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1、2014高考物理必考熱點(diǎn)分類(lèi)集中營(yíng)1基礎(chǔ)知識(shí) 一.開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律(1)開(kāi)普勒第一定律:所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上(2)開(kāi)普勒第二定律:對(duì)于每一個(gè)行星而言,太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等(3)開(kāi)普勒第三定律:所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等二.萬(wàn)有引力定律(1)內(nèi)容:宇宙間的一切物體都是互相吸引的,兩個(gè)物體間的引力大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比(2)公式:fg,其中,稱為為有引力恒量。(3)適用條件:嚴(yán)格地說(shuō)公式只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí),公式也可近
2、似使用,但此時(shí)r應(yīng)為兩物體重心間的距離對(duì)于均勻的球體,r是兩球心間的距離 注意:萬(wàn)有引力定律把地面上的運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái),是自然界中最普遍的規(guī)律之一,式中引力恒量g的物理意義是:g在數(shù)值上等于質(zhì)量均為1千克的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距1米時(shí)相互作用的萬(wàn)有引力三、萬(wàn)有引力和重力 重力是萬(wàn)有引力產(chǎn)生的,由于地球的自轉(zhuǎn),因而地球表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)需要向心力重力實(shí)際上是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力另一個(gè)分力就是物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)需要的向心力,如圖所示,由于緯度的變化,物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力f向不斷變化,因而表面物體的重力隨緯度的變化而變化,即重力加速度g隨緯度變化而變化,從赤道到兩極逐漸增大通常的計(jì)算中因重力和萬(wàn)有引力
3、相差不大,而認(rèn)為兩者相等,即m2gg, g=gm/r2常用來(lái)計(jì)算星球表面重力加速度的大小,在地球的同一緯度處,g隨物體離地面高度的增大而減小,即gh=gm/(r+h)2,比較得gh=()2g 在赤道處,物體的萬(wàn)有引力分解為兩個(gè)分力f向和m2g剛好在一條直線上,則有 ff向m2g,所以m2g=f一f向gm2r自2因地球目轉(zhuǎn)角速度很小g m2r自2,所以m2g= g假設(shè)地球自轉(zhuǎn)加快,即自變大,由m2ggm2r自2知物體的重力將變小,當(dāng)g=m2r自2時(shí),m2g=0,此時(shí)地球上物體無(wú)重力,但是它要求地球自轉(zhuǎn)的角速度自,比現(xiàn)在地球自轉(zhuǎn)角速度要大得多.四.天體表面重力加速度問(wèn)題設(shè)天體表面重力加速度為g,天
4、體半徑為r,由mg=得g=,由此推得兩個(gè)不同天體表面重力加速度的關(guān)系為五天體質(zhì)量和密度的計(jì)算 原理:天體對(duì)它的衛(wèi)星(或行星)的引力就是衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 g=mr,由此可得:m=;=(r為行星的半徑)由上式可知,只要用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r及運(yùn)行周期t,就可以算出天體的質(zhì)量m若知道行星的半徑則可得行星的密度規(guī)律方法1、萬(wàn)有引力定律的基本應(yīng)用【例1】如圖所示,在一個(gè)半徑為r、質(zhì)量為m的均勻球體中,緊貼球的邊緣挖去一個(gè)半徑為r/2的球形空穴后,對(duì)位于球心和空穴中心連線上、與球心相距d的質(zhì)點(diǎn)m的引力是多大?分析 把整個(gè)球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力看成是挖去的小球體和剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力
5、之和,即可得解解 完整的均質(zhì)球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力這個(gè)引力可以看成是:m挖去球穴后的剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力f1與半徑為r/2的小球?qū)|(zhì)點(diǎn)的引力f2之和,即f=f1+f2因半徑為r/2的小球質(zhì)量m/為,則所以挖去球穴后的剩余部分對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力說(shuō)明 (1)有部分同學(xué)認(rèn)為,如果先設(shè)法求出挖去球穴后的重心位置,然后把剩余部分的質(zhì)量集中于這個(gè)重心上,應(yīng)用萬(wàn)有引力公式求解這是不正確的萬(wàn)有引力存在于宇宙間任何兩個(gè)物體之間,但計(jì)算萬(wàn)有引力的簡(jiǎn)單公式卻只能適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或均勻球體,挖去球穴后的剩余部分已不再是均勻球了,不能直接使用這個(gè)公式計(jì)算引力(2)如果題中的球穴挖在大球的正中央,根據(jù)同樣道理可得剩余部分對(duì)
6、球外質(zhì)點(diǎn)m的引力上式表明,一個(gè)均質(zhì)球殼對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)的引力跟把球殼的質(zhì)量(7m/8)集中于球心時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力一樣【例2】某物體在地面上受到的重力為160 n,將它放置在衛(wèi)星中,在衛(wèi)星以加速度ag隨火箭加速上升的過(guò)程中,當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互壓力為90 n時(shí),求此時(shí)衛(wèi)星距地球表面有多遠(yuǎn)?(地球半徑r6.4103km,g取10m/s2)解析:設(shè)此時(shí)火箭上升到離地球表面的高度為h,火箭上物體受到的支持力為n,物體受到的重力為mg/,據(jù)牛頓第二定律nmg/=ma在h高處mg/ 在地球表面處mg=把代入得 =1.92104 km.說(shuō)明:在本問(wèn)題中,牢記基本思路,一是萬(wàn)有引力提供向心力,二是重力約等于萬(wàn)
7、有引力【例3】有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來(lái)確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是t0。當(dāng)氣球停在某一高度時(shí),測(cè)得該單擺周期為t。求該氣球此時(shí)離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為r的球體。解析:根據(jù)單擺周期公式:其中l(wèi)是單擺長(zhǎng)度,g0和g分別是兩地點(diǎn)的重力加速度。根據(jù)萬(wàn)有引力公式得其中g(shù)是引力常數(shù),m是地球質(zhì)量。由以上各式解得【例4】登月火箭關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)在離月球表面112 km的空中沿圓形軌道運(yùn)動(dòng),周期是120.5 min,月球的半徑是1740 km,根據(jù)這組數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量和平均密度解析:設(shè)月球半徑為r,月球質(zhì)量為m,月球密度為,登月火箭軌道離月球表面為h,運(yùn)動(dòng)周期為t
8、,火箭質(zhì)量為m,由gmm/r2=m42r/t2得m=42r3/(gt2),=m/v,其中v=42r3/3,則f向=m2r=m42(r+h)/t2,f引=gmm/(r+h)2,火箭沿軌道運(yùn)行時(shí)有f引=f向,即gmm/(r+h)2= m42(r+h)/t2故m=42(r+h)3/(gt2)2=7.21022kg,=3m/4r3=3.26103kg/m3【例5】已知火星上大氣壓是地球的1/200火星直徑約為球直徑的一半,地球平均密度地=5.5103kg/m3,火星平均密度火=4103kg/m3試求火星上大氣質(zhì)量與地球大氣質(zhì)量之比分析 包圍天體的大氣被吸向天體的力就是作用在整個(gè)天體表面(把它看成平面時(shí)
9、)的大氣壓力利用萬(wàn)有引力算出火星上和地球上的重力加速度之比,即可算出它們的大氣質(zhì)量之比解 設(shè)火星和地球上的大氣質(zhì)量、重力加速度分別為m火、g火、m地、g地,火星和地球上的大氣壓分別為據(jù)萬(wàn)有引力公式,火星和地球上的重力加速度分別為綜合上述三式得【例6】一個(gè)宇航員在半徑為r的星球上以初速度v0豎直上拋一物體,經(jīng)ts后物體落回宇航員手中為了使沿星球表面拋出的物體不再落回星球表面,拋出時(shí)的速度至少為多少?解析:物體拋出后,受恒定的星球引力作用,做勻減速運(yùn)動(dòng),遵循著在地面上豎直上拋時(shí)的同樣規(guī)律設(shè)星球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的“重力加速度”為gx,則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的公式得為使物體拋出后不再落回星球表面,應(yīng)使它所受到的星
10、球引力正好等于物體所需的向心力,即成為衛(wèi)星發(fā)射了出去。,這個(gè)速度即是這個(gè)星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度。【例7】在“勇氣”號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段,著陸器降落到火星表面上,再經(jīng)過(guò)多次彈跳才停下來(lái)。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)高度為h,速度方向是水平的,速度大小為v0,求它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小,計(jì)算時(shí)不計(jì)大氣阻力。已知火星的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道半徑為r,周期為t?;鹦强梢暈榘霃綖閞0的均勻球體。分析:第一次落到火星表面彈起在豎直方向相當(dāng)于豎直上拋,在最高點(diǎn)由于只有水平速度故將做平拋運(yùn)動(dòng),第二次落到火星表面時(shí)速度應(yīng)按平拋處理。無(wú)論是豎直上拋還是平拋的計(jì)算,均要知道火星表面
11、的重力加速度g/。利用火星的一個(gè)衛(wèi)星的相關(guān)數(shù)據(jù)可以求出g/。解:設(shè)火星的一個(gè)衛(wèi)星質(zhì)量為m,任一物體的質(zhì)量為m/,在火星表面的重力加速度為g/,火星的質(zhì)量為m。任一物體在火星表面有: 火星的衛(wèi)星應(yīng)滿足:第一次落到火星表面彈起在豎直方向滿足:v122g/h第二次落到火星表面時(shí)速度應(yīng)按平拋處理:由以上4式可解得2、討論天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本思路基本方法:把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),其所需向心力由萬(wàn)有引力提供?!纠?】2000年1月26日我國(guó)發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星,其定點(diǎn)位置與東經(jīng)980的經(jīng)線在同一平面內(nèi)若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似為東經(jīng)980和北緯400,已知地球半徑r、地球自轉(zhuǎn)周期t,地球表面重
12、力加速度g(視為常數(shù))和光速c,試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間(要求用題給的已知量的符號(hào)表示)解析:設(shè)m為衛(wèi)星質(zhì)量,m為地球質(zhì)量,r為衛(wèi)星到地球中心的距離,為衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律有,式中g(shù)為萬(wàn)有引力恒量,因同步衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等,有=2/t;因,得gm=gr2設(shè)嘉峪關(guān)到同步衛(wèi)星的距離為l,如圖所示,由余弦定律得:所求的時(shí)間為tl/c由以上各式得【例9】在天體運(yùn)動(dòng)中,將兩顆彼此相距較近的行星稱為雙星。它們?cè)谙嗷サ娜f(wàn)有引力作用下間距保持不變,并沿半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果雙星間距為l,質(zhì)量分別為m1和m2
13、,試計(jì)算:(1)雙星的軌道半徑;(2)雙星的運(yùn)行周期;(3)雙星的線速度。解析:因?yàn)殡p星受到同樣大小的萬(wàn)有引力作用,且保持距離不變,繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以具有周期、頻率和角速度均相同;而軌道半徑、線速度不同的特點(diǎn)。(1)根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得:(2)同理,還有所以,周期為(3)根據(jù)線速度公式,【例10】興趣小組成員共同協(xié)作,完成了下面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn):當(dāng)飛船停留在距x星球一定高度的p點(diǎn)時(shí),正對(duì)著x星球發(fā)射一個(gè)激光脈沖,經(jīng)時(shí)間t1后收到反射回來(lái)的信號(hào),此時(shí)觀察x星球的視角為,如圖所示當(dāng)飛船在x星球表面著陸后,把一個(gè)彈射器固定在星球表面上,豎直向上彈射一個(gè)小球,經(jīng)測(cè)定小球從彈射到落回的時(shí)間為t2.
14、 已知用上述彈射器在地球上做同樣實(shí)驗(yàn)時(shí),小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,又已知地球表面重力加速度為g,萬(wàn)有引力常量為g,光速為c,地球和x星球的自轉(zhuǎn)以及它們對(duì)物體的大氣阻力均可不計(jì),試根據(jù)以上信息,求:(1)x星球的半徑r;(2)x星球的質(zhì)量m;(3)x星球的第一宇宙速度v;px星球(4)在x星球發(fā)射的衛(wèi)星的最小周期t.解析:(1)由題設(shè)中圖示可知:(rct1)sinr,r= (2)在x星球上以v0豎直上拋t2,在地球上以v0豎直上拋:t,又由,(3)mg (4)當(dāng)v達(dá)第一宇宙速度時(shí),有最小周期t. 【例11】天體運(yùn)動(dòng)的演變猜想。在研究宇宙發(fā)展演變的理論中,有一種說(shuō)法叫做“宇宙膨脹說(shuō)”,認(rèn)為引力常量
15、在慢慢減小。根據(jù)這種理論,試分析現(xiàn)在太陽(yáng)系中地球的公轉(zhuǎn)軌道平徑、周期、速率與很久很久以前相比變化的情況。【解析】地球在半徑為r的圓形軌道上以速率v運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,引力常數(shù)g減小了一個(gè)微小量,萬(wàn)有引力公式。由于太陽(yáng)質(zhì)量m,地球質(zhì)量m,r均未改變,萬(wàn)有引力f引必然隨之減小,并小于公轉(zhuǎn)軌道上該點(diǎn)所需的向心力(速度不能突變)。由于慣性,地球?qū)⒆鲭x心運(yùn)動(dòng),即向外偏離太陽(yáng),半徑r增大。地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中,在太陽(yáng)引力的作用下引起速率v減小,運(yùn)轉(zhuǎn)周期增大。由此可以判斷,在很久很久以前,太陽(yáng)系中地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比現(xiàn)在小,周期比現(xiàn)在小,速率比現(xiàn)在大。 由引力常量g在慢慢減小的前提可以分析出太陽(yáng)系中地球的公轉(zhuǎn)軌
16、道半徑在慢慢變大,表明宇宙在不斷地膨脹。2014高考物理必考熱點(diǎn)分類(lèi)集中營(yíng)2試題展示1已知太陽(yáng)到地球與地球到月球的距離的比值約為390,月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天.利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí),可估算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為a.0.2 b.2 c.20 d.200答案:b解析:設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量m,地球質(zhì)量m,月球質(zhì)量m0,日地間距離為r,月地間距離為r,日月之間距離近似等于r,地球繞太陽(yáng)的周期為t約為360天,月球繞地球的周期為t=27天。對(duì)地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),由萬(wàn)有引力定律:g=m,同理對(duì)月球繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng):g=m0,則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為m : m=;太陽(yáng)對(duì)月球的萬(wàn)有引
17、力f= g,地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力f= g,故f : f= ,帶入太陽(yáng)與地球質(zhì)量比,計(jì)算出比值約為2,b對(duì)。21990年4月25日,科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600 km的高空,使得 人類(lèi)對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展。假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行。已知地球半徑為6.4106m,利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6107m這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期。以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)行周期的是 a0.6小時(shí) b1.6小時(shí) c4.0小時(shí) d24小時(shí)答案:b解析:由開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知,恒量,所以,r為地球的半徑,h1、t1、h2、t2分別表示望遠(yuǎn)鏡到地表的距離,望遠(yuǎn)鏡
18、的周期、同步衛(wèi)星距地表的距離、同步衛(wèi)星的周期(24h),代入數(shù)據(jù)得:t1=1.6h3.火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和,地球表面的重力加速度為g,則火星表面的重力加速度約為a0.2g b0.4g c2.5g d5g答案:b【解析】:考查萬(wàn)有引力定律。星球表面重力等于萬(wàn)有引力,g = mg,故火星表面的重力加速度 = = 0.4,故b正確。4假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變,天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半,地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列物理量變化正確的是bca地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半b地球的向心力變?yōu)榭s小前的c地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同d地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半
19、5天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng),并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出c a行星的質(zhì)量 b行星的半徑 c恒星的質(zhì)量 d恒星的半徑6據(jù)報(bào)道,最近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星,其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍,一個(gè)在地球表面重量為600 n的人在這個(gè)行星表面的重量將變?yōu)?60 n,由此可推知該行星的半徑與地球半徑之比約為ba0.5 b2. c3.2 d472007年4月24日,歐洲科學(xué)家宣布在太陽(yáng)之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類(lèi)居住的類(lèi)地行星gliese581c。這顆圍繞紅矮星gliese581運(yùn)行的星球有類(lèi)似地球的溫度,表面可能有液態(tài)水存在,距離地球約為20光年,直徑約為
20、地球的1.5倍 ,質(zhì)量約為地球的5倍,繞紅矮星gliese581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道,下列說(shuō)法正確是bca飛船在gliese581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天b飛船在gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sc人在gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大dgliese581c的平均密度比地球平均密度小8太陽(yáng)系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道,“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽(yáng)的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽(yáng)之間平均距離約為1.5億千米,結(jié)合下表可知,火星與太陽(yáng)之間的平均距離約為b水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期(年)
21、0.2410.6151.01.8811.8629.5 a1.2億千米 b2.3億千米 c4.6億千米 d6.9億千米9. 已知萬(wàn)有引力常量g,地球半徑r,月球和地球之間的距離r,同步衛(wèi)星距地面的高度h,月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期t1,地球的自轉(zhuǎn)周期t2,地球表面的重力加速度g。某同學(xué)根據(jù)以上條件,提出一種估算地球質(zhì)量m的方法:同步衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng),由得請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確,并說(shuō)明理由。如不正確,請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果。請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。(13分)(1)上面結(jié)果是錯(cuò)誤的,地球的半徑r在計(jì)算過(guò)程中不能忽略。正確的解法和結(jié)果是:得(2)方法一:對(duì)月球繞地球作圓周
22、運(yùn)動(dòng),由得方法二:在地面重力近似等于萬(wàn)有引力,由得 10天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期均為t,兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。(引力常量為g)【解析】:設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2,角速度分別為1、2。根據(jù)題意有12r1r2r根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓定律,有g(shù)g聯(lián)立以上各式解得根據(jù)解速度與周期的關(guān)系知聯(lián)立式解得11宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小
23、球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原處。(取地球表面重力加速度g10 m/s2,空氣阻力不計(jì))求該星球表面附近的重力加速度g/;已知該星球的半徑與地球半徑之比為r星:r地1:4,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比m星:m地。解:故:,所以可解得:m星:m地112:5421:80, 12神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體,探尋黑洞的方案之一是觀測(cè)雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。天文學(xué)家觀測(cè)河外星系大麥哲倫云時(shí),發(fā)現(xiàn)了lmcx-3雙星系統(tǒng),它由可見(jiàn)星a和不可見(jiàn)的暗星b構(gòu)成。兩星視為質(zhì)點(diǎn),不考慮其它天體的影響,a、b圍繞兩者連線上的o點(diǎn)做勻速圓
24、周運(yùn)動(dòng),它們之間的距離保持不變,如圖所示。引力常量為g,由觀測(cè)能夠得到可見(jiàn)星a的速率和運(yùn)行周期t。(1)可見(jiàn)星a所受暗星b的引力可等效為位于o點(diǎn)處質(zhì)量為的星體(視為質(zhì)點(diǎn))對(duì)它的引力,設(shè)a和b的質(zhì)量分別為、,試求(用、表示);(2)求暗星b的質(zhì)量與可見(jiàn)星a的速率、運(yùn)行周期t和質(zhì)量之間的關(guān)系式;(3)恒星演化到末期,如果其質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量的2倍,它將有可能成為黑洞。若可見(jiàn)星a的速率,運(yùn)行周期,質(zhì)量,試通過(guò)估算來(lái)判斷暗星b有可能是黑洞嗎?()(1)設(shè)a、b的圓軌道半徑分別為、,由題意知,a、b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同,設(shè)其為。由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,有 設(shè)a、b之間的距離為,又,由上述各式得 由萬(wàn)有引力定
25、律,有,將代入得 令 比較可得 (2)由牛頓第二定律,有 又可見(jiàn)星a的軌道半徑 由式解得 (3)將代入式,得代入數(shù)據(jù)得 設(shè),將其代入式,得可見(jiàn),的值隨的增大而增大,試令,得 若使式成立,則必大于2,即暗星b的質(zhì)量必大于2,由此得出結(jié)論:暗星b有可能是黑洞。2014高考物理必考熱點(diǎn)分類(lèi)集中營(yíng)3知識(shí)目標(biāo)一、串聯(lián)電路電路中各處電流相同i=i1=i2=i3=串聯(lián)電路兩端的電壓等于各電阻兩端電壓之和.u=u1+u2+u3串聯(lián)電路的總電阻等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻之和,即r=r1r2rn串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比,即串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即二、并聯(lián)電路并聯(lián)電路中各支路兩端
26、的電壓相同u=u1=u2=u3并聯(lián)電路子路中的電流等于各支路的電流之和i=i1i2i3=并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻的倒數(shù)之和。=+,當(dāng)并聯(lián)電路是由n個(gè)相同的電阻r并聯(lián)而成時(shí),總電阻r總= ;當(dāng)并聯(lián)電路只有兩個(gè)支路時(shí),則總電阻為r總= 并聯(lián)電路中通過(guò)各個(gè)電阻的電流踉它的阻值成反比,即i1r1i2r2=inrn= u并聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成反比,即p1r1=p2r2=pnrn=u2【例1】如圖所示,p為一塊均勻的半圓形薄電阻合金片,先將它按圖甲方式接在電極a、b之間,測(cè)出電阻為r,然后再將它按圖乙方式接在c、d之間,這時(shí)p的電阻為( ) a. r; b. r/2 ;c.
27、 r/4; d. 4r簡(jiǎn)析:將半圓形合金片從中間(圖中虛線所示)割開(kāi),分成完全相同的兩塊,設(shè)每塊電阻力r0,則圖中甲連接方式相當(dāng)于兩個(gè)電阻并聯(lián),圖乙連接相當(dāng)于兩個(gè)電阻串聯(lián) rab=r0/2=r rcd=2r04r答案:d 點(diǎn)評(píng):巧妙選取相同的電阻,運(yùn)用電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)來(lái)分析是解決此題的特點(diǎn)【例2】如圖中三個(gè)r1、r2、r3,電流表的內(nèi)阻忽略不計(jì),則通過(guò)三個(gè)電阻的電流強(qiáng)度之比和兩個(gè)電流表讀數(shù)之比各為多少?解析:原圖可變換成附圖所示電路,三個(gè)電阻組成并聯(lián)電路流過(guò)三個(gè)電阻電流強(qiáng)度之比i1:i2:i3=1/ r1:1/ r2:1/ r3=r2r3:r1r3:r1r2電流表a1和a2的讀數(shù)之比i1/:i
28、2/=(i2 i3):(i1 i2)r1(r2r3):r3(r1r2)答案:i1:i2:i3=1/ r1:1/ r2:1/ r3,i1/:i2/=r1(r2r3):r3(r1r2)【例3】圖中電源電壓u5 v,內(nèi)阻不計(jì),v1、v2、v3、三個(gè)電壓表的內(nèi)電阻相同,其中v1、v2的讀數(shù)分別為3v、2v,試求電壓表v3的讀數(shù)簡(jiǎn)析:v1表的讀數(shù)大于v2表的讀數(shù),v1表通過(guò)的電流i1大于v2表通過(guò)的電流i2, 并且等于v2表和v3表通過(guò)的電流之和, 即i1i2十i3, 三個(gè)電壓表的內(nèi)阻相同,設(shè)為rv,則 i1rv= i2 rv十i3 rv 得:v1v2v3 v3v1v2=3v2v=1v點(diǎn)評(píng):電壓表的示數(shù)
29、為本身的電壓值,此題是把三個(gè)電壓表當(dāng)成三個(gè)相同的電阻來(lái)討論的【例4】有三個(gè)電阻,其阻值分別為10 、20、30,現(xiàn)在它們分別按不同方式連接后加上相同的直流電壓,問(wèn):(1)在總電路上可能獲得的最大電流和最小電流之比為多少?(2)對(duì)20電阻來(lái)說(shuō),在各種可能連接方式中能使它獲得最大功率的,有哪些連接方式?獲得最小功率的有哪些連接方式?(只要求畫(huà)電路圖表示)解析:如圖所示(1)在電壓不變的情況下,三電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最小,電流最大;三電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最大,電流最小= ,r并=60/11 r串=102030,r串=60 ,i最大/i最小=r串/r并=11(2)使20 電阻獲得最大功率的連接方式有:a、b,
30、獲得最小功率的連接方式是c。答案:(1)11;(2)20 電阻獲得最大功率的是 a、b,最小功率的是c【例5】如圖所示,a、b兩點(diǎn)間的電壓為u,c1= nc2,兩個(gè)完全相同的電壓表的示數(shù)分別為: au1u/(n1),u2=nu/(n1); bu1u/2,u2=u/2; cu1nu/(n1),u2=u/(n1); d無(wú)法判斷兩電壓表的示數(shù) 解析:電壓表串聯(lián)接在電壓u上,所示兩只相同的電壓表的分壓作用相同,它們的示數(shù)相同,均為u2而兩電容器是分別與兩電壓表并聯(lián),兩電容器兩端的電壓分別與兩電壓表兩端的電壓相等,所以是b選項(xiàng)正確點(diǎn)評(píng)兩電容器是串聯(lián)接在電路上,若是認(rèn)為兩電壓表是測(cè)電容器兩端的電壓,這就犯
31、了定勢(shì)思維的錯(cuò)誤、電容器兩端的電壓不能用電壓表來(lái)測(cè)量,只能用靜電計(jì)測(cè)量,不要把電壓表看成是測(cè)電壓的,而應(yīng)把兩電壓表看成兩個(gè)相同的電阻串聯(lián)接在電源上,而電容器兩端的電壓在電路中總是等于與它并聯(lián)的電阻兩端的電壓在阻容電路中,電容器兩端的電壓總是等于與它并聯(lián)的電阻兩端的電壓,這是一個(gè)基本原則【例6】圖中的 a為理想電流表,v1和v2為理想電壓表,r1為定值電阻,r2為可變電阻,電池e內(nèi)阻不計(jì),下列說(shuō)法中不正確的是 ar2不變時(shí),v2讀數(shù)與a讀數(shù)之比等于r1 br2不變時(shí),v1讀數(shù)與a讀數(shù)之比等于r1 cr2改變一定量時(shí),v2讀數(shù)的變化量與v1讀數(shù)變化量之和一定為零 dr2改變一定量時(shí),v2讀數(shù)的變化
32、量與v1讀數(shù)變化量之和不一定為零解析:根據(jù)電路的連接形式可知:任意一個(gè)電壓表的讀數(shù)與電流表的讀數(shù)之比均等于與電壓表并聯(lián)的電阻,所以b選項(xiàng)正確;電池的內(nèi)阻不計(jì),說(shuō)明電源兩端電壓不變,則兩電壓表之和不變,而當(dāng)r2變化時(shí),則兩電壓表的變化和一定為零(一個(gè)增加,一個(gè)減?。?,c選項(xiàng)正確點(diǎn)評(píng):本題為高考試題,考查的是對(duì)電路連接形式的認(rèn)識(shí),兩電壓表分兩電阻并聯(lián),當(dāng)一個(gè)電阻變化時(shí),它的分壓作用變化,導(dǎo)致另一個(gè)電阻的分用也發(fā)生了變化規(guī)律方法 1、電路結(jié)構(gòu)分析電路的基本結(jié)構(gòu)是串聯(lián)和并聯(lián),分析混聯(lián)電路常用的方法是: 節(jié)點(diǎn)法:把電勢(shì)相等的點(diǎn),看做同一點(diǎn)回路法:按電流的路徑找出幾條回路,再根據(jù)串聯(lián)關(guān)系畫(huà)出等效電路圖,從
33、而明確其電路結(jié)構(gòu) 其普遍規(guī)律是:凡用導(dǎo)線直接連接的各點(diǎn)的電勢(shì)必相等(包括用不計(jì)電阻的電流表連接的點(diǎn))。在外電路,沿著電流方向電勢(shì)降低。凡接在同樣兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)上的電器為并聯(lián)關(guān)系。不加聲明的情況下,不考慮電表對(duì)電路的影響。r1【例7】圖中所示電路由8個(gè)不同的電阻組成,已知r1=12,其余電阻阻值未知,測(cè)得a、b之間總電阻為4。今將r1換成6的電阻,則a、b間的總電阻變?yōu)?。解析:利用等效代換的辦法處理:即將除去r1之后的7個(gè)不同的電阻對(duì)a、b兩點(diǎn)間的等效阻值設(shè)為r,則總的對(duì)a、b間的等效電阻值就為r1與r之并聯(lián)等效值,由并聯(lián)電路規(guī)律有=,=,聯(lián)立求得rab=3。k1紅黃【例8】電飯鍋是一種可以自動(dòng)煮
34、飯并自動(dòng)保溫,又不會(huì)把飯燒焦的家用電器。如圖,它的電路由控制部分ab和工作部分bc組成。k1是限溫開(kāi)關(guān),手動(dòng)閉合,當(dāng)溫度達(dá)到103時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),不能自動(dòng)閉合.k2是自動(dòng)開(kāi)關(guān),當(dāng)溫度超過(guò)800c時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫度低于700c時(shí)自動(dòng)閉合。r2是限流電阻,阻值2140 , r 1是工作電阻,阻值60.鍋中放好適量的米和水,插上電源(220v,50 hz),手動(dòng)閉合k1后,電飯鍋就能自動(dòng)煮好米飯并保溫。(1)簡(jiǎn)述手動(dòng)閉合k1后,電飯鍋加熱、保溫過(guò)程的工作原理。(2)加熱過(guò)程電飯鍋消耗的電功率p1是多大?k1,k2都斷開(kāi)時(shí)電飯鍋消耗的電功率p2是多大?(3)若插上電源后沒(méi)有手動(dòng)閉合k1,能煮熟飯嗎?為什么?
35、解析:(1)插上電源,手動(dòng)閉合k1后由于室溫肯定低于700c所以當(dāng)時(shí)k2也是閉合的,紅燈亮,所以r2被短路,只有r1工作,功率p1較大,使米和水被加熱,當(dāng)溫度升到800c時(shí)k2斷開(kāi)。但k1仍閉合,r2仍被短路,功率仍為p1,所以溫度繼續(xù)升高,把水燒開(kāi),這時(shí)溫度將保持在1000c直到水分蒸發(fā)完畢,溫度繼續(xù)升高到1030c時(shí)k1斷開(kāi)且不再自動(dòng)閉合,這時(shí)飯已煮好,r1,r2串聯(lián),黃燈亮,熱功率p2較小,電飯鍋發(fā)出的電熱小于它向外釋放的熱,溫度開(kāi)始降低,當(dāng)溫度降低到700c時(shí),k2自動(dòng)閉合,功率又變?yōu)閜1,使飯的溫度升高,到800c時(shí)k2自動(dòng)斷開(kāi),溫度又開(kāi)始降低如此使電飯鍋處于保溫狀態(tài),直到關(guān)閉電源。
36、 (2)加熱過(guò)程電飯鍋消耗的電功率p1=u2/r1=807w;k1, k2都斷開(kāi)時(shí),電飯鍋消耗的電功率p2=u2(r1r2)22 w. (3)若k1未閉合,開(kāi)始k2總是閉合的,r2被短路,功率為p1,當(dāng)溫度上升到800c時(shí),k2自動(dòng)斷開(kāi),功率降為p2,溫度降低到700c,k2自動(dòng)閉合溫度只能在700c800c變化,不能把水燒開(kāi),不能煮熟飯.【例9】在圖所示的電路中,a、b、c分別表示理想電流表或電壓表,它們的示數(shù)以安或伏為單位.當(dāng)電鍵s閉合后,a、b、c三表示數(shù)分別為1、2、3時(shí),燈l1、l2正好均正常發(fā)光.已知燈l1、l2的額定功率之比為31,則可判斷a.a、b、c均為電流表 b.a、b、c
37、均為電壓表c.b為電流表,a、c為電壓表d.b為電壓表,a、c為電流表acbl1l2s解答:若三個(gè)表均為電流表,則電路出現(xiàn)短路,燈不可能正常發(fā)光,故選項(xiàng)a錯(cuò);若三個(gè)表均為電壓表,則電路出現(xiàn)斷路,燈亦不能正常發(fā)光,故選項(xiàng)b錯(cuò);若b為電流表,a和c為電壓表,則兩燈串聯(lián),a表測(cè)l1的電壓,c表測(cè)l2的電壓,即為,故選項(xiàng)c錯(cuò); 若b為電壓表,a和c為電流表,則兩燈并聯(lián),a表測(cè)l2的電流,c表測(cè)l1的電流,故有,故選項(xiàng)d正確.【答案】 d 2、電表的改裝(1)靈敏電流表(也叫靈敏電流計(jì)):符號(hào)為,用來(lái)測(cè)量微弱電流,電壓的有無(wú)和方向其主要參數(shù)有三個(gè):內(nèi)阻rg滿偏電流ig:即靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的
38、電流,也叫靈敏電流表的電流量程滿偏電壓ug:靈敏電流表通過(guò)滿偏電流時(shí)加在表兩端的電壓以上三個(gè)參數(shù)的關(guān)系ug= ig rg其中ig和ug均很小,所以只能用來(lái)測(cè)量微弱的電流或電壓(2)電流表:符號(hào),用來(lái)測(cè)量電路中的電流,電流表是用靈敏電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻改裝而成如圖所示為電流表的內(nèi)部電路圖,設(shè)電流表量程為i,擴(kuò)大量程的倍數(shù)n=i/ig,由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得:igrg=(iig)r, 內(nèi)阻,由這兩式子可知,電流表量程越大,rg越小,其內(nèi)阻也越小.(3)電壓表:符號(hào),用來(lái)測(cè)量電路中兩點(diǎn)之間的電壓電壓表是用靈敏電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻改裝而成,如圖所示是電壓表內(nèi)部電路圖設(shè)電壓表的量程為u,擴(kuò)大量程的倍數(shù)為
39、n=u/ug,由串聯(lián)電路的特點(diǎn),得: u=ugigr, ig =ug /rg, 電壓表內(nèi)阻,由這兩個(gè)式子可知,電壓表量程越大,分壓電阻就越大,其內(nèi)阻也越大(4)半值分流法(也叫半偏法)測(cè)電流表的內(nèi)阻,其原理是:當(dāng)s1閉合、s2打開(kāi)時(shí):當(dāng)s2再閉合時(shí):,聯(lián)立以上兩式,消去e可得: 得: 可見(jiàn):當(dāng)r1r2時(shí), 有:(5)非理想電表對(duì)電路的影響不能忽略,解題時(shí)應(yīng)把它們看作是能顯示出本身電壓或電流的電阻器.用電壓表測(cè)得的電壓實(shí)際上是被測(cè)電路與電壓表并聯(lián)后兩端的電壓,由于電壓表內(nèi)阻不可能無(wú)限大,因此測(cè)得的電壓總比被測(cè)電路兩端的實(shí)際電壓小,表的內(nèi)阻越大,表的示數(shù)越接近于實(shí)際電壓值.用電流表測(cè)得的電流,實(shí)質(zhì)
40、上是被測(cè)量的支路(或干路)串聯(lián)一個(gè)電阻(即電流表內(nèi)阻)后的電流.因此,電流表內(nèi)阻越小,表的示數(shù)越接近于真實(shí)值.【例10】電流一電壓兩用電表的電路如圖所示已知圖中s是雙刀雙擲開(kāi)關(guān),a, b,c、d,e、f為接線柱雙刀雙擲開(kāi)關(guān)的觸刀擲向a,b,e與a接通,f與b接通;擲向c, d, e與c接通,f與d接通電流表g的量程是0. 001 a,內(nèi)阻是100,電阻r1的阻值為9900, r2的阻值是1.0l ,(1)觸刀擲向a,b時(shí),此兩用表是什么表?量程是多大?(2)觸刀擲向c, d時(shí),此兩用表是什么表?量程是多大?分析:用改裝成電流表時(shí)需要并聯(lián)一個(gè)電阻, 改裝成電壓表時(shí)需要串聯(lián)一個(gè)電阻,根據(jù)這個(gè)原理可
41、以判斷出是什么表,并算出其量程解析:(1)觸刀擲向ab時(shí),r1與串聯(lián),是電壓表,其量程為u=ig(r1rg)=0.001(1009900)=10v.(2)觸刀擲向cd時(shí),r2與并聯(lián),是電流表,其量程為【例11】如圖所示,四個(gè)相同的表頭分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表。安培表a1的量程大于a2的量程,伏特表v1的量程大于v2的量程,把它們按圖接入電路,則安培表a1的讀數(shù) 安培表a2的讀數(shù);安培表a1的偏轉(zhuǎn)角 安培表a2的偏轉(zhuǎn)角;伏特表v1的讀數(shù) 伏特表v2的讀數(shù);伏特表v1的偏轉(zhuǎn)角 伏特表v2的偏轉(zhuǎn)角;(填“大于”,“小于”或“等于”) 解:兩電流表并聯(lián),兩表頭兩端的電壓相同,流過(guò)的電流相同,故
42、偏角相同,但因a1的量程大,故a1的示數(shù)大于a2的示數(shù). 當(dāng)把v1和v2串聯(lián)使用時(shí),組成電壓表的電流表和分壓電阻都是串聯(lián)關(guān)系,通過(guò)完全相同的兩只電流表的電流強(qiáng)度也相等,指針偏轉(zhuǎn)角度相等.根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系,分配在v1和v2兩端電壓,即v1和v2讀數(shù)之比等于兩只電壓表的內(nèi)阻之比. 伏特表v1的量程大,所以讀數(shù)大?!纠?2】將兩個(gè)相同的表頭,分別改裝成一只電流表和一只電壓表,一個(gè)同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將這兩個(gè)表串聯(lián)起來(lái),則a.兩表指針都不偏轉(zhuǎn) b.兩表指針偏角相同c.電流表指針有偏轉(zhuǎn),電壓表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)d.電壓表指針有偏轉(zhuǎn),電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)解答:把完全相同的表頭,分別改制成一只電流表和一只
43、電壓表,串聯(lián)接入電路中時(shí),電流表中均有電流通過(guò),兩表指針都偏轉(zhuǎn),只是電壓表中的電流表處在干路中通過(guò)的電流大,偏轉(zhuǎn)角也大.【例13】電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持一定,現(xiàn)用兩個(gè)不同的電壓表先后直接接到電源的兩極上,電壓表的讀數(shù)是u1,電壓表的讀數(shù)是u2,已知電壓表的內(nèi)阻依次是r1、r2,且r1r2,那么由于兩電壓表內(nèi)阻不同,將是a.u1一定小于u2 b.u1一定大于u2c.若將兩個(gè)電壓表同時(shí)并接在電源的兩極時(shí),讀數(shù)一定不同d.若將兩個(gè)電壓表串聯(lián)后接在電源的兩極時(shí),兩電壓表讀數(shù)之和一定大于u1解答:因r1r2,則用電壓表i測(cè)量時(shí)電路總電阻大于用電壓表測(cè)量.由閉合電路歐姆定律可知i1i2,因此,用電壓表測(cè)
44、量時(shí)因內(nèi)電壓小而路端電壓大,即u1u2.若兩個(gè)電壓表并聯(lián)測(cè)量時(shí),因兩電壓表并聯(lián),則測(cè)量電壓必相同.若兩電壓表串聯(lián)接在電源兩極,因總電阻大于r1,總電源小于i1,故內(nèi)電壓必小于單獨(dú)用電壓表測(cè)量時(shí)的內(nèi)電壓,因此,路端電壓(即兩電壓表讀數(shù)之和)一定大于u1.答案bd2014高考物理必考熱點(diǎn)分類(lèi)集中營(yíng)4試題展示1以下關(guān)于電流表與電壓表的說(shuō)法中,正確的是a都是用電流表g與電阻并聯(lián)改裝而成的b都是用電流表g與電阻串聯(lián)改裝而成的c它們本身都有內(nèi)阻,只是電流表的內(nèi)阻一般很小,而電壓表的內(nèi)阻一般很大d電流表的內(nèi)阻肯定比用來(lái)改裝的電流表g的內(nèi)阻大,而電壓表的內(nèi)阻肯定比用來(lái)改裝的電流表g的內(nèi)阻小【解析】 電流表是由
45、靈敏電流表g并聯(lián)一個(gè)較小的分流電阻改裝而成,電壓表是由靈敏電流表g串聯(lián)一個(gè)較大的分壓電阻改裝而成,所以,電流表的內(nèi)阻小于靈敏電流表g的內(nèi)阻,電壓表的內(nèi)阻大于靈敏電流表g的內(nèi)阻,電流表的內(nèi)阻一般很小,電壓表的內(nèi)阻一般很大 【答案】 c2以下說(shuō)法中,正確的是a采用伏安法測(cè)電阻時(shí),只要儀器選得正確,可保證沒(méi)有系統(tǒng)誤差b用伏安法測(cè)電阻,不論是用電流表外接法,還是電流表內(nèi)接法,都存在系統(tǒng)誤差c用歐姆表測(cè)電阻,既準(zhǔn)確又方便d伏安法測(cè)電阻,存在系統(tǒng)誤差的原因是由于電流表的分壓【解析】 伏安法測(cè)電阻不能保證沒(méi)有誤差,只有減小誤差【答案】 b3以下關(guān)于歐姆表的說(shuō)法中,不正確的是a表盤(pán)刻度是非均勻的,從零刻度開(kāi)始
46、,刻度值越大處,刻度越密b紅表筆是與表內(nèi)電源的正極相連的c測(cè)電阻時(shí),首先要紅黑表筆直接相連,調(diào)好零點(diǎn)后再去測(cè)電阻d為了減小誤差,應(yīng)盡量使指針指向中間左右的刻度處【解析】 歐姆表表盤(pán)刻度是非均勻的,刻度值越大處,刻度越密【答案】 b4如圖所示,兩個(gè)電阻的阻值均為100 ,a、b兩端的電壓保持12 v不變,現(xiàn)用一個(gè)內(nèi)阻為1.45 k的電壓表去測(cè)量某個(gè)電阻兩端的電壓,讀數(shù)為a6 v b5.8 vc5.2 v d6.8 v【解析】 電壓表與電阻r的并聯(lián)電阻為r 93.5 電壓表的讀數(shù)為uv v5.8 v【答案】 b5如圖所示,電路中l(wèi)1、l2、l3是三盞完全相同的白熾小燈泡,把它們串聯(lián)后接在電壓恒為6
47、 v的電源上,三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光,后來(lái)三個(gè)小燈泡都不亮了,用電壓表接ac兩端時(shí),示數(shù)是6 v;接bd兩端時(shí),電壓表示數(shù)為零接ab兩端時(shí),示數(shù)也為零導(dǎo)線連接良好,則燈絲燒斷的小燈泡可能是a僅是l1 b僅是l2cl1和l2 d2和l3【解析】 由ubd0,知l1斷;uab0,可知l2斷【答案】 c6、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路(題15圖),其中l(wèi)為指示燈,l1、l2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈,s為單刀雙擲開(kāi)關(guān),e為電源.當(dāng)s置于位置1時(shí),以下判斷正確的是a. l的功率小于額定功率b. l1亮,其功率等于額定功率c. l2亮,其功率等于額定功率d. 含l支路的總功率較另一支路的大【答案】a【解析】本題考查
48、電路分析的有關(guān)知識(shí),本題為中等難度題目。由電路結(jié)構(gòu)可知,當(dāng)s置于1位置時(shí),l與l2串聯(lián)后再與l1并聯(lián),由燈泡的額定電壓和額定功率可知,l1和l2的電阻相等。l與l2串聯(lián)后的總電阻大于l1的電阻,由于電源電動(dòng)勢(shì)為6伏,本身有電阻,所以l1兩端電壓和l與l2的總電壓相等,且都小于6伏,所以三只燈都沒(méi)有正常發(fā)光,三只燈的實(shí)際功率都小于額定功率。含l的支路的總電阻大于l1支路的電阻,由于兩條支路的電壓相等,所以。含l的支路的總功率小于另一支路的功率。7經(jīng)過(guò)精確校準(zhǔn)的電壓表v1和v2當(dāng)分別用來(lái)測(cè)量某線路中電阻r兩端a、b間的電壓時(shí),如圖所示,讀數(shù)依次為12.7 v和12.3 v,則a、b間的實(shí)際電壓略大
49、于12.7 va、b間的實(shí)際電壓略小于12.3 v電壓表v1的內(nèi)阻大于v2的內(nèi)阻電壓表v1的內(nèi)阻小于v2的內(nèi)阻以上判斷正確的是a bc d【解析】 并聯(lián)電壓表后,使a、b間的電阻變小,從而使a、b間的電壓變小,即電壓表的示數(shù)比a、b間沒(méi)有接電壓表時(shí)的實(shí)際電壓略小些,而且,電壓表的內(nèi)阻越大,電壓表的示數(shù)越大,越接近于a、b間沒(méi)接電壓表時(shí)的實(shí)際電壓值故電壓表v1的內(nèi)阻較大,a、b間的實(shí)際電壓略大于12.7 v和正確,選a【答案】 a8有一個(gè)電壓表的量程為3 v,內(nèi)阻為900 ,由于沒(méi)有電流表,需要將其改裝成一個(gè)量程為0.6 a的電流表,則應(yīng)該_聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)的電阻,當(dāng)用改裝好的電流表去測(cè)某一電流時(shí)
50、,指針的讀數(shù)為1.2 v,則對(duì)應(yīng)的電流為_(kāi)a【解析】 應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻r,則iv a airiaiv0.6 a a ar 5 當(dāng)改裝后的電流表的指針指在1.2 v的位置時(shí),對(duì)應(yīng)的電流為i0.6 a0.24 a【答案】 并;5;0.249如圖所示,r1與r2串聯(lián),它們兩端的電壓恒定,用同一個(gè)電壓表分別測(cè)得r1和r2兩端的電壓為u1和u2,則u1u2_(r1與r2為已知量)【解析】 設(shè)電壓表內(nèi)阻為r,由得,【答案】 r1r210有一未知電阻rx,為了較準(zhǔn)確地測(cè)出電阻值,先后用如圖所示的甲、乙兩種電路進(jìn)行測(cè)試,利用甲電路測(cè)得的數(shù)據(jù)為2.7 v、5.0 ma,利用乙電路測(cè)得的數(shù)據(jù)為2.8 v、4.0
51、 ma,那么該電阻測(cè)量值較準(zhǔn)確的數(shù)值等于_,測(cè)量值與真實(shí)值的偏差情況是_【解析】 在甲、乙測(cè)試電路中,電流由5 ma變?yōu)? ma,說(shuō)明電壓表分流較大,所以應(yīng)選用乙圖,rx 700 ,由于毫安表分壓,因而測(cè)量值大于真實(shí)值【答案】 700;比真實(shí)值偏大11如圖所示,電壓表v1和v2的讀數(shù)都是3.5 v,如果對(duì)調(diào)這兩個(gè)電壓表,則v1的讀數(shù)為3.0 v,v2的讀數(shù)為4.0 v,求這兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻(不計(jì)電源內(nèi)阻)【解析】 串聯(lián)電路中,電阻兩端的電壓與電阻成正比又由并聯(lián)電阻的特點(diǎn)可得由可得r1240 ,r2300 【答案】 r1240 ;r2300 12一只量程為15 v的電壓表,串聯(lián)一個(gè)3 k的電阻后
52、,再去測(cè)量實(shí)際電壓為15 v的路端電壓時(shí),電壓表示數(shù)為12 v,那么這只電壓表的內(nèi)阻是_k用這串聯(lián)著3 k電阻的電壓表測(cè)量某段電路兩端電壓時(shí),如果電壓表的示數(shù)為4 v,則這段電路的電壓實(shí)際為_(kāi)v【解析】 設(shè)電壓表內(nèi)阻為rg,則12由得rg12 k設(shè)實(shí)際電壓為u,則:由式得u5 v【答案】 12;513如圖所示,將一個(gè)改裝的電流表接入電路進(jìn)行校準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)待測(cè)表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大一些,如表頭的ig是準(zhǔn)確的,出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的rg的測(cè)量值比真實(shí)值偏大rg的測(cè)量值比真實(shí)值偏小所并聯(lián)的r并比公式r并計(jì)算出的r并小所并聯(lián)的r并比公式r并計(jì)算出的r并大以上判斷正確的是a b c d【解析】 待測(cè)表讀數(shù)偏大,表明通過(guò)待
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