2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 9 恒定电流 探究开放题解答

用心 爱心 专心 1 恒定电流探究开放题解答恒定电流探究开放题解答 综合问题综合问题 1 1 电路的分析与计算电路的分析与计算 1 如图 9 一 18 所示 电源电动势 E 3 2 V 电阻 R1 30 R2 15 小灯泡 L 的额定 电压为 3 O V 额定功率为 4 5w 当开关 S 接位置 1 时 电流表的读数为 0 1 A 那么当开 关 S 接到位置 2 时小灯泡 L 的发光情况是 A 正常工作 B 比正常发光略亮 C 不能正常发光 D 有可能被烧坏 分析电路 利用闭合电路欧姆定律 串并联特点等分析求解 解答解答 C 开关 S 与 1 闭合时 并联电压为 U1 I1R1 3V 通过 R2的电流 电 源内阻 灯泡电阻 当 S 与 2 闭合时 灯泡电压 故 C 对 2 三只灯泡 L1 L2和 L3的额定电压分别为 l 5 V 1 5 V 和 2 0 V 它们的额定电流都 为 0 3A 若将它们连接成图 9 19 图 9 20 所示电路 且灯泡都正常发光 1 试求图 9 19 中电路的总电流和电阻 Rz 消耗的电功率 2 分别计算两电路电源提供的电功率 并说明哪个电路更节能 分析电路 利用闭合电路欧姆定律 串并联特点 电功率等分析求解 1 由题意 在图 9 19 电路中 电路的总电流 电阻 R2消耗功率 2 图 9 19 中电源提供的电功率 图 9 20 中电源提供的电 功率 由于灯泡都正常发光 两电路有用功率相等 而 p总 P总 所以 图 9 20 所示电路比图 9 19 所示电路节能 3 如图 9 21 是家用电冰箱的压缩启动装置的电路 其中运行绕组是电冰箱工作时的 定子 由于交流电是单相的 启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场 在启动绕 用心 爱心 专心 2 组中 串联有一个 PTC 元件 这是一种以酞酸钡为主要材料的热敏电阻器 当电流流过 Frc 元 件时 元件发热 它的电阻率随温度升高而发生显著变化 当电动机转动正常后 PTC 元件温度较高 电阻很大 以下判断正确的是 A 电冰箱的电动机启动时 比正常工作时耗电少 B 电冰箱的电动机启动时 和正常工作时耗电一样多 C 电冰箱启动到正常运行的过程中 启动绕组功率变大 运行绕组功率变小 D 电冰箱启动到正常运行的过程中 启动绕组功率变小 运行绕组功率不变 比较刚启动和正常运行时在启动绕组和运行绕组中电流的变化即可判断出耗电量的变 化和功率的变化 解答解答 D 在工作电压一定时 刚启动时 PTC 元件温度较低 电阻较小 通过的电流较大 启动绕组功率较大 当电机正常运行时 PTC 元件温度较高 电阻很大 通过的电流很小 启动绕组功率较小 而运行绕组两端电压恒定 故其电流不变 功率不变 综上所述可知本 题答案为 D 选项 4 如图 9 22 所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为 E 内阻不计 不称物体时 滑片 P 在 A 端 滑动变阻器接入电路的有效电阻最大 电流最小 称重物时 在压力作用下 使滑片 P 下滑 滑动变阻器有效电阻变小 电流变大 这样把电流对应的重量值刻在刻度盘 上 就可以读出被称物体的重力值 若滑动变阻器上 A B 间距为 L 最大阻值等于定值电阻 R0的阻值 已知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例系数为愚 则所称重物的重力 G 与电 流大小 J 的关系为 B G KL D G kIL 先找出重物的重量 G 同变阻器的阻值 R 的关系 再由闭合电路的欧姆定律确定电流 I 同 R 的关系 即可得出 G 同 I 的关系 解答解答 A 电子地磅上有重物时 G kx 变阻器在电路中的有效电阻 又因为 所以 整理得 G A 正确 5 如图 9 23 甲 所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图 薄金属片 P 固 定有 4 个电阻 R1 R2 R3 R4如图 9 23 乙 左边是它的侧面图 这 4 个电阻连接成电路 如图 丙 所示 试回答下列问题 1 开始时金属片中央 O 点未加任何压力 欲使电压表无示数 则 4 个电阻应满足怎样 用心 爱心 专心 3 的关系 2 当 0 点加一个压力 F 后发生形变 这时 4 个电阻也随之发生形变 形变后各电阻大 小如何变化 3 电阻变化后 电路的 A B 两点哪点电势高 它为什么能用来测量血压 由串并联电路中电压 电流的分配与电阻的关系确定 R1 R2 R3 R4 的相互关系 由电阻定律确定 R1 R2 R3 R4 的大小变化 由电势与电势差的关系确定 A B 两点电势的 高低 解答解答 1 电压表示数表明 A B 两点电势相等 有 即 得 2 当 0 点加垂直于金属片的压力后 金属片发生形变 由于电阻是固定在金属片上的 因此 R1 R4被拉长 R2 R3被拉宽 即 R1 R4的阻值增大 R2 R3的阻值减小 这时 A B 两点电势不再相等 3 电阻增大 电压降增大 电阻减小 电压降减小 所以 A 点电压将高于 B 点 血压越 高 压力 F 越大 金属片形变越显著 电阻变化越大 因而电压表示数越大 于是就能根据 电压表示数的大小来测量血压的高低 6 如图 9 24 是一测速计原理图 滑动触头 P 与某运动的物体相连 当 P 匀速滑动时 灵敏电流计中有一定的电流通过 从灵敏电流计示数可得运动物体的速度 已知电源的电动 势 E 4 V 内阻 r 10 AB 为粗细均匀的电阻丝 阻值 R 30 长度 L 30 cm 电容器的电 容 C 50 F 观测得灵敏电流计的示数为 I 0 05 mA 方向由 M 流向 N 试求运动物体的速度 大小和方向 当 P 滑动时 电容器两极板的电压变化 电容器充电或放电 通过灵敏电流计的电流 即为充电或放电电流 其大小由电容器电容 C 及两板电压 Uc 变化快慢决定 Uc 变化的快慢 又与 P 的移动速度有关 解答解答 由图知电容器左板带正电 右板带负电 电流方向由 M 流向 N 电容器充电 板 间电压增大 P 向左运动 设经 t 时间 P 运动的距为 v t Uc 的变化量 充电电流 得 代入 数据解得 v 0 1 m s 规律总结规律总结 用心 爱心 专心 4 1 对电路动态问题的分析 首先要清楚一点 无论电路怎样变化 电源的电动势和内 电阻是不变的 其次要分清电路结构 按照一定的思路 程序 进行分析 从局部某一电阻的 变化 确定总电阻的变化 利用闭合电路的欧姆定律确定总电流 路端电压的变化 再逐步 分析局部电流 电压及电功率的变化 这就要求灵活的选用公式 每推导一步都要有确切的 依据 2 欧姆定律只适用于纯电阻电路 对菲纯电阻的闭合电路欧姆定律不适用 而常用的 变形式 U E Ir 其中 U 为电源的路端电压 既适用于外电路为纯电阻的闭合电路 也适用于 外电路为菲纯电阻的闭合电路 但前提是知道闭合电路中的电流 这类题目注意和能量的观 点 串并联特点相结合 3 探究开放应用型试题涉及新课标 综合性强 主要考查综合分析能力 运用知识解 决实际问题的能力 具体高考 资源网解题时 要依据实际情况 在分析好电路结构 运用 好电路知识 充分运用各部分知识的同时 要特别注意学科内综合 一定要找出各部分知识 相结合的内容 这往往是突破点 4 处理含有电容器的直流电路问题 关键是要弄清楚电路结构 确定电容器两极板间 电压及电压的变化 就可以计算出电容器的带电量或带电量的变化 由于电路稳定时 电容 器两极板间形成匀强电场 因而可以和带电粒子在板间的运动结合起来 对于电容电量变化 的问题 还要注意极板电性的正负 要分析清电容器两端的电势高低 分析全过程电势变化 等 综合问题综合问题 2 2 研究末知元件的导电规律研究末知元件的导电规律 1 影响物质材料电阻率的因素很多 一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大 而 半导体材料的电阻率则与之相反 随温度的升高而减少 某课题研究组在研究某种导电材料 的用电器 Z 的导电规律时 利用如图 9 25 甲的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示 U V 0 400 600 801 0O1 201 501 60 I A 0 200 450 801 251 802 813 20 1 根据表中数据 判断用电器 Z 可能属于上述哪类材料 2 把用电器 Z 接入图 9 25 乙所示的电路中 电流表的读数为 1 8 A 电池的电动势 为 3 V 内阻不计 试求电阻 R 的电功率 3 根据表中的数据找出该用电器 Z 的电流随电压变化的规律是 I kUN 试求出 n 和 k 的数值 并写出 k 的单位 用心 爱心 专心 5 依据题目所提供的信息和电路知识求解 解答解答 1 根据表中所提供数据 算出通过电流时用电器 Z 的电阻 可知电流越大 用 电器 Z 的温度越高 其电阻越小 故用电器 Z 可能属于半导体 2 查表 I 1 8A 时 Z 的电压为 1 2V 3 任选两组数据可列出 0 8 0 8nk 1 25 k 1n 解得 n 2 k 1 25 是的单位为 A V2 2 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下 数据 I 和 U 分别表示小灯泡上的电流与电压 I A0 120 210 290 340 380 420 450 470 490 50 U V0 200 400 600 801 0O1 201 401 601 802 0O 在图 9 26 中画出小灯泡的 U I 曲线 如果本题实验中测得电池的电动势是 1 5 V 内阻是 2 0 问 将本题中的小灯泡接 在