【备考2014】2013高考物理 （真题+模拟新题分类汇编） 电路.doc

-16-电路J1部分电路及其规律3．[2013·湖南省怀化市联考]如图X13­3所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是V1∶V2∶V3＝1∶1∶2.关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是()图X13­3A．ρa是ρb的2倍B．ρa是ρc的2倍C．ρb是ρc的2倍D．ρc是ρa的2倍3．C[解析]设a的长度为L，截面积为S，因为R＝eq\f(U,I)，而R＝ρeq\f(L,S)，所以eq\f(Ra,Rb)＝eq\f(U1,U2)，即eq\f(ρa\f(L,S),ρb\f(L,2S))＝1，故ρb＝2ρa；同理eq\f(Ra,Rc)＝eq\f(U1,U3)＝eq\f(1,2)，所以eq\f(ρa\f(L,S),ρc\f(2L,S))＝eq\f(1,2)，故ρa＝ρc，选项C正确．24．J1[2013·北京卷](20分)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．(1)一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v.(a)求导线中的电流I；(b)将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安＝F.(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系．(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)24．[解析](1)(a)设Δt时间内通过导体横截面的电量为Δq，由电流定义，有I＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(neSvΔt,Δt)＝neSv(b)每个自由电子所受的洛伦兹力F洛＝evB设导体中共有N个自由电子N＝n·Sl导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和F＝NF洛＝nSl·evB由安培公式，有F安＝IlB＝neSv·lB得F安＝F(2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为ΔI＝2mv如图，以器壁上的面积S为底、以vΔt为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在Δt时间内有eq\f(1,6)与器壁S发生碰撞，碰壁粒子总数为N＝eq\f(1,6)n·SvΔtΔt时间内粒子给器壁的冲量为I＝N·ΔI＝eq\f(1,3)nSmv2Δt面积为S的器壁受到粒子压力为F＝eq\f(I,Δt)器壁单位面积所受粒子压力为＝eq\f(F,S)＝eq\f(1,3)nmv212．L1、J1、E6[2013·天津卷]超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行．(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究．将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零．请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由．(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化．实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔII，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化．设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e.试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式．(3)若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法．12．[解析](1)逆时针方向．撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知，环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同，即向上．由右手螺旋定则可知，环中电流的方向是沿逆时针方向．(2)设圆环周长为l、电阻为R，由电阻定律得R＝ρeq\f(l,S)①设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为ΔE，由焦耳定律得ΔE＝I2Rt②设环中单位体积内定向移动电子数为n，则I＝nevS③式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化．电流变化大小取ΔI时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为Δv，则ΔI＝neSΔ