早死一时天有眼,
再留三日地无皮。
俗称官吏敛财无度为“地刮皮”。此联写于某贪官“暴卒”之时。
16(2009年北京西城区期末).在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 1.0Ω,R1 = 4.0Ω,R2 = 5.0Ω,C=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求:
(1)求螺线管中产生的感应电动势;
(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;
(3)S断开后,求流经R2的电量。
解:(1)根据法拉第电磁感应定律
求出 E = 1.2(V)
(2)根据全电路欧姆定律
根据
求出 P = 5.76×10-2(W)
(3)S断开后,流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q
电容器两端的电压 U = IR2=0.6(V)
流经R2的电量 Q = CU = 1.8×10-5(C)
17(2009年江苏天一中学高三月考)如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=lΩ,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的额定电压;
(3)电动机的输出功率.
答案:⑴灯泡L正常发光,电路中的电流为
⑵由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为
UD=E-I(r+R)-UL=20-2×(1+4)-3=7V
⑶电动机的总功率为P总=IUD=2×7=14W 电动机的热功率为P热=I2RD=22×0.5=2W
所以电动机的输出功率为P出=P总-P热=14-2=12W
18(上海市2009届高三上期期末浦东区)如图(a)所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少?
(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少?
(3)图(a)中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图(a)可等效为图(b),其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压;若用导线直接将CD两点连接起来,通过该导线的电流等于等效电源的短路电流。则等效电源的内电阻r′是多少?
(4)若在C、D间连一个“6V,3W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是多少?
解析:.
(1)若在C、D间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有
理想电压表读数为
UV=I1R2=6V
(2)若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻大小
根据闭合电路欧姆定律,有
理想电流表读数为
(3)依题意,该等效电源的电动势,
短路电流,所以其等效内阻
(4)小灯泡的电阻
将小灯泡连在C、D之间,相当于接在等效电源E′两端,则流过小灯泡的电流大小为
小灯泡的实际功率为
14. (2009年崇明县高三期末)由门电路构成的一简单控制电路如图,其中R’为光敏电阻,光照时电阻很小,R为变阻器,L为小灯泡。其工作情况是:当光敏电阻受到光照时,小灯L不亮,不受光照时,小灯L亮。该逻辑电路是________门电路,该控制电路可以用在__________________________控制系统中(举一个例子)。
答案: 非; 城市路灯等
15(2009年上海虹口区期末)居民小区里的楼道灯,采用门电路控制,电路如图所示。白天的时候,即使拍手发出声音,楼道灯也不亮;但是到了晚上,拍手发出声音后,灯就亮了,并采用延时电路,使之亮一段时间后就熄灭。电路中用声控开关,即听到声音后,开关闭合,则应该使用__________门电路控制电灯,其中R2是光敏电阻,受光照后电阻减小,R1为定值电阻,S是声控开关,黑夜时R1和R2的大小关系是R1______R2(选填“< <”、“=”或“> >”)。
答案: 与, , <<
13.(2009年北京丰台区高三上学期期末).如图所示,电源电动势为E=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30μF。开关S断开时,电容器的电荷量为 C。闭合开关S,稳定后通过R1的电流为 A。
答案 3×10-4; 1:
9. (2009年江苏睢宁中学高三期末) 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是(.BC)
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.对应P点,小灯泡的电阻为R=
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
10(2009年上海虹口区高三期末1)如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是 ( C )
A.R3断路 B.R1短路
C.R2断路 D.R1、R2同时短路
11(2009年江苏睢宁中学高三月考)如图所示,电源内阻不能忽略,安培表、伏特表都是理想电表,当滑动变阻器R的滑动头从a端滑到b端过程中(A)
A.V的示数先增大后减小,A示数增大
B.V的示数先增大后减小,A示数减小
C.V的示数先减小后增大,A示数增大
D.V的示数先减小后增大,A示数减小
12(2009年北京海淀区高三上学期期末).在如图6所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,当R2的滑动触头P向上滑动的过程中 (ACD )
A.电压表V1的示数增大,电压表V2的示数变小
B.电压表V3示数的变化量的绝对值与电压表V1、V2示数的变化量的绝对值之和相等
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V3示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值保持不变
4. (2009年上海卢湾区高三期末) 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如右图中的a、b、c所示,根据图线可知( ACD )
A、反映Pr变化的图线是c
B、电源电动势为8v
C、电源内阻为2Ω
D、当电流为0.5A时,外电路的电阻为6Ω
5(2009年江苏扬州中学高三上学期月考).汶川地震发生后,为了及时发布余震警报,技术人员设计了一个简单的报警器电路图,满足下列哪个条件,该报警器将发出警报声( B)
A.S1断开,S2闭合 B.S1闭合,S2断开
C.S1、S2都断开 D.S1、S2都闭合
6 (合肥35中2009届高三物理第一次质量抽测试卷)图示的电路中,R1=R2,滑动触头P正好位于滑动变阻器的中点,当P向左滑动时( BCD )
A.电源的路端电压增大 B.R3消耗的功率增大
C.R2消耗的功率减小 D.R1消耗的功率增大
7 (合肥35中2009届高三10月月考物理试卷).一只普通旧干电池,用电压表测量其电动势时,示数仍接近1.5V.现对该电池作下述两种处理:①让它给一个额定电压为1.5V的小灯泡供电时,发现小灯泡完全不亮:②把它装在额定电压也为1.5V的电子钟时,电子钟仍能正常工作较长时间.对上述两种情形比较和分析,下述说法正确的是 ( BD )
A.情形①中的电路电流较情形②中少 B.情形①中的路端电压较情形②中少
C.小灯泡中的电阻远大于电子钟的内电阻 D.小灯泡的额定功率远大于电子钟的额定功率
8(2009年北京宣武区高三月考)如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联,再将三者并联,接在“220V,50Hz”的交变电压两端,三只灯泡亮度相同,若将交变电压改为“220V,500Hz”,则( D )
A?三只灯泡亮度不变 B?三只灯泡都将变亮
C?a亮度不变,b变亮,c变暗 D?a亮度不变,b变暗,c变亮
3.(2009年北京丰台区高三上学期期末).如图,是一火警报警电路的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器,这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 ( D )
A.I变大,U变小
B.I变小,U变大
C.I变小,U变小
D.I变大,U变大
1(上海市2009届高三上期期末浦东区)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化情况为 ( BD )
(A)电流表的读数一直减小;
(B)R0的功率先减小后增大;
(C)电源输出功率先增大后减小;
(D)电压表的读数先增大后减小。
2.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)在如图所示的电路中,电源的电动势E恒定,内阻r = 1Ω,定值电阻R3=5Ω,电表均为理想的.当开关S 断开与闭合时,ab 段电路消耗的电功率相同.则下列说法正确的是(BC)
A.电阻R1 、R2可能分别为3Ω、6Ω
B.电阻R1 、R2可能分别为4Ω、5Ω
C.开关S 断开时电压表的示数可能小于S 闭合时的示数
D.开关S从断开到闭合,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6Ω
17.(09年全国卷Ⅱ) 图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V。则该电路可能为
答案:B
解析:本题考查测电源的电动势和内阻的实验.由测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线可知该电源的电动势为6v,内阻为0.5Ω.此电源与三个均为3的电阻连接成电路时测的路端电压为4.8v,A中的路端电压为4v,B中的路端电压约为4.8V.正确C中的路端电压约为5.7v,D中的路端电压为5.4v。
13(09年北京卷23).单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。
传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c的间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。
(1)已知,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(去3.0)
(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法;
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为 a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
解析:
(1)导电液体通过测量管时,相当于导线做切割磁感线的运动,在电极a、c 间切割感应线的液柱长度为D, 设液体的流速为v,则产生的感应电动势为
E=BDv ①
由流量的定义,有Q=Sv= ②
式联立解得
代入数据得
(2)能使仪表显示的流量变为正值的方法简便,合理即可,如:
改变通电线圈中电流的方向,使磁场B反向,或将传感器输出端对调接入显示仪表。
(3)传感器的显示仪表构成闭合电路,有闭合电路欧姆定律
③
输入显示仪表是a、c间的电压U,流量示数和U一一对应, E 与液体电阻率无关,而r随电阻率的变化而变化,由③式可看出, r变化相应的U也随之变化。在实际流量不变的情况下,仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化,增大R,使R>>r,则U≈E,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。
13(09年广东物理18).如图(a)所示,一个电阻值为R ,匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻不计。求0至t1时间内
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
解析:⑴由图象分析可知,0至时间内
由法拉第电磁感应定律有
而
由闭合电路欧姆定律有
联立以上各式解得
通过电阻上的电流大小为
由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a
⑵通过电阻上的电量
通过电阻上产生的热量
2009年联考题
10(09年上海物理11).如图为某报警装置示意图,该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关,门、窗未关上时,开关不闭合,只要有一个开关未闭合,报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路,虚线框甲内应选用_________门电路,虚线框乙内应选用_________门电路(填与、非、或)。
答案:或,或
解析:题意只要有一个开关未闭合,报警器就会报警,结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门;虚线框乙内应选用或门。
11(09年上海物理14).图示电路中,R1=12W,R2=6W,滑动变阻器R3上标有“20W,2A”字样,理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档,理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A;继续向右移动滑片P到另一位置,电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,则此时电流表示数为__________A,该电源的电动势为__________V。
答案:0.15,7.5
解析:由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V,电流表示数一定小于0.3A,再结合电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,可知电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-0.6A,因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为;电压表的示数为5V;由串并联电路规律得:,得 ,由闭合电路欧姆定律得;同理:,得,由闭合电路欧姆定律以上各式联立解得:。
12(09年全国卷Ⅰ24).(15分) 材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0 ℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0 ℃时,铜的电阻率为1.7×10 –8 Ω•m,碳的电阻率为3.5×10 -5Ω•m,附近,在0 ℃时,.铜的电阻温度系数为3.9×10 –3 ℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。
0.0038m
解析:设碳棒的长度为X,则铜棒的电阻为,碳棒的电阻,要使得在00c附近总电阻不随温度变化,则有,则有式中t的系数必须为零,即有x≈0.0038m。
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