江西省南昌市第十中学高二物理下学期第一次月考试题

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江西省南昌市第十中学高二物
理下学期第一次月考试题
班级：科目：
江西省南昌市第十中学2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题
说明：本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题)两部分，全卷满分110分。

考试用时100分钟，
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。

1．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。

2．作答非选择题必须用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动,请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。

3．考试结束后，请将答题纸交回.
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。

1—6每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分;7-10题每小题给出的四个选择中，至少有两个选项正确,选对得4分，漏选得2分,错选得0分）
1.如图甲所示,在匀强磁场中有一个匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴垂直于磁场方向，线
圈电阻为，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示,则
A。

线圈转动过程中消耗的电功率为 B. 在时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向
C. 所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为
D. 线圈从图示位置转过时穿过线圈的磁通量变化最快
2.如图所示，两磁极间产生匀强磁场,矩形线框ABCD绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的
电动势瞬时值线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“”的灯泡，电路中熔断器熔断电流为，正方形导线框电阻、熔断器、输电导线的电阻均不计．如果灯泡能正常发光，下列说法正确的是
A。

时，线框中磁通量变化率为
B。

理想变压器原、副线圈匝数之比为
C。

若副线圈两端并联多只“”的灯泡，则最多不能超过14只
D. 若仅将线框转速减半，保持其他条件不变，则电动势为
3.如图甲所示为一交流发电机线圈中磁通量随时间变化的关系图像，线圈共有N匝，其电阻忽略
不计，将此发电机接在乙图中的M、N两端，二极管为理想二极管，下列说法中正确的是
A. 时刻，线圈中的电流最大
B. M、N之间交流电压瞬时值的表达式为
C。

定值电阻R两端电压的有效值为
D。

定值电阻R两端电压的有效值为
4.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变
化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度相同。

当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是( ）
A. 曲线a、b对应的线圈角速度之比为
B。

当时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行
C。

转速调整后，灯泡最亮
D。

转速调整后,三个灯泡的亮度仍然相同
5.远距离输电，输送功率一定，当输电的电压为时，输电线上的电阻为R，电流为，损失的电功
率为则当输电的电压提高为时
A。

由公式得,输电线上的电流变为
B。

由公式得，输电线上的电流变为
C。

由公式得,输电线上损失的电功率为
D。

由公式得,输电线上损失的电功率为4P0
6.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教
室内一体机白板的前方。

使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹,图中相邻竖
直虚线的间隔均为未标出，印迹上P、Q两点的纵坐标为和忽略空气阻力，重力加速度为g,则A。

该弹簧振子的振幅为
B. 该弹簧振子的振动周期为
C. 激光笔在留下P、Q两点时加速度相同
D。

激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为
7.如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，A、B之间无相对滑动，已知轻
质弹簧的劲度系数为k,A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是
A. 物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供
B. 滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供
C. 物体A与滑块看成一个振子的回复力大小跟位移大小之比为k
D。

若A、B之间的最大静摩擦因数为,则A、B间无相对滑动的最大振幅为
8.单摆M、N、O、P自由振动时，振动图象分别如图中左侧甲、乙、丙、丁所示。

现将单摆M、
N、O、P悬挂在如图中右侧所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变,使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来,不
计空气阻力.下列判断正确的是
A。

若使M振动起来，P不会振动
B。

若使M振动起来,稳定时N振动的周期仍小于2s
C。

若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大
D. 若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s
9.一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点．时刻振子的位移；时刻；时刻该振子的振幅和
周期可能为．
A。

， B. ，C。

， D. ，
10.装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。

把玻璃管向下缓慢按压
4cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为.
竖直向上为正方向,某时刻开始计时，其振动图象如图乙所示,其中A为振幅.对于玻璃管，下列说法正确的是
A.回复力等于重力和浮力的合力
B。

位移满足函数式
C. 振动频率与按压的深度有关
D. 在时间内,位移减小，加速度减小，速度增大
二、填空题（本大题共3小题，每空2分,共22分，请把答案写在答题卷指定的空格上。

）
11.生活中常使用光控开关来控制照明电路。

光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随
着光的照度而发生变化的元件照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为。

研究小组测出某光敏电阻在不同照度下的阻值如图所示.
根据图中曲线,说明阻值随照度变化的特点。

________
如图所示，A、B、C、D为电磁继电器的四个接线柱.工作时，应将________填“A、B”或“C、D”接照明电路。

已知电磁铁线圈的电阻，电流超过时可吸合衔铁。

则当线圈两端电压超过________V 时，照明电路开始工作. 如图所示，用笔画线代替导线，完成实物电路连接。

已知电源电动势为，内阻不计，要求当天色渐暗照度降低至时启动照明电路，则定值电阻的取值应为________。

12.如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着定值电阻、，
且，初、次级线圈的匝数比,加一定交流电源电压后，两电阻
两端电压之比_______ ,两电阻上消耗的电功率之比
__________。

13.在探究单摆周期与摆长的关系试验中：
实验提供了下列器材：
A.小铁球B。

小塑料球C.30cm长的摆线D.100cm长的摆线
E.手表
F.秒表G。

毫米刻度尺H。

游标卡尺I。

铁架台
从上述器材中选用最合适的填写器材代号______________.
实验中用不同的仪器测得甲、乙两图所显示的数据，则甲图表示小球的直径为____ mm乙图中表示N次全振动所花的时间为___ s。

若用米尺测得的摆线长为L,结合第题所给的物理量可得计算当地的重力加速度，其计算公式为
________ .
三、计算题(本大题共5小题，共48分，解答本题时,应写出必要的文字说明,方程式和重要的算步骤,只写出最后答案的不能得分，有数字计算的解答中必须明确写出数值和单位。

)
14.(8分)如图为某交流发电机的原理示意图，矩形线圈匝数匝，边长分别为10cm和20cm，总内
阻，在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，线圈与外电阻R连接，。

求:
断开后,电压表示数？
闭合后，电压表和电流表示数？
闭合后,电阻R上所消耗的电功率是多大?
闭合后,线圈由图示位置转过的过程中，
通过R的电荷量q是多少?
15.（8分)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统。

有
一台内阻为的太阳能发电机，供给一个学校照明用电。

如图所示,升压变压器匝数比为1：4，降压变压器匝数比为4：1，输电线的总电阻，全校共22个班,每班有“220V40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：
降压变压器的输入电压；输电线总电阻R两端的电压；发电机的总功率。

16.(10分）无线充电技术的发展给用户带来了极大的方便,可应用于手机、电脑、智能穿戴、智
能家居、医疗设备、电动汽车等充电，如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。

已知受电线圈的匝数为匝,电阻，在它的c、d两端接一阻值的电阻。

设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场,其磁通量随时间按图乙所示变化，可在受电线圈中产生电动势最大值为的正弦交流电,设磁场竖直向上为正。

求:
在时，受电线圈中产生电流的大小，并判断c、d两端哪端电势高；
在一个周期内，电阻R上产生的热量;
从到时间内，通过电阻R的电荷量.
17.(10分)将一个力电传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固
定悬点，现将质量为的小摆球可视为质点拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置，；小于且是未知量．由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中所给的信息求：取
单摆的振动周期和摆长( 结果保留小数点后两位)
摆球运动过程中的最大速度．
18。

（12分）劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端拴小物块A和B，A的质量为m,某时刻剪断AB 间的细绳，A开始做简谐运动。

运动到最高点时,弹簧的弹力大小为为重力加速度，A做简谐运动时周期为。

求:
做简谐运动的振幅大小；
当A运动到最低点时，A对弹簧弹力F的大小和方向；
若当A运动到最高点时B恰好落到地面，求B开始下落时距地面的高度。

高二物理下学期第一次物理月考
答案和解析
【答案】
1. A
2. D3。

D 4. C 5. B 6. D7。

ACD
8。

CD9. ACD10. ABD
11。

光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小；
、D；；
电路如图所示：；
12。

；
13。

；
；；
.
14. 解：感应电动势的最大值,有效值为，S断开后，电压表示数为感应电动势的有效值E，大小为50V。

闭合后，电流表示数,电压表的读数为路端电压。

闭合后，电阻R上所消耗的电功率。

根据，，，可以推出，而线圈由图示位置转过的过程中，，即。

答：断开后，电压表示数为50V；
闭合后，电压表和电流表示数分别为2A和40V；
闭合后，电阻R上所消耗的电功率为80W；
闭合后，线圈由图示位置转过的过程中，通过R的电荷量q为。

15。

解：
降压变压器输出电压为220V，根据解得;
电灯正常发光时的电流,降压变压器负载中的总电流，降压变压器输入端电流，导线上损失的电压；
升压变压器输出电压，由理想变压器公式，解得，其输入电流,由闭合欧姆定律，有，发电机的总功率。

16。

解：由题图乙知s时受电线圈中产生的电动势最大为
线圈中产生感应电流的大小为
由楞次定律可以得到此时c端电势高。

通过电阻的电流有效值为A
电阻在一个周期内产生的热量J.
线圈中感应电动势的平均值
通过电阻R的电流平均值为
通过电阻R的电荷量
由题图乙知,从到时间内，Wb
解得C。

17. 解：摆球受力分析如图，小球在一个周期内两次经过最低点,根据该规律，知:
由单摆的周期公式，得：
．
在最低点B，根据牛顿第二定律，有:
代入数据得：
答：单摆的振动周期为；摆长为；
摆球运动到平衡位置时的速度大小为．
18。

解：
在平衡位置时，弹簧的伸长量:；动到最高点时，弹簧的弹力大小为，此时弹簧的形变量为：；若在最高点弹簧处于压缩状态时，振幅为:；若在最高点弹簧处于拉伸状态时，振幅为：;
若在最高点弹簧处于压缩状态时，则到最低点时弹簧弹力:；
若在最高点弹簧处于伸长状态时，则到最低点时弹簧弹力：;
当A运动到最高点时所需的时间为：1,
B开始下落时距地面的高度:1，
答：若在最高点弹簧处于压缩状态时,振幅为：；若在最高点弹簧处于拉伸状态时，振幅为：;
对弹簧弹力F的大小为或,方向都产生；
开始下落时距地面的高度为1，.
【解析】
1。

【分析】
绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为，由求出最大感应电动势，根据最大值与有效值的关系求出电动势的有效值,由求出线圈消耗的电功率；磁感线与线圈平行时，磁通量为0,磁通量的变化率最大,当线圈处于中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为0，每次经过中性面电流方向发生变化。

本题考查的是瞬时值、最大值、有效值、平均值的计算,关键记住用有效值求解电功、电功率，用平均值求解电量。

【解答】
A.最大感应电动势为,感应电动势的有效值为，线圈转动过程中消耗的电功率为，故A正确；
B。

时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变,故B错误;
C.由图知角速度,因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为，故C错误；
D。

线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快,转过，磁通量
最大，磁通量变化率为0，故D错误。

故选A。

2. 【分析】
本题关键熟悉交流电的产生和变压器的变压比公式,同时要结合能量守恒定律分析。

【解答】
A.由电动势表达式可知，时线框与中性面平行，感应电动势为零，故线框中磁通量变化率为零，故A错误；
B。

线框绕中心轴匀速运动时,产生的电压为:，故输入变压器的电压的有效值为:；灯泡能正常发光，故变压器的输出电压为20V；根据变压比公式，有：，故B错误；
C.电路中熔断器熔断电流为,此时根据能量守恒定律，有：,解得：,故副线圈两端并联“20V、8W”的灯泡最多不能超过11只，故C错误；
D。

若线框转速减半，根据公式，产生的电动势最大值也减半，且，则产生的电动势为：，故D正确.
故选D。

3. 【分析】
图中是以垂直于中性面开始计时的可以写出M、N之间交流电压瞬时值的表达式，根据感应电动势的瞬时表达式以及二极管具有单向导电性，由热效应相等求有效值。

本题主要考查交流电的产生、交流电的表达式及图像、交流电的有效值、交流电的峰值。

【解析】
，时刻线圈位于与中性面垂直的平面上，此刻线圈上有最大的电压,
故M、N之间交流电压瞬时值的表达式为
，
时刻,线圈中的电流为零,故AB错误；
理想二极管具有单向导电性,根据有效值的定义，
可知,得出,故C错误，D正确.
故选D。

4. 分析:
根据图象读出两交变电流的周期，从而求出曲线a、b对应的线圈角速度之比；时刻，根据电动势
的瞬时值分析线圈平面与磁场方向的关系;根据电感和电容对交流电的阻碍作用，分析三个灯泡的亮度关系，根据根据求得调整线圈转速后线圈转动产生的感应电动势的最大值，即可求得有效值。

解决本题时，要理解交变电流的产生过程,掌握交变电流的规律，同时，要知道电感和电容在电路中的作用.
解答:
A、由图可知，曲线a、b对应的周期分别为，，根据可得曲线a、b对应的线圈角速度之比为：：：2,故A错误；
B、时刻，感应电动势为0，则线圈平面恰好与磁场方向垂直，故B错误;
CD、转速调整后,角速度变小，产生的感应电动势变小，并且交流电的频率变小，电感对交变电流的阻碍减小、电容对交变电流的阻碍增大,三个灯泡的亮度各不相同,其中亮度最亮，故C正确，D 错误；
故选:C。

5。

【试题解析】
【分析】
根据输送功率求出输电电流，再根据可得出输电线上损失的电功率与输送电压的关系。

根据欧姆定律得到电压损失与输送电压的关系.
解决本题的关键掌握输送电功率公式，以及输电线上损失的电功率及欧姆定律，要注意公式中各量应对应于同一段导体。

【解答】
设输送的电功率一定为P,输送电压为U，输电线上功率损失为，电压损失为,电流为I，输电线总电阻为R.
由知，，则得：，
由题P、R一定，则得:,，
输电线上的电流变为,故A错误，B正确；
所以输电线上的电功率损失是原来的，故CD错误。

故选B。

6。

【分析】
弹簧振子的振动与记录纸同时运动，由匀速运动的速度公式求出周期。

振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子在最高点与最低点间距离的一半。

分析PQ段对应的物块的运动情况,结合动能定理分析.
本题考查了简谐运动的相关知识，解题的关键是分析PQ段对应的物块的运动情况，根据动能定理分析求解。

【解答】
AB、记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移所用的时间,则周期,振幅为，故AB错误。

C、加速度是矢量,激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，故C错误。

D、在激光笔留下PQ段印迹的过程中,根据动能定理可知,合外力做功为零，但重力做正功为,故弹力对物块做负功，为，故D正确。

故选:D。

7. 【分析】
A和B一起在光滑水平面上做简谐运动，物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供，滑块B的回复力是由弹簧的弹力和A对B的摩擦力的合力提供，回复力满足:，以A为研究对象，根据牛顿第二定律求出AB无相对滑动时最大加速度,再对整体，由牛顿第二定律求出最大振幅。

明确最大振幅时，物体间的摩擦力最大，灵活利用整体法和隔离法解题是关键．要知道简谐运动的基本特征是，但k不一定是弹簧的劲度系数。

【解答】
A。

A做简谐运动时回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供，故A正确;
B.物体B作简谐运动的回复力是弹簧的弹力和A对B的静摩擦力的合力提供,故B错误；
C.物体A与滑块看成一个振子的回复力大小满足,则回复力大小跟位移大小之比为k，故C正确；
D.据题知，物体间的最大摩擦力时，其振幅最大，设为以整体为研究对象有：
以A为研究对象,有牛顿第二定律得：
联立解得：,故D正确。

故选ACD。

8。

【分析】
本题考查受迫振动的频率和共振.
物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无光.
当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大；
【详解】
A.若使M振动起来,其它小球也会做受迫振动，故A错误;
B。

受迫振动的周期等于驱动力的周期，故B错误；
C。

若P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振,稳定时M比N的振幅大,故C正确；
D.O的周期为，使O振动起来，M做受迫振动,则周期为，故D正确。

故选CD。

9. 解：若振子的振幅为，，则周期最大值为s，A正确、B错误；
若振子的振幅为，由简谐运动的对称性可知,当振子由处运动到负向最大位移处再反向运动到处，再经n个周期时所用时间为s,则s,所以周期的最大值为s，且时刻，故C正确；当振子由经平衡位置运动到处,再经n个周期时所用时间为s,则s，所以此时周期的最大值为且时，,故D 正确．
故选ACD。

时刻；时刻；经过又回到原位置,知是可能周期的整数倍；
时刻振子的位移，时刻,知道周期大于，从而可以得到振子的周期，也可以得到振幅．
解决本题的关键知道经过周期的整数倍，振子回到原位置．
10。

解：A、对试管,漂浮时，，按压后，，大小与离开最初位置的距离成正比,方向总是指向最初位置，满足回复力定义，故A正确
B、振幅,,简谐位移函数式，将0时刻和时刻特殊值代入，解得，故简谐位移函数式，故B正确
C、简谐振动的周期与振幅无关，由简谐振动周期公式，根据回复力，联立解得,与振幅无关，故C 错误
D、从图象可以看出，在时间内，负向的位移减小,由可得加速度减小，往平衡位置运动,速度增大，故D正确
故选：ABD.
A、对试管进行受力分析，列出漂浮时平衡方程,按压后,流出牛二定律方程，联立可解出，重力和浮力的合力满足回复力定义,可解
B、将图象中的0时刻和时刻特殊值代入简谐振动方程，可解
C、按压的深度不同,振幅不同,简谐振动的周期与振幅无关，可解
D、从图象可以看出,在时间内,振子由负向最大位移处往平衡位置运动，位移减小，加速度减小,速
度增大，可解
本题考查竖直面内简谐振动,涉及回复力、简谐振动表达式振幅、周期、初相位、简谐振动图象、简谐振动的周期与振幅无关,简谐振动过程的位移、速度、加速度变化，综合性强，难度较大，特别是竖直面内简谐振动回复力由重力和浮力的合力提供很容易出错,根据图象中的0时刻和时刻特殊值代入简谐振动方程解出正确表达式也较难。

11。

【分析】
根据图中曲线可知光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小;
工作时,应将“C、D”接照明电路,当衔铁吸合时C、D接通，照明电路开始工作，从而求出此时线圈两端电压应满足的条件；
天色越暗，光敏电阻的阻值越大，但要求电磁铁线圈中的电流也越大,故电磁铁线圈应与光敏电阻并联，由闭合电路欧姆定律求出定值电阻的阻值。

【解答】
根据图中曲线可知光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小；
工作时,应将“C、D”接照明电路，当衔铁吸合时C、D接通，照明电路开始工作，此时线圈两端电压必须超过；
天色越暗，光敏电阻的阻值越大，但要求电磁铁线圈中的电流也越大，故电磁铁线圈应与光敏电阻并联,当光照降低至时，查出光敏电阻阻值为,故当两端电压时,其电流为，所求定值电阻为。

故答案为：光敏电阻的阻值随光照强度的增大而非线性减小;
、D；;
电路如图所示：；。

12。

【解答】
最大值为
在转过过程中的平均值为
故答案为：；20V。

【解答】。

根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得：
电阻两端的电压,所以两电阻两端的电压之比：：：3
电阻消耗的功率,所以两电阻消耗的电功率之比：：：9。

故答案为:1:3；1：9.
【解答】
波长之比为2：3,根据及,可知，,则A、B两种光子的能量之比为:：：2；
设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：
当用A波的光照射时：
当用B波的光照射时：
解组成的方程组得：AB
故答案为：3:2；。

【解答】
根据，所以这些光子可具有10种不同的频率；
频率最低的光子即能极差最小时辐射出的光子，即从直接跃迁到，辐射光子能量
故答案为:10；。

13。

【解答】
为了减小空气阻力的影响，摆球选择质量大体积小的，故选择A球，摆线选择较细且结实的线为便于测量周期和减小空气阻力，细线长短适当，选择D，计时工具应尽量精确，选择F，此外还要知道摆长的实际长度,需要GH，此实验需要支架，选择I。

主尺的读数为11mm，游标尺的读数为,则游标尺的读数为，图中表示N次全振动所花的时间为；
摆线与竖直方向的夹角不超过或小于，单摆的周期公式，在实验中测出小球完成一次摆动的周期和量出摆长即可算出当地的重力加速度,完成N次全振动的时间为t,则完成一次振动的时间即周期，代入周期公式即可得出。

故答案为：；
;;。

14. 利用条件和先求出感应电动势最大值,然后可以求出其有效值;
利用闭合电路欧姆定律，和欧姆定律，可以求出电流大小和路端电压；。