资源描述
2025年高考物理压轴训练12
一.选择题(共10小题)
1.(2024•盐城一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为、为二氧化铅及铅,电解液为稀硫酸,关于这一实验装置分析,下列说法正确的是
A.电压表正极与相连
B.电压表的测量值大于电路的外电压
C.电压表的测量值不会大于电压表的测量值
D.电压表和测得的示数之和接近于一定值
2.(2024•河北模拟)某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示,现将它直接接在电源电动势,内阻的电源上,小灯泡的实际功率约为
A. B. C. D.
3.(2024•镇海区校级模拟)半导体薄膜压敏传感器所受压力越大其电阻越小,利用这一特性设计成苹果大小自动分拣装置如图所示,装置可选出单果质量大于一定标准的苹果。为固定转动轴,苹果通过托盘秤时作用在杠杆上从而使压敏传感器受到压力,为可变电阻。当放大电路的输入电压大于某一个值时,电磁铁工作将衔铁吸下并保持此状态一小段时间,苹果进入通道2,否则苹果将进入通道1。下列说法正确的是
A.选出的质量大的苹果将进入通道1
B.若将的电阻调大,将挑选出质量更大的苹果
C.若电源内阻变大,将挑选出质量更大的苹果
D.若电源电动势变大,将挑选出质量更大的苹果
4.(2024•如皋市模拟)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像(电池内阻不是常数),图线是某电阻的图像。当它们组成闭合回路时,硅光电池的效率为
A. B. C. D.
5.(2024•淄博一模)阿秒光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知,电子所带电荷量为,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为。目前阿秒光脉冲的最短时间为,电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的
A.2.8倍 B.3.7倍 C.4.2倍 D.5.5倍
6.(2024•浙江二模)华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩,其最大输出电流为,充电电压范围为至,并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率。某天,小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验,其车总质量为,所用电池组规格为“,”(内阻不能忽略),车上显示屏显示此次充电电量由充到用时10分钟,本次充电共消费60元(充电桩计费规则为每度电2元)。经他几天实测,显示屏电量由下降到共行驶了120公里,已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍,则
A.充电桩上标识的“”表示给各车充电时的平均功率
B.小振本次充电的平均功率约为
C.小振本次充电的充电效率约为
D.小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为
7.(2024•广东三模)在如图甲所示的电路中,定值电阻。、,电容器的电容,电源路端电压随总电流的变化关系如图乙所示。现闭合开关,则电路稳定后
A.电源的内阻为
B.电源的效率为
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
8.(2024•漳州三模)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,开关闭合,电路稳定后,灯泡正常发光,然后向左移动滑动变阻器的滑片,在此过程中
A.灯泡逐渐变暗
B.电源的路端电压逐渐减小
C.电容器所带的电荷量逐渐减小
D.定值电阻两端的电压始终为零
9.(2024•浙江二模)如图为某国产新能源汽车铭牌,该车驱动电机的额定功率为(输出功率),充电器的充电效率为,从零电量充到额定容量的,正常充电需要,超快充状态下仅需。下列说法正确的是
A.驱动电机正常工作时的电流约为
B.超快充时的电功率为正常充电时电功率的18倍
C.从零电量充的电需要消耗约的电能
D.汽车在水平面加速过程中,若实际功率保持不变,则加速度增大
10.(2024•盐都区校级三模)图甲所示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,为热敏电阻。开关闭合,当的温度发生改变时,两端电压随温度变化的关系图象如图乙所示,功率为,的功率为,电路总功率为。则、、随温度变化的关系图象可能正确的是
A. B.
C. D.
二.多选题(共5小题)
11.(2024•新郑市校级一模)小红将量程为的电流表(表盘刻度共有30个小格),按照图示电路改装成较大量程的电流表乙,其中和阻值相等,都等于改装前电流表内阻的。下列说法正确的是
A.将1、2接入电路时,电流表乙每一小格表示
B.将1、2接入电路时,电流表乙每一小格表示
C.将1、3接入电路时,电流表乙每一小格表示
D.将1、3接入电路时,电流表乙每一小格表示
12.(2024•青羊区校级模拟)直流电动机在生产生活中有着广泛的应用。同学们为了研究直流电动机的机械效率(有用功率与总功率的百分比)问题,设计了如图甲所示的电路,一内阻为直流电动机和规格为“,”的指示电灯并联之后接在电动势为,内阻的直流电源上。闭合开关,电动机和指示灯均正常工作,在提升物体过程中,如图乙所示。则下列说法正确的是
A.流过电动机的电流为
B.该电源的效率为
C.电动机的输出功率为
D.用该电动机可将重为的物体以的速度匀速提升,则电动机工作的机械效率为
13.(2024•湖北一模)如图所示,一平行板电容器与滑动变阻器并联接入电路,上极板附近接有一个二极管(单向导电),电容器的极板水平。现有两个粒子源,分别置于电容器的上、下极板附近的左右两端(到极板的距离相等),上极板右边附近的粒子源水平发射初速度为的正电粒子,下极板左边附近的粒子源水平发射初速度为的负电粒子,粒子、所带电荷量大小分别为、质量分别为、。粒子、同时入射,随后在电容器两极板间相遇,忽略、间的相互作用和重力,、打到极板上被吸收,不计、对极板的影响。下列说法正确的是
A.若是粒子,是氯离子,氛的原子序数为,则、是在电容器两极板间的上半区域相遇
B.其它条件不变,改变、的初速度大小,只要保证两初速度的和不变,、一定会相遇
C.其它条件不变,向下调节滑动变阻器滑片,则、相遇的位置不变
D.其它条件不变,两粒子源位置不变,将下极板下移,则、不相遇
14.(2024•和平区校级二模)如图所示,电源电动势为,内阻为电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器,为定值电阻,为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小),当开关闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是
A.只逐渐增大的光照强度,电阻消耗的电功率变大,电阻中有向上的电流
B.只将滑动变阻器的滑动端向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻中有向上的电流
C.只将滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D.若断开开关,带电微粒向下运动
15.(2024•天心区校级模拟)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时,输出电功率为,风速在范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为,空气密度为,风场风速为,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是
A.该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B.单位时间流过面积的流动空气动能为
C.若每天平均有的风能资源,则每天发电量为
D.若风场每年有5000 风速在范围内,则该发电机年发电量至少为
三.填空题(共5小题)
16.(2024•松江区校级三模)给如图所示的莱顿瓶甲充电,当两金属球之间的电压达到一定值时,金属球、间开始放电,出现电火花。该实验能够证明 的存在。移动莱顿瓶乙的矩形线框中可移动的带有氖管的金属棒到 时,氖管发光最亮。
17.(2022秋•黄浦区期末)我国民航总局关于民航旅客携带“充电宝”乘机规定和小兰同学的移动电源的铭牌分别如图(a)、(b)所示,可判断此“充电宝”在输入过程中的最大功率为 ,小兰 (选填“能”或“不能” 将它随身携带乘机。
18.(2022•宝山区二模)如图甲所示,电源电动势为、内阻为的电源与阻值为的定值电阻、滑动变阻器、电键组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效电阻的关系如图乙所示。则定值电阻消耗的最大功率 ;由图乙可知, 。
19.(2022•徐汇区三模)如图电路中,电源内阻不计。定值电阻与滑动变阻器最大阻值之间满足。闭合电键,当滑动变阻器的滑动触头从最高端向下滑动的过程中,电流表的示数 ,电流表的示数是 。
20.(2022•杨浦区模拟)智能手机有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度变大时屏幕变亮,反之变暗。图中电路元件、中一个为定值电阻,另一个为光敏电阻(其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性)。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮,反之变暗”这一功能。分析可得:光敏电阻应为 (选填“”或“” ,理由是: 。
四.解答题(共5小题)
21.(2024•如皋市二模)如图所示,为电解槽,为电炉,当、闭合、断开时,电流表示数;当、闭合、断开时,电流表示数。已知电源电动势,电源内阻,电解槽内阻,求:
(1)电炉的电阻;
(2)当、闭合、断开时,电能转化为化学能的功率。
22.(2024•海淀区校级模拟)为了描述导体内电流的分布情况,人们定义了“电流密度”矢量。某点处的电流密度,大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小,方向为该点处的电流方向。
(1)如图1所示,圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为,将其左、右截面接入直流电路,稳定后内部有大小为且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。
(2)如图2所示,有一无限大的均匀导体区域,在其点处埋有一球形电极,大小不计,大小为的电流通过电极进入导体内,在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。
求导体内到电极距离为的点处的电流密度的大小;
欧姆定律的微观形式可表示为,即导体内某点处的电场强度与该处的电流密度方向相同,其大小亦成正比,比例系数为导体的电阻率。球形电极产生的电场类似于点电荷产生的电场。类比点电荷产生的电场,完成以下表格。
电荷在真空中产生的电场
(已知真空静电常数
电流在导体中产生的电场
(已知导体电阻率
电场强度大小
电势(以无穷远处为零点)
(3)如图3所示,若在球形电极通入电流的同时,从球形电极将电流导出,导体中将产生类似图4的电场。若导体电阻率为,球形电极半径均为,两球形电极球心间距,结合前两问中学到的知识,完成以下问题:
当通入电流为时,求两球形电极之间的电势差;
若电流由不计内阻的电源提供,并可通过滑动变阻器调节电流的大小,求滑动变阻器的阻值多大时,其消耗功率最大。
23.(2024•全国)风能为再生能源,可作为净零碳排的绿色能源。风力发电机(简称:风机)利用风力带动风机叶片旋转,将风的动能经发电机组转换成电能,其功率与单位时间内空气流向风机的气流动能成正比。
(1)空气以速度垂直流向风机叶片,叶片旋转所形成的假想圆形平面其面积为,如图。
(a)在时间△内,密度为的空气流向风机的质量为何?(以试题中所定义的参数符号表示)
(b)风机的功率与风速三次方成正比,说明其原因为何?
(2)风机所标示的“额定功率”通常为风速时运转的功率。近五年来台湾平均每发100度电的二氧化碳排放量约为。以一座额定功率为的风机来发电,若全年中有的时间风速皆为,另外的时间风速皆为,则下列叙述哪些正确?年有8760小时;1度电(多选) 。
(A)当风速为时,该风机功率为风速额定功率时的
(B)当风速为时,该风机功率为风速额定功率时的
(C)若该风机全年以额定功率发电,则1年发电量为70080度
(D)该风机1年实际发电量为19710度
(E)在相同发电量下,该风机1年实际发电比台湾近五年平均发电,约可减少的二氧化碳排放量
24.(2024•海南)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器与电热器并联。电路中的处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻在之间不稳定变化,可等效为电阻,已知两端电压,与的电阻,求:
(1)间电阻的变化范围;
(2)当,电热器消耗的功率(保留3位有效数字)。
25.(2024•通州区一模)对于同一个物理问题,经常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,加深理解。给定一段粗细均匀的导体,横截面积为、长为.单位体积内有个自由电子,每个电子的电荷量为。该导体两端加某一电压时,自由电子定向移动的平均速率为。
(1)求导体中的电流;
(2)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。电子与金属离子碰撞的平均结果表现为导体给电子以连续的阻力,这是导体形成电阻的原因。设阻力的大小与电子定向移动速率成正比,即,是阻力系数。请推导导体的电阻率。
(3)自由电子与金属离子发生碰撞,会使金属离子的热运动更加剧烈,电子将能量转移给金属离子,从而使金属导体发热。某段时间内,将导体中所有自由电子因与正离子碰撞而损失的动能之和设为△,将这段时间内导体产生的焦耳热设为,请证明:△。
2025年高考物理压轴训练12
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2024•盐城一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为、为二氧化铅及铅,电解液为稀硫酸,关于这一实验装置分析,下列说法正确的是
A.电压表正极与相连
B.电压表的测量值大于电路的外电压
C.电压表的测量值不会大于电压表的测量值
D.电压表和测得的示数之和接近于一定值
【答案】
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;推理能力
【分析】根据电源内部电流的流向进行分析判断;
根据电压表 的测量值真实情况进行分析解答;
根据内外电阻的大小关系判定内外电压的大小关系;
根据电源电动势和内外电压的关系进行分析解答。
【解答】解:为电源内部,在电源内部,电流从流向,那么电压表正极与相连,故错误;
电压表 的测量值是滑动变阻器两端的电压,理论情况下是电路的外电压,所以应该相等,故错误;
电压表测量的电路的内电压,若电源内部的电阻大于滑动变阻器的电阻,那么电压表的测量值大于电压表的测量值,故错误;
电压表和测量值之和接近于电源的电动势,接近一定值,故正确;
故选:。
【点评】考查电源的电动势和内电压、路端电压的问题,会理清它们之间的相互关系,会根据题意进行准确的分析解答。
2.(2024•河北模拟)某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示,现将它直接接在电源电动势,内阻的电源上,小灯泡的实际功率约为
A. B. C. D.
【答案】
【考点】利用图像交点的物理意义求解导体的实际功率
【专题】恒定电流专题;定量思想;分析综合能力;图析法
【分析】根据闭合电路欧姆定律计算出电源的短路电流,在小灯泡的伏安特性曲线图像中画出电源的电源伏安特性曲线,两者的交点表示将小灯泡接入该电源时小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,读出此电压和电流,从而求得小灯泡的实际功率。
【解答】解:已知电源电动势,内阻,则电源的短路电流为
在小灯泡的伏安特性曲线图像中作出电源的伏安特性曲线,如图所示。
小灯泡的伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点表示将小灯泡接入该电源时小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,根据图像可读出小灯泡的电压与电流分别为
,
故小灯泡的实际功率为
,故错误,正确。
故选:。
【点评】本题主要考查对伏安特性曲线的理解,明确小灯泡的伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点的物理意义,通过作图法解答。
3.(2024•镇海区校级模拟)半导体薄膜压敏传感器所受压力越大其电阻越小,利用这一特性设计成苹果大小自动分拣装置如图所示,装置可选出单果质量大于一定标准的苹果。为固定转动轴,苹果通过托盘秤时作用在杠杆上从而使压敏传感器受到压力,为可变电阻。当放大电路的输入电压大于某一个值时,电磁铁工作将衔铁吸下并保持此状态一小段时间,苹果进入通道2,否则苹果将进入通道1。下列说法正确的是
A.选出的质量大的苹果将进入通道1
B.若将的电阻调大,将挑选出质量更大的苹果
C.若电源内阻变大,将挑选出质量更大的苹果
D.若电源电动势变大,将挑选出质量更大的苹果
【答案】
【考点】闭合电路欧姆定律的内容和表达式
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力
【分析】根据装置的原理结合闭合电路欧姆定律分析出较大苹果通过的通道。
【解答】解:、质量大的苹果对压敏传感器的压力大,压敏传感器的阻值小,电路中的电流大,则电阻的电压大,即放大电路的输入电压大于某一个值,电磁铁工作将衔铁吸下,苹果将进入通道2,故错误;
.将的电阻调大,则电阻的电压变大,则质量较小的苹果更容易使放大电路的输入电压大于某一个值,从而进入通道2,即将挑选出质量更小的苹果,故错误;
.电源内阻变大,则电阻的电压变小,要达到某一临界值,则需要减小压敏传感器的阻值,增大电路中的电流,从而使电阻的电压达到临界值,则需要增大对压敏传感器的压力,即将挑选出质量更大的苹果,故正确;
.电源电动势变大,则电阻的电压变大,则质量较小的苹果更容易放大电路的输入电压,大于某一个值,从而进入通道2,即将挑选出质量更小的苹果,故错误;
故选:。
【点评】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的应用,根据题意结合闭合电路欧姆定律即可完成分析。
4.(2024•如皋市模拟)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像(电池内阻不是常数),图线是某电阻的图像。当它们组成闭合回路时,硅光电池的效率为
A. B. C. D.
【答案】
【考点】电源的总功率、输出功率和效率;电源的图像与导体的图像相结合的问题
【专题】图析法;定量思想;推理能力;电学图象专题
【分析】根据路端电压的图含义,可知该电源电动势;根据两图线的交点含义,可知此电阻连入硅光电池时的电路参数,结合电源效率的定义,即可计算电池的效率。
【解答】解:根据闭合电路欧姆定律:,由图像可得当时,,即电源电动势为,
根据两图线交点,即为该电阻连入时的电路参数,可知该电阻连入时,电阻的两端电压为,也就是路端电压为,
硅光电池的效率为:,故错误,正确。
故选:。
【点评】本题考查两条图的理解,在计算电源电动势时,注意该电源内阻并非常数,其电源电动势不能按照虚线的纵截距计算。
5.(2024•淄博一模)阿秒光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知,电子所带电荷量为,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为。目前阿秒光脉冲的最短时间为,电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的
A.2.8倍 B.3.7倍 C.4.2倍 D.5.5倍
【答案】
【考点】等效电流的计算
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理能力
【分析】根据电流的定义式求出电子转动一周的时间再与阿秒光脉冲的最短时间相比即可求出。
【解答】解:设电子绕核运动一周的时间为,根据环形电流定义式,
得到电子绕氢原子核运动一周的时间为
则有
故正确,错误。
故选:。
【点评】本题主要考查电流的定义式,解题关键是正确求出电子转动一周的时间。
6.(2024•浙江二模)华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩,其最大输出电流为,充电电压范围为至,并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率。某天,小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验,其车总质量为,所用电池组规格为“,”(内阻不能忽略),车上显示屏显示此次充电电量由充到用时10分钟,本次充电共消费60元(充电桩计费规则为每度电2元)。经他几天实测,显示屏电量由下降到共行驶了120公里,已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍,则
A.充电桩上标识的“”表示给各车充电时的平均功率
B.小振本次充电的平均功率约为
C.小振本次充电的充电效率约为
D.小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为
【答案】
【考点】功率的定义、物理意义和计算式的推导;电功和电功率的计算
【专题】定量思想;功率的计算专题;推理能力;方程法
【分析】根据电功率的公式求出最大电功率,然后比较;根据电池容量可求出将电量由充至时电池所储存的电能,根据充电时消耗的能量求出充电的效率;根据汽车匀速行驶时受到的阻力约等于人和车的总重的0.02倍可求出汽车匀速行驶时受到的阻力,根据力平衡可求出汽车的牵引力,根据求出牵引力的功(机械功),最后由效率的公式求出电机将电能转化为机械能的效率。
【解答】解:.根据最大充电电流与最大充电电压可知最大功率。指的是最大充电功率,由于“充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率”,所以充电桩的平均充电功率必定小于最大功率,故错误;
.由电池容量是“,”可知,将电量由充至时,电池所储存的电能:
充电的时间
本次充电时的平均功率约为,故错误;
.本次充电共消费60元,则充电效率约为,故正确;
.电动车的牵引力
机械效率约为,故错误。
故选:。
【点评】本题主要考查热机的有关计算,电功公式的应用,能量的利用效率的计算公式的应用,属于电热综合题,难度中等。
7.(2024•广东三模)在如图甲所示的电路中,定值电阻。、,电容器的电容,电源路端电压随总电流的变化关系如图乙所示。现闭合开关,则电路稳定后
A.电源的内阻为
B.电源的效率为
C.电容器所带电荷量为
D.若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强不变
【答案】
【考点】含容电路的动态分析
【专题】比较思想;图析法;恒定电流专题;分析综合能力
【分析】根据路端电压与电流的关系式,结合图乙的信息得到电源的电动势和内阻。根据输出功率与总功率的百分比求电源的效率;求出的电压,即得到电容器的电压,由求电容器所带电荷量;若增大电容器两极板间的距离,电压不变,由分析电容器内部的场强变化情况。
【解答】解:、由闭合电路欧姆定律有,由图乙可得:,,故错误;
、闭合开关,电路中的电流为
路端电压为
电源的效率为,故错误;
、电容器与并联,电压相等,则其电压为,电容器所带电荷量为,故正确;
、电容器并联在两端,则其电压不变,若增大电容器两极板间的距离,电容器内部的场强为,可知场强变小,故错误。
故选:。
【点评】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用,要明确电路结构,搞清各部分电路电压和电流的关系。
8.(2024•漳州三模)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,开关闭合,电路稳定后,灯泡正常发光,然后向左移动滑动变阻器的滑片,在此过程中
A.灯泡逐渐变暗
B.电源的路端电压逐渐减小
C.电容器所带的电荷量逐渐减小
D.定值电阻两端的电压始终为零
【答案】
【考点】电容的概念与物理意义;闭合电路欧姆定律的内容和表达式
【专题】比较思想;推理法;电容器专题;推理能力
【分析】根据闭合电路的欧姆定律分析电路中电阻的变化以及通过灯泡的电流变化,进而判断路端电压的变化;电容器两端的电压等于电源的路端电压,路端电压增大的过程是给电容器充电的过程,会有充电电流存在,据此分析定值电阻两端的电压。
【解答】解:、滑片向左滑动,变阻器接入电路的电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流变小,所以灯泡变暗,故正确;
、根据闭合电路欧姆定律可可知电源的路端电压逐渐变大,故错误;
、电容器两端电压等于电源的路端电压,根据可知电容器所带电荷量逐渐变多,故错误;
、在滑片的移动过程,就是电容器两端电压的增大过程,也是给电容器的充电过程,所以有充电电流存在,所以在给电容器充电的过程中,定值电阻两端的电压不为零,故错误。
故选:。
【点评】知道电容器两端的电压等于电路的路端电压是解题的关键,要知道在给电容器充电的过程中存在充电电流。
9.(2024•浙江二模)如图为某国产新能源汽车铭牌,该车驱动电机的额定功率为(输出功率),充电器的充电效率为,从零电量充到额定容量的,正常充电需要,超快充状态下仅需。下列说法正确的是
A.驱动电机正常工作时的电流约为
B.超快充时的电功率为正常充电时电功率的18倍
C.从零电量充的电需要消耗约的电能
D.汽车在水平面加速过程中,若实际功率保持不变,则加速度增大
【答案】
【考点】牛顿第二定律的简单应用;瞬时功率的计算;电功和电功率的计算
【专题】定量思想;牛顿运动定律综合专题;功率的计算专题;恒定电流专题;推理论证能力
【分析】根据驱动电机正常工作时的总功率不清楚分析判断;根据电功率公式判断;根据题目条件计算;根据瞬时功率和牛顿第二定律分析判断。
【解答】解:.驱动电机正常工作时线圈内阻会产生热量,驱动电机正常工作时的总功率不清楚,故无法计算驱动电机正常工作时的电流,故错误;
.从零电量充到额定容量的,正常充电需要,超快充状态下仅需,根据平均功率公式
可知超快充时的电功率为正常充电时电功率的20倍,故错误;
.从零电量充的电需要消耗约的电能为
故正确;
.根据瞬时功率公式可得汽车牵引力为
可知汽车在水平面加速过程中,若实际功率保持不变,汽车牵引力减小,根据牛顿第二定律
可知加速度减小,故错误。
故选:。
【点评】本题关键掌握平均功率和瞬时功率的区别。
10.(2024•盐都区校级三模)图甲所示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,为热敏电阻。开关闭合,当的温度发生改变时,两端电压随温度变化的关系图象如图乙所示,功率为,的功率为,电路总功率为。则、、随温度变化的关系图象可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】电功和电功率的计算;闭合电路欧姆定律的内容和表达式
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理能力
【分析】由图甲可知,定值电阻和热敏电阻串联,电压表测量热敏电阻两端的电压;由乙图可知,热敏电阻两端的电压跟温度 之间的关系是温度越高,热敏电阻两端的电压越小,且跟之间是一次函数关系,根据串联电路电压规律可知,定值电阻两端的电压,与之间的关系也是一次函数关系,定值电阻两端的电压与温度之间的关系也是一次函数关系,且温度越高,越大,根据串联电路电流规律可知电路中的电流,根据功率功率可知,定值电阻的功率与温度之间的关系是二次函数关系,由此可知与之间的函数关系图像;根据表示出的电功率和电路的总功率。
【解答】解:.图甲中,定值电阻和电阻串联,电压表测两端的电压,由乙图可设
根据串联电路电压规律可知,定值电阻两端的电压
功率为
定值电阻的功率与温度之间的关系是二次函数关系,故错误;
.根据串联电路电流规律可知电路中的电流
的功率为
的功率与温度之间的关系是二次函数关系,故错误;
.电源的电压不变,电路总功率为
所以图线应是一条斜向下的直线,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了串联电路电压的规律、欧姆定律以及电功率的综合运用等知识,图像题是中考的难题。
二.多选题(共5小题)
11.(2024•新郑市校级一模)小红将量程为的电流表(表盘刻度共有30个小格),按照图示电路改装成较大量程的电流表乙,其中和阻值相等,都等于改装前电流表内阻的。下列说法正确的是
A.将1、2接入电路时,电流表乙每一小格表示
B.将1、2接入电路时,电流表乙每一小格表示
C.将1、3接入电路时,电流表乙每一小格表示
D.将1、3接入电路时,电流表乙每一小格表示
【答案】
【考点】把表头改装成电压表;电表的改装和应用(实验)
【专题】推理法;恒定电流专题;推理能力;定量思想
【分析】把1、2接入电路时,电路是和电流表串联后再与电阻并联,根据并联电路的电流特点很容易计算出改装后电流表的量程,进而得到每小格表示的电流;同理可以解出将1、3接入电路中的情况。
【解答】解:.设改装前电流表内阻为,则
将1、2接入电路时,电流表量程为
因为表盘刻度共有30个小格,所以每一小格表示,故正确,错误;
.将1、3接入电路时,电流表量程为
因为表盘刻度共有30个小格,所以每一小格表示,故错误,正确。
故选:。
【点评】分析清楚电路的连接方式是解题的关键,至于量程很容易根据欧姆定律解答出来。
12.(2024•青羊区校级模拟)直流电动机在生产生活中有着广泛的应用。同学们为了研究直流电动机的机械效率(有用功率与总功率的百分比)问题,设计了如图甲所示的电路,一内阻为直流电动机和规格为“,”的指示电灯并联之后接在电动势为,内阻的直流电源上。闭合开关,电动机和指示灯均正常工作,在提升物体过程中,如图乙所示。则下列说法正确的是
A.流过电动机的电流为
B.该电源的效率为
C.电动机的输出功率为
D.用该电动机可将重为的物体以的速度匀速提升,则电动机工作的机械效率为
【答案】
【考点】计算电动机正常工作时输出的机械功或机械功率;电动机中的能量转化与计算;用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压和电流;热功率的计算
【专题】恒定电流专题;推理能力;定量思想;推理法
【分析】由欧姆定律求出灯泡的电流,根据闭合电路欧姆定律求出干路的电流,由总电流与灯泡电流之差求出流过电动机的电流;电动机效率等于转化为机械能的功率与消耗电能功率的比;电动机对外输出的机械功率等于电动机的总功率与内部发热功率之差;电动机的速度匀速提升物体时,绳子的拉力和物体的重力相等,根据求出电动机的有用功率,根据求解电动机工作的机械效率。
【解答】解:.根据题意,指示灯正常工作时,流过指示灯的电流为,由公式可得:
其中,
代入数据得:
设干路电流为,由闭合回路欧姆定律得:
解得:
则流过电动机的电流为:
故正确;
该电源的效率为:
代入数据得:
故错误;
.电动机的输出功率为:
其中
代入数据得:
故错误;
.用该电动机可将重为的物体以的速度匀速提升,绳子的拉力和物体的重力相等,根据能量转化和守恒定律得,电动机的有用功率为
其中,
代入数据得:
则电动机工作的机械效率为:
代入数据得:
故正确。
故选:。
【点评】本题考查了欧姆定律、功率、电功率以及效率的计算,电动机的正常工作时将电能转化为机械能和内能,是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。
13.(2024•湖北一模)如图所示,一平行板电容器与滑动变阻器并联接入电路,上极板附近接有一个二极管(单向导电),电容器的极板水平。现有两个粒子源,分别置于电容器的上、下极板附近的左右两端(到极板的距离相等),上极板右边附近的粒子源水平发射初速度为的正电粒子,下极板左边附近的粒子源水平发射初速度为的负电粒子,粒子、所带电荷量大小分别为、质量分别为、。粒子、同时入射,随后在电容器两极板间相遇,忽略、间的相互作用和重力,、打到极板上被吸收,不计、对极板的影响。下列说法正确的是
A.若是粒子,是氯离子,氛的原子序数为,则、是在电容器两极板间的上半区域相遇
B.其它条件不变,改变、的初速度大小,只要保证两初速度的和不变,、一定会相遇
C.其它条件不变,向下调节滑动变阻器滑片,则、相遇的位置不变
D.其它条件不变,两粒子源位置不变,将下极板下移,则、不相遇
【答案】
【考点】含容电路的动态分析;带电粒子在匀强电场中做类平抛运动
【专题】定量思想;电容器专题;带电粒子在电场中的运动专题;推理法;恒定电流专题
【分析】粒子在电场中做类平抛运动,根据两粒子的比荷大小关系,分析两粒子垂直于极板方向的位移大小关系,据此可判断、相遇的位置;根据两粒子在水平方向上做匀速直线运动,分析初速度的和不变时两者的运动情况;向下调节滑动变阻器滑片,判断滑动变阻器两端的电压与电容器两端电压的大小关系,依据二极管的单向导电性,判断电容器的带电量是否变化,极板间电场强度如何变化,判断粒子、的运动情况是否变化;只将下极板下移,极板间距增大,由电容的决定式和定义式,分析电容器的带电量如何变化,以及其内部电场强度如何变化,判断、的运动情况是否变化。
【解答】解:设粒子、同时入射后经过时间相遇,极板电场强度为。粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动规律可得,粒子垂直于极板方向的位移大小为:
是粒子,设其比荷为,是氯离子,设其比荷为,则有:,可得:,则、是在电容器两极板间的下半区域相遇,故错误;
设极板长度为,改变前粒子、同时入射,随后在电容器两极板间相遇,在水平方向上有:
由此可知只改变、的初速度大小,只要保证两初速度的和不变,即初速度的和总是等于,则粒子、同时入射后经过时间后一定会相遇,故正确;
其它条件不变,向下调节滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻值减小,滑动变阻器两端的电压减小,以致于电容器两端电压大于了滑动变阻器两端的电压,电容器上极板带正电,因二极管具有单向导电性,故电容器不能放电,则电容器的带电量不变,极板电压不变,电场强度不变,则粒子、的运动情况不变,相遇的位置不变,故正确;
只将下极板下移,极板间距增大,由电容的决定式:,可知电容减小,由电容的定义式:,可知电容器应该放电,但二极管具有单向导电性,使得电容器不能放电,电容器的带电量不变,根据:,其内部电场强度不变,所以、相遇位置不发生变化,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了含容电路的动态分析,以及带电粒子在电场中运动问题。粒子在电场中做类平抛运动,将其运动分解处理。掌握电容器的定义式与决定式。
14.(2024•和平区校级二模)如图所示,电源电动势为,内阻为电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器,为定值电阻,为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小),当开关闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是
A.只逐渐增大的光照强度,电阻消耗的电功率变大,电阻中有向上的电流
B.只将滑动变阻器的滑动端向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻中有向上的电流
C.只将滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D.若断开开关,带电微粒向下运动
【答案】
【考点】含容电路的常规分析与计算;电容的概念与物理意义
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;推理能力
【分析】只逐渐增大的光照强度,的阻值减小,外电路总电阻减小,总电流增大,由此分析选项;
只将滑动变阻器的滑动端向上端移动时,对电路的总电阻没有影响;
只将滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电路中的总电阻不变;
若断开电键,电容器处于放电状态。
【解答】解:、只逐渐增大的光照强度,的阻值减小,外电路总电阻减小,总电流增大,根据,可知电阻消耗的电功率变大;电流增大,滑动变阻器电压也变大,则电容器两端的电压增大,电容器所带的电荷量变大,故电容器处于充电状态,因电容器下极板与电源的正极连接,故电阻中有向上的电流,故正确;
、电路稳定时,电容所在支路视为断路,只将滑动变阻器的滑动端向上端移动时,对电路的总电阻没有影响,故错误;
、只将滑动变阻器的滑动端向下端移动时,电路中的总电阻不变,故总电流不变,所以电压表的示数不变,由于电容器并联部分的电阻变大,所以电容器两端的电压变大,由可知微粒所受电场力变大,而重力不变,故带电微粒向上运动,故错误;
、若断开电键,电容器处于放电状态,电荷量变小,板间场强减小,带电
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