(共64张PPT)
2.带电粒子在电场中的偏转
(1)运动情况:如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中,则带电粒子在电场中做类平抛运动,如图所示。
(2)处理方法:将粒子的运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动。根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。
[全悉考法]
1.(2024·广东1月学考)(多选)示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的( )
A.极板X应带正电 B.极板X′应带正电
C.极板Y应带正电 D.极板Y′应带正电
答案: AC
解析:亮斑P点X坐标为正值,Y坐标为正值,说明电子都向X、Y极板偏转,所以X、Y极板都带正电,X′、Y′极板都带负电,故B、D错误,A、C正确。
2. 如图,两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静
止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点
的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将 ( )
A.保持静止状态
B.向左上方做匀加速运动
C.向正下方做匀加速运动
D.向左下方做匀加速运动
解析:两板水平放置时,放置于两板间a点的带电微粒保持静止,带电
微粒受到的电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转45°时,电场力大
小不变,方向逆时针偏转45°,受力如图,则其合力方向沿二力角平分
线方向,微粒将向左下方做匀加速运动。选项D正确。
答案:D
3.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,
整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平
行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是 ( )
A.U1变大,U2变大
B.U1变小,U2变大
C.U1变大,U2变小
D.U1变小,U2变小
答案:B
4.[多选]如图所示,在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电
场,E、F、G、H是各边中点,其连线构成正方形,其中P点是
EH的中点。一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入
电场后恰好从D点射出。下列说法正确的是 ( )
A.粒子的运动轨迹一定经过P点
B.粒子的运动轨迹一定经过PE之间某点
C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由E、D之间某点(不含E、D)射出正方形ABCD区域
D.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域
解析:粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出,其轨迹是抛物线,则过D点作速度的反向延长线一定交于FH的中点,而延长线又经过P点,所以粒子轨迹一定经过PE之间某点,选项A错误,B正确;由平抛知识可知,当竖直位移一定时,水平速度变为原来的一半,则水平位移也变为原来的一半,选项C错误,D正确。
答案:BD
答案:C
[全悉考法]
1.不同电流通过人体时产生不同的感觉,如果人体中通以1 mA左右的电流,能引起下列哪种反应 ( )
A.可以被感觉到 B.引起痉挛
C.肌肉失去反应能力 D.有生命危险
解析:当人体流过1毫安的电流时,会产生麻木的感觉,能被感觉到;当人体流过20毫安到50毫安的电流时,会产生麻痹、刺痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状;当人体电流超过100毫安,人会出现呼吸困难,心跳停止的情况,A正确。
答案:A
2.随着环境污染越来越严重,国家开始大力推动新能源汽车的发展。镍氢电池具有高容量、大功率、无污染、安全性高等特点,日前被广泛应用在混合动力汽车中,若一节镍氢电池的容量为55 A·h,则电池放电时能输出的总电荷量为 ( )
A.55 C B.1 320 C
C.3 300 C D.1.98×105 C
解析:根据电流的定义可得q=It=55×3 600 C=1.98×105 C,而电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一,它表示在一定条件下电池放出的电荷量,所以该电池放电时能输出的总电荷量为1.98×105 C,所以D正确,A、B、C错误。
答案:D
答案:C
4.某电解池,如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是 ( )
A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
解析:电解池中正、负离子运动的方向相反,则1 s内通过截面正离子的电荷量为q1=2n1e,通过截面的负离子的电荷量绝对值为q2=n2e,则电流为I= ,代入数据解得I=3.2 A,故D正确。
答案:D
答案:A
[全悉考法]
1. 如图所示为a、b、c、d四个电阻的U-I图像,则电阻最大的是 ( )
A.a B.b
C.c D.d
答案:A
2.一根粗细均匀的电阻丝电阻为R,在温度不变的情况下,下列情况中其电阻值为2R的是 ( )
A.长度和横截面积都缩小为原来一半时
B.长度和横截面积都增大一倍时
C.当横截面积不变,长度增大一倍时
D.当长度不变,横截面积增大一倍时
答案:C
3. 温度能够影响金属导体和半导体材料的导电性能。如图所示,
两个图线分别为某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变
化的图像,则 ( )
A.图线1反映该半导体材料的电阻随温度的变化情况
B.图线2反映该金属材料的电阻随温度的变化情况
C.图线2反映该半导体材料的电阻随温度的变化情况
D.图线1和图线2的材料电阻均随温度的增加而增大
解析:金属材料电阻的阻值随温度的升高而增大,而半导体材料电阻的阻值随温度升高而减小,因此图线1反映金属材料的电阻随温度的变化情况;图线2反映该半导体材料的电阻随温度的变化情况。C正确,A、B、D错误。
答案:C
4. 如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V和
0.1 A,电流表电阻为0.2 Ω,那么有关待测电阻Rx的下列说法
正确的是 ( )
A.Rx的测量值等于真实值
B.Rx的测量值比真实值小
C.Rx的真实值为99.8 Ω
D.Rx的真实值为100.2 Ω
答案:C
答案:A
常考点11 电功、电功率、电热及热功率
[主干回扣]
电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
概念 意义 公式 联系
电功 电流在一段电路中所做的功 W=UIt 对纯电阻电路,电功等于电热,W=Q=UIt=I2Rt;对非纯电阻电路,电功大于电热,W>Q
电热 电流通过导体产生的热量 Q=I2Rt
电功率 单位时间内电流所做的功 P=UI 对纯电阻电路,电功率等于热功率,P电=P热=UI=I2R;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 P=I2R
[特别提醒] 非纯电阻电路的分析方法
(1)抓住两个关键量。
确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键。若能求出UM、IM,就能确定电动机的电功率P=UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr=IM2r,最后求出输出功率P出=P-Pr。
(2)坚持“躲着”求解UM、IM。
首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路等,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流。然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流IM。
(3)应用能量守恒定律分析:要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。
[全悉考法]
1.下列设备正常工作时,主要利用电流热效应的是 ( )
A.发电机 B.电风扇
C.电烙铁 D.移动电话机
解析:发电机将机械能转化为电能,A错误,不符合题意;电风扇主要是电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,B错误,不符合题意;电烙铁工作时,电能转化为内能,利用电流的热效应,C正确,符合题意;移动电话机接收信号时将电信号转化为声音信号,发送信号时将声音信号转化为电信号,同时还涉及电磁波的接收与发射,与电流的热效应无关,D错误,不符合题意。
答案:C
2.下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出在额定电压下达到额定功率时通过电饭锅的电流约为 ( )
A.6.2 A B.3.2 A
C.4.6 A D.5.5 A
电器名称 电饭锅
额定电压 220 V
额定功率 700 W
额定容量 4.0 L
答案:B
3.一根电阻丝阻值是1 Ω,通过2 A的电流在6 s内所消耗的电能是 ( )
A.8 J B.10 J
C.24 J D.12 J
解析:根据焦耳定律得Q=I2Rt=22×1×6 J=24 J,故A、B、D错误,C正确。
答案:C
4.[多选]有两个灯泡L1、L2,额定电压皆为6 V,额定功率分别为6 W、3 W,将它们接在电路中,下列说法正确的是 ( )
A.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9 W
B.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5 W
C.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9 W
D.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5 W
答案:BC
解析:电动机是非纯电阻电路,电动机两端的电压为U,通过电动机的电流为I,故电动机的电功率为IU;电动机内阻为R,故电动机消耗的热功率为I2R;根据能量守恒定律,电动机输出的机械功率为:P=UI-I2R,故C正确,A、B、D错误。
答案:C
常考点12 串、并联电路的特点
[主干回扣]
1.特点对比
2.几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻。
(3)无论电阻怎样连接,电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。
(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大。
[全悉考法]
1.求几个电阻的总电阻、把一个复杂的电路简化,这两种处理物理问题的方法都属于 ( )
A.控制变量的方法 B.观察、实验的方法
C.等效替代的方法 D.类比的方法
解析:求几个电阻的总电阻、把一个复杂的电路简化,都用到了等效替代的方法,选项C正确。
答案:C
2. 如图所示是某同学实验中的电压表的刻度盘,若当时使用的是
0~15 V的量程,那么电压表读数是 ( )
A.1.2 V B.1.20 V
C.6 V D.6.0 V
解析:电压表使用0~15 V量程,每一个大格代表5 V,每一个小格代表0.5 V,即分度值为0.5 V,则电压表读数为:6.0 V,故D正确。
答案:D
3.已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为 ( )
A.6∶3∶2 B.2∶3∶6
C.1∶2∶3 D.2∶3∶1
解析:三个并联支路的电压相等,根据欧姆定律U=IR得,电流I与电阻R成反比。电流之比I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则电阻之比R1∶R2∶R3=6∶3∶2,故A正确。
答案:A
4.已知小量程电流表G的内阻为100 Ω,满偏电流为300 μA,若用此表头改装成0.6 A量程的电流表,则 ( )
A.串联一个199 900 Ω电阻
B.串联一个0.05 Ω电阻
C.并联一个199 900 Ω电阻
D.并联一个0.05 Ω电阻
答案:D
5.如图所示,灯泡A、B不亮,但电路中只有一处断开,今用电压表测得Uab=0,Uac=6 V,Ubd=6 V,Ucd=0,则可知 ( )
A.B灯断路 B.A灯断路
C.R断路 D.电源断路
解析:测得Uab=0、Ubd=6 V,说明ab之外有断路,故B错误;测得Uac=6 V,说明ac之外没有断路,即B灯没有断路,A错误;测得Ucd=0,则说明cd之外有断路,而cd之外只有A灯泡和电阻R,故只有电阻R断路,所以C正确,D错误。
答案:C
[全悉考法]
1.一节干电池电动势的大小约为 ( )
A.1.5 V B.2.0 V
C.3.0 V D.3.6 V
解析:一节干电池电动势的大小约为1.5 V。
答案:A
2. 如图所示的电路中,电阻R=8.0 Ω,电源的内阻r=1.0 Ω,
不计电流表的内阻。闭合开关S后,电流表的示数I=1.0 A,
则电源的电动势E等于 ( )
A.1.0 V B.8.0 V
C.9.0 V D.10.0 V
解析:当闭合开关后,由闭合电路的欧姆定律可知E=I(R+r)=1×(8+1)V=9 V,故C正确,A、B、D错误。
答案:C
3.(2024·广东1月学考)(多选)中国空间站的电能主要由太阳能电池提供。一太阳能电池接入如图所示的纯电阻工作电路中,S1闭合、S2断开时,电压表的示数为400 mV;S1和S2均闭合时,电压表的示数为200 mV。已知工作电路的电阻为10 Ω,电压表的内阻足够大,下列说法正确的有( )
A.太阳能电池的电动势为400 mV
B.太阳能电池的内阻为10 Ω
C.S1和S2均闭合时,通过太阳能电池的电流为10 mA
D.S1和S2均闭合时,通过工作电路的电流为20 mA
答案:ABD
4. [多选]检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某
气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小,某同学用该气
敏电阻R1设计了图示电路,R为变阻器,a、b间接报警装置。
当a、b间电压高于某临界值时,装置将发出警报。则 ( )
A.煤气浓度越高,a、b间电压越高
B.煤气浓度越高,流过R1的电流越小
C.煤气浓度越低,电源的功率越大
D.调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
解析:煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小,电路总电阻越小,由闭合电路的欧姆定律可知,电路电流I越大,电阻两端电压U=IR变大,即a、b间电压越高,故A正确,B错误;煤气浓度越低,气敏电阻R1越大,电路总电阻越大,电路电流I越小,电源功率P=EI越小,故C错误;调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压,会影响报警器的灵敏度,故D正确。
答案:AD
5. 如图所示电路中,L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯
泡,R为光敏电阻(光照越强,阻值越小)。闭合开关S后,
随着光照强度逐渐增强 ( )
A.L1逐渐变暗,L2逐渐变亮
B.L1逐渐变亮,L2逐渐变暗
C.电源内电路消耗的功率逐渐减小
D.光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大
解析:当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得,电路中总电流逐渐增大,则L2逐渐变亮,U内=Ir增大,由U=E-Ir可知,路端电压减小,L2两端的电压增大,则L1两端的电压逐渐减小,故L1逐渐变暗,故选项A正确,B错误;电路中总电流增大,由P=I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大,故选项C错误;将L2看成电源内电路的一部分,光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率,由于等效电源的内阻大于外电阻,所以当光敏电阻的阻值减小,即外电阻减小时,等效电源的内、外电阻相差更大,输出功率减小,则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小,故选项D错误。
答案:A
[全悉考法]
1.(2024·广东1月学考)某实验小组用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。在闭合S后,滑动变阻器的滑片由M向N端移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数减小,电压表的示数减小
B.电流表的示数减小,电压表的示数增大
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.电流表的示数增大,电压表的示数增大
解析:滑动变阻器的滑片由M向N端移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表的示数增大,电压表的示数减小。故选C。
答案:C
2. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器两金
属板水平放置,闭合开关S,两板间一质量为m、电荷量为
q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计。则以下说法
正确的是 ( )
A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G中有从b到a的电流
B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G中有从b到a的电流
C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴仍然静止,G中有从a到b的电流
D.在将S断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过
解析:油滴原来处于平衡状态,重力和电场力平衡;电容器与滑动变阻器R、电阻R2相并联后与R1串联,滑片向上移动,电阻R变大,电路总电阻变大,总电流变小,电容器两端电压为U=E-I(r+R1),故电容器两端电压变大,带电荷量变大,电场力变大,油滴向上加速;电容器充电,故电流从b到a,故A正确,C错误;在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程刚好与选项A相反,故B错误;在将S断开后,电容器通过电阻R2与R放电,电荷量减为零,电流沿a至b,故D错误。
答案:A
3.如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑片向上移动时 ( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
解析:当滑动变阻器R3的滑片向上移动时,R3接入电路的阻值增加,整个电路总电阻增加,总电流减小,内电压降低,路端电压升高,电压表示数变大;流过R1的电流减小,加在R1两端的电压降低,因此加在R2两端的电压升高,流过R2的电流增大,由于总电流减小,因此流过电流表的电流减小,故B正确,A、C、D错误。
答案:B
4.如图所示,电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成闭合电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时,下列说法正确的是 ( )
A.定值电阻R2的电功率减小
B.R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
解析:当滑片向a端滑动时,R接入电阻减小,总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I增加,根据P=I2R可知电阻R2电功率增大,故A错误;滑动变阻器R与电阻R1并联,总电流增加,R2和内阻上的电压变大,则电阻R与R1并联支路的电压减小,即电阻R1的电流减小,故滑动变阻器R的电流增加,故R中电流变化的绝对值大于电流表读数变化的绝对值,故B正确;干路电流增加,内电压增加,由U=E-Ir可知路端电压减小,即电压表示数减小;因路端电压减小, R2两端的电压增加,故并联部分电压减小,由欧姆定律可知电流表示数减小,故C、D错误。
答案:B
5. [多选]如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,
使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动,则三灯
亮度变化情况为 ( )
A.A灯变亮 B.B灯变亮
C.B灯变暗 D.C灯变亮
解析:将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据全电路欧姆定律得知,总电流IA增大,则A灯变亮。并联部分的电压U并=E-IA(RA+r),E、RA、r不变,IA增大,U并减小,B灯变暗。通过C灯的电流IC=I-IB,I增大,IB减小,则IC增大,C灯变亮,故A、C、D正确。
答案:ACD