2025年高考物理复习热搜题速递之电路与电能（2024年7月）

第1页（共1页）2025年高考物理复习热搜题速递之电路与电能（2024年7月）一．选择题（共8小题）1．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．25 B．12 C．35 2．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为（）A．l1l2R0C．l2l1R3．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大4．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小5．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，其束流强度为1.2×10﹣5A，则在1s内发射的重离子个数为（e＝1.6×10﹣19C）（）A．3.0×1012 B．1.5×1013 C．7.5×1013 D．3.75×10146．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（）A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大两板间的距离 D．断开电键S7．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电压表示数变小 B．电流表示数变小 C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低8．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（）A．电压表V的示数增大 B．电流表A的示数减小 C．电容器C所带的电荷量减小 D．电阻R1的电功率增大二．多选题（共4小题）（多选）9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则（）A．A的示数增大 B．V2的示数增大 C．ΔV3与ΔI的比值大于r D．ΔV1大于ΔV2（多选）10．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为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变 B．对应P点，小灯泡的电阻为R=UC．对应P点，小灯泡的电阻为R=UD．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小（多选）11．如图电路中，电源电动势、内电阻、R1、R2为定值．闭合S后，将R的滑健向右移动，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电阻R2的电压变化量的绝对值为ΔU′，电源电流变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（）A．通过R1的电流增大，增大量等于ΔURB．通过R2的电流增大，增大量ΔI小于ΔURC．ΔU′与ΔI的比值保持不变 D．ΔU与ΔI的比值保持不变（多选）12．如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中（）A．U先变大后变小 B．I先变小后变大 C．U与I比值先变大后变小 D．U变化量与I变化量比值等于R3三．填空题（共1小题）13．在练习使用多用表的实验中（1）某同学连接的电路如图所示①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过的电流；②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是的电阻；③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是两端的电压．（2）（单选）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大（B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大．四．实验题（共1小题）14．某同学组装一个多用电表，可选用的器材有：微安表头（量程100μA，内阻900Ω）；电阻箱R1（阻值范围0～999.9Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～99999.9Ω）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为lmA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。（2）电阻箱的阻值应取R1＝Ω，R2＝Ω（保留到个位）五．解答题（共6小题）15．如图所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝15m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数＝0.5，取g＝10m/s2．求（1）物块在车面上滑行的时间t；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少。16．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。（1）一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。（a）求导线中的电流I；（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安＝F。（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）17．真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm．元电荷为e．（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk．请推导证明：P＝ΔEk．（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）18．超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。（1）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圈环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化。则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔI＜＜I，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。（3）若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t。为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。19．在图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2=100999（1）当S1和S2均断开时，改装所成的表是什么表？量程为多大？（2）当S1和S2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程为多大？20．如图1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2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2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。

2025年高考物理复习热搜题速递之电路与电能（2024年7月）参考答案与试题解析一．选择题（共8小题）1．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．25 B．12 C．35 【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电容的概念与物理意义．【专题】计算题；比较思想；推理法；恒定电流专题．【答案】C【分析】开关S断开和闭合时，利用闭合电路欧姆定律，分别求电容的电压，再由C=Q【解答】解：当开关S断开时，电路总阻值：R总＝R+2R×R2R+R当开关S闭合时，电路总阻值：R总′＝R+R2=32R，则干路电流I′=ER总'，电容的电压由C=QU可得：Q1Q2故选：C。【点评】解题的关键是清楚开关断开与闭合时电路的结构，并能应用闭合电路欧姆定律求电容的电压。2．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为（）A．l1l2R0C．l2l1R【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】实验题；压轴题；恒定电流专题．【答案】C【分析】闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，说明通过电阻丝两侧的电流是相等的，而总电流一定，故通过R0和Rx的电流也相等；并联电路电压相等，故电阻丝MP段与PN段电压之比等于R0和Rx的电压比；再结合欧姆定律列式求解即可．【解答】解：电阻丝MP段与PN段电压之比等于R0和Rx的电压比，即UMP通过电流表G的电流为零，说明通过电阻丝两侧的电流是相等的，故通过R0和Rx的电流也相等，所以有：RMP根据电阻定律公式有：R有：RMP故R解得：R故选：C。【点评】本题是串并联电路中电流、电压关系和电阻定律、欧姆定律的综合运用问题，设计思路巧妙，考查了分析问题和解决问题的能力，不难．3．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大【考点】含容电路的动态分析；电容的概念与物理意义；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】压轴题；恒定电流专题；推理能力．【答案】A【分析】由图可知电路结构，由滑片的移动可知电路中电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可知各电表示数的变化及电容器两端的电压变化；再分析质点的受力情况可知质点的运动情况。【解答】解：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；故B错误；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由P=U2R可知，R3故选：A。【点评】解决闭合电路欧姆定律的题目，一般可以按照整体﹣局部﹣整体的思路进行分析，注意电路中某一部分电阻减小时，无论电路的连接方式如何，总电阻均是减小的。4．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小【考点】电路动态分析．【专题】恒定电流专题．【答案】B【分析】本题首先要理清电路，确定电压表测得什么电压，电流表测得什么电流，抓住电动势和内阻不变，再采用局部→整体→局部的方法，利用闭合电路欧姆定律进行分析。【解答】解：由图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A2测量流过R2的电流。R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大。故A、C、D错误，B正确。故选：B。【点评】解决本题的关键抓住电动势和内电阻不变，结合闭合电路欧姆定律求解。注意做题前一定要理清电路，看电压表测的是什么电压，电流表测的是什么电流。5．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束，其束流强度为1.2×10﹣5A，则在1s内发射的重离子个数为（e＝1.6×10﹣19C）（）A．3.0×1012 B．1.5×1013 C．7.5×1013 D．3.75×1014【考点】电源及其性质．【答案】B【分析】已知电流的多少和通电时间，根据公式Q＝It求出电荷，再由Q＝n•5e求出离子数目。【解答】解：1s内发射的重离子的电荷量为Q＝It＝1.2×10﹣5C。每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为n=Q5e=1.2×10-故选：B。【点评】本题考查电荷量的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。要知道每个重离子的电荷量为5e，e是元电荷。6．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（）A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大两板间的距离 D．断开电键S【考点】含容电路的动态分析；电容的概念与物理意义．【专题】电容器专题．【答案】B【分析】分析清楚电路结构，求出极板间的电场强度，求出油滴受到的电场力，然后根据电场力的表达式分析答题。【解答】解：根据图示电路图，由欧姆定律可得：电容器两端电压：U＝IR1=ER1+油滴受到的电场力：F＝qE＝qUd=qEd(1+A、增大R1的阻值，电场力：F=qEd(1+B、增大R2的阻值，电场力：F=qEd(1+C、增大两板间的距离，极板间的电场强度减小，电场力减小，小于重力，油滴受到的合力向下，油滴向下运动，故C错误；D、断开电键S，极板间的电场强度为零，电场力为零，油滴受到重力作用，油滴向下运动，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了判断油滴的运动状态问题，分析清楚极板间的电场力如何变化是正确解题的关键。7．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电压表示数变小 B．电流表示数变小 C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低【考点】含容电路的动态分析；电容的概念与物理意义．【专题】压轴题；电容器专题；恒定电流专题．【答案】D【分析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，根据欧姆定律分析干路电流如何变化和电阻R1两端电压的变化，即可知道两电表读数的变化．电容器C的电压等于电阻R2两端的电压，分析并联部分电压的变化，即知道电容器的电压如何变化，根据干路电流与通过R2的电流变化情况，分析电流表的变化．【解答】解：在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大。电阻R2两端的电压U2＝E﹣I（R1+r），I增大，则U2变小，电容器板间电压变小，其带电量减小。根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a的电势大于零，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA＝I﹣I2，I增大，I2减小，则IA增大。即电流表示数变大。故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，进行分析．根据电流方向判断电势高低，由电压的变化判断电势的变化．8．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（）A．电压表V的示数增大 B．电流表A的示数减小 C．电容器C所带的电荷量减小 D．电阻R1的电功率增大【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电容的概念与物理意义．【专题】压轴题；恒定电流专题．【答案】D【分析】由题：电流表A和电压表V均为理想电表，图中电压表测量路端电压，电流表测量流过变阻器R3的电流。电容器的电压等于电阻R1的电压。当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电阻R2与R3并联的电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，确定电容器的电压变化和R1功率变化。根据并联部分电压的变化情况，来分析R2电流的变化，结合干路电流I的变化，分析电流表示数的变化。【解答】解：A、当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电阻R2与R3并联的电阻减小，外电路总减小，路端电压减小，则电压表V的示数减小。故A错误。B、外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大。并联部分电压U并＝E﹣I（R1+r）减小，流过电阻R2的电流I2减小，电流表A的示数IA＝I﹣I2增大。故B错误。C、电容器的电压UC＝IR1，I增大，UC增大，电容器C所带的电荷量增大。故C错误。D、电阻R1的电功率P1＝I2R1，I增大，P1增大。故D正确。故选：D。【点评】本题是电路中动态变化分析问题，难点在于确定电流表读数的变化，采用总量法研究是常用的方法。二．多选题（共4小题）（多选）9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔV1、ΔV2、ΔV3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则（）A．A的示数增大 B．V2的示数增大 C．ΔV3与ΔI的比值大于r D．ΔV1大于ΔV2【考点】电路动态分析．【专题】恒定电流专题．【答案】ACD【分析】理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路。分析电路的连接关系，根据欧姆定律分析。【解答】解：据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路；理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表V1测量R的电压设为U1，V2测量路端电压设为U2，V3测量滑动变阻器的电压设为U3。A、当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，故A正确；B、电路中电流增大，根据U2＝E﹣Ir，则路端电压U2减小，所以V2的示数减小，故B错误；C、根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E﹣I（R+r），则得：ΔU3ΔI=R+r＞r，则ΔV3与ΔI的比值大于D、根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E﹣Ir，则得：ΔU2R为定值电阻，则有ΔU1据题：R＞r，则ΔU1ΔI＞ΔU2ΔI，故Δ故选：ACD。【点评】本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析。（多选）10．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为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（）A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变 B．对应P点，小灯泡的电阻为R=UC．对应P点，小灯泡的电阻为R=UD．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小【考点】欧姆定律的简单应用．【专题】实验题．【答案】BD【分析】根据电阻的定义R=UI，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，斜率逐渐减小，电阻逐渐增大．对应P点，灯泡的电阻等于过【解答】解：A、图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大。故A错误。B、对应P点，小灯泡的电阻为R=U1IC、对应P点，小灯泡的电阻为R=U1ID、因P＝UI，所以图象中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率，故D正确。故选：BD。【点评】注意U﹣I图象的意义，知道斜率等于电阻的倒数，明确功率借助图象分析时所围得面积；明确灯泡伏安特性曲线不直的原因．（多选）11．如图电路中，电源电动势、内电阻、R1、R2为定值．闭合S后，将R的滑健向右移动，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电阻R2的电压变化量的绝对值为ΔU′，电源电流变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（）A．通过R1的电流增大，增大量等于ΔURB．通过R2的电流增大，增大量ΔI小于ΔURC．ΔU′与ΔI的比值保持不变 D．ΔU与ΔI的比值保持不变【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】恒定电流专题．【答案】BCD【分析】由电路图可知，变阻器与电阻R1并联后与R2串联，电压表V1测变阻器与电阻R1并联电压；随着滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电路电流变大；根据电路结构，进行分析答题．【解答】解：AB、将R的滑健向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，总电流I增大，即通过R2的电流增大，R2的电压U′增大，路端电压减小，则变阻器与电阻R1并联电压U减小，由于路端电压等于U+U′，所以电阻R2的电压变化量的绝对值为ΔU′＜电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，通过R2的电流增大，增大量ΔI小于ΔUR2．U减小，则通过R1的电流减小。故A错误，C、由于R2是定值电阻，则R2=ΔU'ΔID、根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣I（R2+r），ΔUΔI=R2+r，保持不变。故故选：BCD。【点评】本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，会从图象中读出相关信息是解答本题的关键所在，因此要培养自己的分析判断能力．（多选）12．如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中（）A．U先变大后变小 B．I先变小后变大 C．U与I比值先变大后变小 D．U变化量与I变化量比值等于R3【考点】电路动态分析．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．【答案】BC【分析】电源内阻忽略不计，电压表测量电源电压，所以无论外电阻如何变化，电压表示数不变。滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，电阻先增大后减小，由欧姆定律可判断电流表示数的变化和和U与I比值的变化。【解答】解：A、由图可知电压表测量的是电源的电压，由于电源内阻忽略不计，则电压表的示数总是不变，故A错误；BC、由图可知，在滑动变阻器R1的滑片P在a端和b端是其连入电路的电阻均为零，则由a端滑到b端的过程中，滑动变阻器R1的电阻先增大后减小，由于电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大，U与I的比值就是接入电路的R1的电阻与R2的电阻的和，所以U与I比值先变大后变小，故C正确；D、由于电压表示数没有变化，所以U变化量与I变化量比值等于0，故D错误；故选：BC。【点评】考查闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的应用，掌握闭合电路的动态分析，知道电阻的串并联阻值，注意本题已说明电源内阻忽略不计，学生容易忽略该条件，从而导致错误。三．填空题（共1小题）13．在练习使用多用表的实验中（1）某同学连接的电路如图所示①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过R1的电流；②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是R1+R2的电阻；③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是R2两端的电压．（2）（单选）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若D（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大（B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大．【考点】多用电表的原理；练习使用多用电表（实验）．【专题】实验题；恒定电流专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）图中多用电表与滑动变阻器串联后与电阻R2并联，通过电键与电池相连，根据电路的串并联知识分析即可；（2）欧姆表刻度是左密右疏，中间刻度较均匀；每次换挡需要重新较零．【解答】解：（1）①多用电表与滑动变阻器串联，电流相等；②断开电路中的电键，R1与R2串联，多用电表接在其两端；③滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线；则多用电表与电阻R2相并联；故答案为：①R1，②R1+R2，③R2．（2）A、双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，故A错误；B、测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需增大或者减小倍率，重新调零后再进行测量，故B错误；C、欧姆表刻度是左密右疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，即测量值小于250Ω，大于200Ω，即测量值不可能小于25Ω．故C错误；D、欧姆表内的电池使用时间太长，电动势减小，内电阻增加，完成欧姆调零即可测量阻值，但测量值偏大，故D正确；故选：D．【点评】本题关键明确多用电表的使用，关键要理清电路结构；欧姆表使用时每次换挡都要欧姆调零．四．实验题（共1小题）14．某同学组装一个多用电表，可选用的器材有：微安表头（量程100μA，内阻900Ω）；电阻箱R1（阻值范围0～999.9Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～99999.9Ω）；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为lmA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。（2）电阻箱的阻值应取R1＝100Ω，R2＝2910Ω（保留到个位）【考点】多用电表的原理．【专题】定性思想；实验分析法；方程法．【答案】（1）见解答；（2）100、2910。【分析】（1）微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表；（2）根据串并联电路特点计算串并联电阻阻值。【解答】解：（1）微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表。改装图如图所示：（2）当接*、a接线柱时当电流表用，根据并联电路特点得：IgRg＝（I﹣Ig）R1代入数据解得：R当接*、b接线柱时当电压表用，根据串联电路特点得：IgRg+IR2＝U解得：R故答案为：（1）见解答；（2）100、2910。【点评】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理，应用串并联电路特点、欧姆定律可以解题。五．解答题（共6小题）15．如图所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝15m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数＝0.5，取g＝10m/s2．求（1）物块在车面上滑行的时间t；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少。【考点】用能量守恒定律解决实际问题；牛顿第二定律的简单应用；功是能量转化的过程和量度；动量定理的内容和应用；动量守恒定律在绳连接体问题中的应用．【专题】动量定理应用专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）物块滑上小车后受到小车的向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，小车受到物块向右的滑动摩擦力而匀加速运动，当两者速度相等时，相对静止一起做匀速运动。对物块和小车组成的系统，满足动量守恒的条件：合外力为零，运用动量守恒求得共同速度，再对小车运用动量定理求解出时间t。（2）要使物块恰好不从小车右端滑出，滑块滑到小车的最右端，两者速度相同，根据动量守恒定律和功能关系结合求解速度v0′。【解答】解：（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：m2v0＝（m1+m2）v…①设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有：﹣Ft＝m2v﹣m2v0…②其中F＝μm2g…③联立以三式解得：t代入数据得：t=0.3×20.5×(0.3+0.2)×10s＝0.24s（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块滑到车面右端时与小车有共同的速度v′，则有：m2v′0＝（m1+m2）v′…⑤由功能关系有：12代入数据解得：v′＝510m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过510m/s。答：（1）物块在车面上滑行的时间t为0.24s。（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过510m/s。【点评】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。关键要掌握动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。16．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。（1）一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。（a）求导线中的电流I；（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安＝F。（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）【考点】电流的微观表达式；安培力的概念；动量定理的内容和应用；电流的概念及性质．【专题】压轴题；动量定理应用专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）取一时间段t，求得相应移动长度l＝vt，体积为Svt．总电量为nesvt，再除以时间，求得表达式；（2）根据电流的微观表达式，代入F＝BIL，可得．（3）粒子与器壁有均等的碰撞机会，即相等时间内与某一截面碰撞的粒子为该段时间内粒子数的16，据此根据动量定理求与某一个截面碰撞时的作用力f【解答】解：（1）（a）：（1）导体中电流大小I=qt时间内电子运动的长度为vt，则其体积为Svt，通过导体某一截面的自由电子数为nSvt该时间内通过导体该截面的电量：q＝nSvte﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②式得I＝nesv；（b）令导体的长度为L，则导体受到安培力的大小F安＝BIL又因为I＝nesv所以F安＝BnesvL＝nsLevB长为L的导体中电子数为N＝nsl每个电子所受洛伦兹力为evB所以N个粒子所受洛伦兹力的合力为F＝NevB＝nslevB即：F安＝F．（2）考虑单位面积，t时间内能达到容器壁的粒子所占据的体积为V＝Svt＝1×vt，其中粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为16由动量定理可得：f答：（1）a、导线中电流I＝nesvb、推导过程见解答；（2）f=【点评】考查电流的宏观和微观表达式及其关系，安培力是电荷定向移动所受洛伦兹力的宏观体现，碰撞时根据动量定理求作用力．联系宏观和微观题目有一定难度．17．真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm．元电荷为e．（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk．请推导证明：P＝ΔEk．（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；动能定理的简单应用．【专题】恒定电流专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）当电容器的电压达到最大值时，电子到上极板后速度刚好减小为零，根据动能定理列式求解最大电压；短路时单位时间有N个电子到达上极板，根据电流的定义求解电流强度；（2）电源电动势等于断路时的路端电压，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内电阻；（3）根据电流的定义公式求解电流表达式，根据P＝UI求解外电阻消耗的电功率，根据动能定理求解单位时间内发射的光电子的动能的减小量后比较即可．【解答】解：（1）由动能定理，有：Ekm＝eUm，解得：Um=短路时所有溢出电子都到达B板，故短路电流：I短＝Ne（2）电源电动势等于断路时的路端电压，即上面求出的Um，故：E＝Um=电源的内电阻：r=（3）电阻两端的电压为U，则电源两端的电压也为U；由动能定理，一个电子经过电源内部电场后损失的动能为：ΔEke＝eU设单位时间内有N′个电子到达B板，则损失的动能之和为：ΔEk＝N′eU根据电流的定义，此时电流：I＝N′e此时流过电阻的电流也为I＝N′e，外电阻上消耗的电功率：P＝UI＝N′eU故P＝ΔEk．答：（1）A板和B板之间的最大电势差为Ekme，以及将a、b短接时回路中的电流为（2）图示装置可看作直流电源，则其电动势E为Ekme，内阻r为（3）证明如上．【点评】本题关键是明确光电转换装置的工作原理，要能够结合电流的定义公式、动能定理和闭合电路欧姆定律列式分析，不难．18．超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。（1）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圈环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化。则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔI＜＜I，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。（3）若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t。为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。【考点】电阻定律的内容及表达式；半导体与超导现象．【专题】压轴题；恒定电流专题．【答案】（1）自上往下看环中电流方向为逆时针方向，理由如上；（2）ρ的表达式为mvSΔIet（3）为了使实验获得ρ的准确程度更高，可以适当增加超导电流，可利用强磁场并快速撤离磁场，增大穿过该环的磁通量的变化率来实现增加超导电流。【分析】（1）原磁场方向向上，减小时，根据楞次定律判断感应电流的磁场方向后结合安培定则判断即可；（2）根据电流的微观表达式I＝neSv和焦耳定律以及能量守恒定律列式后联立求解即可；（3）根据第二问的表达式讨论即可。【解答】解：（1）原磁场方向向上，故原磁通向上，撤去磁场的过程磁通量减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向也向上，由安培定则判断，感应电流为逆时针；（2）设超导圆环周长为L，电阻为R，有：R=由电流的微观定义可知，超导圆环中的电流I＝neSv，而n、e、S均由导体材料自身决定的，不会随环境变化而变化，故当环中电流发生变化时必定是电子的定向移动的速率发生了变化，于是有ΔI＝neS•Δv。设能量的损失为ΔE，由能量守恒定律有：ΔE=由于ΔI＜＜I，12m(Δv)2→0（3）为了使实验获得ρ的准确程度更高，就要能准确测量出电流变化ΔI，即使ΔI变大，有（2）的结果得：ΔI=etI2ρmvS，结合I可知，要增大ΔI，需要增加超导电流I，可利用强磁场并快速撤离磁场，增大穿过该环的磁通量的变化率来实现增加超导电流。答：（1）自上往下看环中电流方向为逆时针方向，理由如上；（2）ρ的表达式为mvSΔIet（3）为了使实验获得ρ的准确程度更高，可以适当增加超导电流，可利用强磁场并快速撤离磁场，增大穿过该环的磁通量的变化率来实现增加超导电流。【点评】本题关键第二问较难，要明确电流的能量损失的微观意义，然后根据焦耳定律、能量守恒定律列式求解。19．在图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2=100999（1）当S1和S2均断开时，改装所成的表是什么表？量程为多大？（2）当S1和S2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程为多大？【考点】把表头改装成电流表；把表头改装成电压表．【专题】实验题．【答案】见试题解答内容【分析】本题的关键是明确串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，即电流表改装为电压表时，应将电流表与电阻串联，改装为电流表时，应将电流表与电阻并联。【解答】解：（1）：根据串联电阻具有分压作用可知，S1和S2断开时，改装的应是电压表，由U＝Ig（Rg+R1）＝1V，可知电压表的量程是1V；（2）：当S1和S2均闭合时，电流表与电阻R2并联，改装的应是电流表，由I＝Ig+IgRg答：（1）当S1和S2均断开时，改装所成的表是电压表，量程是1V（2）：当S1和S2均闭合时，改装所成的表是电流表，量程是1000mA。【点评】明确串联电阻具有分压作用和并联电阻具有分流作用的含义。20．如图1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2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2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。【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电功和电功率的计算．【专题】计算题；定量思想；方程法；恒定电流专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律得到U﹣I表达式，再画出图象；根据表达式分析图象与两坐标轴交点的物理意义；（2）根据P＝UI画出图象，根据闭合电路的欧姆定律结合电功率的计算公式求解最大输出功率；（3）电动势的定义式为E=Wq；根据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【解答】解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得E＝U+Ir，解得U＝E﹣Ir，画出的U﹣I图象如图所示；图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；（2）a、如图中网格图形所示；b、电路中的电流强度为I=输出电功率P＝I2R＝（ER+r）当R=r2R即R＝r时输出功率最大，最大电功率P（3）电动势的定义式为E=W根据能量守恒，在图1中，非静电力做的功W产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，即：W＝I2rt+I2Rt，所以EIt＝U内It+U外It，解得E＝U内+U外。答：（1）U﹣I图象如图所示；图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；（2）a、如图中网格图形所示；b、R＝r时输出功率最大，最大电功率Pm=E（3）电源电动势定义式E=W【点评】本题主要是考查闭合电路欧姆定律和电功率的计算，能够推导出U﹣I关系式是画出图象的关键；知道电源最大输出功率的条件。

考点卡片1．牛顿第二定律的简单应用【知识点的认识】1．内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．2．表达式：F合＝ma．该表达式只能在国际单位制中成立．因为F合＝k•ma，只有在国际单位制中才有k＝1．力的单位的定义：使质量为1kg的物体，获得1m/s2的加速度的力，叫做1N，即1N＝1kg•m/s2．3．适用范围：（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）．（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况．4．对牛顿第二定律的进一步理解牛顿第二定律是动力学的核心内容，我们要从不同的角度，多层次、系统化地理解其内涵：F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用，m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性（惯性），而a则描述了物体的运动状态（v）变化的快慢．明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：a∝F，a∝1m另外，牛顿第二定律给出的F、m、a三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的．（1）矢量性：加速度a与合外力F合都是矢量，且方向总是相同．（2）瞬时性：加速度a与合外力F合同时产生、同时变化、同时消失，是瞬时对应的．（3）同体性：加速度a与合外力F合是对同一物体而言的两个物理量．（4）独立性：作用于物体上的每个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律，而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，合加速度总是与合外力相对应．（5）相对性：物体的加速度是对相对地面静止或相对地面做匀速运动的物体而言的．【命题方向】题型一：对牛顿第二定律的进一步理解的考查例子：放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10m/s2．由此两图线可以得出（）A．物块的质量为1.5kgB．物块与地面之间的滑动摩擦力为2NC．t＝3s时刻物块的速度为3m/sD．t＝3s时刻物块的加速度为2m/s2分析：根据v﹣t图和F﹣t图象可知，在4～6s，物块匀速运动，处于受力平衡状态，所以拉力和摩擦力相等，由此可以求得物体受到的摩擦力的大小，在根据在2～4s内物块做匀加速运动，由牛顿第二定律可以求得物体的质量的大小．根据速度时间图线求出3s时的速度和加速度．解答：4～6s做匀速直线运动，则f＝F＝2N．2～4s内做匀加速直线运动，加速度a=42=2m/s2，根据牛顿第二定律得，F﹣f＝ma，即3﹣2＝2m，解得m＝0.5kg．由速度﹣时间图线可知，3s时刻的速度为2m/s．故B故选：BD．点评：本题考查学生对于图象的解读能力，根据两个图象对比可以确定物体的运动的状态，再由牛顿第二定律来求解．题型二：对牛顿第二定律瞬时性的理解例子：如图所示，质量为m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q．球静止时，Ⅰ中拉力大小为F1，Ⅱ中拉力大小为F2，当剪断Ⅱ瞬间时，球的加速度a应是（）A．则a＝g，方向竖直向下B．则a＝g，方向竖直向上C．则a=F1m，方向沿Ⅰ的延长线D．则a分析：先研究原来静止的状态，由平衡条件求出弹簧和细线的拉力．刚剪短细绳时，弹簧来不及形变，故弹簧弹力不能突变；细绳的形变是微小形变，在刚剪短弹簧的瞬间，细绳弹力可突变！根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度．解答：Ⅱ未断时，受力如图所示，由共点力平衡条件得，F2＝mgtanθ，F1=mg刚剪断Ⅱ的瞬间，弹簧弹力和重力不变，受力如图：由几何关系，F合＝F1sinθ＝F2＝ma，由牛顿第二定律得：a=F1sinθm=故选：D．点评：本题考查了求小球的加速度，正确受力分析、应用平衡条件与牛顿第二定律即可正确解题，知道弹簧的弹力不能突变是正确解题的关键．题型三：动力学中的两类基本问题：①已知受力情况求物体的运动情况；②已知运动情况求物体的受力情况．加速度是联系运动和受力的重要“桥梁”，将运动学规律和牛顿第二定律相结合是解决问题的基本思路．例子：某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示．他使木块以初速度v0＝4m/s的速度沿倾角θ＝30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v﹣t图线如图乙所示．g取10m/s2．求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；（2）木块与斜面间的动摩擦因数μ；（3）木块回到出发点时的速度大小v．分析：（1）由v﹣t图象可以求出上滑过程的加速度．（2）由牛顿第二定律可以得到摩擦因数．（3）由运动学可得上滑距离，上下距离相等，由牛顿第二定律可得下滑的加速度，再由运动学可得下滑至出发点的速度．解答：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点，由加速度定义式a=上滑过程中加速度的大小：a1（2）上滑过程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛顿第二定律F＝ma得上滑过程中有：mgsinθ+μmgcosθ＝ma1代入数据得：μ＝0.35．（3）下滑的距离等于上滑的距离：x=v02下滑摩擦力方向变为向上，由牛顿第二定律F＝ma得：下滑过程中：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2解得：a2=下滑至出发点的速度大小为：v=联立解得：v＝2m/s答：（1）上滑过程中的加速度的大小a1（2）木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.35；（3）木块回到出发点时的速度大小v＝2m/s．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解．【解题方法点拨】1．根据牛顿第二定律知，加速度与合外力存在瞬时对应关系．对于分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点的区别：（1）轻绳、轻杆模型：①轻绳、轻杆产生弹力时的形变量很小，②轻绳、轻杆的拉力可突变；（2）轻弹簧模型：①弹力的大小为F＝kx，其中k是弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，②弹力突变．2．应用牛顿第二定律解答动力学问题时，首先要对物体的受力情况及运动情况进行分析，确定题目属于动力学中的哪类问题，不论是由受力情况求运动情况，还是由运动情况求受力情况，都需用牛顿第二定律列方程．应用牛顿第二定律的解题步骤（1）通过审题灵活地选取研究对象，明确物理过程．（2）分析研究对象的受力情况和运动情况，必要时画好受力示意图和运动过程示意图，规定正方向．（3）根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解．（列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理，再列方程）（4）检查答案是否完整、合理，必要时需进行讨论．2．动能定理的简单应用3．功是能量转化的过程和量度4．动量定理的内容和应用【知识点的认识】1．内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．2．表达式：p′﹣p＝I或mv﹣mv0＝Ft．3．用动量概念表示牛顿第二定律：由mv﹣mv0＝Ft，得到F=mv-mv0【命题方向】题型一：动量定理的应用例子：一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过△t时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A．mg△tB.mv△tC.mv△分析：由题意可知，铁锤的初末动量，由动量定理可求得其对木桩的平均冲力．解答：对铁锤分析可知，其受重力与木桩的作用力；设向下为正方向，则有：（mg﹣F）t＝0﹣mv得：F＝mg+mv由牛顿第三定律可知，铁锤对桩的平均冲力为：F＝mg+mv故选：C．点评：本题考查动量定理的应用，在应用时要注意先明确正方向，然后才能列动能定理的关系式求解．【解题方法点拨】1．动量、动量的变化量、冲量、力都是矢量．解题时，先要规定正方向，与正方向相反的，要取负值．2．恒力的冲量用恒力与力的作用时间的乘积表示，变力的冲量计算，要看题目条件确定．如果力随时间均匀变化，可取平均力代入公式求出；力不随时间均匀变化，就用I表示这个力的冲量，用其它方法间接求出．3．只要涉及了力F和力的作用时间t，用牛顿第二定律能解答的问题、用动量定理也能解答，而用动量定理解题，更简捷．5．动量守恒定律在绳连接体问题中的应用6．电容的概念与物理意义【知识点的认识】1．电容器（1）组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。（2）带电量：一个极板所带电量的绝对值。（3）电容器的充、放电充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能。放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能。2．电容（1）定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。（2）定义式：C=Q（3）物理意义：表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。（4）单位：法拉（F）1F＝106μF＝1012pF。（5）说明：电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量，其数值由电容器的构造决定，而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样，它的容量大小与水的深度无关。电容决定式：C=εS4πkd．其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。而常见的平行板电容器，电容为C=εSd【命题方向】题型一：对电容器的认识例1：下列四个电学器材中，电容器是（）A．B．C．D．分析：每种类型的电容内部结构是不一样的，简单来说就是，两个电极中间夹了一层介质就构成了电容。根据介质的不同又分为薄膜电容、铝电解电容、陶瓷电容等。解：A、这是一个蓄电池。故A错误；B、这是滑动变阻器，是一个可调电阻。故B错误；C、这是电流表，用来测量电流的器材，故C错误；D、这是一个可调电容大小的电容器，故D正确。故选：D。点评：了解常见的电容器构造，并能区分于其他的电器。题型二：对电容器的理解例2：关于电容器，下列说法中正确的是（）A．电容器是产生电荷的装置B．两个金属导体直接接触就构成了一个电容器C．电容器充电时能使两个极板带上等量的异种电荷D．电容器充电时能使两个极板带上等量的同种电荷分析：两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器，电容器充电时两个极板会带等量异种电荷。解：A、电容器是容纳电荷的装置，它不能产生电荷；故A错误；B、只有彼此绝缘的导体相互靠近才能构成电容器；两导体直接接触就不能再容纳电荷；故B错误；C、电容器充电后，两个极板上带上等量异种电荷；故C正确；D错误。故选：C。点评：本题考查对电容器的理解；明确只要两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器；它通过电荷间的吸引而起到储存电荷的作用。7．电源及其性质【知识点的认识】1．电源的作用：维持电路两端的电势差，使电路中保持持续的电流．2．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场．3．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流．4．电流（1）定义：自由电荷的定向移动形成电流．（2）方向：规定为正电荷定向移动的方向．（3）三个公式①定义式：I=q②决定式：I=UR③微观式：I＝neSv．（n为导体单位体积内的自由电荷数；e为自由电荷的电荷量；S为导体横截面积；v为自由电荷定向移动的速度）．注意：（1）I=qt是电流的定义式，是普遍适用的．电流的微观表达式I＝（2）应用电流的微观表达式时，要注意区分三种速率：①电子定向移动速率：一般比较小，速率数量级为10﹣5m/s；②电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105m/s；③电流传导速率：等于光速，为3.0×108m/s．【命题方向】常考题型是考查对概念的理解：下列说法中正确的是（）A．电流的方向就是电荷移动的方向B．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极C．电流都是由电子的移动形成的D．电流是有方向的量，所以是矢量分析：电流的方向就是正电荷定向移动的方向．在直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极．电流都是由自由电荷的定向移动形成的．电流有方向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．解答：A、物理学上规定，电流的方向与正电荷移动的方向相同．故A错误．B、在直流电源的外电路上，电流从电源正极流出进入负极．故B正确．C、电流都是由自由电荷的定向移动形成的，不一定是由电子定向移动形成的，也可以由正电荷移动形成的．故C错误．D、电流有方向，表示流向，但电流的运算不遵守平行四边形定则，是标量．故D错误．故选B．点评：本题中要注意电流的方向与矢量的方向意义不同，其运算按代数法则，电流不是矢量，是标量．8．电流的概念及性质9．电流的微观表达式【知识点的认识】1.电流的微观表达式的推导如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为q。则：导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t=导体AD内的自由电荷总数N＝nlS，总电荷量Q＝Nq＝nlSq，此导体上的电流I=Q2.电流的微观表达式：I＝nqSv（1）I=qt是电流的定义式，I＝nqSv电流的决定式，因此电流I通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流的大小取决于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的速率v，还与导体的横截面积（2）v表示电荷定向移动的速率。自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。【命题方向】有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（）A.nvSΔtB.nv•ΔtC.IΔtveD.分析：首先根据电流强度的定义可以求得t时间内通过导线横截面积的总的电荷量的大小，进而可以求得自由电子的个数，再根据电流的微观的表达式，根据电阻的运动的速率的大小也可以求得通过导线横截面的自由电子的个数．解答：在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，由于铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为V＝vtS．又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝nvSΔt。由于流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为Q＝It，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：N=It故只有A正确，BCD错误；故选：A。点评：本题计算自由电子的个数，要注意从不同的角度来分析问题，一是从微观运动的角度，二是从电流强度的角度．【解题思路点拨】用电流的微观表达式求解问题的注意点（1）准确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向移动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率。（2）I＝neSv是由I=qt导出的，若10．欧姆定律的简单应用【知识点的认识】欧姆定律1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比．2．表达式：I=U3．适用条件：适用于金属和电解液导电，气体导电和半导体元件不适用．4．导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I﹣U关系图线．（1）线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律．（2）非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，即非线性元件的电流与电压不成正比．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查欧姆定律不同表达式的物理意义：对于欧姆定律的理解，下列说法中错误的是（）A．由I=UB．由U＝IR，对一定的导体，通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大C．由R=UI，导体的电阻跟它两端的电压成正比，D．对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变分析：根据欧姆定律的内容可知，通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，电阻的大小是由导体本身决定的，与电压的大小无关．解：A、根据欧姆定律可知，通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，所以A正确；B、由U＝IR，对一定的导体，电流与电压成正比，所以通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大，所以B正确；C、导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，所以C错误；D、对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变，即为电阻的大小，所以D正确．本题选错误的，故选C．点评：本题就是考查学生对欧姆定律的理解，掌握住电阻是由导体本身决定的，与电压的大小无关，即可解决本题．（2）第二类常考题型是考查对伏安特性曲线的理解：如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是（）A．特性曲线在Ⅰ区，P1＜P2B．特性曲线在Ⅲ区，P1＜P2C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2分析：伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数．当两个电阻并联后总电阻R比任何一个电阻都要小，R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率．R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出电流关系，再研究功率关系．解：把R1和R2并联在电路中，并联的总电阻R比R1和R2都小，则R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率，则R的伏安特性曲线应该Ⅰ区．R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出流过电阻R1的电流较大，则功率P1＞P2．故选C．点评：本题首先要从数学角度理解图线的物理意义：斜率越大，电阻越小．其次抓住并联电路的基本特点：支路两端的电压相等．【解题方法点拨】1．欧姆定律不同表达式的物理意义（1）I=UR是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻（2）公式R=U2．对伏安特性曲线的理解（1）如图，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件．（2）图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra＜Rb（如图甲所示）．（3）图线c的电阻减小，图线d的电阻增大（如图乙所示）．（4）伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻．3．深化拓展（1）在I﹣U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．（2）要区分是I﹣U图线还是U﹣I图线．（3）对线性元件：R=UI=△4．欧姆定律I=U对于纯电阻，适合欧姆定律，即纯电阻两端的电压满足U＝IR．对于非纯电阻，不适合欧姆定律，因P电＝UI＝P热+P其他＝I2R+P其他，所以UI＞I2R，即非纯电阻两端的电压满足U＞IR．11．电阻定律的内容及表达式【知识点的认识】1．电阻定律（1）内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．（2）表达式：R＝ρlS2．电阻率（1）计算式：ρ=RS（2）物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查对电阻与电阻率的理解：下列说法中正确的是（）A．由R=B．由R＝ρlSC．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零分析：导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关；还受温度的影响；与导体中的电流、导体两端的电压大小无关．解：A、导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积有关，与电压、电流没有关系，故A错误，B正确；C、各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C错误；D、超导体是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，电阻值等于零，此时电阻率突然变为零，故D正确．故选BD．点评：深入理解电阻的概念及影响电阻大小的因素是解答此题的关键．（2）第二类常考题型是考查电阻定律的应用：如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜材料的电阻率为ρ，膜的厚度为d．管两端有导电金属箍M、N．现把它接入电路中，测得M、N两端电压为U，通过它的电流I．则金属膜的电阻率的值为（）A.UIB.πUD24分析：镀膜材料的截面积为陶瓷管的周长和膜的厚度为d的乘积，根据欧姆定律求出电阻的大小，在根据电阻定律R＝ρLs计算出镀膜材料的电阻率即可．解：由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻R=U镀膜材料的截面积为s＝2πD2•d＝πDd根据电阻定律可得，R＝ρLs所以镀膜材料的电阻率ρ为，ρ=sRL=故选C．点评：本题容易出错的地方就是如何计算镀膜材料的截面积，在计算时可以把它看成是边长为陶瓷管周长，宽为d的矩形，计算出截面积，再根据电阻定律计算即可．【解题方法点拨】1．电阻与电阻率的区别（1）电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量．（2）导体电阻并不是只由电阻率决定，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．2．电阻的决定式和定义式的区别公式R＝ρlR=区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关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12．半导体与超导现象13．把表头改装成电压表14．把表头改装成电流表15．电功和电功率的计算16．闭合电路欧姆定律的内容和表达式【知识点的认识】1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。（2）公式：①I=E②E＝U外+Ir（适用于所有电路）。2．路端电压与外电阻的关系：一般情况U＝IR=ER+r当R增大时，U增大特殊情况（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E（2）当外电路短路时，I短=Er，U【命题方向】（1）第一类常考题型是对电路的动态分析：如图所示，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于左端时，三盏灯L1、L2、L3均发光良好。在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．小灯泡L1、L2变暗B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．电压表V1、V2示数均变大D．电压表V1、V2示数之和变大分析：在滑片P从左端逐渐向右端滑动的过程中，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，分析外电路总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，即可由欧姆定律判断L2两端电压的变化，从而知道灯泡L2亮度的变化和电压表V2示数的变化。再根据路端电压的变化，分析灯泡L3亮度的变化和电压表V1示数的变化；根据干路电流与L3电流的变化，分析L1电流的变化，即可判断灯泡