路部分承担电压增大,则滑动变阻器输出电压减小,通过滑动变阻器左端支路部分的电流减小,则通过磁敏电阻的电流增大,即电压表示数减小,电流表示数增大,故A错误,B正确;
CD.只使磁场方向反向,根据图甲可知,磁敏电阻的电阻值不变,即电压表与电流表的示数均不变,故CD错误。
故选B。
7.(23-24高二下·四川达州·期中)动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是( )
A.烟雾浓度增大时,的阻值减小
B.烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C.滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D.烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
【答案】A
【详解】A.定值电阻N两端的电压增大,干路电流增大,传感器两端的电压一定减小,则并联部分电阻一定减小,可知烟雾浓度增大时,的阻值减小,故A正确;
B.烟雾浓度增大时,的阻值减小,并联部分电压减小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,故B错误;
C.滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近,烟雾浓度增大时,N两端的电压增大得越明显,即能够提高报警灵敏度,可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度,故C错误;
D.烟雾浓度增大时,的阻值减小,干路电流增大;烟雾传感器两端的电压一定减小,通过滑动变阻器的电流减小,通过烟雾传感器的电流增大,其消耗的功率可能增大,也可能减小或不变,故D错误。
故选A。
8.(23-24高二下·四川眉山·期中)如图所示,A、B为两个相同的灯泡(均发光),当变阻器的滑片P向下端滑动时( )
A.A灯变亮,B灯变暗 B.A灯变暗,B灯变亮
C.A、B灯均变亮 D.A、B灯均变暗
【答案】D
【详解】变阻器的滑片P向下端滑动时,变阻器接入电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,根据闭合电路欧姆定律有
可知,路端电压减小,即灯泡A两端电压减小,通过A的电流减小,A灯变暗,通过定值电阻的电流增大,定值电阻两端电压增大,则灯泡B两端电压减小,B变暗,即A、B灯均变暗。故选D。
9.(23-24高三上·河北·期中)如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R阻值的过程中,电压表示数的变化量为,电流表示数的变化量绝对值为,则( )
A.电压表示数U和电流表示数I的比值为
B.和的比值为
C.电容器电荷量的减少量为
D.电源的输出功率必减小
【答案】B
【详解】A.外部电路为与可变电阻串联,电容器并联在两端,其电压可由电压表示数给出.增大的阻值,总电阻增大,电流减小,则及内阻的电压减小,可变电阻两端电压即电压表示数增大,由电阻的定义可知滑动变阻器的阻值
A错误;
B.由闭合电路欧姆定律可知电压表示数的变化量等于及串联部分电压的变化量,故有
B正确;
C.该过程电容器的电荷量增加量为,C错误;
D.因电源内阻与外阻的大小关系不明确,不能断定电源输出功率减小,D错误。
故选B。
考点二 电路故障分析
10.(2024·北京丰台·二模)如图所示,电源电动势为,电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线,其中一根导线内部的铜丝是断的,电路其余部分完好。为了查出故障导线,某同学选用多用电表直流挡,闭合开关后,将多用电表红表笔接在A接线柱上,黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上,多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是( )
A.AB B.CD C.EF D.GH
【答案】C
【详解】将多用电表红表笔接在A接线柱上,黑表笔依次接在B、D所示的接线柱上,多用电表的示数分别为、,可知故障导线一定是EF、GH中的一根;黑表笔接在F所示的接线柱上,多用电表的示数分别为,F与电源负极连通,则故障导线是EF。
故选C。
11.如图电路中,A、B两灯原来正常发光,忽然B灯比原来亮了,设这是因为电路中某一处发生了断路故障造成的,那么发生这种故障的可能是( )
A.短路 B.断路 C.断路 D.电源断路
【答案】C
【详解】首先明确电路中各用电器的连接关系:灯泡和电阻、灯泡和电阻先并联再串联,最后与电阻并联;灯泡变亮,说明实际功率增大了,具体故障可将每选项逐一代入题目检查是否符合题意,从而确定正确选项。
【解答】A.电阻单独在一个支路上,如果短路,两个灯泡都不会亮了,A选项不符合题意;
B.电阻与灯泡是并联的,如果断路,此处只有灯泡一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡两端电压增大,灯泡B两端电压降低,由知,功率变小,灯泡B变暗。B选项不符合题意;
C.电阻与灯泡B是并联的,如果断路,此处只有灯泡B一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡B两端电压增大,由知,功率变大,灯泡变亮。C选项符合题意;
D.电源断路,电路没有电流,灯泡都不亮,D选项不符合题意。
故选C。
12.(23-24高一上·江西宜春·期中)如图所示电路,当开关S闭合后,L1、L2均能发光,电流表、电压表均有示数。过一会儿电压表的示数变大,发生的故障是( )
A.可能是L1灯丝断了 B.一定是L1短路
C.可能是L2灯丝断了 D.一定是L2短路
【答案】C
【详解】A.如果灯泡L1灯丝断了,整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,故A错误;
BC.如果灯泡L1短路,电路中的电流增大,电压表测量电源电压,示数也增大;即电流表和电压表示数都增大电压示数增大;另一种情况是如果灯泡L2断路时,电流表示数为零,电压表也会测量电源电压示数增大,故B错误、C正确;
D.如果灯泡L2短路,电压表相当于与导线并联示数减小为零,故D错误。
故选C。
13.(23-24高二上·上海浦东新·期中)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表将选择开关调到电压档,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明( )
A.2、3连接点的导线断了 B.开关上的某处断路了
C.小灯泡的灯丝断了 D.小灯泡的灯丝短路了
【答案】B
【详解】小灯泡不亮,说明电路断路,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,可知开关上的某处断路了;若2、3连接点的导线断了,或者小灯泡的灯丝断了,或者小灯泡的灯丝短路了,则5、6两点间的电压均为零。
故选B。
14.(23-24高二上·云南昆明·期中)如图所示,电路中的电源,内阻不计,a、b、c、d为电路中的四个接触点,闭合开关S后,左右滑动滑动变阻器滑片,电路中的电流表没有示数,电路中两个灯泡和都不亮,用多用电表的电压挡检查电路时,测得,,,,整个电路中只有一个故障,则故障原因可能是( )
A.灯泡短路 B.滑动变阻器R断路
C.灯泡断路 D.电流表短路
【答案】C
【详解】电路中灯泡不发光,则可能是某处断路,电压表测断路位置为电源电压,测不断的位置电压为零,,测量的是电源电压,测得,说明电流表没有断路,,,整个电路中只有一个故障,说明灯泡断路。
故C正确。
15.(23-24高二上·陕西西安·阶段练习)如图所示的电路中,a、d间电压恒为U,现灯泡和都不亮(无电流通过)。用理想电压表测得a、b、c、d各点间的电压分别为、、、,若电路中只有一处断路。则故障原因可能是( )
A.灯泡断路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.电源断路
【答案】B
【详解】A.若灯泡断路,电路中没有电流,则
,,,
与题不符,故A错误;
B.若灯泡断路,电路中没有电流,则
,,,
故B正确;
C.若滑动变阻器断路,电路中没有电流,则
,,,
与题不符,故C错误;
D.若电源断路,电路中没有电流,则
,,,
与题不符,故D错误。
故选B。
16.(22-23高二上·广东河源·期末)如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A.灯泡L1短路
B.电流表接触不良
C.开关处短路
D.灯泡L2断路
【答案】D
【详解】灯泡L1短路,电流表和电压表均有示数;电流表接触不良时,电路断路,电压表和电流表均无示数;开关短路,电流表和电压表都要示数,灯泡L2断路,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。
故选D。
17.(22-23高二上·河北邢台·期中)如图所示,闭合后,两个灯泡均不发光,电流表的示数为零。用电压表测两端电压,电压表示数近似等于电源电压,该电路的故障可能是( )
A.电流表坏了或未接好 B.L1的灯丝断了或没接好
C.L1和L2的灯丝都断了 D.L2的灯丝断了或没接好
【答案】B
【详解】闭合后,两个灯泡均不发光,电流表的示数为零,说明电路处于断路状态;用电压表测两端电压,电压表示数近似等于电源电压,说明灯泡L1两端的导线到电源都能接通。
综上所述,可判断可能的原因是L1的灯丝断了或没接好,B正确,ACD错误。
故选B。
18.(22-23高二上·陕西西安·期中)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下,某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是( )
测试点
A、B
C、F
D、F
C、D
多用表示数
1.5V
1.5V
0
1.5V
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路 C.灯泡断路 D.开关断路
【答案】D
【详解】A.A、C间导线断路,C、F间,C、D间电压应该为0,故A错误;
B.D、E间导线断路,D、F间电压应为1.5V,C、D间电压应该为0,故B错误;
C.灯泡断路,D、F间电压应为1.5V,C、D间电压应该为0,故C错误;
D.开关断路,测试点间的电压,与数据表中电压相对应,故D正确。
故选D。
考点三 含电容的动态分析
19.(23-24高二下·安徽池州·期中)如图所示,电压表是理想电表,R是光敏电阻,当它受到的光照时阻值变小,则有光照射R时( )
A.灯泡L变暗 B.光敏电阻R上的电压减小
C.电容器C的带电量减小 D.电压表V的读数变大
【答案】B
【详解】AD.阻值减小时,电路的总电阻减小,总电流增大,灯泡变亮。电源的内电压增大,路端电压减小,所以电压表V的读数变小,故AD错误;
B.电流增大,则灯泡的电压增大,而路端电压减小,则光敏电阻上的电压减小,故B正确;
C.电容器的电压等于灯泡的电压,则的电压增大,由知,电容器的带电量增大,故C错误。
故选B。
20.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向上移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
A.L变暗,Q增多 B.L变暗,Q减少
C.L变亮,Q增多 D.L变亮,Q减少
【答案】C
【详解】当滑动变阻器的滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流减小,电源的内电压减小,路端电压增大,灯L变亮,通过灯L的电流增大,而干路电流又减小,则通过的电流减小,两端的电压减小,故滑动变阻器两端的电压增大,电容器所带电荷量Q增大。
故选C。
21.(23-24高二上·广东·期中)如图所示的电路中,电源的电动势E=12V,内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器的最大阻值R=50Ω,电容器MN的电容C=20μF,现将滑动触头P移于最左端a点,闭合开关S,过一段时间电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.此时电容器M板带正电,N板带负电
B.此时断开开关S,通过R1的电荷量为
C.当滑动触头P置于R的中点时,M 板带电量为
D.当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中,电容器所带的电荷量先减少后增大,但N板一直带正电荷
【答案】C
【详解】A.滑动触头P移于最左端a点,此时N板与电源正极连接,因此,此时电容器M板带负电,N板带正电,故A错误;
B.将滑动触头P移于最左端a点,闭合开关S,此时,R1两端电压
此时,电容器所带电荷量
断开开关S,电容器等效为一个电源放电,此时R2与R串联后再与R1并联,则通过R1的电荷量为
解得
故B错误;
C.当滑动触头P置于R的中点时,令D点电势为0,则A点电势为12V,令电容器N极板电势为,则有
解得
令电容器M极板电势为,则有
解得
则有
则M 板带电量为
故C正确;
D.令D点电势为0,根据上述可知,电容器M极板电势始终为8V,当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中,电容器N极板的电势由12V逐渐减小为0,两极板之间的电势差先减小后增大,则电容器所带的电荷量先减少后增大,但是N极板电势先高于M极板,后低于M极板,可知N极板先带正电,后带负电,故D错误。
故选C。
22.(23-24高三上·河南濮阳·期中)如图所示,在平行金属板M、N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计),以水平速度射入电场并打在N板的O点。改变或的阻值,粒子仍以射入电场,最终仍可打在N板,则( )
A.该粒子带正电
B.减少,粒子能打在O点右侧
C.减少,粒子将打在O点左侧
D.增大,粒子在板间运动时间不变
【答案】C
【详解】A.根据外电路中顺着电流方向电势逐渐降低,可知M板的电势低于N板的电势,板间电场方向向上,而粒子在电场中向下偏转,所受的电场力方向向下,则知该粒子带负电,故A错误。
B.电路稳定时中没有电流,相当于导线,改变,不改变M、N间的电压,板间电场强度不变,粒子所受的电场力不变,所以粒子的运动情况不变,仍打在O点,故B错误。
CD.设平行金属板M、N间的电压为U。粒子在电场中水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则竖直方向有
水平方向有
联立得
由题图知,y一定,q、m、d、v0不变,当减少时,M、N间的电压U增大,x减小,所以粒子将打在O点左侧;增大,U减小,t增大,故C正确,D错误。
故选C。
23.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,电表均为理想电表,R为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大,灯泡L将变暗
B.定值电阻R0中将有从左向右的电流
C.电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变
D.电源输出功率一定变小
【答案】C
【详解】A.滑片P向右移动,滑动变阻器接入电阻减小,回路总电阻减小,干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,即电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮,故A错误;
B.路端电压减小,即电容器两端电压减小,根据电容定义式可知,电容器极板所带电荷量减小,电容器处于放电状态,电容器左极板带正电,电荷量减小,则定值电阻R0中将有从右向左的电流,故B错误;
C.根据路端电压与干路电流的关系式有
可知
即电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变,故C正确;
D.电源输出功率
当时,电源输出功率最大,作出电源输出功率与外电阻的关系图像如图所示
根据图像可知,在外电阻小于内阻时,为增函数,在外电阻大于内阻时为减函数,由于题中没有给出r、R0、R的具体关系,因此不能够确定外电阻与内阻的关系,即滑片P向右移动,滑动变阻器接入电阻减小,回路总电阻减小,但不能够确定电源输出功率的变化特征,故D错误。
故选C。
24.(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)如图所示,R1、R2为定值电阻,C为电容器。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动的过程中( )
A.电阻R2中有向上的电流
B.通过电阻R1的电流增大
C.滑动变阻器R两端的电压变小
D.电容器C极板所带电荷量变多
【答案】D
【详解】在滑动变阻器R的滑片向上滑动的过程中,R变大,总电阻变大,总电流减小,通过电阻R1的电流减小,R1以及内阻上的电压减小,则滑动变阻器R两端以及电容器两板间的电压变大,电容器充电,则电阻R2中有向下的电流,电容器C极板所带电荷量变多。
故选D。
25.(23-24高二上·河南南阳·期中)如图所示,两块正对平行金属板与电池相连,板接地,闭合开关后,在两板正中间有一个带电液滴恰好处于静止状态,以下说法正确的是( )
A.液滴带正电
B.的阻值增大,液滴将会向上移动
C.仅断开,将板向上平移一段距离,液滴静止不动
D.仅断开,将板向上平移一段距离,液滴的电势能增大
【答案】D
【详解】A.板与电源正极相连,电势高于板,所以液滴带负电,A错误;
B.的阻值增大,根据串联电路分压特点可知,间电压减小,液滴所受静电力减小,向下运动,B错误;
C.断开,电容器将通过放电,液滴向下移动,C错误;
D.仅断开,电容器带电量不变,根据
板间场强不变,板上移后,液滴位置与下极板间距减小
液滴处电势降低,因为液滴带负电,液滴电势能增大。故D正确。
故选D。
26.(23-24高二上·湖南·阶段练习)在如图所示的竖直方向的电路中,电压表和电流表均为理想电表,R1、R2、R3为定值电阻,电源电动势为E、内阻为r,开关S1闭合,S2断开,水平放置的平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态,当S2从断开到闭合后,下列说法正确的是( )
A.两表读数均变大
B.电源内阻消耗的功率变小
C.油滴将向上运动
D.电容器带的电荷量减少
【答案】D
【详解】A.当S2闭合后,电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻、电阻两端的电压增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电阻、两端的电压减小,通过电阻、的电流减小,则电流表读数减小,电压表读数减小,故A错误;
B.电源内阻消耗的功率
干路电流增大,电源内阻消耗的功率变大,故B错误;
C.电容器两极板间电压减小,电场强度减小,油滴所受电场力小于重力,故油滴向下运动,故C错误;
D.电容器两极板间电压减小,电容器电容不变,故电容器带的电荷量减少,故D正确。
故选D。
27.(23-24高二上·湖北·阶段练习)如图,G表为灵敏电流计,V表为理想电压表,R1、R2为定值电阻,R3是一根盐水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响)( )
A.V表示数减小 B.
C.油滴向下运动 D.G表中有从c到a的电流
【答案】D
【详解】A.握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中,盐水柱变长,横截面积变小,根据电阻定律
可知电阻的阻值增大,总电阻增大,电流减小,电压表示数增大。故A错误;
B.由闭合电路欧姆定律和电阻特点知
故B错误;
C.增大,则电路总电阻增大,总电流减小,所以功率减小,电源内电压减小,路端电压增大,根据串联电路分压规律可知两端电压增大,即电压表示数增大,且电容器两端电压增大,两极板间电场强度增大,油滴所受电场力增大,将向上运动,故C错误;
D.根据
两端电压增大,可知电容器所带电荷量增大,因为电容器上极板带正电,所以G表中有从c到a的电流,故D正确。
故选D。
28.(22-23高二上·河南郑州·期中)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,电表均为理想电表。闭合开关S后,若减小R的阻值,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数一定变小
B.电压表的示数一定变小
C.电源的输出功率一定减小
D.R1两端的电压一定减小
【答案】BD
【详解】AB.减小R的阻值,电路的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,电路中总电流增大,由
得路端电压减小,所以电流表的示数一定增大,电压表的示数一定减小,根据欧姆定律可知电阻R2两端电压增大,A错误,B正确;
C.根据数学知识分析得知,当电源的外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,由于不知外电阻与内电阻的大小关系,所以当电源的负载电阻减小,输出功率不一定减小,也可能增大,C错误;
D.电路中总电流I增大,R2的两端电压增大,又因为路端电压减小,由串联分压得R1电压减小,D正确。
故选BD。
29.(23-24高二下·广东广州·期中)如图是苹果自动分拣装置的示意图,该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在电阻R1上,R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时,R2两端的电压较小,分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态,小苹果进入上面通道;当大苹果通过托盘秤时,R2两端能够获得较大电压,电磁铁吸动分拣开关的衔铁,打开下面通道,让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准,下列说法正确的是( )
A.压力越小,R1越小
B.压力越小,R1越大
C.调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准
D.调节R2的大小不可以改变筛选苹果的标准
【答案】BC
【详解】AB.苹果越小,压力越小,若电阻R1越大,根据串反并同规律,与R1串联的电磁铁的电流越小,电磁铁的磁力越小,杠杆仍然处于水平状态,小苹果进入上面通道,符合分拣标准。A错误,B正确;
CD.增大R2,根据串反并同规律,与R2并联的电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,下面通道被打开,小苹果进入下面通道,m0减小,分拣标准降低。C正确,D错误。
故选BC。
30.(23-24高二下·河南安阳·阶段练习)如图所示,电路中、均为定值电阻,R为滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现将滑动变阻器的触头向b端滑动,下列说法正确的是( )
A.定值电阻消耗的功率减小
B.定值电阻消耗的功率减小
C.带电油滴将向上运动
D.通过滑动变阻器R的电流增大
【答案】AC
【详解】将滑动变阻器的触头向b端滑动,则R阻值变大,总电阻变大,总电流减小,即定值电阻R1以及电源内阻r上的电压减小,则R1消耗的功率减小;并联支路的电压变大,即定值电阻消耗的功率变大,R2电流变大,则通过滑动变阻器R的电流减小;电容器两板间电压变大,向上的电场力变大,则油滴向上运动。
故选AC。
31.(23-24高二上·河南洛阳·期中)如图所示,电源、开关和灯泡组成串联电路,A、B、C为电路中的三个检测点。闭合开关灯泡不会发光,原因是以下三种情况中的一种造成的:(1) 电源故障;(2) 开关接触不良;(3)灯泡和灯座接触不良。小明同学为了查找故障原因,用多用电表直流电压挡检测,且黑表笔始终接在A点。以下判断正确的是( )
A.断开开关,红表笔接B点,若电表示数接近电源电动势,则电源正常;若电表无示数,则电源有故障
B.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表无示数,则灯泡和灯座接触不良
C.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表无示数,则开关接触不良
D.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表有示数,则灯泡和灯座接触不良
【答案】ACD
【详解】A.断开开关,红表笔接B点,若电表示数接近电源电动势,可知电压表与电源接通,则电源正常;若电表无示数,则电源有故障,故A正确;
BC.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表无示数,可知电压表与电源没有接通,则开关接触不良,故B错误,C正确;
D.电源正常,闭合开关,红表笔接 C 点,若电表有示数,可知电压表与电源接通,则开关正常,灯泡和灯座接触不良,故D正确。
故选ACD。
32.(22-23高二上·安徽·期中)如图,电路中有三根导线。其中一根导线的铜丝是断的,另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线,下列说法正确的是( )
A.若测得间电压接近,断导线一定是 B.若测得间电压接近,断导线一定是
C.若测得间电压为0,断导线一定是 D.若测得间电压为0,断导线一定是
【答案】AD
【详解】红表笔接在a点,黑表笔如果接在b点或者c点时电表示数为,说明cd、ef段导线无断路,断路必定在ab段;如果接在b点或者c点时,电表示数为,说明cd或者ef段导线有断路,黑表笔如果接在e点或者d点时,若电表示数为,说明ef段导线无断路,断路必定在cd段,如果接在e点或者d点时,电表示数为,说明ef段导线或者cd段导线断路,其他段完好。
故选AD。
33.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,电流表的示数变为零,若电路中故障发生在灯L或电阻R上,用一根导线来判断电路故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在R两端,电流表无示数,一定是L断路
B.将导线并联在L两端,电流表无示数,一定是R断路
C.将导线并联在R两端,电流表有示数,一定是R断路
D.将导线并联在L两端,电流表有示数,一定是L断路
【答案】CD
【详解】A.电流表A的示数变为零,说明电路故障为断路.将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路;若将导线并联在R两端,电流表无示数,则可能是L断路,也可能是R、L都断路,故选项A错误;
B.若将导线并联在L两端,电流表无示数,则可能是R断路,也可能是R、L都断路,故选项B错误;
C.若将导线并联在R两端,电流表有示数,则一定是R断路,选项C正确;
D.若将导线并联在L两端,电流表有示数,则一定是L断路,选项D正确。
故选CD。
34.(23-24高二上·黑龙江大庆·期中)如图所示电路,由定值电阻R0,可变电阻R1、R2,水平金属板M、N足够长,电源及开关组成。闭合开关,电路稳定后,质量为m的带正电荷的微粒从点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后,微粒仍从点以水平速度v0射入,则关于微粒打在板上的位置说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,增大R1,粒子打在O点右侧
B.保持开关S闭合,减小R2,粒子打在O点
C.断开开关S,N极板稍微下移,粒子打在O点右侧
D.断开开关S,M极板稍微上移,粒子打在O点右侧
【答案】BC
【详解】A.保持开关S闭合,由串并联电压关系可知,R0两端电压为
增大R1,U减小,电容器两端的电压减小,根据
可知电容两极板带电量减少,根据
可知,两极板间电场强度减小,但y不变,根据
可知粒子运动的时间变短,在水平方向
水平位移变大,可知粒子打在O点左侧,故A错误;
B.保持开关S闭合,减小R2,R0两端电压不变,则电容器两端的电压不变,电场强度不变,加速度不变,所以粒子仍打在O点,故B正确;
CD.断开开关S,平行板电量不变,根据
可知
所以N极板稍微下移时电场强度不变,加速度不变,但竖直位移y增大,运动时间增大,所以水平位移变大,粒子打在O点右侧。M极板稍微上移时竖直位移不变,则水平位移不变,所以粒子仍打在O点。故C正确,D错误。
故选BC。
35.(23-24高二上·四川成都·期中)A、B两块平行金属板竖直正对放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球。两块金属板接在如图所示的电路中,R1为光敏电阻,R2为滑动变阻器,R3为定值电阻,当R2的滑动触头P在中间时闭合开关S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为。已知电源电动势E和内阻r一定,光敏电阻随光照的增强阻值变小,以下说法正确的是( )
A.保持光照强度不变,将R2的滑动触头P向b端滑动,则R3消耗的功率变小
B.保持滑动触头P不动,让光敏电阻周围光线变暗,则小球重新平衡后变小
C.滑动触头向a端滑动,用更强的光照射R1,则R2左边部分有b向P的电流
D.保持滑动触头P不动,用更强的光照射R1,则U的变化量与I的变化量的比值的绝对值不变
【答案】AD
【详解】A.保持光照强度不变,将R2的滑动触头P向b端滑动,滑动变阻器接入电阻增大,电路中电流减小,则定值电阻R3消耗的功率变小,故A正确;
B.保持滑动触头P不动,让光敏电阻周围光线变暗,光敏电阻接入电阻增大,电路中的电流减小,根据闭合电路欧姆定律,光敏电阻两端电压为
可知,光敏电阻两端电压增大,即平行金属板之间电压增大,根据
可知,金属板之间的电场强度增大,对小球进行受力分析有
可知,小球重新平衡后变大,故B错误;
C.滑动触头向a端滑动,滑动变阻器接入电阻减小,用更强的光照射R1,光敏电阻接入电阻减小,则干路电流增大,则定值电阻R3与电源内阻承担的电压增大,则光敏电阻两端电压减小,即金属板两端电压减小,根据
可知,金属板极板所带电荷量减小,即极板处于放电状态,B极板失去电子,则R2左边部分有P向b的电流,故C错误;
D.保持滑动触头P不动,滑动变阻器接入电阻不变,用更强的光照射R1,光敏电阻接入电阻减小,由于
则有
即则U的变化量与I的变化量的比值的绝对值不变,故D正确。
故选AD。
36.(23-24高二上·山东枣庄·期中)如图所示, 电源输出电压 U=6V。 电容器,定值电阻R1=2Ω, R2=R3=4Ω。表A为灵敏电流计,其零刻度位于表盘中央。闭合开关S,电路稳定后,电表A指针指向表盘中央零位置。若断开开关S,下列说法正确的是( )
A.电表A 指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零位置
B.电表A指针以中央零位置为中心左右摆动然后返回中央零位置
C.通过电表A的电荷量为
D.通过电表A的电荷量为
【答案】AC
【详解】AB.开关S闭合时电容器与R2并联,电容器两端的电压等于R2两端的电压,电容器充电完毕后,电表A指针指向表盘中央零位置,电容器上极板带正电荷;由
电容器带电量
开关S断开后电容器与R1并联,电容器两端的电压与R1两端的电压相等,电路稳定后电容器下极板带正电荷,电阻R1两端的电压为
电容器带电量为
所以开关S由闭合电路稳定后再断开开关S,电容器先放电再充电,电流方向都是向上,充电结束后通过电流表的电流为零,所以电表A 指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零位置,故A正确,B错误;
CD.通过电表A的电荷量为
故C正确,D错误。
故选AC。
37.(20-21高二上·上海·期中)在“测定小灯泡电功率”的实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路。
(1)请根据实物图在方框中画出相应的电路图 ;
(2)电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零。闭合电键后:
①若电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为 ;
②若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为 ;
③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数无法调到零,则断路的导线为 。
【答案】(1)
(2) g h c
【详解】(1)根据实物图画出电路图如图
(2)[1] 电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,但灯泡不亮说明电路中有断路,且断路只能是g导线;
[2] 电流表有示数说明电路是导通的,电压表无示数说明电压表与电源断开,故只能是h断路;
[3] 调节滑动变阻器能控制电路说明电路是完好的,但电压表及电流表无法调到零说明接成了限流接法,故应该是c导线断路。
38.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)某同学用图(a)所示的电路测量电源的电动势和内阻。图中电流表量程为0.6A、内阻为,定值电阻的阻值为,电阻箱R的最大阻值为。
(1)将电阻箱的阻值调至最 (选填“大”或“小”),闭合开关S;
(2)闭合开关后,发现无论电阻箱的阻值调到多少,电流表始终没有示数。为查找故障,该同学使用多用电表的电压挡位,将红表笔始终接触e位置,另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置,发现试触a、b、c时电压表有示数,试触d时电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则故障是 (选填选项前的字母)
A.导线ab断路 B.电阻箱断路 C.导线cd断路 D.电阻箱短路
(3)排除故障后按规范操作进行实验,多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R,根据实验数据在图(b)中绘制出图像;根据图像可以求得电源电动势 V,内阻 。(结果均保留2位有效数字)
【答案】 大 C 6.0 1.5
【详解】(1)[1]由实物图可知电路的连接方式为串联,为保护电路,闭合开关前,应使电路中电流最小,电阻最大,所以应将电阻箱的阻值调至最大;
(2)[2]为查找故障,该同学使用多用电表的电压挡位,将红表笔始终接触e位置;试触a、b、c时电压表有示数,说明a、b、c与e含有电源的电路完好,试触d时电压表没有示数,说明导线cd断路,故选C。
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知
E=I(R+R0+r+ RA)
变形得
由图像可知斜率为
截距为
可得电动势为
E=6.0V
内阻为
r=1.5Ω
39.(22-23高二上·北京东城·期中)某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
(1)甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为挡,则测量结果为 。
(2)乙同学用该表正确测量了一个约的电阻后,需要继续测量一个阻值约的电阻。在测量这个电阻之前,请选择以下必须的操作步骤,其合理的顺序是 (填字母代号)。
A.将红表笔和黑表笔短接 B.把选择开关旋转到挡
C.把选择开关旋转到挡 D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(3)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下,某同学用多用电表电压挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的选项是 。
测试点
A、C
A、D
A、E
A、F
多用表示数
0
0
约1.5v
约1.5v
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路
C.灯泡断路 D.F、B间导线断路
【答案】 160 CAD B
【详解】(1)[1]挡位为挡,故测量结果为
(2)[2]乙同学用该表正确测量了一个约的电阻,所选挡位为挡,需要继续测量一个阻值约的电阻时,应先将挡位换到挡,然后对欧姆表进行调零,调零步骤为将红表笔和黑表笔短接,然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点,故其合理的顺序是CAD;
(3)[3]A.若A、C间导线断路,则C点电势与B点电势相等,A、C间电压应为1.5V,故A错误;
B.若D、E间导线断路,则D点电势与A点电势相等,E点电势与B点电势相等,A、D间电压应为0,A、E间电压应为1.5V,故B正确;
C.若灯泡断路,则E点电势与A点电势相等,F点电势与B点电势相等,A、E间电压应为0,A、F间电压应为1.5V,故C错误;
D.若F、B间导线断路,则F点电势与A点电势相等,A、F间电压应为0,,故D错误。
故选B。
40.(23-24高二上·福建福州·期中)如图是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电轻质的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与光滑的金属杆接触良好,并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连,另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数,电阻,电源的电动势,内阻。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压传感器的示数。不计摩擦和迎风板的电阻。求闭合开关,
(1)没有风吹时,电路中电流和金属杆接入电路的电阻;
(2)当风力为时,电压传感器的示数。
【答案】(1);;(2)2.0V
【详解】(1)没有风吹时,电路中电流为
金属杆接入电路的电阻为
(2)当风力为时,迎风板受力平衡,弹簧弹力大小为260N,由胡克定律可得
解得
此时金属杆接入电路的电阻为
电压传感器的示数为
41.(22-23高二上·上海长宁·期中)如图所示,已知电源电动势,内阻,,灯L标有“3V,1.5W”。当滑动变阻器的滑片P滑到最右端a时,理想电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光。
(1)当滑片P滑到最左端b时,判断哪些用电器被短路并计算电流表的示数;
(2)当滑片P由b端滑向a端时,分析说明电流表的示数及路端电压的变化;
(3)求滑动变阻器R的最大值;
(4)当滑片P滑到中点时,求滑动变阻器的功率。
【答案】(1)滑动变阻器以及小灯泡被短路,2A;(2)见解析;(3)6Ω;(4)1.92W
【详解】(1)当滑片P滑到最左端b时,其滑动变阻器以及小灯泡被短路,电流表测量总电流。其电路图简化后,如图所示
(2)当滑片P在从b端滑到a端过程中,其小灯泡与滑动变阻器的左侧部分并联,再与定值电阻串联,而滑动变阻器的右侧部分被电流表短路,其电路图简化后如图所示
随着滑片P向a端滑动过程中,滑动变阻器R的阻值在增加根据串并联电路的特点可知,当某一支路的电阻变大时,其总电阻也将变大。根据闭合电路欧姆定律有
可知,电路中的总电流在减小,所以电流表示数在减少。根据闭合电路欧姆定律有
因为总电流在减少,所以路端电压在变大。
(3)当滑动变阻器的滑片滑到a端时,其小灯泡与滑动变阻器并联,再与定值电阻串联,其电路图如
所示。此时电流表示数为1A,根据闭合电路欧姆定律有
解得
(4)当滑片滑到中间的时候其左侧的阻值为3Ω,而滑动变阻器的右侧部分被电流表短路,此时外电路的电阻为
U并 = E-I3(R1+r)
42.(22-23高二上·安徽·期末)某学校科技小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试,为滑动变阻器,为定值电阻、电源内阻不计。实验时,他们调节滑动变阻器的阻值,得到了各组电压表和电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出图像如图乙所示,已知电流表和电压表都是理想电表。求:
(1)电源的电动势E和定值电阻;
(2)图线从A状态变化到B状态的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)当的阻值为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?
【答案】(1),;(2);(3),
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可知
,
解得
,
(2)由图像可知,在A点
在B点
所以滑动变阻器的阻值范围为
(3)根据功率计算公式
当
时,消耗功率最大
43.(23-24高二下·江西九江·期中)如图所示的电路中,电源电动势20V、内阻3Ω,定值电阻、、滑功变阻器可调节范围0~10Ω,一对边长的正方形金属板水平放置,板间距。闭合开关S,电路稳定后一质量、电荷量的带电微粒,从两金属板左侧中点以速度沿平行于金属板方向射入电场。不考虑空气阻力,重力加速度
(1)若微粒沿直线射出电场,求此时两金属板间电压和滑动变阻器连入电路部分电阻;
(2)为使微粒能够射出金属板间电场区域,求滑动变阻器的调节范围。
【答案】(1)2V;2Ω;(2)
【详解】(1)微粒沿直线射出电场,则由平衡可知
解得
回路的电流
滑动变阻器连入电路部分电阻
(2)若粒子从上极板右侧射出,则
其中
联立解得
U1=4V
若粒子从下极板右侧射出,则
其中
联立解得
U2=0V
则滑动变阻器的调节范围。
44.(23-24高二上·福建厦门·期中)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω。闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板。(g取10m/s2),求:
(1)两极板间的电场强度大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)重新调节滑片P的位置,使滑动变阻器上消耗的功率达到最大值,同时改变AB的板间距离,使得小球依然能以v0从B射入板间后,恰能到达A板,求此时新的板间距离。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对小球恰能从B到A,由动能定理可得
解得
又由
可得
(2)由闭合电路欧姆定律可得
计算得出
则有
(3)将与看作等效电源内阻,滑动变阻器上功率最大时
此时对小球恰能从B到A,由动能定理可得
解得
45.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期中)如图所示的电路中,直流电源的电动势,内电阻,,为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置,另两个平行金属板C、D水平放置,板长板间的距离,MN为荧光屏,C、D的右端到荧光屏的距离,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,当电阻箱的阻值调为时,闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为,质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间(不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场)。
(1)求AB板间电压和CD板间电压各多大?
(2)使粒子打到荧光屏上P点到O点的距离?
【答案】(1)4.5V,3V;(2)12.5cm;
【详解】(1)回路的电流
AB板间电压
CD板间电压
(2)粒子在AB板间加速
解得
v0=4×105m/s
进入偏转电场后
出离偏转电场后
带入数据解得
46.(23-24高二上·江西南昌·期中)如图所示电路中,电源的电动势E=9V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,电动机的额定电压为U=6V,内阻r0=0.5Ω。闭合开关S,电动机正常工作。求:
(1)通过R1的电流I1;
(2)电动机的输出功率P;
(3)此时电容C的电荷量q。
【答案】(1)0.67A;(2)5.5W;(3)
【详解】(1)根据题意,设与的并联电阻为R,则有
设回路中电流为,根据闭合电路欧姆定律得,解得
通过R1的电流
(2)电动机的输出功率
解得
(3)电容两端电压为
电容器的带电量
47.(23-24高二上·河南濮阳·期中)如图所示,电源电动势为,内阻为电容器的电容为电流表G的满偏电流为6mA,内阻为100Ω,定值电阻与电流表G串联且它们两端允许加的最大电压为3V,滑动变阻器R的最大阻值为480Ω。闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片位于滑动变阻器的中点,电流表的示数为4mA,求:
(1)定值电阻的阻值大小;
(2)电容器的带电量为多少;
(3)电阻消耗的功率多大。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据题意可得
求得
(2)电容器两端电压等于两端电压
电容器的带电量为
(3)根据闭合电路欧姆定律
求得
则流过的电流为
电阻消耗的功率
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