时间:2017-08-07 16:24:37
1、简答题 在实验研究课上，王明和夏青两位同学分别设计了如图甲，乙两图所示的电子秤．所用器材相同，电源电动势为E，内阻不计．可变电阻长为L，电阻为R．弹簧导电，劲度系数为k，其电阻不计．连接甲图中的电压表的导线可伸缩自由伸缩．不测量时指针P均在a处（如图中虚线所示）．使电压表的示数与所称的重力对应便成为电子秤．
（1）不称重时，甲，乙两图中的电压表示数分别是多大？
（2）分别写出?对应于甲，乙两种设计，所称重力G与电压表的示数U以及E，k，L的关系式．
（3）比较甲，乙两个电路，哪一个比较好？为什么？
参考答案：（1）不称重时，甲图电压表读数为?0；乙图电压表读数表示路端电压，又由于电源内阻不计，所以读数为电源电动势E．
（2）当有重物放在电子秤盘时，弹簧的伸长量 △x=Gk? ①
甲图由电路分压得电压表示数 U=△xLE? ②
由①②式得 G=URLE
乙图由电路分压得电压表示数 U=L-△xLE? ③
由①③式得?G=kL(E-U)E
（3）甲好，因重力与电压表示数成正比，表的刻度均匀．
答：
（1）不称重时，甲，乙两图中的电压表示数分别是0，E．
（2）对于甲、乙所称重力G与电压表的示数U以及E，k，L的关系式分别为 G=URLE，G=kL(E-U)E．
（3）甲好，因重力与电压表示数成正比，表的刻度均匀．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 AB两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆．在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻，检查人员经过下面测量可以确定损坏处的位置：
（1）令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA；
（2）令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB；
（3）在A端的双线间加一已知电压UA，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB．试由以上测量结果确定损坏处的位置．
参考答案：设双线电缆每单位长的电阻为r，漏电处电阻为R，漏电处距A端x，则
RA=2rx+R ①
RB=2r（L-x）+R ②
由欧姆定律，可知：Rrx+R=UBUA③
解得：x=RAL(UA-UB)(RA+RB)UA-2RAUB④
答：损坏处离A端的距离为RAL(UA-UB)(RA+RB)UA-2RAUB．
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 一个电源在电路断开时的路端电压是10V，短路时通过电源的电流是4A，该电源与阻值是2Ω的电阻相连时，通过电阻的电流是______A，电源的路端电压是______V．
参考答案：由题，电源在电路断开时的路端电压是10V，则电源的电动势E=10V
短路时通过电源的电流I短=4A，则电源的内电阻r=EI短=104Ω=2.5Ω
当电源与阻值是2Ω的电阻相连时，由闭合电路欧姆定律得
? 电流I=ER+r=102.5+2A=2.22A
? 电源的路端电压是U=IR=2.22×2V=4.44V
故答案为：2.22，4.44
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图象如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图象上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为(? )
参考答案：D
本题解析：本题主要考查电源效率的理解与计算.在闭合电路中,电源的效率
也是外电压与电动势之比,也等于外电阻与总电阻之比.设图中每一小格数值为k,由图象知,电源的电动势为6kV,a和b对应的外电压分别是4kV和2kV,由此知D项正确.
本题难度：一般
5、计算题 电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻r′=1Ω，电灯灯丝电阻R=10Ω，电源电动势ε=12V，内阻r=1Q，当电压表读数为10V时，求电动机对外输出的机械功率。
参考答案：9(W)
本题解析：
【错解分析】错解：由部分电路的欧姆定律，
=1A，由于L 与M并联，流过的电流与其电阻成反比，
, 
上述错解过程中有两处致命的错误：一是将电动机视为纯电阻处理了，电动机不属于纯电阻，而是将电能转化为机械能，错解中利用了并联电路中支路电流与电阻成反比的结论是不恰当的，因为该结论只适用于纯电阻电路，二是不明确电动机的输入功率PM入与输出功率PM出的区别，IM2r′是电动机内阻发热功率。三者的关系是：PM入=PM出+IM2r′。
【正解】根据题意画出电路图，如图所示。
由全电路欧姆定律ε= U+Ir得出干路电流
由已知条件可知：流过灯泡的电流
电动机的输出功率的另一种求法：以全电路为研究对象，从能量转化和守恒的观点出发P源=P路。本题中电路中消耗电能的有：内电阻、灯泡和电动机，电动机消耗的电能又可分为电动机输出的机械能和电动机自身消耗的内能。即Iε=I2r+IL2R+PM出+IM2r′。
PM出＝Iε-(I2r+IL2R++IM2r′)=9(W)
【点评】站在能量转化与守恒的高度看电路各个部分的作用。就可以从全局的角度把握一道题的解题思路，就能比较清醒地分清公式规律的适用范围和条件。
本题难度：一般