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高考必考题型突破(八)第15题对闭合电路欧姆定律及电路动态分析的考查例1(2009·广东理基·14)如图5所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大图5解析在滑动触头由a端滑向b端的过程中，总电阻减小，故选项D错误；干路电流变大，则内电压变大，路端电压变小，选项A正确；由Pr＝I2·r可知，电源内阻消耗的功率变大，选项C错误；由路端电压变小知，电流表示数变小，选项B错误．答案A例2(2009·广东单科·10)如图6所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是()A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大图6解析合上S2后，电路的总电阻减小，总电流增大，通过R1的电流增大，选项C正确；电源的输出功率等于总功率即P＝EI增大，选项A错误；L1两端的电压U＝E－IR1减小，则其消耗的功率减小，选项B错误；通过R3的电流I＝UR3＋RL3减小，选项D错误．答案C题型点评对于电路某一部分结构的变化而引起电阻、电流、电功率等物理量的变化问题，能够熟练地应用欧姆定律等知识进行正确分析；含电容器电路的分析与计算也是高考考查的重点.突破练习一电路如图7所示，电源电动势E＝28V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.20m，两极板的间距d＝1.0×10－2m.图7(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少？(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g取10m/s2)解析(1)S断开时，电阻R3两端电压为U3＝ER2＋R3＋r·R3＝16VS闭合后，外电路的电阻为R＝R1(R2＋R3)R1＋R2＋R3＝6Ω路端电压为U＝ER＋r·R＝21V电阻R3两端电压为U3′＝UR2＋R3·R3＝14V则流过R4的总电荷量为ΔQ＝C(U3－U3′)＝6.0×10－12C.(2)设带电微粒的质量为m，电荷量为q，当开关S断开时，有qU3d＝mg当开关S闭合后，设带电微粒加速度为a，则mg－qU3′d＝ma联立上式，解得加速度a＝g8设带电微粒能从C的电场中做类平抛运动射出，则：水平方向：t＝Lv0，竖直方向：y＝12at2由以上各式求得：y＝6.25×10－3md2，故带电微粒不能从C的电场中射出．答案(1)6.0×10－12C(2)见解析第16题对电学实验的考查例1(2010·山东·23(2))在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图8所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：图8①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.解析①若发生故障的是滑动变阻器或电键，则电流表和电压表的示数均为零，若待测金属丝发生故障，则电流表示数为零，电压表测的是电源电动势E.②由于电流表的示数为零，故不能选用直流电流挡，应通过测电压来判断故障所在，故应选直流电压10V挡．红表笔应接电源正极，故红表笔固定在a接线柱．若只有滑动变阻器断路，则a、b间的电压为零，a、c间和a、d间的电压均为电动势E.答案①待测金属丝②直流电压10V红0EE例2(2010·天津·9(3))要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ.实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻约5kΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值3kΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干．①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV.该方案实际上不可行，其最主要的原因是__________；②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路．要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图(图9中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号；③由上问写出V1内阻RV的表达式，说明式中各测量量的物理意义．图9解析①用该法测得电流I≈22×103A＝1mA，而电流表的量程为0.6A，所以用电流表A不能准确测出流经电压表V1的电流．③用U1表示V1的电压；U2表示V2的电压，即V1和R2串联的总电压．由部分电路欧姆定律知RV＝U1I⑦I＝U2－U1R2⑧由⑦⑧得RV＝U1R2U2－U1答案①电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流；②测量电压表V1内阻RV的实验电路图如图所示．③RV＝U1R2U2－U1U1表示V1的示数；U2表示V2的示数，即V1和R2串联的总电压．题型点评力学实验和电学实验是高考的必考内容.掌握好课本实验的实验原理、思想方法是做好实验题的基础，能灵活利用已学知识和原有实验模型解决创新实验问题是实验得高分的关键.考前应加强实验改进和拓展实验的训练.突破练习1．某同学将铜片和锌片插入土豆中制成一个“土豆电池”．当伏特表测量其两极时读数为0.96V，但将四个这样的“土豆电池”串联起来给“3V0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光，检查灯泡和线路均没有故障，为寻找原因，该同学进一步设计了一个如图10所示的电路来测定一节该“土豆电池”的电动势和内阻，电路中所用电流计的阻值为50Ω，实验中他多次改变电阻箱的阻值，分别记录下各次电阻箱的阻值及相应的电流计示数，算出电流的倒数，并将数据填在如下的表格中.图10电阻R/Ω电流I/mA电流倒数1I/A－11002.504002002.005003001.666024001.427045001.26794(1)在利用图象法处理数据时，该同学选择了作“1I－R”图象而不是作“I－R”图象，你认为他这样做的理由是____________________________．(2)按照(1)中选定的方案，请你帮该同学在如图11所示的坐标纸中作出相应的图象．根据图象可以求该电源的电动势为____V，内阻为________Ω.图11(3)完成实验后，该同学分析得出灯泡不亮的原因是________________________________________________．答案(1)图线是一条直线，便于发现规律和处理数据(2)1I－R图象如图所示1.00250(3)土豆电池的内阻太大，回路电流太小2．某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：A．电流表A1(量程150mA，内阻约为10Ω)B．电流表A2(量程20mA，内阻r2＝30Ω)C．定值电阻R0＝100ΩD．滑动变阻器R，最大阻值约为10ΩE．电源E，电动势为4V(内阻不计)F．电键S及导线若干(1)根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的13，请你在虚线框内画出测量电阻Rx阻值的一种实验电路图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)．(2)实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用题中已知的和实验测得的物理量表示待测电阻Rx阻值的表达式为Rx＝________.(用字母表示)答案(1)如图所示(2)R0I2I1－I2返回