【点评】注意当环在竖直方向所受合力为0时,此时杆对环不再有阻力作用,环在水平方向受平衡力,将保持此时的速度做匀速直线运动,由此可分三种情况对环进行受力分析从而确定环的受力情况和运动情况,根据动能定理求解克服阻力所做的功即可。
20.(3分)如图所示,电源电压保持不变下列说法正确的是( )
A.断开开关S1、S2,向右调节滑片P,V1示数变大,V2示数变小,A1示数变小
B.断开关S1、S2,向右调节滑片P,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量比值的绝对值的关系为|
|<|
|
C.闭合开关S1、S2,向右调节滑片P,A1、A2示数均变小,且变化量相等
D.保持滑片P位置不变,开关S1断开,S2由断开到闭合,A1、A2示数增大,V2示数不变
【分析】(1)断开开关S1、S2时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R2与R3两端的电压之和,电流表A1测电路中的电流。 ①根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2、R3两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1与R2两端的电压之和变化;
②设出滑片移动前后电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出两电压表的示数变化量,然后比较|
|与|
|的关系;
(2)闭合开关S1、S2时,R1、R2、R3并联,电流表A1测干路电流,电流表A2
测R1和R2支路电流之和,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2、R3支路的电流变化,根据并联电路的电流特点判断两电流表示数的变
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化以及变化量之间的关系;
(3)保持滑片 P 位置不变,开关 S1 保持断开,S2断开时,三电阻串联,电压表V2测R2与R3两端的电压之和,电流表A1测电路中的电流,电流表A2断路;当S2闭合时,R2、R3、电压表V2均被断路,电路为R1的简单电路,电流表A1、A2均测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中电流的变化。
【解答】解:(1)断开开关S1、S2时,等效电路图如图1所示:
①当向右调节滑片P时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大, 由I=可知,电路中的电流变小,即电流表A1的示数变小,
由U=IR可知,R2、R3两端的电压变小,两者之和变小,即电压表V2的示数变小, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,即电压表V1的示数等于电源的电压减去R3两端的电压,
所以,R1与R2两端的电压之和变大,即电压表V1的示数变大,故A正确; ②设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2, 则两电压表的示数变化量分别为:
△U1=(U﹣I2R3)﹣(U﹣I1R3)=﹣(I2﹣I1)R3=﹣△I1R3, △U2=I2(R2+R3)﹣I2(R2+R3)=(I2﹣I1)(R2+R3)=△I1(R2+R3), 则|
|=R3,|
|=R2+R3,即|
|<|
|,故B正确;
(2)闭合开关S1、S2时,等效电路图如图2所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
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所以,滑片移动时,通过R2、R3支路的电流不变, 向右调节滑片P时,R1接入电路中的电阻变大, 由I=可知,通过R1的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,R1和R2支路电流之和变小,即A1、A2示数均变小, 由两电流表示数的变化量均为通过R1支路电流的变化量可知,两电流表示数的变化量相等,故C正确;
(3)保持滑片 P 位置不变,开关 S1 保持断开,当S2断开时如上面图1所示; 当S2闭合时,R2、R3、电压表V2均被断路,电路为R1的简单电路,电流表A1、A2均测电路中的电流,等效电路图如图3所示:
因S2断开时电流表A2无示数、电压表V2有示数,S2闭合时电流表A2有示数、电压表V2无示数,
所以,电流表A2示数增大,电压表V2示数减小, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的总电阻变小,
所以,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A1的示数增大,故D错误。 故选:ABC。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
三.填空题(共5小题,满分20分,每小题4分)
21.(4分)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形, MM′ 是界面,折射角等于 40° 。
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【分析】(1)光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
(2)光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。 【解答】解:(1)入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,根据光的反射定律,反射角等于入射角;
如图所示,由∠BOM=30°可知,∠BON=90°﹣30°=60°,而图中已知∠AON=60°;所以NN′为法线,则MM′为界面。
(2)已知是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形,且NN′为法线,则MM′为界面,因折射光线(或反射光线)和入射光线分别位于法线两侧,所以由图可知,AO是入射光线,OB是反射光线,OC为折射光线,∠CON′为折射角;由图知,折射角∠CON′=90°﹣50°=40°; 故答案为:MM′;40°。
【点评】此题考查了光的反射定律、光的折射定律的应用,首先要掌握定律的内容,根据反射角与入射角之间的关系确定法线,从而确定界面,则可首先确定出折射光线,根据折射光线与入射光线的关系确定出入射光线,最后确定
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反射光线。
22.(4分)如图所示是一把电吹风的简化电路。分析电路可知:电热丝与吹风机的连接方式是 并 联,将插头插入插座,若电吹风吹出的是冷风,则闭合的开关是 S1 。
【分析】电流先后经过各个用电器的连接方法叫做串联;如果电流在某点出现分路,通过支路上的用电器后又在另一点汇合,再回到电源的负极,这种连接方式叫并联;
吹风机的作用是吹出风,电热丝的作用是产生热,只有吹风机工作时吹出的风是冷风,吹风机和电热丝同时工作时吹出的是热风。
【解答】解:当开关S1、S2同时闭合,电动机与电热丝并联后接在电源上, 若只闭合开关Sl,只有吹风机接入电路,电热丝不工作,电流只经过电动机,所以电吹风吹出的是冷风。 故答案为:并;Sl。
【点评】本题考查开关的注意和吹风机的工作特点,知道干路开关控制所有用电器,支路开关控制本支路用电器。对于这类结合生活中的电器考查电路连接情况的题目,要结合串并联电路的电流流向特点进行分析。
23.(4分)如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数之比为5:2:当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2消耗的功率之比为 2:3 。
【分析】(1)当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点
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