闭合电路欧姆定律及其应用

开头断开,C1、C2直接与电源相连,电压都升高,因而电荷量都增多.

5.如图示,调节可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中,( ) A.通过电阻R1两端的电流增加,增加量一定大于ΔU/R1 B.电阻R2两端的电压减小,减小量一定等于ΔU C.通过R2的电流减小,但减小量一定小于ΔU/R2 D.路端电压一定增加,增加量一定等于ΔU 5.答案:C

解析:电压表测的是R1两端的电压,当读数增大ΔU时,则流过R1两端的电流增量为ΔI=ΔU/R1,所以A不正确;由于电源的电动势不变,R1与R并联后总电压变大,所以R2与r,电压之和减少,则R2上的电压减少量小于ΔU,故B、D不正确而C正确. 6.一个电源,及两个电阻R1、R2,当R1、R2单独接在电源上时,电源的输出功率均为P0,现把R1和R2串联后接到该电源上,电源的输出功率为P1,再把R1、R2并联后接到电源上,电源的输出功率为P2,则( ) A.P0=P1 B.P0>P2 C.P0>P1 D.P0<P2 6.答案:BC 解析:[输出功率P?E2(R?r)2R,当分别接R1、R2时,它们功率相等,则一定存在关系式r2=R1R2,根据功率与外电阻的关系图可知,由于R1、R2不相等,并联后,总电阻比其中一个电阻小,功率变小了;串联后总电阻比其中一个大,因此它们的总功率也变小了.]

第Ⅱ卷(共60分) 7.(10分) 如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,若电源的电动势为6V.求:电键闭合时,电动机输出的机械功率.

7.解:K断开时,电流I?K闭合时,路端电压U'pR1=0.6A 电源内阻r?ε/I-R=2Ω

?P'R1''=4V 电流I1?U/R=0.5A

'''''I总电流?(ε?U)/r=1A 通过电动机的电流I2?I?I1=0.5A

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电动机的机械功率P机?I'2U'?I'2RD=1.5W

8.(10分)如图所示的电路中,在A、B两点间接一电动势为4V,内电阻为1Ω的直流电源,电阻R1=R2=R=4Ω,电容器C的电容为30μF,电流表的内阻不计,求: (1)电流表的读数; (2)电容器所带的电量 (3)断开电源后,通R2的电量

8.I=E?4 (A) 电容带的电量为Q=CUR3=9.6×105(c)

2r?r5断开电源后通过R2的电量为4.8×105(C) -9.(16)可以用电学方法来测水流的速度.如图所示,将小铅球P系在细金属丝下,悬挂在O点,开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态,当将小铅球P放入水平流动的水中时,球向左摆起一定的角度θ.为了测定水流的速度V,在水平方向固定一根电阻丝BC,使C端位于O点的正下方,它与金属丝接触良好,不计摩擦,还有一个电动势为ε电源(内阻不计)和一只电压表. (1)设计一个电路,使水流速度增大时,电压表的示数也增大,在题图上画出原理图. (2)已知水流对小球的作用力F与水流速度V的关系为F=kDV(k为比例系数,D为小铅球的直径),OC=h,BC长为L,小铅球质量为m,当小铅球平衡时电压表示数为U,请推导出V与U的关系式.(水对小铅球的浮力忽略不计) FUxx9.解:(1)略 (2)平衡得=tgθ 由串联电路电压关系可得 = 又 = tgθ

mghεLεhkDmglF=kDV- 解得U=V V=?U L?mgεhkD10.(16)如图示的电路中,虚线框内的各元件的数值未知,但根据电工学知识,可以将它等效成一个恒定的电动势的为E与内阻为某一值的r的电压源.当它的输出端a、b分别边接不同的阻值电阻时,电流表的读数有不同的值, (1)请通过计算完成下表格 电流表示数(A) 1 连接的电阻(Ω) 10 0.6 18 0.4 118 (2)a、b连接电阻多大时,电阻R上的电功率最大?最大功率是多少? 10.答案:(1)28Ω,0.1A(2)18W

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解析:将虚框中的电源及电阻等效成一个等效电源与等效内阻,设为E,r,则有:

E?I1(R1?r),E?I2(R2?r)

代入表格中的两组完整的数据可得:E=12V,r=2Ω,再根据已知的电源电动势与内电阻求出当I或R已知时的值:28Ω,0.1A,再根据外电阻等于内电阻时,输出功率最大求,Pmax=18W)

考点整合答案

考点一:1、电动势;总电阻;2、I=E/(R+r)3、纯电阻电路. 2010高考物理精品讲练系列学案:带电粒子在磁场中运动问题特例

要点一 带电粒子在有界匀强磁场中运动的极值问题 即学即用 1.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以 速率v0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大? 答案 Bedm(1?cos?) 要点二 洛伦兹力多解问题 即学即用

2.如图所示,在x<0与x>0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面向里,且B1>B2.一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足什么条件? 答案

B2B1?n(n?1,2,3,???) n?1

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题型1 磁场最小面积问题

【例1】在xOy平面内有许多电子(质量为m,电荷量为e),从坐标原点O不断以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限,如图所示.现加上一个垂直于xOy平面的磁感应强度为B的匀强磁场,要求这些电子穿过该磁场后都能沿平行于x轴正方向运动,试求出符合条件的磁场最小面积. 答案

π?2mv02() 2eB题型2 带电粒子在有界磁场中的运动

【例2】核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应),通常采用磁约束的方法(托卡马克装置).如图所示,环状匀强磁场围成的中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内.设环状磁场的内半径R1=0.5 m,外半径R2=1.0 m,磁场的磁感应强度B=1.0 T,若被束缚的带电粒子的荷质比q/m=4×10 C/kg,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度.试计算: (1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度. (2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度. 答案 (1)1.5×10 m/s

7

7

(2)1.0×10 m/s

7

题型3 程序法的应用

【例3】两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示.在y>0,00,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点处有一小孔,一束质量

为m、带电荷量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮.入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0a的区域中运动的时间之比为2∶5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期.试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响). 答案 2a≤x≤2(1+

33)a 0

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