2020高考物理一轮复习专题9-1电路的基本概念和规律真题精讲.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/14 2020高考物理一轮复习专题 9-1 电路的基本概念和规律真题精讲编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/14(一)真题速递1.(20 xx北京高考 T11)如图甲所示,用电动势为E、内阻为r 的电源,向滑动变阻器 R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压 U与电流 I 均随之变化。(1)以 U 为纵坐标,I为横坐标,在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图,并说明 U-I 图象与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图乙画好的U-I 关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时
2、电源的输出功率。b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。【答案】见解析【解析】(1)U-I图象如图所示,其中图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流。(2)a.如图所示b.电源输出的电功率:P=I2R=222()()4EERRrRrrR当外电路电阻 R=r 时,电源输出的电功率最大,为 Pmax=,24Er2.(20 xx 全国甲卷 T17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池 E(内阻可忽略)连接成如图所示电路开关S 断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭
3、合开关 S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 Q2.Q1与 Q2的比值为()A.B.12【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/14 C.D.23【答案】C【解析】断开 S和闭合 S后等效电路分别如图甲、乙所示根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压 U1E,U2 E,C所带的电荷量 Q CU,则 Q1 Q2 35,选项 C正确3.(20 xx 安徽卷 T17)一根长为 L、横截面积为 S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为 e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电
4、场强度大小为()A.B.mv2SneCnev D.evSL【答案】C4(20 xx浙江理综)下列说法正确的是()A电流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【答案】C【解析】根据公式PI2R 可知热功率与电流大小平方成正比,A 错误;功的公式 W Flcos,其中位移 l 与时间 t 不一定成正比关系,B错误;由公式 QCU可知 C正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,与弹簧伸长量无关,D错误(二)考纲解读主题内容要说明【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/14 求电
5、场欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻本讲共 4个考点,两个二级考点,两个一级考点,近几年的高考中涉及本讲的考点多不太多,20 xx 年本讲第四个考点升级为二级考点,20 xx 年全国卷未考,20 xx 年高考要格外重视。(三)考点精讲考向一利用“柱体微元”模型求电流利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路:设柱体微元的长度为L,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则:(1)柱体微元中的总电荷量为Q nLSq.(2)电荷通过横截面的时间t.(3)电流的微观表达式I nqvS.【例 1】如图 3 所示,一根长
6、为L、横截面积为 S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为 m、电荷量为 e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()图 3A.B.mv2SneCnev D.evSL关键词棒两端加上恒定的电压;棒内产生电流【答案】C【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/14 阶梯练习1在长度为 l、横截面积为 S、单位体积内自由电子数为n 的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复所以,我们通常将自由电子的这
7、种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v 成正比,即 Ffkv(k 是常量),则该导体的电阻应该等于()A.B.C.D.kSne2l【答案】B2在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为l 的电子束内的电子个数是()A.B.m2eUC.D.m2eU【答案】B【解析】在加速电场中有eUmv2,得 v.在刚射出加速电场时,一小段长为 l 的电子束内电量为qI t I,则电子个数 n.B 正确考
8、向二欧姆定律及电阻定律1电阻的决定式和定义式的比较公式RlSRUI区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法,R与U、I均无关【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6/14 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体2.对伏安特性曲线的理解(如图 4 甲、乙所示)图 4(1)图线 a、e、d、f 表示线性元件,b、c 表示非线性元件(2)在图甲中,斜率表示电阻的大小,斜率越大,电阻越大,Ra Re.在图乙中,斜率表示电阻倒数的大小斜率越大,电阻越小,Rd Rf.(3)图线 b 的斜率变小,电阻变小,
9、图线c 的斜率变大,电阻变小注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数根据R,电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数【例 2】如图 5 所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab10 cm,bc5 cm,当将 C与 D接入电压恒为 U的电路时,电流强度为2 A,若将 A与 B接入电压恒为 U的电路中,则电流为()A0.5 A B 1 A C 2 A D 4 A图 5关键词:电压恒为U的电路【答案】A阶梯练习3用电器到发电站的距离为l,线路上的电流为 I,已知输电线的电阻率为.为使线路上的电压降不超过U,那么,输电线的横截面积的最小值为()A.B.C.D.2UlI【答案】B【解析】输电线的总长为
10、2l,由公式 R、R 得 S,故 B正确【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】7/14 4(多选)小灯泡通电后其电流I 随所加电压 U 变化的图线如图6 所示,P为图上一点,PN为图线在 P点的切线,PM为 I 轴的垂线则下列说法中正确的是()图 6A随着所加电压的增大,小灯泡的电阻不变B对应 P点,小灯泡的电阻RU1I2C对应 P点,小灯泡的电阻RU1I2 I1D对应 P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”【答案】BD考向三电功、电功率、电热及热功率电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功WUIt对纯电阻电路,电功等于电热,WQUI
11、tI2Rt;对非纯电阻电路,电功大于电热,WQ电热电流通过导体产生的热量QI2Rt 电功率单位时间内电流所做的功PUI对纯电阻电路,电功率等于热功率,P电P热UII2R;对非纯电阻电路,电功率大于热功率,P电P热热功率单位时间内导体产生的热量PI2R【例 3】(多选)如图 7 所示,电源电动势E3 V,小灯泡 L 的规格为“2 V,0.4 W”,开关 S接 1,当滑动变阻器调到R4 时,小灯泡 L 正常发光,现将开关 S接 2,小灯泡 L 和电动机 M均正常工作则()图 7A电源内阻为 1 B电动机的内阻为4 C电动机正常工作电压为1 V【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】8/14
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