高中物理人教版1第三章磁場(chǎng) 2023版第2章章末分層突破

章末分層突破[自我校對(duì)]①eq\f(q,t)②eq\f(U,I)③ρeq\f(l,S)④eq\f(U,R)⑤eq\f(E,R＋r)⑥＝⑦>⑧IE⑨I2r⑩eq\f(P出,P總)?eq\f(U,E)純電阻電路和非純電阻電路1.對(duì)于純電阻電路(如白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路)，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W＝Q＝UIt＝eq\f(U2,R)t＝Pt.2．對(duì)于非純電阻電路(如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)，電功大于電熱．在這種情況下，不能用I2Rt或eq\f(U2,R)t來計(jì)算電功，電功用W＝UIt來計(jì)算，電熱用Q＝I2Rt計(jì)算．如圖2-1所示，電解槽A和電爐B并聯(lián)后接到電源上，電源內(nèi)阻r＝1Ω，電爐電阻R＝19Ω，電解槽電阻r′＝Ω.當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，電爐消耗功率為684W；S1、S2都閉合時(shí)電爐消耗功率為475W(電爐電阻可看做不變)．試求：圖2-1(1)電源的電動(dòng)勢(shì)；(2)S1、S2都閉合時(shí)，流過電解槽的電流大小；(3)S1、S2都閉合時(shí)，電解槽中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34522034】【解析】(1)設(shè)S1閉合、S2斷開時(shí)電爐功率為P1，電爐中電流I＝eq\r(\f(P1,R))＝eq\r(\f(684,19))A＝6A電源電動(dòng)勢(shì)E＝I(R＋r)＝120V.(2)設(shè)S1、S2都閉合時(shí)電爐功率為P2，電爐中電流為I′＝eq\r(\f(P2,R))＝eq\r(\f(475,19))A＝5A電源路端電壓為U＝I′R＝5×19V＝95V，流經(jīng)電源的電流為I1＝eq\f(E－U,r)＝eq\f(120－95,1)A＝25A流過電解槽的電流為IA＝I1－I′＝20A.(3)電解槽消耗的電功率PA＝IAU＝20×95W＝1900W電解槽內(nèi)熱損耗功率P熱＝Ieq\o\al(2,A)r′＝202×W＝200W電解槽中電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的功率為P化＝PA－P熱＝1700W.【答案】(1)120V(2)20A(3)1700W1電爐為純電阻用電器，其消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱.2電解槽為非純電阻用電器，其消耗的電能轉(zhuǎn)化為電熱和化學(xué)能兩部分.電阻的測(cè)量法1.多用電表法(粗測(cè))選用多用電表的歐姆擋直接測(cè)量即可．2．伏安法原理是歐姆定律．用電流表與電壓表測(cè)出電阻的電流和電壓，根據(jù)R＝eq\f(U,I)即可求得電阻．(1)電流表內(nèi)、外接法的選擇：測(cè)量大電阻選電流表內(nèi)接法，測(cè)量結(jié)果偏大；測(cè)量小電阻選電流表外接法，測(cè)量結(jié)果偏?。畠?nèi)接法外接法圖2-2(2)滑動(dòng)變阻器接法的選擇：如圖2-3所示的兩種電路中，滑動(dòng)變阻器(最大阻值為R0)對(duì)負(fù)載RL的電壓、電流都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖甲電路稱為限流式接法，圖乙電路稱為分壓式接法．采用分壓式接法負(fù)載電壓可從零開始調(diào)節(jié)，電壓調(diào)節(jié)范圍大．甲乙圖2-33.替代法利用“替代法”測(cè)量電阻的電路圖如圖2-4所示．圖中R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱，Rx為待測(cè)電阻，為電流表，利用該電路，經(jīng)過如下步驟可以測(cè)得待測(cè)電阻Rx的阻值：①閉合S1和S3，斷開S2，調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表讀數(shù)等于某個(gè)數(shù)值I0；②閉合S1和S2，斷開S3，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0，然后讀出R2的值，則待測(cè)電阻Rx＝R2.圖2-44．半偏法電路如圖2-5所示．測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí)，用圖甲；測(cè)電流表內(nèi)阻用圖乙．甲乙圖2-5主要步驟：(1)將電阻箱調(diào)為0，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電表滿偏，不再移動(dòng)其觸頭．(2)調(diào)節(jié)電阻箱，使電表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，則電阻箱示數(shù)等于電表的內(nèi)阻．實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的實(shí)驗(yàn)中，可供選擇的器材如下：①待測(cè)電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約300Ω)②電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)③定值電阻R1(300Ω)④定值電阻R2(10Ω)⑤滑動(dòng)變阻器R3(0～1000Ω)⑥滑動(dòng)變阻器R4(0～20Ω)⑦干電池V)⑧開關(guān)S及導(dǎo)線若干．(1)定值電阻應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(在空格內(nèi)填寫序號(hào))(2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，再連接實(shí)物圖乙．圖2-6(3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟：①按電路圖連接電路，________；②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③________.④以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖丙所示．(4)根據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式________．【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34522035】【解析】(1)根據(jù)電路連接特點(diǎn)，G2的電流為定值電阻和電流表G1的總電流，若定值電阻選10Ω，則易使流過G2的總電流超過其滿偏值，故選③.滑動(dòng)變阻器應(yīng)選⑥.(2)由題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；同時(shí)因待測(cè)電阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法；原理圖、實(shí)驗(yàn)圖見答案．(3)①將滑動(dòng)觸頭移至最左端③多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2.(4)根據(jù)歐姆定律：I1r1＝(I2－I1)R1解得：I2＝eq\f(R1＋r1,R1)I1即k＝eq\f(r1＋R1,R1)，所以r1＝(k－1)R1【答案】(1)③⑥(3)將滑動(dòng)觸頭移至最左端多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2(4)r1＝(k－1)R11．(多選)一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為R，所加電壓為U，電流為I，當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為eq\f(U2,R)B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU－I2RD．電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU＝I2R＝eq\f(U2,R)【解析】IU表示電動(dòng)機(jī)的總功率，I2R表示電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的發(fā)熱功率，(IU－I2R)表示電動(dòng)機(jī)的輸出功率即機(jī)械功率．故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．【答案】BC2．額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間．比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是()A．電風(fēng)扇最多 B．電烙鐵最多C．日光燈最多 D．一樣多【解析】電風(fēng)扇把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，日光燈把電能轉(zhuǎn)化為光能，因此只有電烙鐵把電能完全轉(zhuǎn)化為熱量，故B正確．【答案】B3．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻Rx約為200Ω，電壓表eq\o\ac(○,V)的內(nèi)阻約為2kΩ，電流表?的內(nèi)阻約為10Ω，測(cè)量電路中電流表的連接方式如圖2-7(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝eq\f(U,I)計(jì)算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)．若將圖2-7(a)和圖(b)中電路測(cè)得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值，且測(cè)量值Rx1________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值，測(cè)量值Rx2________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值．(a)(b)圖2-7【解析】根據(jù)題意知eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，電壓表的分流作用較顯著，故Rx1更接近待測(cè)電阻的真實(shí)值．圖(a)的測(cè)量值是Rx與RA串聯(lián)的電阻阻值，故Rx1>Rx真；圖(b)的測(cè)量值是Rx與RV并聯(lián)的電阻阻值，故Rx2<Rx真．【答案】Rx1大于小于4．某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖2-8(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表．圖中R1和R2為定值電阻，S為開關(guān)．回答下列問題：(1)根據(jù)圖2-8(a)所示的電路，在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線．(2)開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)；開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表用于測(cè)量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”)．(3)表筆A應(yīng)為________色(填“紅”或“黑”)．(4)定值電阻的阻值R1＝____Ω，R2＝____Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)(a)(b)圖2-8【解析】將表頭改裝成電壓表時(shí)，需串聯(lián)一電阻進(jìn)行分壓，而改裝成電流表時(shí)則需并聯(lián)一電阻分流，因此閉合開關(guān)后，并聯(lián)上R1改裝成一電流表，斷開開關(guān)，表頭與R2串聯(lián)則改裝成一電壓表．多用電表內(nèi)部表頭的正極在右側(cè)，即電流應(yīng)從表筆B流入，從表筆A流出，則表筆A為黑色．當(dāng)斷開S時(shí)，Ig(R2＋r)＝Um，解得R2＝880Ω.當(dāng)閉合S時(shí)，Ig(R2＋r)＝(I－Ig)R1，解得R1≈Ω.【答案】(1)如圖所示(2)電流電壓(3)黑(4)8805．為了測(cè)量阻值范圍在200～300Ω之間的電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：A．電阻箱R(阻值范圍0～Ω)B．毫安表(量程0～3mA，內(nèi)阻約100Ω)C．直流電源(電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻不計(jì))D．兩個(gè)單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線足量(1)甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞峁┑膶?shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)出如圖2-9甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，設(shè)計(jì)的操作步驟如下．甲乙圖2-9①按電路圖連好電路，閉合開關(guān)K1，記下毫安表的讀數(shù)．②斷開K1，閉合開關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使毫安表的讀數(shù)和①中相同，記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)R1.假設(shè)該同學(xué)的設(shè)計(jì)合理，則待測(cè)電阻Rx＝________.(2)乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞峁┑膶?shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)出如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，設(shè)計(jì)的操作步驟如下．①按電路圖連好電路，將R調(diào)到最大，然后閉合K1、K2，調(diào)節(jié)R，使毫安表達(dá)到滿偏，記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)R2.②斷開K2，調(diào)節(jié)R，仍使毫安表滿偏，記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)R3.假設(shè)該同學(xué)的設(shè)計(jì)合理，則待測(cè)電阻Rx＝________.(3)上述兩位同學(xué)的設(shè)計(jì)中有一位是不合理的，不合理的是________，理由___________________________________________________________________．【解析】(1)根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路，該同學(xué)采用了等效替代法，故待測(cè)電阻Rx＝R1；(2)根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟可知：R2＝R3＋Rx，則Rx＝R2－R3；(3)甲電路中，開關(guān)接通后，電流表的讀數(shù)最小為I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,300)A＝10mA，已超過了電流表的量程，故此設(shè)計(jì)不合理．【答案】(1)R1(2)R2－R3(3)甲電流表超程6．某物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)定電壓表V1的內(nèi)阻，可選用的器材如下：A．待測(cè)電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約3kΩB．電壓表V2：量程15V，內(nèi)阻約20kΩC．電流表A：量程3A，內(nèi)阻約ΩD．定值電阻R0：kΩE．滑動(dòng)變阻器R1：0～200ΩF．滑動(dòng)變阻器R2：0～2kΩG．電源E：電動(dòng)勢(shì)約為12V，內(nèi)阻忽略不計(jì)H．開關(guān)、導(dǎo)線若干圖2-10(1)現(xiàn)用多用電表測(cè)電壓表V1的內(nèi)阻，選擇倍率“×100”擋，其它操作無誤，多用電表表盤示數(shù)如圖2-10所示，則電壓表V1(2)為了準(zhǔn)確測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻，兩位同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)器材分別設(shè)計(jì)了如圖2-11甲和乙兩個(gè)測(cè)量電路，你認(rèn)為________(選填“甲”或“乙”)更合理，并在實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖補(bǔ)充完整．圖2-11(3)該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用________(選填“R1”或“R2(4)用已知量R0和V1、V2的示數(shù)U1、U2來表示電壓表V1的內(nèi)阻RV1＝________.【解析】(1)用多用電表測(cè)得的電壓表的內(nèi)阻為34×100Ω＝34