标签: 2019-2020年高考物理冲刺复习物理精练50  
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doc 2019-2020年高考物理冲刺复习 物理精练50 例题:关于电流的方向,下列叙述中正确的是( ) A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定 C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同. 解析:正确选项为C。 电流是有方向的,电流的方向是人为规定的.物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反. 例题:某电解质溶液,如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流强度是多大? 解析:设在t=1 s内,通过某横截面的二价正离子数为n1,一价离子数为n2,元电荷的电荷量为e,则t时间内通过该横截面的电荷量为q=(2n1+N2)e,所以电流为 I==3.2 A。 例题:氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动.已知电子的电荷量为e,运动速率为v,求电子绕核运动的等效电流多大? 解析:取电子运动轨道上任一截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个截面的电量q=e,由圆周运动的知识有:T= 根据电流的定义式得:I== 例题:来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1∶n2=_______。 解:按定义, 由于各处电流相同,设这段长度为l,其中的质子数为n个, 则由。而 ρ/Ω·m O 1 t/℃ t1 t2 例题:家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件,PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度的关系如图4所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、控温两重功能,对此以下说法中正确的是( ) A.通电后其功率先增大后减小 B.通电后其功率先减小后增大 C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1至t2的某一值不变 D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1或t2不变 解析:根据PTC元件的电阻率随温度变化的曲线,可知在常温下,它的电阻是相当小的,通入电流以后,随着温度的升高,其电阻率先变小后增大,那么它的功率先变大,后变小,温度保持在在t1至t2的某一值不变,这时候电路处于稳定状态,如果温度再升高,电阻率变大,导致电流变小,温度就会降下来;如果温度降低,电阻率减小,导致电流变大,温度就会升上去,所以本题正确答案为:A、C。 例题:一般的电熨斗用合金丝作发热元件,合金丝电阻R随温度t变化的关系如图5所示的实线①,由于环境温度、熨烫衣服的厚度、干湿等情况不同,熨斗的散热功率不同,因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动,易损坏衣服。 有一种用主要成份为BaTiO3的称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗,具有升温快,能自动控制温度的特点,PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示。 R/Ω O ① t/℃ t4 t2 t6 t8 ② (1)为什么原处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时,比普通电熨斗升温快? (2)通电一段时间后,电熨斗温度稳定在什么范围内? (3)简析PTC发热元件的自动控温过程。 解析:解答此题的关键是要看懂图中涉及的物理量的含义:图线①说明合金的电阻基本上不随温度的变化而变化;图线②说明在较低的温度下,“PTC”材料的电阻基本不变,但在某一温度范围内电阻会突变。 1 2 3 4 O 10 20 30 40 50 60 R×10kΩ t/℃ (b) (1) 由图可知,冷态的“PTC”材料的电熨斗电阻比一般电熨斗电阻小,所以发热功率P=U2/R较一般电熨斗大,所以在相同的时间内“PTC”升温快。 (2)由图可知,温度自动稳定在t6<t<t8范围内。 (3 )当熨斗温度升高到t6后,“PTC”材料的电阻急剧增大,电功率变小,此时如果散热功率大于电功率,熨斗温度会下降,当温度降低时,电阻R急剧减小,电功率增大,温度又升高……,因而熨斗的温度能稳定在一定的范围内。 1 2 3 4 O 10 20 30 40 50 60 R×10kΩ t/℃ (b) 例题:如图所示,为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图。箱内的电阻R1=20kΩ,R,2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度的变化的图线如图7(b)所示,当a、b两端电压Uab<0时,电压鉴别器会令开关K接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高,当Uab>0时,电压鉴别器会K断开,停止加热,恒温箱内的温度恒定在多少摄氏度。 电 压鉴别器 220V ~ 电热丝 R1 Rt R3 R2 (a) 解析:在Uab<0时,K接通,箱内的温度提高,导致Rt减小。当Rt=20kΩ时达到电桥平衡,此时Uab=0,而Uab=0是K断开、闭合的分界点,故此温度可由图7(b)中读出,Rt=20kΩ时对应的温度t=35℃。 M V U R 例题:如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r=0.6Ω,R=10Ω,U=160 V,电压表的读数为110 V,求 ①通过电动机的电流是多少? ②输入到电动机的电功率是多少? ③在电动机中发热的功率是多少? ④电动机工作1 h所产生的热量是多少? 解析:①设电动机两端的电压为U1,电阻R两端的电压为U2,则U1=110 V,U2=U-U1=(160-110)V=50 V。 通过电动机的电流为I,则I==5 A。 ②输入到电功机的电功率P电=U1I=110×5 W=550 W。 ③在电动机中发热的功率P热=I2r=52×0.6 W=15 W。 ④电动机工作1 h所产生的热量Q=I2rt=52×0.6×3600 J=54000 J。 例题:灯L与电动机D并联,灯L上标有200W字样,电动机D上标有xxW字样,当电源两端A、B加上220V电压时,灯和电动机均正常工作,求:电灯正常工作时的电阻。 解析:因为电灯是纯电阻用电器,所以电灯正常工作时的功率可表示为 P=UI=I2R=,灯正常工作时P=200W,根据 P=I2R知,只要求出灯正常工作时的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻。对电路所有用电器,利用 P=UI可求得电路中的电流强度。 整个电路用电器正常工作的总功率为:P=PL+PD=2200W,由于电压 U=220V。 根据P=UI得,电路中的电流I==10A。 对灯L由 P=I2R得灯正常工作时的电阻 R==2Ω,即灯正常工作时的电阻为 2Ω。 例题4:某电阻两端电压为16 V,在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C,此电阻为多大?30 s内有多少个电子通过它的横截面? 解析:由题意知U=16 V,t=30 s,q=48 C。 通过电阻的电流I==1.6 A 据欧姆定律I=得,R==10Ω 通过横截面的电子数n==3.0×1020个 故此电阻为10Ω,30 s内有3.0×1020个电子通过它的横截面。 例题:一段均匀导线对折两次后并联在一起,测得其电阻为0.5Ω,导线原来的电阻多大?若把这根导线的一半均匀拉长为三倍,另一半不变,其电阻是原来的多少倍? 解析:一段导线对折两次后,变成四段相同的导线,并联后的总电阻为0.5Ω,设每段导线的电阻为R,则=0.5Ω,R=2Ω,所以导线原来的电阻为4R=8Ω。 若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍,则这一半的电阻变为4Ω×9=36Ω,另一半的电阻为4Ω,所以拉长后的总电阻为40Ω,是原来的5倍。 例题:实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示: A V 短路 A B 解:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,温度升高,电阻率也将随之增大,电阻增大,。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小,选A。 例题:如图所示,在相距40km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10V,电流表的示数为40mA,求发生短路处距A处有多远? 解析:设发生短路处距离A处有x米,据题意知,A、B两地间的距离l=40 km,电压表的示数U=10 V,电流表的示数I=40 mA=40×10-3A,R总=800Ω。 根据欧姆定律I=可得:A端到短路处的两根输电线的电阻Rx Rx==250Ω ① 根据电阻定律可知: Rx=ρ ② A、B两地输电线的电阻为R总,R总=ρ ③ 由②÷③得 = ④ 解得x=12.5 km。 参考答案