【正文】 磁感應(yīng)強(qiáng)度沿 z 軸負(fù)方向時(shí)， F ＝ BIL ＝ mg t an θ ，則 B ＝mg t an θIL，選項(xiàng) C 正確。上海高考 ) 如圖 24 ，質(zhì)量為 m 、長(zhǎng)為 L 的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于 OO ′ ，并處 于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿 x 正方向 的電流 I ，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方 圖 24 向夾角為 θ 。 L ＝12m v2，聯(lián)立以上式子解得 v ＝ 2 kI2dLm，選項(xiàng) B 、 D 正確。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。電流 I 從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈 圖 23 體后從另一條軌道流回。新課標(biāo)全國(guó)卷 ) 電磁軌道炮工作原理如圖 23 所示。 3. 安培力的大小為 F ＝ I LB sin θ ，安培力的方向可由左手定則判定，通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合力學(xué)中的相關(guān)規(guī)律。 解題方略 1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝FIL， B 的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與 F 、 I 、 L 無(wú)關(guān)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向可由磁感線來(lái)定性地描述。題圖 b 電路中滑動(dòng)觸頭滑到最左端時(shí)，由于 Rx的存在，避免了上述安全隱患， c 電路中滑動(dòng)觸頭滑到最右端時(shí)，由于 Rx存在，避免電源短路。(Rx阻值未知 ) 圖 22 解析： (1) U － I 圖像如圖所示 (2) 根據(jù)圖像可知，當(dāng) I ＝ A 時(shí)， U＝ V ，則輸出功率 P ＝ UI ＝ W 。 (保留兩位有效數(shù)字 ) (3)實(shí)驗(yàn)完成后，該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了反思，認(rèn)為按圖 20電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中存在安全隱患，并對(duì)電路重新設(shè)計(jì)。 ( 1) 所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)谥苯亲鴺?biāo)系 上畫(huà)出 U － I 圖像。 [答案 ] (1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表 A0 (2)RN 標(biāo)準(zhǔn)電流表 A0的讀數(shù)為 I (3)平均值 4. ( 201 1 完成下 列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： (1) 將 S 撥向接點(diǎn) 1 ，接通 S1，調(diào)節(jié) ，使待測(cè)表頭 指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí) 的讀數(shù) I ； ( 2) 然后將 S 撥向接點(diǎn) 2 ，調(diào)節(jié) ，使 ，記下此 時(shí) R N 的讀數(shù)； ( 3) 多次重復(fù)上述過(guò)程，計(jì)算 R N 讀數(shù)的 ，此即為待測(cè) 微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。課標(biāo)全國(guó)卷 ) 為了測(cè)量一微安表頭 A 的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖 19 所示 的電路。 r ，聯(lián)立方程式解得 E ＝ V ， r ＝ 10 Ω 。 解 析： (1) 可以將量程為 3 V 的電壓表擴(kuò)大 3 倍量程即可，由UR0＋ RV＝UVRV得， 串聯(lián)電阻的阻值為 R0＝U － UVUVRV＝ 6 k Ω 。 ( 2) 利用一個(gè)電阻箱、一只開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表 ( 此表用符號(hào) 、 或 與一個(gè)電阻串聯(lián)來(lái)表示，且可視為理想電壓表 ) ，在虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖。 m 答案： 見(jiàn)解析 2. ( 201 1 m ρ b ： 10－ 8～ 10－ 7 Ω m 通過(guò)計(jì)算可知，金屬絲 a 與 c 電阻率相同，遠(yuǎn)大于金屬絲 b 的電阻率。 m ρ c ＝? － ? 10－ 6 ? 240 － 200 ? 10－ 2 Ω m ρ b ＝? － ? 10－ 6 ? 200 － 100 ? 10－ 2 Ω 解析： ( 1) 如圖所示 (2) ρ ＝USIl ρ a ＝? － ? 10－ 6 ? 100 － 60 ? 10－ 2 Ω M 為金屬絲 c 的左端點(diǎn)， O 為 金屬絲 a 的右端點(diǎn)， P 是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn)。 [答案 ] (1) 1 (2)見(jiàn)解析 (3)a b (4)ab [ 針對(duì)訓(xùn)練 ] 1. (201 1 圖 17 ( 3) 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)使加在小電珠兩端的電壓最小，并從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P置于 a 端；要使小電珠亮度增加， P 應(yīng)由中點(diǎn)向 b 端滑動(dòng)。為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)圖像，必須在相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn) 間多測(cè)幾組數(shù)據(jù) (請(qǐng)?zhí)顚?xiě) “ab”“bc”“cd”“de”或 “ef”) 數(shù)據(jù)點(diǎn) a b c d e f U/V I/A [ 解析 ] (1) 根據(jù)小電珠的規(guī)格可算出在額定電壓下 的阻值約為 10 Ω ，故用多用電表粗測(cè)阻值時(shí)應(yīng)使指針在中值電阻附近，誤差小，故應(yīng)選擇 “ 1 ” 倍率，示數(shù)為 Ω 。為使小電珠亮度增加， P 應(yīng)由中點(diǎn)向 端滑動(dòng)。 丙 圖 16 (2)實(shí)驗(yàn)中使用多用電表測(cè)量電壓，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖乙完成實(shí)物圖丙中的連線。廣東高考 ) 在 “ 描繪小電珠的伏安特性曲線 ” 實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：小電珠 ( 2 . 5 V , 0 . 6 W ) ，滑動(dòng)變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。 解題方略 電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括測(cè)定金屬的電阻率、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用電表等，對(duì)于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵要掌握實(shí)驗(yàn)原理及各種儀器的使用方法。 [答案 ] 題型特點(diǎn) 考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和正確選擇實(shí)驗(yàn)器材的能力，會(huì)分析實(shí)驗(yàn)誤差，能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，會(huì)排查電路故障。 r E ＝ U2＋ I2R1＋I(xiàn)2? R1＋ R2?R2 圖 15 解析： 滑片 P 向右移動(dòng)時(shí)， R3增大，則干路電流減小，電流表的示數(shù)也減小，而電壓表的示數(shù)在增加，故可推知，電流表選 0 ～ A量程，電壓表選 0 ～ 15 V 量程，故電流表示數(shù) I2＝14 A ＝ A ，電壓表示數(shù) U2＝13 15 V ＝ 5 V ；而 I1＝ A ， U1＝ V 。上海高考 ) 如圖 15 所示的電路中 R1＝ 1 2 Ω ， R2＝ 6 Ω ，滑 動(dòng)變阻器 R3上標(biāo)有 “ 2 0 Ω 2 A ” 字樣，理想電壓表的量程有 0 ～ 3 V 和 0 ～ 15 V 兩擋，理想電流表的量程有 0 ～ A 和 0 ～ 3 A 兩擋。如果再合上 S2，則下列表述正 圖 14 確的是 ( ) A. 電源輸出功率減小 B .L1上消耗的功率增大 C. 通過(guò) R1上的電流增大 D. 通過(guò) R3上的電流增大 解析： 合上 S 2 后，電路的總電阻減小，總電流增大，通過(guò) R 1 的電流增大，選項(xiàng) C 正確；電源的輸出功率等于總功率，即 P ＝ EI 增大，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤； L 1 兩端的電壓 U ＝ E － IR 1 減小，則其消耗的功率減小，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；通過(guò) R 3 的電流 I ＝ U / R 減小，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。廣東高考 ) 如圖 14 所示，電動(dòng)勢(shì)為 E 、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電 阻相接。由圖可知 ηa、 ηb的值分別為 ( ) A.314 B.123 C.112 D.213 解析： 電流效率 η ＝UIEI＝UE，假設(shè)圖像中一個(gè)小格代表 “ 1 ” ，則電源電動(dòng)勢(shì) E ＝ 6 V ， U a ＝ 4 V ， U b ＝ 2 V ，則 η a ＝U aE＝23， η b ＝U bE＝13，選項(xiàng) D 正確。新課標(biāo)全國(guó)卷 ) 電源的效率 η 定義 為外電路電阻消耗的功率與電源的總功 率之比。電源內(nèi)阻不計(jì)，導(dǎo)線連接良好，若將滑動(dòng)變阻器的觸頭置于左端，閉合 S ，在向右端滑動(dòng)觸頭過(guò)程中，會(huì)分別出現(xiàn)如下四種現(xiàn)象： 圖 12 a. 電珠 L 不變；電流表示數(shù)幾乎為零 b. 電珠 L 亮度增加；電流表示數(shù)增大 c. 電珠 L 開(kāi)始不亮，后來(lái)忽然發(fā)光；電流表從示數(shù)不為零到線圈燒斷 d. 電珠 L 不亮；電流表從示數(shù)增大到線圈燒斷 與上述 abcd 四種現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的電路序號(hào)為 ( ) A. ③①②④ B. ③④②① C. ③①④② D. ②①④③ [ 解析 ] 電路 ① 中，開(kāi)始時(shí)，電珠 L 兩端電壓為零，電珠不亮，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中，電路的總電阻減小，電流表的示數(shù)增大，電珠兩端的電壓增大，電珠的亮度增大；電路 ② 中，電流表的電阻很小，開(kāi)始時(shí)，電珠 L 兩端電壓幾乎為零，電珠不亮，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中，電路的總電阻減小，電流表的示數(shù)增大直至線圈燒斷，此時(shí)，電珠忽然發(fā)光；電路 ③ 中，電壓表的電阻很大，電珠 L 兩端電壓始終幾乎為零，電珠不亮，電壓表的電阻很大，電流表中的電流幾乎為零；電路 ④ 中，電流表的電阻很小，電珠 L 兩端電壓始終幾乎為零，電珠不亮，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過(guò)程中，電流表兩端的電壓增大，電流表的示數(shù)增大，直至線圈燒斷，燒斷后，由于電壓表的電阻很大，電珠仍不發(fā)光，故選項(xiàng) A 正確。 [ 例 5] ( 2 0 1 1 熱點(diǎn)五、閉合電路歐姆定律 解題方略 1. 閉合電路歐姆定律表達(dá)式為 I ＝ER ＋ r，此式僅適用于純電阻電路，但公式 E ＝ Ir ＋ U 外 適用于任何電路。 答案： (1 ) 14 V 1 Ω ( 2) 24 W 題型特點(diǎn) ，以及電源的輸出功率、效率等。 由 P ＝ I2短 r ，求出 r ＝ 1 Ω 。臨沂模擬 ) 如圖 11 所示為 “ 解 放 ” 牌大卡車(chē)的遠(yuǎn)程車(chē)燈電路中的蓄 電池總功率隨電流變化的圖像，已知 蓄電池瞬間短路時(shí)的電流為 14 A 。 碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為 R ＝ R1＋ R2⑤ L0＝ L1＋ L2⑥ 式中 L0＝ m 聯(lián)立以上各式得 R ＝ ρ10L1S＋ ρ20L2S＋ρ10α1L1＋ ρ20α2L2St ⑦ 要使 R 不隨 t 變化， ⑦ 式中 t 的系數(shù)必須為零，即 ρ10α1L1＋ ρ20α2L2＝ 0 ⑧ 聯(lián)立 ⑥⑧ 式得 L1＝ ρ20α2ρ20α2－ ρ10α1L0⑨ 代入數(shù)據(jù)解得 L1＝ 10－ 3 m 。根據(jù)題意有 ρ1＝ ρ10(1 ＋ α1t ) ① ρ2＝ ρ20(1 ＋ α2t ) ② 式中 ρ ρ20分別為碳和銅在 0 ℃ 時(shí)的電阻率。將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng) m 的導(dǎo)體，要求其電阻在 0 ℃ 附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長(zhǎng)度 ( 忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化 ) 。 m ，碳的電阻率為 10－ 5 Ω利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻。在一定的溫度范圍內(nèi) α 是與溫度無(wú)關(guān)的常量。 答案： A 2. ( 2022 [答案 ] AC [ 針對(duì)訓(xùn)練 ] 1. ( 2022當(dāng) ab 兩端接通測(cè)試電源時(shí)， cd 兩端的電壓為 R3兩端的電壓，電路為測(cè)試電源給串 聯(lián)的電阻 R1和R3供電，因此， cd 兩端的電壓為10010 ＋ 40 40 V ＝ 80 V ，選項(xiàng) C 正確。 R3R2＋ R3＋ R1＝ 40 Ω ，選項(xiàng)A 正確。寧夏高考 ) 一個(gè) T 型電路如圖 10所示，電路中的電阻 R1＝ 1 0 Ω ， R2＝ 1 2 0 Ω ， R3＝4 0 Ω 。 ，要弄清楚電路的連接方式，是串聯(lián) 還是并聯(lián)，根據(jù)串、并聯(lián)電路中電阻、電流、 電壓的分配規(guī)律解決問(wèn)題。 解析： ( 1) 由圖可知， 0 與 d ( 或－ d ) 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 φ0 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 E ＝φ0d 電場(chǎng)力的大小 F ＝ qE ＝qφ0d ( 2) 設(shè)粒子在 [ － x0， x0] 區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為 v ，由題意得 12m v2－ qφ ＝－ A ① 由圖可知 φ ＝ φ0(1