预测11 电路动态分析 -【临门一脚】 高考物理三轮冲刺过关

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2021年高考物理【临门一脚】（全国通用）预测11   电路动态分析概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题☆☆☆☆计算题☆考向预测交流电的产生、变压器的原理、交变电流的四值问题以及远距离输电等，可能会结合实际生活中的电器和元件考查，题型为选择题，难度中等。 1、直流电路动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。2、直流电路动态分析的两种方法（1）程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。（2）极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。3、变压器常见的两种情况常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。4、变压器与电路动态分析相结合问题的分析方法（1）分清不变量和变量。（2）弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系。（3）利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定。1、理想变压器问题分析技巧（1）根据题意分清变量和不变量；（2）弄清“谁决定谁”的制约关系。对电压而言，输入决定输出；对电流、电功（率）而言，输出决定输入。2、远距离输电问题的解题关键（1）整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系（如图所示）。（2）关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流I2，则ΔU＝I2R，ΔP＝I·R＝ΔU·I2＝。1．（2020·海南高考真题）一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（    ）A． B．C． D．【答案】  D【解析】接ab，则电路的总电阻为接ac，则电路的总电阻为接bc，则电路的总电阻为由题知，不管接那两个点，电压不变，为U=24V，根据可知故选D。2．（2020·北京高考真题）图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　）
 A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系【答案】  B【解析】由甲图可知，点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故应标在电流较大的刻度上；而点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；由图甲得其中为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得联立解得可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。故选B。一、单选题1．（2021·广东高三其他模拟）如图所示的电路中，当变阻器R1的滑动触头向上滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（　　）A．A灯和B灯都变亮 B．A灯和B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗 D．A灯变暗，B灯变亮【答案】  A【解析】“串反并同”指的是在一个闭合回路中某一个电学元件的阻值发生了变化，则与其并联的电学元件的电学量的变化趋势与其相同，与其串联的电学元件的电学量的变化趋势与其相反，这里的并联是指两电学元件之间没有电流的流进流出关系，串联指的是电流有流进流出关系。当变阻器R1的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的阻值增大，根据“串反并同”规律可知A、B灯泡与之并联，则两灯都变亮，所以A正确；BCD错误；故选A。2．（2021·浙江高三其他模拟）在如图所示的电路中，定值电阻、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，则（　　）
 A．、两点的电势差B．电容器所带电荷量为C．断开开关，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为D．断开开关，稳定后流过电阻的电流与断开前相比将发生变化【答案】  C【解析】A．设电源负极的电势为0，则电源正极的电势为又因为代入数据可解得同理有解得故故A错误；B．由可知此时电容器所带电荷量为且上极板带负电，故B错误；C．断开开关，稳定后点的电势为点电势仍为故此时且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为即故C正确；D．由电路知识可知，断开开关，稳定后流过电阻的电流与断开前相比不会发生变化，故D错误。故选C。3．（2021·浙江高三其他模拟）如图所示，两平行金属板间带电微粒处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向端移动时，则（　　）A．微粒将向上运动 B．电流表读数增大C．上消耗的电功率增大 D．电源的输出效率增大【答案】  B【解析】B．电容器、滑动变阻器和并联后，再与串联，接在电源两端，当滑动变阻器的滑片向端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，路端电压减小，由于干路电流增大，两端的电压增大，故并联部分两端的电压减小，由欧姆定律可知流过的电流减小，又干路电流增大，故流过的电流增大，即电流表读数增大，故B正确；A．由于并联部分两端的电压减小，则电容器极板间的电压减小，即极板间电场强度减小，微粒受到的电场力减小，故微粒将向下运动，故A错误；C．由于流过的电流减小，故上消耗的电功率减小，故C错误；D．由电源的输出效率可知，当路端电压减小时，电源的输出效率减小，故D错误。故选B。4．（2021·山东高三其他模拟）细心的同学发现当汽车电动机启动瞬间，车灯会明显变暗。汽车的电源、理想电流表、车灯和电动机连接的简化电路图如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为，接通近光灯时，电流表示数为，电动机启动瞬间，还未开始转动时电流表的示数变为，已知远光灯的电阻，车灯可视为纯电阻用电器且阻值恒定。下列说法正确的是（　　）A．电动机启动瞬间，的功率减小了B．近光灯的电阻为C．只打开远光灯时，的功率为D．电动机的内阻为【答案】  A【解析】ABD．接时，电流表示数为，根据闭合电路欧姆定律有可得，此时近光灯的功率为接通近光灯同时闭合，此时外电压为的功率为故通过的电流为则通过电动机的电流为，电动机两端电压为，电动机未转动时可视为纯电阻元件，此时故A正确，B、D错误；C．接时，的功率为选项C错误。故选A。二、多选题5．（2015·云南高三二模）如图所示的电路中，E为电源，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），、为滑动变阻器，C为平行板电容器。当开关S闭合时，电容器两极板间有―带电微粒恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　）A．只逐渐增大照在上的光照强度，电阻消耗的电功率变大，带电微粒向上运动B．只将的滑动端向上端移动时，电源消耗的功率变大，带电微粒向上运动C．只将的滑动端向下端移动时，带电微粒向下运动D．断开开关S，带电微粒将向下运动【答案】  AD【解析】A．只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，两板间的场强增大；故微粒向上运动；故A正确；B．R3与电容串联，只将R3的滑动端P3向上端移动时，电路稳定时相当于导线，故改变R3的滑片的位置不会影响电路中电流及电压；故带电微粒静止不动；故B错误；C．只调节电阻R2的滑动端P2向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，两板间的场强增大，故带电微粒向上运动，故C错误；D．若断开开关S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，将向下运动，故D正确。故选AD。6．（2019·河北高三一模）在如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，R1=R2=20Ω，灯泡电阻恒为RL=3Ω，滑动变阻器总阻值R=8Ω，当滑片P位于滑动变阻器正中间、开关S处于闭合状态时，电容器内有一带电微粒恰好处于静止状态，灯泡L正常发光。当滑片P向N端移动后，下列说法正确的是（　　）
 A．微粒向上运动 B．电流表示数变小C．灯泡L变暗 D．电源输出功率变大【答案】  ACD【解析】ABC．当滑片P向N端移动后，滑动变阻器的有效电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小。R2上的电压增大，并联电路部分电压减小，即灯泡变暗，灯泡电流减小，所以电流表示数变大，R1的电压变大，微粒受到的电场力增大，将向上运动。AC正确，B错误；D．因为当外电阻减小后，根据
 电源的输出功率变大。D正确。故选ACD。三、解答题7．（2021·北京通州区·高三一模）如图所示，电路中电源电动势E=80V，内阻不计，电路中三个定值电阻R的阻值相同。A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板，板长L=90cm，板间距离d=40cm。在两金属板左端正中间位置M处，有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间，从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量m=2.0×10-3 kg，带负电，电荷量q=1.0×10-3 C。重力加速度g=10 m/s2求：(1)平行板电容器两极板间电压的大小。(2)在此过程中液滴电势能的变化量。(3)液滴进入电场时初速度v0的大小。【答案】  (1)；(2)；(3)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律得代入数据得(2)液滴在电场中运动电场力做功代入数据得根据电场力做功与电势能变化的关系，得即液滴电势能减小0.02J(3)液滴在电场中运动所受电场力根据牛顿第二定律，有竖直方向有水平方向有联立得8．（2020·全国高三专题练习）某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相连，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接住N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R＝1Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数U1＝3.0V；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为U2＝2.0V，求：(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时风对迎风板作用力的大小。【答案】  (1)1 Ω/m；(2)260 N【解析】(1)无风时U1=R1=3V解得R1=0.5Ω所以金属杆单位长度的电阻为r0==1Ω/m(2)有风时U2=R2=2 V解得R2=0.3Ω此时弹簧的长度为L==0.3m弹簧的压缩量为x=L0－L=（0.5－0.3）m=0.2 m由于迎风板受风力和弹力而平衡，所以风力大小为F=kx=1 300×0.2 N=260 N