1、2011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2010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，在每小题给出
2、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.温度降低时，上电流变小.温度降低时，上消耗的电功率变小，温度升高时，上消耗的电功率变大不论温度升高还是降低，上消耗的电功率都变小2.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
3、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 D 4. 如图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
4、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，则下列说法正确的是（均为有效值，为非纯电感元件）（）.若棒匀速运动，则. 若棒匀速运动，则.若棒在某一中心位置两侧做简谐振动，则.若棒匀加速运动，则7.如图5所示，电路中除
5、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.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
6、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（）.10. 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(
7、)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（03，
8、3），电流表（00.6，1.0），滑动变阻器有（10，2）和（100，0.1）各一只。（）实验中滑动变阻器应选用（填“”或“”）（）在图11中用笔画线代替导线连接实验电路。（）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
9、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，小灯泡电阻12不变，2.5。当滑片位于中点，闭合时，灯泡恰能正常发光，求：（）流过小灯泡的电流；
10、（）断开时，小灯泡能否正常发光？如果它正常发光，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=11014kg，带电荷量q = -11015C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？电阻多大
11、？（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，近贴导轨数值放置，离端0.5L处固定有质量为的小球
12、，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：（1）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14. 解：（）当滑片位于中点时，此时
13、，则两端的电阻，则由闭合电路欧姆定律知，由部分电路欧姆定律知，那么（）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沿导轨向右匀速运动，带电粒子恰好静止不动，根据题意得： 所以 (V)设金属棒ab运动的速度为，则金属棒产生的电动势为： （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： 有 得 （V）又，电源电流为：（A） 根据 得 又因为：N） 所以外力的功率是：（W）16. 解：（
14、1）当导体棒在垂直于磁场中的平面内绕一端点匀速转动时，其产生的电动势为： 所以每半根导体棒产生的感应电动为：（V） （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 当S接通时：电流表的示数：（A） 电压表的示数：（V）当S断开时：电流表的示数：；电压表的示数：（V）17. 解：（1）脱离前，电路中的磁通量的变化为平均感应电动势为，有（2）脱离时，回路中通过电流最大，即，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，机械能守恒，即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联立解得18解：（1）经过时间后，MN运动的距离为，由图可知直导线MN在闭合回路中的有效长度为， 此时感应电动势的瞬时值：（V）（2）此时闭合回路中的总长度为： 闭合回路中的总电阻：根据全电路的欧姆定律，电流大小：（A），由右手定律可得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的长度为产生的电动势（V）在闭合回路中的导线PN两端电压（V）所以MN两端的电压（V）