范文一:物理动态分析
物理动态问题分析
描述物理现象的各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系,当其中某个物理量变化时,其他物理量也将按照物理规律发生变化,许多命题以此设计情景要求对这种变化进行分析、讨论,即物理动态问题. 该类问题集中考查考生慎密的逻辑推理能力和综合分析能力,是历届高考的热点问题和难点问题.
难点磁场
1. 一点光源S 放在平面镜前,平面镜不动,如右图所示,S 以速度 v 沿OS 方向向左平移,则光源S 在镜中的像将 A. 以速率2v 平行于OS 向右运动 B. 以速率v 垂直于OS 向下运动
C. 以速率v 沿与镜面垂直的方向向S 运动 D. 以速率v 向O 点运动
2. 在如右图所示的电路中,R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U ,当R 5的滑动触点向图中a 端移动时 A. I 变大,U 变小 B. I 变大,U 变大 C. I 变小,U 变大 D. I 变小,U 变小
案例探究
[例1]如右图所示,质量为m 的球放在倾角为θ的光滑斜面上,试分析挡板AO 与斜面间的倾角α多大时,A O 所受压力最小? 解题方法与技巧:以球为研究对象,球所受重力mg 产生的效果有两个:对斜面产生了压力F N 1,对挡板产生了压力F N 2,根据重力产生的效果将重力分解,如图22-3所示,当挡板与斜面的夹角α由图示位置变化时,F N 1大小改变,但方向不变,始终与斜面垂直;F N 2的大小、
方向均改变(图22-3中画出的一系列虚线表示变化的F N 2). 由图可看出,当F N 2与F N 1垂直即α=90°时,挡板AO 所受压力最小,最小压力F N 2min =mg sin θ. [例2]如右图所示,当滑动变阻器滑动触点向b 移动时
A. 电压表的读数增大,电流表的读数减小 B. 电压表和电流表的读数都增大 C. 电压表和电流表的读数都减小 D. 电压表的读数减小,电流表的读数增大
解题方法与技巧:先分析由于滑动触点b 移动时,所引起的一系列相关量的变化:滑动触点向b 移动:R 3增大,R 2与R 3并联电阻R 23=
R 2R 3
增大,故外电路总电
R 2+R 3
E
减小,路端电
r +R 外
阻R 外=R 1+R 23增大,由闭合电路欧姆定律知电路总电流I 总=
压U 端=E -I 总r 增大;所以○V 读数增大. I 总减小,R 1两端电压U 1=I 总R 1减小,故
R 3、R 2两端电压U 23=U 端-U 1增大,通过R 2的电流I 2=
U 23
增大,由并联电路特点知:R 2
通过R 3电流:I 3=I 总-I 2减小,故○A 读数减小,选项A 正确.
[例3]如右图所示,在电场强度E =5 N/C的匀强电场和磁感应强度B =2 T的匀强磁场中,沿平行于电场、垂直于磁场方向放一长绝缘杆,杆上套一个质量为m =10-4 kg ,带电量q =2×10-4 C的小球,小球与杆间的动摩擦因数μ=0.2,小球从静止开始沿杆运动的加速度和速度各怎样变化?
解题方法与技巧:带电小球在竖直方向上受力平衡,开始沿水平方向运动的瞬间加速度:a 1=
(qE -μmg )
=8 m/s2
m
小球开始运动后加速度:a 2=[qE -μ(mg -qvB ) ]/m , 由于小球做加速运动,洛伦兹力F 磁增大,摩擦力F f 逐渐减小,当mg =F 磁时,F f =0,加速度最大,其最大值为:a 3=
qE 2
=10 m/s. m
随着速度v 的增大,F 磁>mg , 杆对球的弹力N 改变方向,又有摩擦力作用,其加速度:a 4=[qE -μ(qvB -mg ) ]/m . 可见F f 随v 的增大而增大,a 4逐渐减小. 当F f =F
电
时,加速度a 5=0,此时速度最大,此后做匀速运动.
由qE =μ(qvB -mg ) 解得v =15 m/s.
结论:小球沿杆运动的加速度由8 m/s2逐渐增大到10 m/s2,
接着又逐渐减小到
零,最后以15 m/s的速度做匀速运动.
锦囊妙计
物理动态命题能够突出考查考生综合分析、严密推理、灵活运用所学知识解决实际问题的综合能力,充分暴露考生思维的深刻性、全面性等品质,是高考突出能力考查的命题设计方向之一. 突破该类命题的关键在于首先区分出变量和不变量,挖掘变量间的相互依赖相互制约关系;其次通过统筹分析,依据物理规律判断预测变量的变化趋势,进而找出解题思路.
一般来讲,(1)对于静力学动态问题(例1),宜采用“矢量图解法”,将某一力据其作用效果分解,构建示意图,将各力之间的依赖、制约关系直观形象地体现出来,达到简洁迅速的判断目的. (2)对于直流电路动态问题(例2),宜采用“结构分析法”,沿“局部→整体→局部”的思维路径,先分析局部电阻变化,根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化,再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况,进而得出结论. (3)对于动力学类动态问题(例3)及成像类动态问题宜采用“逐段分析法”及“临界分析法”. 其基本思路为:①深入分析物理过程;②挖掘物理过程中的临界状态及临界条件,将过程分为不同阶段;③明确不同阶段的变化量与不变量;④结合物理规律依物理量的变化先后进行逻辑推理或计算,得出结论.
歼灭难点训练
1. 如右图所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中 A. 小球对木板的正压力逐渐增大 B. 小球对墙的压力逐渐减小
C. 小球对木板的正压力对轴O 的力矩逐渐减小 D. 木板对小球的弹力不可能小于小球的重力
2. 如右图所示,已知L 1、L 2是完全相同的两灯泡,试分析当滑线变阻器的滑动触头P 从最上端A 向下滑动时,电流表○A 电压表○V 的示数变化及两灯的明暗变化情况.
3. 如右图所示,水平传送带AB =5 m,以v =4 m/s匀速运动,一小物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.2.
(1)将小物体轻轻放于A 点,求物体从A 点沿传送带到B 点所用时间t . (2)若小物体以水平向右初速度v 0=4.4 m/s冲上A 点,求t .
(3)若小物体以水平向左初速度v 0=3 m/s冲上B 点,它能否被传到A 点?若能,求从B 点到A 点的时间. 若不能,它能否返回B 点?若能,求它返回B 点的时间.
(4)若小物体以水平向左的速度v 0=4.4 m/s冲上B 点呢?
4. 如右图所示,正交的电磁场方向均在水平方向上,电场强度为E ,磁感应强度为B ,质量为m 、带电量为q 的小球与水平桌面间的动摩擦因数为μ,已知qE >μmg ,当小球由静止释放后,求小球的最大速度?(桌面绝缘且足够大).
5. 焦距为f 的凸透镜,主轴和水平的x 轴重合,x 轴上一光点位于透镜的左侧,光点到透镜的距离大于f 而小于2f ,若将此透境沿x 轴向右平移2f 的距离,则在此过程中,光点经透镜所成的像将 A. 一直向右移动 B. 一直向左移动
C. 先向左移动,接着向右移动 D. 先向右移动,接着向左移动
难点22 物理动态问题分析
[难点磁场] 1.D 2.D
[歼灭难点训练] 1.BCD
A 示数先减小后增大,○V 先增大后减小,L 1一直变暗,L 2一直变亮. 2. ○
3. (1)2.25 s (2)1.24 s (3)不能传到A 点;能返回B 点,t =3 s (4)t =4.41 s 4. 提示:由能量守恒定律有:qEv m t -μ(qv m B +mg ) v m t =0
v m =5.C
E m g -
B qB
范文二:初三物理动态分析
基本电路动态分析和故障
1. (2014?呼伦贝尔)酒驾易造成交通事故,利用图示的电路可以检测司机是否酒驾.图中的R 1为定值电阻,R 2是一个“气敏传感器”,它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小.检测时,喝了酒的司机对着“气敏传感器”吹气,则( )
A .电路的总电阻减小,电压表的示数减小 B .电路的总电阻减小,电压表的示数增大 C .电路的总电阻增大,电压表的示数增大 D .电路的总电阻增大,电压表的示数减小
2.. (2012?淮安)如图所示的电路,开关s 闭合后,滑动变阻器滑片P 向右滑动的过程中,有关电流表、电压表的读数以及灯泡亮度的变化,下列说法中正确的是( ) A .电流表的读数变大,电压表的读数变小,灯泡变暗 B .电流表的读数变小,电压表的读数变大,灯泡变亮 C .电流表、电压表的读数都变小,灯泡变暗 D .电流表、电压表的读教都变大,灯泡变亮
3.. 如图所示电路,闭合后滑动变阻器的滑片向左移动,以下说法正确的是( )
A .A 示数变大,V 示数变小 B.A 示数变大,V 示数变大 C .A 示数变小,V 示数变小 D.A 示数变小,V 示数变大
4. (2008?自贡)如图所示的电路,闭合S 后,滑片P 向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A .电流表示数变小,电压表示数变大 B .电流表、电压表示数均变小 C .电流表、电压表示数均变大 D .电流表示数变大,电压表示数变小
5. (2013?雅安)如图所示的电路中,电源电压不变,R 1为定值电阻,开关S 闭合后,滑动变阻器滑片P 向右移动时,下列说法正确的是( )
A .电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变大 B .电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变 C .电流表示数变大,电压表与电流表示数之比不变 D .电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大 6. (2013?北海)在图示电路中,电源电压保持不变.闭合开关S 后,开关S 1由断开到闭合,下列说法正确的是( ) A .电流表A 1示数变大,电流表A 示数也变大 B .电流表A 1示数变小,电流表A 示数也变小
C .电流表A 1示数不变,电流表A 示数变大 13. (2008?包头)如图所示,R 是一只光敏电阻,当光照射D .电流表A 1示数不变,电流表A 示数变小
强度增大时,其电阻会减小.闭合开关S ,减小对光敏电阻7. (2013?南充)如图所示的电路中,电源电压恒定,R 1为定的照射强度,电压表和电流表示数的变化情况是( ) 值电阻.闭合开关S ,滑动变阻器R 2的滑片P 由b 端移到a A .两表示数均减小 B.电流表示数增大,电压表示数减小 端的过程中,下列说法正确的是( ) C .两表示数均增大 D.电流表示数减小,电压表示数增大 A .电压表和电流表的示数都变大 14. (2008?烟台)如图所示,电源电压不变,闭合开关S 后,滑B .电压表和电流表的示数都变小
C .电压表的示数变大,电流表的示数变小 动变阻器滑片自a 向b 移动的过程中( )
A .电压表V 1示数变大,V 2示数变大,电流表A 的示数变大 D .电压表的示数变小,电流表的示数变大
B .电压表V 1示数不变,V 2示数变大,电流表A 的示数变小 8. (2012?烟台)在如图所示的电路中,电源电压保持C .电压表V 1示数不变,V 2示数变小,电流表A 的示数变大 不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,D .电压表V 1示数变小,V 2示数变大,电流表A 的示数变小 三个电表的示数变化情况是( )
15. 如图所示的电路中,若电源电压保持不变,当开关闭合后,A .A 的示数变小,V 1的示数不变,V 2的示数变小 滑动变阻器的滑片P 向b 端移动时,电流表和电压表的示数将 B .A 的示数变大,V 1的示数变大,V 2的示数变小 ( )
C .A 的示数变小,V 1的示数不变,V 2的示数变大 A 、电流表的示数增大,电压表的示数减小 D .A 的示数变大,V 1的示数变小,V 2的示数变大
B 、电流表的示数减小,电压表的示数增大 9. (2012?江西)如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭C 、电流表的示数增大,电压表的示数增大 D 、电流表的示数减小,电压表的示数减小
合开关S 后,将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,下列说法正16. (2014山东济宁)小梦为济宁市2014年5月份的体育测试设计了一个电子身高确的是( )
测量仪。图5的四个电路中,R 0是定值电阻,R 是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会A .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数变大 随身高上下平移。能够实现身高越高,电压表或电流表示数越大的电路是( )
B .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变 C .电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变 D .电压表V 2与电流表A 的示数之比不变
10. (2008?内江)如图所示,当开关S 闭合后,若将滑动变阻器的滑片从a 端附近逐渐向b 端附近移动的过程中,电流表的
示数的变化情况是( )
17. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S 后,将滑A .电流表的示数增大 B.电流表的示数减小
动变阻器R 2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是 C .电流表的示数先变大,后变小D .电流表的示数先变小,后变大
A .电流表A 的示数变小,电压表V1的示数不变 B .电流表A 的示数变小,电压表V1的示数变大 11. (2007?德阳)如图所示,当滑片P 向下滑的过程中,电流表和电压表的变化情况C .电压表V1与电压表V2的示数之和不变 是( )
D .电压表V2与电流表A 的示数之比不变
A .电流表的读数变大,电压表的读数变大 B .电流表的读数变大,电压表的读数变小 18. 在图2所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S ,当滑动变C .电流表的读数变小,电压表的读数变大 阻器的滑片P 向右移动时,电压表 V1 与电压表 V2 示数的比值将D .电流表的读数变小,电压表的读数变小
( )
12. (2007?深圳)如图所示,电源电压不变,当开关S 闭A 变小 B 不变 C 变大 D 无法判断
图
19. 如图2所示,电源电压不变,当开关S 闭合,滑动变阻器合,滑动变阻器的滑片P 向左移动时,下列说法正确的是的滑片P 向右移动时
( )
A. 电流表A 1的示数减小,A 2的示数减小 A .电流表的示数变小 B.电压表的示数不变 B. 电流表A 1的示数不变,A 2的示数增大
C .电压表的示数变小 D.灯泡变暗
C. 电流表的A 1示数不变,A 2的示数减小 D. 电流表的A 1示数增大,A 2的示数增大
20. 在右图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变.当滑动变阻器的滑片P 由中点向右移动时,下列判断正确的是
A .电流表和电压表的示数都增大,电路总功率变大 B .电流表和电压表的示数都减小,电路总功率变小
C .电流表示数减小,电压表示数不变,变阻器功率变小 D .电流表示数减小,电压表示数变大,灯泡功率不变
21. 如图6所示的电路,闭合S 后,滑片P 向右移动过程中,下列说法正确的是( ) A .电流表示数变小,电压表示数变大 B . 电流表、电压表示数均变小 C .电流表、电压表示数均变大
D . 电流表示数变大,电压表示数变小
22. 如图同学在做电学实验时,不慎将电压表和电流表的位置对换,若开关闭合其后果是( )
A .两表会被烧坏 B.两表不会被烧坏
C .电压表不会被烧坏, 但无示数 D.电压表不会被烧坏, 电流表可能被
烧坏
第16题图
第17题图
23. 在做电学实验时,按图连接一个电路,电源电压不变,闭合开关后,灯L1、
、L
2
都
发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变。产生这
一现象的原因是(
)
A .灯L1短路 B .灯L2短路 C .灯L1断路 D .灯L2断路 24. 如右图所示,S 闭合后,两个灯泡均不发光,电流表的指针也几乎不动,但电压表的指针确有明显的偏转,该电路的故障可能是( )
A. 电流表坏了或未接好
B. L2的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触 C. L1和L2的灯丝都被烧断
D. L1的灯丝被烧断或没接好
25. 【10安徽省】在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关,电路正常工作。但过了一段时间,小灯泡发生断路,这时【 】
A .电压表示数变大,电流表示数变小 34. 如图所示,当S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示B .电压表示数变大,电流表示数变大 数比为U 甲︰U 乙=5︰3;当S 断开,甲、乙两表为电流表C .电压表示数变小,电流表示数变大 时,两表示数比为I 甲︰I 乙=__________。
D .电压表示数变小,电流表示数变小
35. 如图甲所示,闭合开关S 后,两相同电压表的指针偏转都26(13威海)如图所示电路,电源电压为12V ,闭合开关S ,
如图乙所示,则L1和L2两灯的电阻之比为( ) 移动滑动变阻器的滑片P ,小灯泡始终不亮,电流表示A .1:4 B .4:1 C .1:5 D .5:1
数为零,电压表示数为12V ,则电路发生的故障可能是 A .开关接触不良 B .电流表断路 C .滑动变阻器断路 D .灯泡断路
27.(12泰州)如图所示电路,开关闭合时观察到:L 1和
L 2两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数。其原
因可能是
36. 在如图甲所示的电路中, 当闭合开关后, 两个电流表指针偏转均如图乙所示, 则电阻A .L 1断路 B .L 2断路 R1和R2中的电流分别为( )
C .电流表断路 D .电流表短路
A.1.2 A , 0.22 A B.0.98 A, 0.22 A C.0.96 A , 0.24 A D.0.24 A, 1.2 A
28. (12吉林)如图所示,闭合开关后,两盏灯均不亮,电压
表示数为零,产生这一现象的原因可能是
A .L 1短路 B .L 1断路 C .L 2短路 D .L 2断路 29. (12黄石)在如图所示的电路中,电源电压是6V ,当开关闭
合后,只有一只灯泡发光,且电压表的示数为6V ,产生这
一现象的原因是
A .灯L 1短路 B .灯L 2短路
37. 如图所示,电源电压恒定,R 1= 20Ω.闭合开关S ,断开开关S 1,电流表示数是0.3A; C .灯L 1断路 D .灯L 2断路
若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.2A ,则电源电压为,R2的阻值为. 30. (12漳州)如图所示的电路,闭合开关S 后发现两灯均不
38. 如图所示,电源电压6V 恒定.闭合S ,断开S 1 ,电流表读数为0.2A ;若再闭合发光,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,S 1 ,发现电流表示数变化0.3A ,则R 1 的阻值为 _________ Ω,R 2 的阻值则电路的故障可能是
为 _________ Ω。
A .灯L 1短路 B .灯L 1断路
C .灯L 2短路 D .灯L 2断路
31(2013?达州)如图所示,当开关S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U 甲:U 乙为4:1;当开关S 断开,甲、乙两表
为电流表时,两表的读数之比I 甲:I 乙为( ) A .4:3 B.3:2 C .3:4 D.3:1
32. (2012?大庆)图所示电路中,当开关S 闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U 甲:U 乙=3:2,当开关S 断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I 甲:I 乙为( ) A .2:1 B.3:1 C .2:3 D.1:3
33. (2014?福州)如图所示,电源电压保持不变,开关S 闭合后,灯L 1、L 2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是2:3,此时灯L 1,L 2的电阻之比是( ) A .2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3
范文三:初中物理动态分析
动态分析 (电路分析)
1.兰兰设计了一种测定风力的装置,其原理如图8所示,金属迎风板与绝缘轻弹簧的一端N相接,一起套在有一定电阻的光滑金属杆上。电路中左端导线与金属杆的M端相连,右端导线接在迎风板的N点,并可随迎风板在金属杆上滑动,导线与金属杆接触良好。电源两端电压不变,闭合开关,当风力增大时,电压表的示数将 【 】
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
18.小轿车上大都装有一个指示灯,用它来提醒司机车门是否关
好。四个车门中只要有一个车门没关好(相当于一个开关断开),
该指示灯就会发光。图9为几位同学设计的模拟电路图,你认为
图最符合上述要求的是 【 】
8
图9 2(图5所示的是握力计的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,AB间有可收缩的导线,R为保护电阻,电压表可显示压力的大小。则当握力F增加时,电压表的0
示数将
A(变大 B(变小 C(不变 D(无法确定
18(家庭电路中需要安装一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起),要求插座能单独使用,开关能控制电灯且符合安全用电原则。从实物正面观察,图7所示的几种接线中符合要求的是
3.小霞设计了一种测定风力的装置,其原理如图3所示,金属
迎风板与绝缘轻弹簧的一端N相接,一起套在有一定电阻的光
滑金属杆上电路中左端导线与金属杆的M端相连,右端导线接
在迎风板的N点,并可随迎风板在金属杆上滑动,导线与金属
杆接触良好。电源两端电压不变,闭合开关,当风力增大时,电压表的示数将【 】
A. 变小 B. 不变 C. 变大 D.无法判断
4(图2为一种浴室防滑踏垫,其正而为仿草坪式设计,这是通过 的方法增大脚与垫之间的摩擦山;与地板接触的背面有许多小吸盘,将吸盘挤压到地面后,可利用 产生较大的压力,两措并举以达到理想的防滑效果。
7(图4是
一种
“闯
红灯违规证据模拟器”的工作原理图,光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻若同时受到车的压力,其阻值变小,电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 (选填“强”或“弱”),当电流变化到一定值时,衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆。
范文四:物理教学中的动态分析
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物理教学中的动态分析
作者:胡大群
来源:《新课程学习·下》2014年第06期
摘 要:众所周知:“学起于思,思源于疑。”“小疑则小进,大疑则大进。”可见疑是思之始、学之端。教师在教学中科学而巧妙地设计问题情景,运用各种教学方法、教学媒体,能有效地激发学生的思维,快捷地培养学生良好的思维品质。当然,培养学生思维品质的方法很多,从物理教学过程中加强动态分析角度结合教学实践做一些初浅的探讨。
关键词:物理教学;动态分析;想象力;思维能力一、利用物理过程的动态分析,培养学生的想象力和探索能力
想象是指在脑中将各种景象构思出来并予以视觉化。动态分析就是将各物理量在变化的过程中讨论相互制约关系,原来处于某一状态的物体如果其中某一物理量发生变化,从而引起其他物理量的变化。教师引导学生联想,以疑引思,培养学生的探索性思维,丰富的想象力。例如,在天体运动教学中有关轨道半径与速度的相互关系,可以设计如下的“v—R —v”的动态过程。
(1)问题情境:一只宇宙飞船绕地球以一定的速度做圆周运动,现突然向后喷出气体,最后稳定在一个新的轨道上做圆周运动。(2)引导学生分析:飞船哪一个物理量首先变化(速度或半径)?遵守什么定律?这个物理量的变化会引起其他的物理量如何变化?飞船做什么运动?飞船稳定在新的轨道上的环绕速度与原来环绕速度的关系怎样?
通过这样的探索,不但使学生能够大大强化对“环绕速度,环绕半径”的认识,而且对于物理量之间的相互制约关系也有了深刻的理解,认识水平不断提高,思维也得到了训练。
二、利用物理过程的动态分析,培养思维的深刻性
■
思维的深刻性是指思维活动中的抽象与概括水平。在物理学习中学生思维的深刻性主要表现在:善于透过纷繁复杂的物理现象发现物理问题的本质。教学实践表明,高中学生在学习过程中喜欢探讨事物现象的根本原因。因此在教学过程中,教师应有针对性地设计物理情景加强物理过程的动态教学。例如,在变压器的教学中,各物理量的变化是一个难点,在教学中可设计为:
(1)实践与观察:演示实验如图1,当P 滑动时各表读数的变化情况。
(2)启发与思考:当负载R 增大或减小时,对I2有何影响? I1是否随着改变?U1与U2呢?
范文五:高三物理电路的动态分析
物理电路动态分析
热点1 电路的动态分析
电路的动态分析是每年高考的热点,判断此类问题应先由局部变化推出总电流的变化、路端电压的变化,再由“并同串反”法分析判断其他各部分电路的变化.
1.
(单选)(2014·山西四校联考) 如图所示,是一火警报警器的部分电路示意图.其中R 2为半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小) 制成的传感器,电流表A 为值班室的显示器,a 、b 之间接报警器.当传感器R 2所在处出现火情时,显示器A 的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是( )
A .I 变大,U 变大 B .I 变小,U 变小 C .I 变小,U 变大 D .I 变大,U 变小
2.(单选)(原创题) 如图所示电路中,GMR 为一个磁敏电阻,R 、R 2为滑动变阻器,R 1、R 3为定值电阻,当开关S 1和S 2闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.只调节电阻R ,当P 1向右端移动时,带电微粒向上运动,则(
)
A .磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大 B .磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而减小
C .只调节电阻R 2,当P 2向下端移动时,电阻R 1消耗的电功率变大 D .把磁敏电阻从赤道处移到两极时,磁敏电阻的阻值将变小 3.(单选)(2014·成都六校检测
)
如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻为r ,闭合开关S ,在滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中,下列结论正确的是( )
A .小灯泡L 变暗
B .电流表读数变大,电压表读数变小 C .电容器C 上电荷量增加 D .电源的总功率变小 4.(多选)(2014·江西七校联考
)
如图所示的电路中,电源内阻一定,若调整可变电阻R 的阻值,可使电压表V 的示数减小ΔU ,电流表A 的示数增加ΔI (电压表与电流表均为理想电表) ,在这个过程中( )
A .通过R 1的电流减少量等于ΔU /R 1
B .R 2两端的电压增加量等于ΔU C .路端电压减少量等于ΔU D .ΔU /ΔI 为定值
热点2 对电学实验的考查
电学实验是高考的必考内容,掌握好课本实验的实验原理、实验方法、数据处理方法是做好实验题的基础.针对高考命题“题在书处,理在书中”的特点,考前加强知识迁移能力的训练是做好实验题的关键.
5.(2014·石家庄质检) 在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图.已知选用的电流表内阻R g =10 Ω、满偏电流I g =10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表.该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C 为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数值没有标出.
(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读数为________.
甲 乙
(2)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R 1的阻值使电表指针满偏.
②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在C 处,此时电阻箱示数如图所示,则C 处刻度应为________Ω.
③计算得到多用电表内电池的电动势为________V.(保留2位有效数字)
(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻的阻值为________Ω.(保留2位有效数字)
6.用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E 和内阻r ,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A .电压表V 1(量程6 V、内阻很大) B .电压表V 2(量程3 V、内阻很大) C .电流表A(量程3 A、内阻很小)
D .滑动变阻器R (最大阻值10 Ω、额定电流4 A) E .小灯泡(2 A、5 W)
F .电池组(电动势E 、内阻r ) G .开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V 1的示数增大,则电压表V 2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在虚线方框中补充完整
.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A 、电压表V 1和电压表V 2的示数,组成两个坐标点(I 1,U 1) 、(I 2、U 2) ,标到U -I 坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图所示,则电池组的电动势E =________V、内阻r =________Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U -I 坐标中两条图线在P 点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω.
7.(2013·高考重庆卷) 某同学对有故障的电热毯进行探究.图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接.图2为测试电路实物图,A 、B 为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表.
(1)请在下面虚线框内画出与图2对应的电路图.
(2)断开K 1,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线
-
的U -I 曲线如图3所示.已知电热线材料的电阻率为2.8×107 Ω·m,电热线的直径为0.200 mm. 可求得此电热线的电阻为________kΩ,总长度为________m(结果均保留两位有效数字
)
(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关K 1和K 2,用表笔A 和B 分别对图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项) .
实战演练
1.[解析]选B. 出现火情时,传感器R 2阻值减小,外电路总电阻变小,由闭合电路的欧
E
姆定律,干路的电流为I =U =E -Ir 变小,R 1两端的电压U 1=IR 1变
r +R 外
U 大,R 3两端的电压U 3=U -U 1变小,有I 3=B 正确.
R 3
2.[解析]选A. 只调节电阻R ,当P 1向右端移动时,左侧电路电阻增大,电磁铁中电流减小、磁性减弱;当磁敏电阻阻值减小,R 1、R 2所在电路电流增大,R 1消耗的电功率P =I 2R 1,也随之增大,电容器从R 2上分得的电压也会增大,因此C 两极板间电场E (E =U /d ) 、带电微粒所受电场力F (F =qE ) 要增大,带电微粒会向上运动,故磁敏电阻(GMR ) 的阻值随所处空间磁场的减弱而减小、增强而增大,选项A 正确、B 错误;只调节电阻R 2,当P 2向下端移动时,右侧电路的总电阻并没有变化,电路中的电流不变,选项C 错误;两极的地磁场强于赤道处的地磁场,选项D 错误.
3.[解析]选B. 滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,由闭合电路的欧姆定律得,干路的电流I 增大,小灯泡L 的功率P =I 2R 灯增大,小灯泡L 变亮,路端电压U =E -Ir 减小,电源的总功率P 总=EI 增大,则A 、D 错误,B 正确;滑动变阻器两端的电压U ′=E -I (R 灯+r ) 减小,电容器C 上电荷量Q =C U ′减小,则C 错误.
U
4.[解析]选AD. 通过R 1的电流I R 1R 1两端的电压减小ΔU时,则通过R 1的电
R 1
流减少量为ΔU/R 1,选项A 正确;R 2两端的电压U R 2=IR 2,当发生变化时,R 2两端的电压增加量等于ΔIR2,根据闭合电路欧姆定律,电压表两端电压减小ΔU,R 2与电源内阻两端电压增加ΔU,选项B 错误;路端电压等于电压表两端电压与R 2两端电压之和,电压表两端电压减小ΔU,而R 2两端电压增加,因此,路端电压减少量不是ΔU,选项C 错误;ΔU可以理解为R 2与内阻的电压的变化,ΔI为流过R 2和内阻电流的变化,因此ΔU/ΔI等于R 2与内阻的电阻之和,显然是不变的,选项D 正确.
5.[解析](1)选择开关接1时,多用电表是量程为10 mA 的电流表,读数为6.9 mA. 选择开关接3时,多用电表是量程为250 V的电压表,电压表读数为172 V.
(2)②电阻箱作为被测量电阻,欧姆表指针所指的就是被测量的电阻值,电阻箱示数为150 Ω,所以C 处刻度应为150 Ω.
③设欧姆表内阻为R ,(R =电流表内阻+电源内阻+调零电阻)
E
两表笔短接时,电流表满偏电流I g =R
I E
两表笔间接入150 Ω电阻箱时,电流表指针指到C 处,则半偏电流
2R +150 Ω
从而得到欧姆表内阻为R =150 Ω, 所以电动势E =I g R =1.5 V.
E
(3)题图乙所示的电流值I =6.9 mA,I =
R +R x
可解得R x =67 Ω.
[答案](1)6.9 mA 172 V(171~174 V间均可) (2)②150 ③1.5 (3)67
6.[解析]由图象可知,纵轴截距为电源电动势E =4.5 V ,该直线斜率表示电源内阻r =1.0 Ω,由交点P 可知,灯泡两端电压为2.5 V,电流为2 A,所以滑动变阻器连入电路的阻值为0 Ω.
[答案](1)如图所示 (2)4.5 1.0
(3)0
7.[解析](1)依照实物图,先画出一个最小的回路:电源正极→开关K 2→滑动变阻器下侧两接线柱→电源负极.再画出与此回路并联的部分电路:滑动变阻器左上接线柱→毫安表→电压表→滑动变阻器左下接线柱.最后再处理剩余部分:测试表笔A 接于电压表与电源负板之间,测试表笔B 接于电压表与毫安表之间.
ΔU 2.5
(2)由U -I 图线的斜率可求得电热线的阻值:R ==Ω≈0.58 kΩ. 再由电阻
ΔI 4.3×10-l 12πRd 2
定律R =ρ,面积公式S =πd 可得电热线的总长度l ,代入已知数据得l =65 m.
S 44ρ
(3)因电压表是理想电表,由电路图可以看出:当A 、B 间断路时电压表有示数、电流表无示数;当A 、B 间被短路时电压表无示数、电流表有示数;当A 、B 间接有阻值不为零的导体即A 、B 为通路时两电表才同时有示数.结合测试结果可知:第一组数据表明3和3′间有断路;第二组数据表明1与1′间完好;第三组数据表明1与3间连接良好;第四组数据表明1和2′间有断路,第五组数据表明2′和3′间连接也是良好的,则断点只能在1′和2′间的接线片上.
[答案](1)电路如图所示
(2)0.58(0.57~0.59均可) 65(64~66均可) (3)1′和2′