1、 高考物理热点预测专题 8:直流电路和交流电路高考预测 本专题内容主要讨论了恒定电流的产生，电源的作用，电路的组成，电流、电压、功率以及能量转化关系，还有闭合电路欧姆定律、串并联电路等等内容，与实际联系紧密，象超导现象及其在生产、科技方面的应用，该知识点与高科技，日常生活的联系较大，贴近生活符合现代高考的对知识应用和能力的考查，本专题的内容在 2012 年高考中大约占总分的百分之十五左右，以单独命题占多数，也可以与牛顿运动定律、动量和能量、电磁感应相结合，基本题型是以选择题、实验题或计算题出现。如以选择题出现难度一般不大，若以实验题和计算题出现，则属于较难的题一、选择题（共 10 小题，在每小
2、题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分）1.如图 1 所示，电阻 是热敏电阻，电阻是标准电阻（阻值不随温度变化） ，现将它们tR串联在一起，在两端加上恒定的电压，在室温下，两电阻的阻值相等，当环境温度改变时，有（ ）.温度升高时， 上电流变小t.温度降低时， 上电流变小tR.温度降低时， 上消耗的电功率变小，温度升高时， 上消耗的电功t tR率变大不论温度升高还是降低， 上消耗的电功率都变小t2.在生产实际中，有些高压直流电路含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关由闭合到断开时，线圈会产生很高的
3、自感电动势，使开关处产生电弧，危及操作人员的人身安全，为了避免电弧的产生，可在线圈出并联一个元件，下列方案可行的是（ ）3.设长度为 l、横截面积为 S，单位体积自由电子数为 n 的均匀导体中电流的流动，在导体两端加上电压 U，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子(- e)受匀强电场作用而加速.而和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度 v 成正比，其大小可以表示成 kv(k 是常数)。电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中电子的速率 v 成为一定值，这时 v 为（ ）A B C DleklkeUkel kUe4. 如图
4、 2 为一电池、电阻 R 和平行板电容器 C 组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中( )A、电阻 R 中没有电流B、电容器的电容变小C、电阻 R 中有从 a 到 b 的电流D、电阻 R 中有从 b 到 a 的电流5.在如图 3 所示电路中，当变阻器风的滑动头 P 向 b 端移动时( )A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大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6.如图 4 所示，和为两光滑且电阻不计的水平金属导轨，、接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件、电感元件、电容元件。今在水平金属杆部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法
5、正确的是（ 均为有效值，为RLCI、 、非纯电感元件） （ ）.若棒匀速运动，则 0RLCII0、 、. 若棒匀速运动，则 =、 、.若棒在某一中心位置两侧做简谐振动，则 0RLCII0、 、.若棒匀加速运动，则 0RLCII、 、7.如图 5 所示，电路中除电阻外，其余电阻均不计，足够长的导电轨道水平放置且光滑，导体棒水平放在导轨上，磁场方向如图所示，当开关闭合后，下列关于能量转化的描述正确的是（ ）.电源输出的能量等于导体棒所获得的动能.导体棒从开始到运动稳定，电源输出的能量等于电阻所产生的热量C.导体棒运动稳定后，等于不再输出能量.导体棒运动稳定后，电源输出的能量等于导体棒的动能和电阻产
6、生的热量之和8.如图 6 所示的电路中，闭合电键后，灯和灯都正常发光，后来由于某种故障使灯突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是（ ）.灯丝烧断.电阻 断路2R.电阻 短路.电容器被击穿短路9.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图7 所示表示出了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属、，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，如果摄入的等离子体的初速度为，两金属板的板长（沿初速度方向）为，板间距离为，金属板的正对面积为，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为，电离气
7、体充满两板间的空间，当发电机稳定发电时，电流表的示数为，那么板间电离气体的电阻率为（ ）. ()SBdvRI. ()vLI. SBR10. 如图 8 所示，甲图中的电容器 C 原来不带电，除电阻 R 外，其余部分电阻均不计，光滑且足够长的导轨水平放置，现给导体棒 ab 水平向右的初速度 v，则甲、乙、丙三种情形下 ab 棒最终的运动状态是( )A.三种情形下导体棒 ab 最终均作匀速运动B.甲、丙中导体棒 ab 最终将以不同的速度作匀速运动，乙中导体棒 ab 最终静止C.甲、丙中导体棒 ab 最终将以相同的速度作匀速运动，乙中导体棒 ab 最终静止D.三种情形下导体棒 ab 最终均静止二、填空
8、题（共 2 小题，把答案填在题中的横线上）11. 一正方形线圈在匀强磁场中向右做加速运动，如图 9 所示，已知正方形的边长为 L，磁场范围足够大，磁感应强度为 B，某时刻线圈速度为 V，则线圈回路中感应电动势为 ，感应电流为 ，BC 两端的电势差为 ，AB 两端的电势差为 。12.某同学采用如图 10 所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势为1.5，内阻约 2 ，电压表（0 3，3 ） ，电流表（0 0.6，1.0 ） ，滑动变阻:器有 （10 ，2）和 （100 ，0.1）各一只。1R2R（）实验中滑动变阻器应选用 （填“ ”或“ ”）1R2（）在图 11 中用笔画线代替导线连
9、接实验电路。（）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图 12 所示的图像,由图可较准确地求出电源电动势 ，内阻 。三、计算题（共 6 小题，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 ）13. 如图 13 所示，长为 L、电阻 、质量 的金属棒 CD 垂直跨搁在位于3.0rkgm1.0水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是 L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有 R=0.5 的电阻，量程为 03.0A 的电流表串接在一条导轨上，量程为 01.0V 的电压表接在电阻 R 的两端，垂直导轨平面的
10、匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v=2m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问：（1）此满偏的电表是什么表？说明理由；（2）拉动金属棒的外力 F 多大？（3）此时撤去外力 F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上；求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻 R 的电量。14.如图 14 所示，电源电动势4.5，内阻1 ，滑动变阻器总阻值 12 ，1R小灯泡电阻 12 不变， 2.5 。当滑片位于中点，闭合时，灯泡2R3R恰能正常发光，求：（）流过小灯泡的电流；（）断开时，小灯泡能否正常发光？如果它正常发光
11、，滑片应如何移动？15. 如图 15 所示，光滑的平行导轨 P、 Q 相距 l=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器 C 两极板间距离 d =10mm，定值电阻 R1=R3=8， R2=2，导轨电阻不计，磁感应强度 B=0.4T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面，当金属棒 ab 沿导轨向右匀速运动（开关 S 断开，金属棒电阻也不计）时，电容器两极板之间质量 m=11014 kg，带电荷量 q = -11015 C 的粒子恰好静止不动；当 S 闭合时，粒子以加速度 a=7m/s2向下做匀加速运动，取 g=10m/s2，求：（1）金属棒 ab 运动的速度多大
12、？电阻多大？（2） S 闭合后，使金属棒 ab 做匀速运动的外力的功率多大？16. 在磁感应强度为 B=0.4 T 的匀强磁场中放一个半径 r0=50 cm 的圆形导轨，上面搁有互相垂直的两根导体棒，一起以角速度 =103 rad/s 逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻为 R0=0.8 ，外接电阻 R=3.9 ，如图 16 所示，求：（1）每半根导体棒产生的感应电动；（2）当电键 S 接通和断开时两电表示数（电压表和电流表为理想电表）.17.如图 17 所示，平行的光滑金属导轨和相距 L，处于同一竖直平面内，间解有阻值为的电阻，轻质金属杆长为L，近
13、贴导轨数值放置，离端 0.5L 处固定有质量为的小球，整个装置处于磁感应强度为并与导轨平面垂直的匀强磁场中，当杆由静止开始紧贴导轨绕端向右倒下至水平位置时，球的速度为，若导轨足够长，导轨及金属杆电阻不计，求在此过程中：（）通过电阻的电量；（）中通过的最大电流强度.18. 如图 18 所示，磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中有一折成 30角的足够长的金属导轨 ，导轨平面垂直于磁场方向。一条长度 的直导线 MN 垂直 ob 方向放置在轨aob ml10道上并接触良好。当 MN 以 v=4m/s 从导轨 O 点开始向右平动时，若所有导线单位长度的电阻 。求：经过时间 后：mr/1.0st2（1）
14、闭合回路的感应电动势的瞬时值?（2）闭合回路中的电流大小和方向?（3）MN 两端的电压 MNU14. 解：（）当滑片位于中点时，此时 ，则两端的电阻16R下 ABR，则210ABR下 上下 32ABR外 由闭合电路欧姆定律知， ，1.5EIr外 3UEIrV外由部分电路欧姆定律知， ，那么0.3ABIR12RI下 AB下 I=0.（）若滑片不动，则断开时，相当于外电阻增大，由闭合电路欧姆定律知减小，由 知，外电压必增大， 的电压也将增大，故不能正EIRrUEIr外常发光，要想正常发光，必须降低 两端的电压，只有降低并联电阻，即只有向下移动。15. 解：（1）当开关 S 断开时，金属棒 ab 沿
15、导轨向右匀速运动，带电粒子恰好静止不动，根据题意得：qdUEmg电 容所以 (V)110534mgab电 容设金属棒 ab 运动的速度为 ，则金属棒产生的电动势为：vBlUEab4.1.0)/(.24smUvab（2） S 闭合后，粒子以加速度 a=7m/s2向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得：mqg有 d电 容得 （V）3.0)(qagU电 容又 ，电源电流为： （A）2IR电 容 15.02RUI电 容根据 vvBlE 3132得 smv/5又因为： N）(106.504. 4IlF安外所以外力的功率是： （W）35.2164vP外16. 解：（1）当导体棒在垂直于磁场中的平面内绕一端点匀
16、速转动时，其产生的电动势为：2Bl所以每半根导体棒产生的感应电动为： （V）501.4021320BrE（2）根据题意画出等效电路图如图所示，每个电源的电动势 （V） ，内阻50E4.0Rr当 S 接通时：电流表的示数： （A）5.1209.341rREI电压表的示数： （V）7.48.1IU当 S 断开时：电流表的示数： ；电压表的示数： （V）02502EU17. 解：（1）脱离前，电路中的磁通量的变化为 23Bsl:平均感应电动势为 ，Et有23BlqItRR（2）脱离时，回路中通过电流最大，即 ，2mabEBlvIR:脱离后，电路中不在有电流，并且倒下过程中只有小球的重力做功，机械能守
17、恒，即 2214lmgv:球上各处切割磁感线的速度是不同的，其等效切割速度应等于中点的速度 abv中 球 联立解得 224,4.abmBlvglIvglR18 解：（1）经过时间 后，MN 运动的距离为 ，由图可知直导线 MN 在闭合回路中的t t有效长度为 ，)(6.30tnl此时感应电动势的瞬时值： （V）7.3216.03tan2 Bvle（2）此时闭合回路中的总长度为： )tan(t0vL(8.21)31(24m闭合回路中的总电阻： 8.LrR总 )根据全电路的欧姆定律，电流大小： （A） ，由右手定律可得69.18.273总ReI电流方向在闭合回路中是逆时针方向（3）此时 MN 中不在闭合回路中的导线 MP 的长度为 )(38.5240ml产生的电动势 （V）3.48.520vlBUeMP在闭合回路中的导线 PN 两端电压 （V）9.16.97PNIRe所以 MN 两端的电压 （V）N 2P
