(浙江专版)2020版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 24 电学实验(2)课件
2020版高考物理新导学浙江选考大一轮精讲讲义：第八章恒定电流第2讲含答案
第2讲闭合电路欧姆定律[考试标准]一、串联电路和并联电路1．电路的串、并联2．两个重要的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻的电阻值，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联电路的总电阻变大或变小．(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻的电阻值，任意一个支路电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小．自测1如图1所示，有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为()图1A ．1∶6B ．1∶9C ．1∶3D ．1∶2答案 D解析 由题图可知R 2与R 3并联后再与R 1串联，U 1为R 1两端电压，U 2为并联部分电压，由电阻关系知R 2＝3R 1，R 3＝6R 1，R 2与R 3并联总电阻R 23＝3R 1·6R 13R 1＋6R 1＝2R 1，根据串联电路电压分配规律有U 1∶U 2＝R 1∶R 23＝1∶2.二、闭合电路的欧姆定律 1．公式 (1)I ＝ER ＋r(只适用于纯电阻电路)． (2)E ＝U 外＋Ir (适用于所有电路)． 2．路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U 外＝IR ＝ER ＋r R .(2)特殊情况：①当外电路断路时，I ＝0，U 外＝E . ②当外电路短路时，I 短＝Er ，U 外＝0.3．路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝E －Ir . (2)U －I 图象(如图2所示)图2①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．自测2 将一电源电动势为E ，内阻为r 的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路总电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是( ) A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大 B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U 外＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 外可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大 答案 C解析 因R 的变化，才使I 发生了改变，故不能用U 外＝IR 来分析U 外随I 的变化情况．由闭合电路欧姆定律知，U 外＝E －Ir ，E 、r 为定值，故U 外随I 的增大而减小，故A 、B 错，C 对；对于P ＝IU 外，I 增大，R 减小，若R ＜r ，由输出功率P 随外电阻变化曲线可知，R 减小，P 减小，故D 错．自测3 某电源电动势为E ，内阻为r .根据路端电压与电流的关系式U ＝E －Ir ，作出U 与I 的函数图象如图3所示．下列说法正确的是( )图3A ．图线斜率的绝对值表示内阻的大小B ．电源短路的状态对应于图中的P 点C ．电动势越大，P 点位置越接近坐标原点D ．外电路断开的状态对应于图中的Q 点 答案 A解析 U －I 图象中，由U ＝E －Ir 知，图线为一条直线，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故A 正确.命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析 1．总电阻变化的规律(1)当外电路的任何一个电阻阻值增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．2．电路动态分析的两种方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I串联分压U →变化支路．(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论． 类型1 闭合电路欧姆定律例1 (2018·湖州市三县期中)如图4所示的电路中，电源电动势E ＝6 V ，电源内阻r ＝1 Ω，电阻R 1＝3 Ω，电阻R 2＝6 Ω.当闭合开关S 后，流过R 1的电流为( )图4A.43 A B.23 A C ．2 A D ．1 A答案 A解析 R 1与R 2并联电阻R 12＝3×63＋6Ω＝2 Ω I 总＝E R 12＋r ＝62＋1 A ＝2 A ，流过R 1的电流I 1＝R 2R 1＋R 2I 总＝63＋6×2 A ＝43 A ，故A 正确．变式1 有两个阻值都为R 的电阻，串联起来接在电动势为E 的电源上，通过每个电阻的电流为I ，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为23I ，则该电源的内阻是( )A ．R B.R 2 C ．4R D.R8答案 C解析 由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I ＝E 2R ＋r，两电阻并联时23I ＝12·ER 2＋r ，解得r ＝4R ，故选项C 正确．类型2 电路的动态分析例2 (2018·书生中学月考)巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应．巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻在一定磁场作用下随磁感应强度B 的增加而急剧减小的特性．如图5所示为检测电路，设输电线路电流为I (不是GMR 中的电流)，GMR 为巨磁电阻，R 1、R 2为定值电阻，已知输电线路电流I 在巨磁电阻GMR 处产生的磁场的磁感应强度B 的大小与I 成正比，下列有关说法正确的是( )图5A．如果I增大，电压表V1示数减小，电压表V2示数减小B．如果I增大，电流表A示数减小，电压表V1示数增大C．如果I减小，电压表V1示数增大，电压表V2示数增大D.如果I减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小答案 D变式2(多选)如图6所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的是()图6A．触点O向下滑动B．触点O向上滑动C．电路中的电流增大了D．电路中的电流减小了答案BD解析当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的触点O向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据I＝ER＋r可知电路中的电流变小，电流表示数变小，选项A、C错误，B、D正确．类型3闭合电路的故障分析1．故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．2．检测方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段被短路．(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程．(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在使用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．例3 用电压表检查图7电路中的故障，测得U ad ＝5.0 V ，U cd ＝0，U bc ＝0，U ab ＝5.0 V ，则此故障可能是( )图7A ．L 断路B ．R 断路C ．R ′断路D ．S 断路答案 B解析 由U ad ＝5.0 V 和U ab ＝5.0 V 可知，开关S 、灯泡L 、电阻R ′均为通路，由U cd ＝0，U bc ＝0可知电路为断路故障(电路中无电流)，所以故障可能是R 断路，选项B 正确． 命题点二 电路中的功率及效率问题 1．电源的总功率(1)任意电路：P 总＝IE ＝IU 外＋IU 内＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率 P 内＝I 2r ＝IU 内＝P 总－P 出． 3．电源的输出功率(1)任意电路：P 出＝IU 外＝IE －I 2r ＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r .②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大． 4．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%.(2)纯电阻电路：η＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100%.因此在纯电阻电路中R 越大，η越大；当R ＝r 时，电源有最大输出功率，但电源的效率仅为50%. 例4 直流电路如图8所示，电源内阻不可忽略，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的()图8A ．总功率一定增大B ．效率一定减小C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小 答案 C解析 滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，选项A 错误；根据η＝R 外R 外＋r×100%＝11＋r R 外×100%可知选项B 错误；由P 内＝I 2r 可知，选项C 正确；由P 出－R 外图象，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 出的变化情况，选项D 错误．变式3 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P 与电阻箱读数R 变化的曲线如图9所示，由此可知()图9A ．电源最大输出功率可能大于45 WB ．电源内阻一定等于5 ΩC ．电源电动势为45 VD ．电阻箱所消耗功率P 最大时，电源效率大于50% 答案 B解析 由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P 等于电源输出功率．由电阻箱所消耗功率P 与电阻箱读数R 变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P 最大为45 W ，所以电源最大输出功率为45 W ，选项A 错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B 正确；由电阻箱所消耗功率P 最大值为45 W 时，电阻箱读数为R ＝5 Ω，电流I ＝PR＝3 A ，电源电动势E ＝I (R ＋r )＝30 V ，选项C 错误；电阻箱所消耗功率P 最大时，电源效率为50%，选项D 错误．变式4 (多选)(2018·杭州市期末)许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某电池板不接负载时电压是600 μV ，短路电流是30 μA ，下列说法正确的是( ) A ．该电池板电动势约为600 μV B ．该电池板内阻约为20 ΩC ．该电池板最大输出功率为4.5×10－9 WD ．该电池板最大输出效率为50% 答案 ABC解析 当电池板不接负载时所测量电压为电源的电动势，故电池板的电动势E 约为600 μV ，由题意可知电池板的内阻为r ＝E I ＝600 μV 30 μA＝20 Ω，故A 、B 正确；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时最大输出功率P max ＝E 24r ＝(600×10－6)24×20 W ＝4.5×10－9 W ，故C 正确；由η＝P 出P 总×100%＝IU IE ×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100%知，R 越大，效率越高，可高于50%，故D 错误．变式5 如图10所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω，当滑动变阻器阻值为R 1时可使甲电路输出功率最大，滑动变阻器阻值为R 2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2的值分别为( )图10A ．2 Ω，2 ΩB ．2 Ω，1.5 ΩC ．1.5 Ω，1.5 ΩD ．1.5 Ω ,2 Ω答案 B解析 因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω，故选项C 、D 错误；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，当I ＝E2r ＝2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为P 0＝2 W ，发热功率为P 热＝I 2R 0′＝4 W ，所以电动机的输入功率为P 入＝P 0＋P 热＝6 W ，电动机两端的电压为U M ＝P 入I ＝3 V ，电阻R 2两端的电压为U R 2＝E －U M－Ir ＝3 V ，所以R 2＝U R 2I ＝1.5 Ω，选项A 错误，选项B 正确．命题点三 电源和电阻U －I 图象的比较 两种图线的比较例5 如图11所示，直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2两端的电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则( )图11A ．R 1接在电源上时，电源的效率高B ．R 2接在电源上时，电源的效率高C ．R 1接在电源上时，电源的输出功率大D ．电源的输出功率一样大 答案 A解析 由题图图线的交点读出，R 1接在电源上时U 1＝34U 0，I 1＝14I 0，电源的输出功率P 1＝U 1I 1＝316U 0I 0，电源的效率η1＝316U 0I 014U 0I 0×100%＝75%；R 2接在电源上时U 2＝12U 0，I 2＝12I 0，电源的输出功率P 2＝U 2I 2＝14U 0I 0，电源的效率η2＝14U 0I 012U 0I 0×100%＝50%，故A 正确，B 、C 、D 错误．变式6 如图12所示为某一电源的U －I 图线，由图可知()图12A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13 ΩC ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为2.5 A 答案 A解析 I ＝0时，E ＝2 V ，A 对；r ＝2－0.86 Ω＝0.2 Ω，B 错；I 短＝E r ＝20.2 A ＝10 A ，C 错；U ＝1 V 时，I ＝E －U r ＝2－10.2A ＝5 A ，D 错． 变式7 如图13为两个闭合电路中两个不同电源的U －I 图象，下列判断正确的是()图13A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1＜I 2B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＞r 2C ．电动势E 1＞E 2，内阻r 1＜r 2D ．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大 答案 D解析 U －I 图象中图线与U 轴的交点表示电源的电动势，与I 轴的交点表示短路电流(横、纵坐标从0开始)，U －I 图象中图线斜率的绝对值表示内阻，故电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1＞I 2，内阻r 1＜r 2，故选项A 、B 、C 错误；根据U ＝E －Ir 可知，当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的内阻大，路端电压变化大，故选项D 正确．变式8 (多选)在如图14所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U －I 图线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( )图14A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 ΩB ．电阻R 的阻值为1 ΩC ．电源的输出功率为4 WD ．电源的效率为50% 答案 ABC解析 由题图中图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V ，内阻为r ＝EI 短＝0.5 Ω，由题图中图线Ⅱ可知，电阻R 的阻值为1 Ω，该电源与电阻R 直接相连组成的闭合电路的电流为I ＝Er ＋R ＝2 A ，路端电压U ＝IR ＝2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为P ＝UI ＝4 W ，电源的效率为η＝UIEI ×100%≈66.7%，故选项A 、B 、C 正确，D 错误．1．闭合电路欧姆定律的下列叙述中正确的是( ) A ．E ＝IR ＋Ir 适用于所有电路B ．I ＝ER ＋r 仅适用于外电路是纯电阻的电路C ．E ＝U 外＋U 内仅适用于纯电阻电路D ．电源的电动势数值上等于电源两极间的电压 答案 B解析 E ＝IR ＋Ir 和I ＝ER ＋r 仅适用于外电路是纯电阻的电路，选项A 错误，B 正确；E ＝U 外＋U 内对任何电路都适用，选项C 错误；电源的电动势数值上等于外电路断开时电源两极间的电压，选项D 错误． 2．将一块内阻为600 Ω，满偏电流为50 μA 的电流表G 改装成量程为3 V 的电压表，应该( ) A ．串联一个60.0 kΩ的电阻 B ．并联一个60.0 kΩ的电阻 C ．串联一个59.4 kΩ的电阻 D ．并联一个59.4 kΩ的电阻 答案 C解析 改装成电压表需要串联一个分压电阻，选项B 、D 错误；根据欧姆定律可知：R ＋R g ＝UI g ，解得R ＝59.4kΩ，选项A 错误，C 正确．3．一电池外电路断开时的路端电压为3 V ，接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V ，则可以判定电池的电动势E 和内阻r 为( ) A ．E ＝2.4 V ，r ＝1 Ω B ．E ＝3 V ，r ＝2 Ω C ．E ＝2.4 V ，r ＝2 Ω D ．E ＝3 V ，r ＝1 Ω答案 B解析 电路断开时，路端电压等于电动势，E ＝3 V ， 又E ＝U ＋Ir ＝U ＋URr ，解得内阻r ＝2 Ω.4．在如图1所示的电路中，电源的内阻不能忽略，当电路中接入的电灯数目增多时，下列说法正确的是( )图1A ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小B ．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大C ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大D ．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小答案 D5．在如图2所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电阻R1和滑动变阻器R2串联，将R2的滑片P向右移动至最右端时，下列说法正确的是()图2A．电源内消耗的功率最小B．电阻R1消耗的功率最小C．电路的外电阻最小D．电源的内电压最小答案 C解析将R2的滑片P向右移动至最右端时，R2被短路，电路的外电阻最小，总电阻最小，由闭合电路欧姆定律可得电路中电流最大，则内电压最大，根据P＝I2R可知，电阻R1消耗的功率最大，电源内消耗的功率也最大，故C正确，A、B、D错误．6．如图3所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，关于理想电流表A和理想电压表V的示数变化叙述正确的是()图3A．电流表A示数变大，电压表V示数变大B．电流表A示数变大，电压表V示数变小C．电流表A示数变小，电压表V示数变大D．电流表A示数变小，电压表V示数变小答案 C解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器的有效电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流变小，则电流表A示数变小．根据闭合电路欧姆定律可知：电压表V示数U＝E －I(R1＋r)，I变小，则U变大，故A、B、D错误，C正确．7．如图4所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6 V变为5 V，电流表读数的变化量为0.5 A，则下列说法中正确的是( )图4A ．电流表的读数变小了，电源的内阻为10 ΩB ．电流表的读数变大了，电源的内阻为20 ΩC ．电流表的读数变大了，电源的内阻为2 ΩD ．不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻 答案 C解析 电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U 内＝Ir ，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以ΔU ＝ΔI ·r ，代入数据得，电源的内阻r ＝2 Ω，选项C 正确．8．有一个电动势为3 V 、内阻为1 Ω的电源．下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W ，且使该电源的效率大于50%的是( ) A ．0.5 Ω B ．1 Ω C ．1.5 Ω D ．2 Ω答案 C解析 电阻功率P ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫ER ＋r 2R ，当P ＝2 W 时，代入数据解得R 1＝0.5 Ω，R 2＝2 Ω，若使功率大于2 W ，则0.5 Ω＜R ＜2 Ω，电源效率η＝P 出P 总×100%＝IR I (R ＋r )×100%＝R R ＋r ×100%，因为η＞50%，所以R ＞1 Ω，综上可得1 Ω＜R ＜2 Ω，A 、B 、D 错误，C 正确．9．如图5所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L 1亮，灯L 2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是( )图5A．L1断路B．L1短路C．L2断路D．L2短路答案 D解析电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，故A、C错误；电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，是L2短路，故B错误，D正确．10．用如图6甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，根据测得的数据作出如图乙所示的U－I图线，由图可知下列判断正确的是()图6A．电源电动势的测量值为1.40 VB．电源内阻的测量值为3.50 ΩC．外电路发生短路时的电流为0.40 AD．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数为0.30 A答案 A11.如图7所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有()图7A．R接到a电源上，电源的效率较高B．R接到b电源上，电源的输出功率较大C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D ．R 接到b 电源上，电阻的功率和电源的效率都较高 答案 C解析 由题图判断电源a 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率η＝RR ＋r ×100%，内阻越大，效率越低，故R接到a 电源上电源效率低；电源的输出功率P ＝UI 对应图线交点坐标的乘积，故R 接到a 电源上电源的输出功率大，故C 正确．12．电动自行车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数．根据表中数据可以得出(取g ＝10 m/s 2)( )A.电动机在正常工作时的输入功率为40 WB ．水平路面上额定功率下且满载以最大速度行驶过程中，电动自行车所受阻力为20 NC ．在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为200 WD ．电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为7.2×105 W 答案 D解析 电动机在正常工作时的输入功率为 P ＝UI ＝40×5 W ＝200 W ，故A 错误； 当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则P 出＝F f v ，解得F f ＝P 出v ＝16010 N ＝16 N ，故B 错误；电动机的内阻r ＝P －P 出I 2＝200－16052Ω＝1.6 Ω，在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为 P ′＝U 2r ＝4021.6W ＝1 000 W ，故C 错误；电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为W ＝Pt ＝7.2×105 J ，故D 正确．13．太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给路灯供电，安全节能无污染，已被广泛采用．如图8所示，是某地使用的太阳能路灯和它的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为( )图8A ．7.58 ΩB ．6.03 ΩC ．6.23 ΩD ．7.35 Ω 答案 D解析 电池板的开路电压等于电池板的电动势，则该电池板的电动势为E ＝43 V 由题图知，短路电流为I 短＝5.85 A 根据闭合电路欧姆定律得：电池板的内阻 r ＝E I 短＝435.85Ω≈7.35 Ω. 14．如图9所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.图9(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流．(2)然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R 1的总电荷量．(3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率．答案 (1)1 A (2)4 V 1.2×10－4 C (3)6.25 W解析 (1)稳定时，电路中的电流I ＝Er ＋R 1＋R 2＝1 A.(2)S 闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压U ＝IR 2＝1×6 V ＝6 V ，S 断开后，电容器两端的电压为10 V ．所以ΔU ＝4 V ，流过R 1的总电荷量为ΔQ ＝C ·ΔU ＝1.2×10－4 C.(3)P R 2＝(E r ＋R 1＋R 2)2R 2＝E 2[R 2－(R 1＋r )]2R 2＋4(R 1＋r )，可见当R 2＝R 1＋r 时，R 2消耗的功率最大，P m R 2＝E 24(R 1＋r )＝6.25 W.。
(浙江专)2019高考物理一轮复习第八章恒定电流考点强化练24电学实验2
考点增强练24电学实验(2)1.(2017舟山模拟)指针式多用电表是实验室中常用的丈量仪器,请完成以下问题:(1)在使用多用电表丈量时,若选择开关拨至“25mA”挡指针的地址以以下图,则丈量结果为mA。
(2)用多用电表进行了电阻丈量,主要实验步骤以下:A.把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;B.把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;D.换用“×100”的欧姆挡进行丈量,随即记下电阻数值;E.把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处。
上述实验中有两处操作错误,错误一:。
错误二:。
2.关于多用电表的使用,以下做法正确的选项是( )A.把多用电表的选择开关旋至合适的直流电压挡,用图甲所示电路,合上开关S,则可测小灯泡两端的电压B.把多用电表的选择开关旋至合适的直流电流挡,用图乙所示电路,合上开关S,则可测经过小灯泡的电流C.把多用电表的选择开关旋至合适的欧姆挡,进行调零后,用图丙所示电路,开关S保持断开,则可测小灯泡的电阻D.把多用电表的选择开关旋至合适的欧姆挡,进行调零后,用图丁所示电路,会观察到此时欧姆表的示数很大3.为了丈量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按如图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数凑近1.5 V,且几乎不变,直到当滑片滑至周边B端时电压表的示数急巨变化,这类状况很难读出电压数值和分布均匀的几组不一样的电流值、电压值,出现上述状况的原因是。
改进方法是。
改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图乙所示的图象,由图象可知,这个电池的电动势为E=V,内阻r=Ω。
4.以以下图,一只黑箱有A、B、C三个接线柱,已知黑箱内的电器元件只有两个,某同学利用多用电表电压挡丈量,各接线柱间电压均为零,利用欧姆挡挨次进行6次丈量,将每次红黑表笔的地址、测得的阻值都填入表中。
2020年浙江省学考选考浙江物理53A高三物理复习资料专题八恒定电流
C. It
q
D. It
Sq
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解析 根据电流定义可知,在Δt时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt, 所以在这段时间内通过的自由电子数为N=Q = It ,所以C对,D错;由于
自由电子定向移动速率是v,在时间Δt内,位于以某横截面为底,长l=vΔt 这段导线内的自由电子都能通过横截面,V=Sl=SvΔt,总的自由电子数N= nV=nSvΔt,A对,B错。 答案 AC
传导速率为3×108 m/s
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例1 (2017浙江嘉兴嘉善月考)(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经 其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子 的电荷量均为q,此时电子定向移动的速率为v,则在Δt时间内,通过导线 横截面的自由电子数目可表示为 ( )
A.nvSΔt
B.nvΔt
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高考物理(浙江专用)
专题八 恒定电流
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考点清单
考点一 电路的基本概念和规律
考向基础 一、电路的基本概念
物理量 描述
表达式
性质
备注
电流 电荷的① 定向移动 形成电流
标量,方向规定为与 ② 正电荷 定向移动 方向相同
形成条件:a.导体中存在③ 自由电荷 ;b.导体两端存 在电压
电阻
导体对电流的④ 阻碍作用 的改装
改装成电压表
改装成电流表
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改装原理 改装后的量程
备注
串联分压 U=Ig(R+Rg)
并联分流
I= R Rg R
Ig
改装后指针偏角大小取决于通过表头的电流大小,而示数则由偏角和量程 共同决定
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例2 (2017浙江衢州月考,7)有两个相同的电流表,允许通过的最大电流 (满偏电流)为Ig=1 mA,表头电阻Rg=30 Ω,若改装成一个量程为3 V的电 压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别 ( ) A.串联一个2 990 Ω的电阻和并联一个0.15 Ω的电阻 B.并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.15 Ω的电阻 C.串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻 D.并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻
(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习第八章恒定电流第1讲电路的基本概念与规律学案
第1讲 电路的基本概念与规律[考试标准]一、电源、电流和电动势 1．电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置． 2．电流(1)定义式：I ＝q t.(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向． (3)微观表达式：I ＝nqSv . 3．电动势 (1)定义式：E ＝W q.(2)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量．自测1 (2019届西湖高级中学模拟)如图1所示为两节某品牌的不同型号干电池，其上均标有“1.5V”字样，下列说法正确的是( )图1A ．两种型号的电池都有内阻而且一定相同B ．两种型号的电池储存的能量一定一样多C ．“1.5V”表示电池供电时正负极之间的电压为1.5VD ．“1.5V”表示电池供电时每通过1C 的电荷量，有1.5J 的化学能转化为电能 答案 D二、欧姆定律、U －I 图象及I －U 图象 1．欧姆定律 (1)表达式：I ＝U R. (2)适用范围①金属导电和电解质溶液导电(对气态导体和半导体元件不适用)． ②纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)． 2．U －I 图象及I －U 图象的比较自测2 (多选)如图2所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出( )图2A ．通过电阻的电流与两端电压成正比B ．电阻R ＝0.5ΩC ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α＝1.0Ω D ．在R 两端加上6.0V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C 答案 AD三、电功、电热、电功率 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化为其他形式的能的过程． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝W t＝UI (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)表达式：Q ＝I 2Rt . 4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P ＝Q t＝I 2R .自测3 如果家里的微波炉(1000W)、电视机(100W)和洗衣机(400W)平均每天都工作1h ，一个月(30天计)的用电量是( ) A ．10kW·h B ．20kW·h C ．45kW·hD ．40kW·h答案 C解析 P ＝100W ＋1000W ＋400W ＝1500W ＝1.5kW ，故W ＝Pt ＝1.5kW×1h×30＝45kW·h. 四、导体的电阻 1．电阻的定义式：R ＝UI. 2．电阻的决定式：R ＝ρl S. 3．电阻率(1)计算式：ρ＝R S l. (2)电阻率与温度的关系①金属：电阻率随温度升高而增大．②半导体(负温度系数)：电阻率随温度升高而减小． ③一些合金：几乎不受温度变化的影响．④超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体． 自测4 下列关于电阻率的叙述，正确的是( ) A ．电阻率与导体的长度和横截面积有关B ．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C ．电阻率大的导体，电阻一定大D ．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可以用来制成电阻温度计 答案B命题点一 对电阻定律、欧姆定律的理解 电阻的决定式和定义式的比较例1 如图3所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab ＝10cm ，bc ＝5cm ，若将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为1A ；若将C 与D 接入电压为U 的电路中时，则电流为( )图3A ．4AB ．2AC.12AD.14A答案 A解析 根据电阻定律公式R ＝ρL S 得，R AB ＝ρL ab S ad ，R CD ＝ρL ad S ab ，故R AB R CD ＝41.接入电压相同的电路，两次电流之比为1∶4，故将C 与D 接入电压为U 的电路中时电流为4A.变式1 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ) A ．1∶4 B ．1∶8 C ．1∶16 D ．16∶1答案 C变式2 已知纯电阻用电器A 的电阻是纯电阻用电器B 的电阻的2倍，加在A 上的电压是加在B 上的电压的一半，那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是( ) A ．I A ＝2I B B ．I A ＝I B 2C ．I A ＝I BD ．I A ＝I B4答案 D解析 由I ＝U R 得，I A ∶I B ＝U A R A ∶U B R B ＝1∶4，即I A ＝I B4，故选项D 正确．变式3 (2016·浙江10月选考·9)一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口．管中盐水柱长为40cm 时测得电阻为R .若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同．现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)，则盐水柱电阻变为( ) A.45R B.54R C.1625R D.2516R 答案 D解析 由于总体积不变，设40cm 长时盐水柱的横截面积为S .所以长度变为50cm 后，横截面积S ′＝45S ，根据电阻定律有R ＝ρ40S ，R ′＝ρ5045S ，联立两式得R ′＝2516R ，选项D 正确．变式4 如图4所示，两个同种材料制成的导体放在水平面上，两导体是横截面为正方形的柱体，柱体高均为h ，大柱体横截面边长为a ，小柱体横截面边长为b ，则( )图4A ．若电流沿图示方向，大柱体与小柱体的电阻之比为a ∶bB ．若电流沿图示方向，大柱体与小柱体的电阻之比为a 2∶b 2C ．若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为b ∶aD ．若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为b 2∶a 2答案 D解析 电流如题图方向时，由R ＝ρL S ，R 大＝ρa ah， R 小＝ρbbh，故R 大∶R 小＝1∶1，故A 、B 错误； 电流方向竖直向下时，R 大′＝ρh a 2，R 小′＝ρhb 2， 则R 大′∶R 小′＝b 2∶a 2，故C 错误，D 正确． 命题点二 伏安特性曲线的理解1．图5甲中图线a 、b 表示线性元件，图乙中图线c 、d 表示非线性元件． 2．图线a 、b 的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b (如图甲所示) 3．图线c 的电阻随电压的增大而减小，图线d 的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)．图54．非线性元件的I －U 图线是曲线时，导体电阻R n ＝U n I n，即电阻等于图线上点(U n ，I n )与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数． 类型1 线性元件的分析例2 如图6所示，图线1表示的导体电阻为R 1，图线2表示的导体电阻为R 2，则下列说法正确的是( )图6A ．R 1∶R 2＝1∶3B ．R 1∶R 2＝3∶1C ．将R 1与R 2串联后接在恒定电源上，则流过两电阻的电流之比为1∶3D ．将R 1与R 2并联后接在恒定电源上，则流过两电阻的电流之比为1∶3 答案 A解析 在I －U 图象中，R ＝1k ，由题图可知，k 1＝1，k 2＝13，所以R 1∶R 2＝1∶3，选项A 正确，B 错误；R 1与R 2串联后接在恒定电源上，流过两电阻的电流相等，选项C 错误；R 1与R 2并联后接在恒定电源上，流过两电阻的电流之比I 1I 2＝R 2R 1＝31，选项D 错误．变式5 某导体的伏安特性曲线如图7所示，下列说法中错误的是( )图7A ．该导体的电阻是25ΩB ．当该导体两端的电压为5V 时，该导体的电功率为0.5WC ．当该导体两端的电压为1V 时，通过该导体的电流为0.04AD ．当通过该导体的电流为0.1A 时，该导体两端的电压为2.5V 答案 B解析 I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故电阻R ＝50.2Ω＝25Ω，故A 正确； 当该导体两端电压为5V 时，电流I ＝0.2A ，电功率P ＝UI ＝1W ，故B 错误；当该导体两端电压为1V 时，电流I ＝U R ＝125A ＝0.04A ，故C 正确；当电流为0.1A 时，电压U ＝IR ＝0.1×25V＝2.5V ，故D 正确． 类型2 非线性元件的分析例3 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W 及以上的白炽灯，之后逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图8所示．图象上A 点与原点的连线与横轴成α角，A 点的切线与横轴成β角，则( )图8A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan βC ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为U 0I 0答案 CD解析 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A 错误；在A 点，白炽灯的电阻大小可表示为U 0I 0，选项B 错误，选项D 正确；在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0，选项C 正确． 变式6 如图9所示为某电学元器件的U －I 图线，图中倾斜虚线为曲线上P 点的切线．当通过该元器件的电流为0.4A 时，该元器件的阻值为( )图9A ．250ΩB ．125ΩC ．100ΩD ．62.5Ω答案 B解析 由题图可知，当电流为0.4A 时，电压为50V ，则由欧姆定律可知，阻值为：R ＝U I ＝500.4Ω＝125Ω，故B 正确，A 、C 、D 错误． 命题点三 电功、电功率和电热的计算 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较：2.电功与电热的处理方法：(1)首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，正确选择计算公式． (2)处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．例4 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC ．1min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J D ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍答案 C解析由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝UI1＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠UI2，P2＝UI2＝110W，其在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．故选C.变式7如图10所示是某一电器的铭牌，从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是( )图10答案 A解析铭牌上标注功率为24W，功率较低，所以应为电风扇，选项A正确．变式8(多选)现有充电器为一手机电池充电，等效电路如图11所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( )图11A．充电器输出的电功率为UI＋I2rB．电能转化为化学能的功率为UI－I2rC ．电池产生的热功率为I 2r D ．充电器的充电效率为Ir U×100% 答案 BC解析 充电器输出的电功率为：P 输出＝UI ，故A 错误；电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：UIt ＝I 2rt ＋Pt ，故有：P ＝UI －I 2r ，故B 正确；电池产生的热功率为P 热＝I 2r ，故C 正确；充电器的充电效率为η＝U －IrU×100%，故D 错误．变式9 (2018·嘉兴市期末)如图12所示为一台冬天房间里取暖用的暖风机．其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出．设电动机的线圈电阻为R 1，电阻丝的电阻为R 2，将暖风机接到额定电压为U (有效值)的交流电源上，正常工作时，电路中的电流有效值为I ，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P 1、P 2、P ，则下列关系式正确的是( )图12A ．P 1＝I 2R 1 B ．P 2＞I 2R 2 C ．P ＝UI D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)答案 C变式10 (2016·浙江10月选考·11)如图13为一种服务型机器人，其额定功率为48W ，额定工作电压为24V ．机器人的锂电池容量为20A·h，则机器人( )图13A ．额定工作电流为20AB ．充满电后最长工作时间为2hC ．电池充满后总电荷量为7.2×104C D ．以额定电流工作时每秒消耗能量为20J答案 C解析 根据P ＝UI 可知，机器人额定工作电流为2A ，选项A 错误；机器人的锂电池容量为20A·h，则在额定电流2A 下工作时，能够工作最长时间为10h ，选项B 错误；电池充满电后的总电荷量Q ＝It ＝20×3600C＝7.2×104C ，选项C 正确；在额定电流下，机器人功率为48W ，即每秒消耗能量48J ，选项D 错误．1．(2019届温州市模拟)下列说法正确的是( ) A ．电流强度是矢量B ．带电微粒所带的电荷量有可能是2.4×10－19CC ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D ．电动势在数值上等于非静电力在电源内部把1C 的正电荷从负极移送到正极所做的功 答案 D2．关于导体的电阻和电阻率，下列说法中正确的是( )A ．由R ＝UI可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比 B ．由R ＝ρl S可知，同种导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比 C ．由ρ＝RS l 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比 D ．由ρ＝RS l可知导体的电阻越大，其电阻率越大 答案 B解析 导体的电阻是导体本身的性质，与两端电压和通过导体的电流无关，同种导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，选项A 错，B 对；电阻率是材料本身的性质，只与材料和温度有关，与导体的长度和横截面积无关，选项C 、D 均错．3．某同学在商场买了一个标有“220V 800W”的电水壶，为了验证电水壶质量是否合格，他特意用多用电表测量了电水壶的电阻，若电水壶合格，那么该同学测得的电水壶的阻值( ) A ．接近60.5ΩB ．略大于60.5ΩC ．明显大于60.5ΩD ．明显小于60.5Ω答案 D解析 依据电水壶标签上额定电压和额定功率求出的电阻为高温状态下的电阻，而用多用电表测出的电水壶电阻为常温下的电阻，且温度相差很大，根据金属材料的电阻随温度的升高而增大可知选项D 正确．4.一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过电阻横截面的电荷量q 随时间t 变化的图象如图1所示，此图象的斜率可表示为( )图1A ．UB ．R C.U RD.1R答案 C5．随着人们生活水平的逐步提高，家用电器的种类不断增多．下列关于家庭电路的说法中正确的是 ( )A ．灯与控制它的开关是并联的，与插座是串联的B ．使用测电笔时，不能用手接触到笔尾的金属体C ．电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大D ．增加大功率用电器时，只需换上足够粗的保险丝即可 答案 C解析 因为开关是控制灯工作与否的，所以开关必须与灯是串联关系，而灯的工作情况不影响插座的工作，所以是并联的，故A 错误；使用测电笔时，必须接触笔尾的金属体，故B 错误；电路中电流过大的原因有两个：一个是使用的电器总功率过大，另一个是发生短路，故C 正确；增加大功率用电器的时候，不但要换上足够粗的保险丝，输电线也要更换横截面积大的导线，故D 错误．6.如图2所示，R 1、R 2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，正方形的边长之比为2∶1，通过这两个导体的电流方向如图所示，则以下说法正确的是( )图2A．导体材料的电阻率跟长度成正比，跟材料的横截面积成反比B．若通过导体的电流方向如图，两个导体的电阻R1∶R2＝4∶1C．若两导体的电流方向垂直于正方形面通过，则导体电阻之比R1∶R2＝4∶1D．若通过导体的电流方向如图，不管两导体电阻是串联还是并联在电路中，两电阻的热功率相同答案 D解析材料的电阻率由材料本身的性质决定，与长度及横截面积无关，A选项错误；设导体的厚度为D，正方形边长为l，若通过导体的电流方向如题图所示，则R＝ρlS＝ρllD＝ρD，即两导体电阻相等，不管两导体电阻是串联还是并联在电路中，两电阻的热功率相同，B选项错误，D选项正确；若电流方向垂直正方形面通过，由电阻定律可得R＝ρDl2，则R1∶R2＝1∶4，C选项错误．7．如图3所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等，但横截面积b是a 的两倍；c与a的横截面积相等，但长度c是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是( )图3A．电压表的示数是的2倍B．电压表的示数是的2倍C．电压表的示数是的2倍D．电压表的示数是的2倍答案 A解析 由题意可知：L c ＝2L a ＝2L b ，S b ＝2S a ＝2S c ；设b 的电阻R b ＝R ，由电阻定律R ＝ρLS，得：R a ＝2R b ＝2R ，R c ＝2R a ＝4R ，R c ∶R a ∶R b ＝4∶2∶1，由题图可知，a 、b 、c 三个电阻串联，通过它们的电流I 相等，由U ＝IR 得：U c ∶U a ∶U b ＝4∶2∶1，U V3∶U V1∶U V2＝4∶2∶1. 8．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1A ，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4AB ．0.8AC ．1.6AD ．3.2A 答案 C解析 大圆管内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的14，则电阻变为原来的116，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍，C 正确．9．(2017·浙江11月选考·12)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如下表所示，则这些电器一天消耗的电能约为( )A.6.1×103W B ．6.1×102J C ．2.2×104W D ．2.2×107J答案 D解析 根据题表数据可知，每天消耗的电能为W ＝2kW×1h＋1.2kW×3h＋0.1kW×2h＋0.016kW×4h＋0.009kW×24h＝6.08kW·h≈2.2×107J ，故D 正确．10．某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量进行抽查，结果公布如下：十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把横截面积缩小，买2.5平方毫米的电线，拿到手的仅为1.5平方毫米，载流量不够；另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料作电线外皮，电阻率达不到要求……则以下说法正确的是( )A．横截面积减小的铜的电阻率增大B．再生铜或含杂质很多的铜的电阻率很小C．再生塑料作电线外皮，使电线的绝缘性能下降D．铜是导体，电阻为零，横截面积和杂质对其没有影响答案 C11.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫．如图4为某款扫地机器人，已知其电池容量2200mAh，额定工作电压15V，额定功率33W，则下列说法正确的是( )图4A．题中“mAh”是能量的单位B．扫地机器人的电阻是20ΩC．扫地机器人正常工作时的电流是2.2AD．扫地机器人充满电后一次工作时间约为2h答案 C12．室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电灯、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器．如果进线处只有13A的保险丝，供电电压为220V，为用电安全，下列情况下不能同时使用的是( )A．电饭煲和电灯B．取暖器和空调器C．电饭煲和空调器D．电灯、电视机和空调器答案 C解析当保险丝达到最大电流时电路中的总功率P＝UI＝220×13W＝2860W电饭煲和电灯同时使用的功率为：P1＝(1500＋200) W＝1700W＜2860W，可以同时使用；取暖器和空调器同时使用的功率为：P2＝(750＋2000) W＝2750W＜2860W，可以同时使用；电饭煲和空调器同时使用的功率为：P3＝(1500＋2000) W＝3500W＞2860W，不可以同时使用；电灯、电视机和空调器同时使用的功率为：P4＝(200＋250＋2000) W＝2450W＜2860W，可以同时使用，故C正确．13.R1、R2的伏安特性曲线如图5所示．下列说法正确的是( )图5A．R1、R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域ⅠB．R1、R2并联后的总电阻的伏安特性曲线在区域ⅡC．R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域ⅠD．R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在区域Ⅱ答案 A解析在I－U图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知电阻R1的阻值较大，电阻R2的阻值较小．R1、R2并联后的总电阻小于任意一个电阻值，所以伏安特性曲线在电阻值比较小的Ⅰ区，故A正确，B错误；若将两电阻串联后接入电路，由于串联后的总电阻大于任意一个电阻，所以R1、R2串联后的总电阻的伏安特性曲线在电阻值比较大的区域Ⅲ，故C、D错误．14．某导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )图6A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为4ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了10Ω答案 D解析 根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点电阻分别为R A ＝30.1Ω＝30Ω，R B ＝60.15Ω＝40Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10Ω，D 正确，A 、B 、C 错误．15．第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3000mAh 电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注．如图7是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则( )图7A ．4.35V 表示该电池的电动势B ．11.4Wh 表示该电池能提供的电量C ．3000mAh 表示该电池能提供的电能D ．该电池充满电后以100mA 的电流工作时，可连续工作30小时 答案 D解析 4.35V 是充电电压，不是电池的电动势，A 错误；11．4Wh 是电池能提供的电能，不是电池提供的电量，B 错误；mAh 是电量的单位，3000mAh表示电池能提供的电量，C 错误；由t ＝Q I ＝3000mAh100mA＝30h 知，D 正确．16．(2018·杭州市重点中学期末)如图8所示，2013年，杭州正式推出微公交，它是一种零排放的纯电动汽车，这为杭州人绿色出行又提供了一种方案．该电动车配有一块12V 三元锂电池，容量达260Ah ；采用220V 普通电压充电，一次完全充电约需8h ；行驶时最大时速可达80km/h ，充满电后可最多行驶80 km.则以下判断正确的是(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率，可认为电能的价格为0.8元/kW·h)( )图8A ．充电电流为260AB ．充满电后储存的电能为3120JC ．折合每公里的电能成本约为0.03元D ．匀速行驶时的阻力约为2.0×104N 答案 C17．(2019届金华市质检)有一台标称值为“220V,50W”的电风扇，其线圈电阻为0.4Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中正确的是( )A ．I ＝P U ＝522A ，Q ＝UIt ＝3000JB ．Q ＝Pt ＝3000JC ．I ＝P U ＝522A ，Q ＝I 2Rt ＝1.24JD ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60J＝7.26×106J答案 C解析 电风扇消耗的电能转化为机械能与内能两部分，公式UIt 和公式Pt 都是电功的表达式，不是电热的表达式，故A 、B 错误；电流：I ＝P U ＝50220A ＝522A ；电风扇正常工作时产生的电热是由于线圈电阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为：Q ＝I 2Rt ＝(522)2×0.4×60J＝1.24J ，故C 正确；电风扇不是纯电阻电路，不能用Q ＝U 2Rt 计算电热，故D 错误．。
2020届高考物理总复习学案：第八单元 恒定电流 课时2 Word版含答案
第八单元恒定电流课时2 闭合电路的欧姆定律1.电动势(1)非静电力①定义:非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种非静电力做的功,使电荷的电势能增加。
②非静电力实质:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。
(2)电动势①定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫作电源的电动势。
②公式:E=。
③电动势是电池的重要参数,电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无关。
I=I 1+I 2+I 3 =++======3.电流表、电压表的改装(1)小量程电流表(表头)主要部分:永久磁铁和可转动线圈。
(2)改装原理:小量程的电流表改装成大量程的电流表应并联一小电阻;小量程的电流表改装成大量程的电压表应串联一大电阻。
(3)改装方法:如果改装后电流表量程扩大n倍,则并联一个阻值为的电阻;如果改装后电压表量程扩大n倍,则串联一个阻值为(n-1)R g的电阻。
4.闭合电路欧姆定律(1)描述闭合电路的基本物理量①内阻:内电路的电阻,也叫电源的内阻。
②内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。
③外电阻:外电路的总电阻。
④外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。
(2)闭合电路的欧姆定律①内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
②表达式:I=,其中R为整个外电路的等效电阻。
③适用条件:外电路为纯电阻的闭合回路。
(3)路端电压与负载的关系:U=E-Ir。
1.(2018宁夏西吉一中期末)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。
图示为“iRobot”扫地机器人,已知其电池容量为2000 mAh,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正确的是()。
A.扫地机器人的电阻是10 ΩB.题中“mAh”是能量的单位C.扫地机器人正常工作时的电流是2 AD. 4 hC2.(2019衡水中学开学考试)如图所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,移动滑片C时,电路的总电阻发生变化,以下情况正确的是()。
浙江鸭2020版高考物理大一轮复习单元滚动检测卷八恒定电流
单元滚动检测卷八恒定电流考生注意：1．本试卷分选择题部分和非选择题部分，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．选择题部分一、选择题Ⅰ(本题共12小题，每小题3分，共36分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．(2018·金华十校期末)手机给人们的生活带来很多便利，如导航软件不仅极大地方便了出行的人们，更是缓解了城市交通压力．下面是某位游客司机准备从上海浦东国际机场附近前往上海迪士尼度假区，如图1所示，导航规划了三条路线，下列说法错误的是( )图1A．研究汽车在地图上的实时位置，可以把汽车看成质点B．图中的40分钟、38分钟、45分钟都表示时间间隔C．图中的28公里、28.6公里、26.5公里都表示路程D．三条路径路程不同、时间不同、位移不同答案 D2．(2018·杭州市期末)如图2所示，用弹簧秤水平拉水平粗糙桌面上的物块，下列说法正确的是(忽略空气阻力)( )图2A．物块一定受到2个力的作用B．弹簧秤对手和对物块的力是一对作用力和反作用力C．若物块静止，是因为弹簧秤的拉力小于桌面对物块的摩擦力D ．若物块加速运动，物块拉弹簧秤的力与弹簧秤拉物体的力大小相等 答案 D3．A 、B 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图3)，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们的( )图3A ．线速度大小之比为4∶3B ．角速度大小之比为3∶4C ．圆周运动的半径之比为2∶1D ．向心加速度大小之比为1∶2 答案 A解析 时间相同，路程之比即线速度大小之比，A 项正确；运动方向改变的角度之比即对应扫过的圆心角之比，由于时间相同，角速度大小之比为3∶2，B 项错误；路程比除以角度比得半径比为8∶9，C 项错误；由向心加速度a ＝v2r知线速度平方比除以半径比即向心加速度大小之比，为2∶1，D 项错误．4.(2018·温州市期末)利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况．实验时某消防队员从平台上自由下落，在t 1时刻双脚触地，他顺势弯曲双腿．计算机显示消防队员双脚触地后的过程中，他受到地面支持力F 随时间t 变化的图象如图4所示．根据图象提供的信息，以下判断正确的是( )图4A ．在t 1至t 2时间内，消防队员做减速运动B ．在t 2至t 3时间内，消防队员处于失重状态C ．t 2时刻，消防队员的速度达到最大D ．t 3时刻，消防队员的速度达到最大 答案 C解析 在t 1到t 2时间内，支持力的大小小于重力，加速度方向向下，消防队员在加速下降，A 错误；t 2到t 3时间内，支持力的大小大于重力，加速度方向向上，消防队员处于超重状态，B 错误；t 2时刻之前消防队员做加速运动，而此后消防队员做减速运动，故t2时刻消防队员的速度达到最大，C正确，D错误．5．(2018·绍兴市选考诊断)伽利略用他自制的望远镜发现了围绕木星的四颗卫星，假定四颗卫星均绕木星做匀速圆周运动，它们的转动周期如表所示，关于这四颗卫星，下列说法正确的是( )名称木卫一木卫二木卫三木卫四周期/天 1.77 3.557.1616.7A.木卫一角速度最小B．木卫四线速度最大C．木卫四轨道半径最大D．木卫一受到木星的万有引力最大答案 C6.(2018·台州市期末)如图5所示是滑沙场地的一段，可视为倾角为30°的斜面，设人和滑车总质量为m，人从距底端高为h处的顶端沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g(g为重力加速度)，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端的过程中( )图5A．人和滑车获得的动能为0.4mghB．人和滑车克服摩擦力做功为0.6mghC．人和滑车减少的重力势能全部转化为动能D．人和滑车减少的机械能为0.2mgh答案 D7.如图6所示，带电荷量为－Q的小球A固定，带电荷量为－q的小球B用绝缘细线悬挂，当两球相距r 时系统处于静止状态，A、B两球在同一水平线上；细线与竖直方向的夹角为θ.已知两小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则以下结论正确的是( )图6A ．细线受到的拉力大小为F T ＝kQqr2cosθB ．细线受到的拉力大小为F T ＝kQqr2tanθC ．小球B 的质量为m ＝kQqr2g tan θD ．小球B 的质量为m ＝kQqr2gtanθ答案 D解析 对B 球受力分析，库仑力F ＝k Qq r2＝F T sin θ，且F T cos θ＝mg ，得F T ＝kQq r2sinθ，m ＝kQqr2gtanθ，故D正确．8．LED 灯已逐渐走入千家万户，与普通光源相比，LED 灯更节能环保，发光时发热量极低；实验小组研究图7甲所示的某种LED 灯得到如图乙所示的U －I 图线，这种LED 灯工作时需要达到开启电压U 0，当达到开启电压，灯亮后，即使电压升高很大，电流只略有增大，因此LED 灯普遍使用的是恒流电源．现测得此LED 灯工作时电流为I 1，其两端电压为U 1，下列说法正确的是( )图7A ．LED 灯为线性元件B ．LED 灯为纯电阻元件C ．LED 灯在P 点工作时其电阻R P 在数值上等于过P 点的切线的斜率 D ．LED 灯在P 点工作时其功率为P P ＝U 1I 1 答案 D9.图8所示电路中，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝2Ω，电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S ，下列说法正确的是( )图8A ．路端电压为10VB ．路端电压为2VC．电源的总功率为10WD．电源的总功率为2W答案A解析外电路的总电阻为10Ω，外电路的总电压U＝ER＋rR＝10V，A项正确，B项错误；电源的总功率P＝E2R＋r＝12W，C、D项错误．10.在图9所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计．开关S闭合后流过R2的电流是S 闭合前的( )图9A.12B.23C.13D.14答案 B解析设电源电动势为E，R1＝R2＝R3＝R，当S闭合时，流过R2的电流I2＝ER＋R2×12＝E3R；当S断开时，流过R2的电流I2′＝E2R，所以I2I2′＝23，故选项A、C、D错误，选项B正确．11.如图10所示的某种型号的微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )图10A．电动机消耗的总功率为I2RB．电动机消耗的热功率为U2RC．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE答案 D解析 根据电功率的定义，电动机消耗的总功率为UI ，选项A 错误；电动机不是纯电阻元件，电动机消耗的热功率为I 2R ≠U2R ，选项B 错误；电源的输出功率为UI ，选项C 错误；电源的效率η＝U E ＝E －Ir E ＝1－IrE，选项D 正确． 12.如图11所示，学校为创建绿色校园改装了一批太阳能路灯，太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件(太阳能单晶硅光电转换效率为18%，得到的电池功率为100W)；免维护蓄电池(60～250Ah/12V ，充电效率为80%)；照明时间(4～12h 可根据需要任意调节，阴雨天可连续工作5～7d)；光控时LED 照明恒流输出功率(15～60W)；其他辅助系统组成部分．结合上述数据，下列说法不正确的是( )图11A ．太阳照射2小时，光电系统可吸收太阳能为4.0×106J B ．LED 照明5小时，照明时恒流最多输出电能为1.08×106J C ．利用太阳能电池给蓄电池充电，充满需要的最长时间为30小时 D ．利用免维护蓄电池给60W 的LED 供电，最长时间约为50小时 答案 C解析 光电转换电池功率为100W,2小时可吸收的太阳能为100×2×3600÷18%J＝4.0×106J ；LED 照明5小时，恒流输出的最多电能为60×5×3600J＝1.08×106J ；利用太阳能电池给蓄电池充电，充满需要的最长时间t ＝12×250÷100÷80%h＝37.5h ；利用免维护蓄电池给60W 的LED 供电，最长时间为250×12÷60h ＝50h ，故选C.二、选择题Ⅱ(本题共4小题，每小题3分，共12分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)13．静电现象在技术中有很多应用，图12中四张图片反映的是静电技术在生活中的应用，下列说法正确的是( )图12A．甲图为超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服B．图乙为家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的C．图丙为避雷针的示意图，只要在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒即可防止建筑物被雷击D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中带电油漆雾滴的电势能减小答案BD解析由静电屏蔽原理可知，金属壳或金属网内的场强处处为零，因此超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，必须穿上掺入金属丝的衣服，选项A错误；家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的，选项B正确；避雷针通过接地引线与接地装置连接，有雷电时可以把电荷及时导入大地，因此只在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒，不能把电荷及时导入大地，不能防止建筑物被雷击，选项C错误；静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中电场力对带电油漆雾滴做正功，其电势能减小，选项D正确．14．“神舟十号”返回舱的成功着陆，标志着我国成为世界上第三个独立掌握空间出舱关键技术的国家．为了保证航天员的安全，返回舱上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约1m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱速度一下子降到了2m/s以内，随后又渐渐降到1 m/s，最终安全着陆．把返回舱离地1m开始到完全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是( ) A．减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化B．减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量C．延长着地过程的作用时间D．减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力答案CD15.在校园冬季安全大检查中，某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图13所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，则下列说法正确的是( )图13A．若报警器的电池老化(内阻变大，电动势不变)，不会影响报警器的安全性能B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移C．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移D．增大电源的电动势，会使报警的临界温度降低答案CD解析设电铃工作电压为U，当IR2＝U时报警；若电池内阻较大，同一温度时，R2上电压较小，可能不会报警，选项A错误；R2减小时，R1上电压增大，R2上电压减小，可能不报警，选项B错误；反之，R2上电压增大，易报警，选项C正确；电源电动势增大时，报警温度应降低，选项D正确．16．(2019届湖州市质检)智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置，充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值，一般在0.60～0.70之间(包括移动电源和被充电池的线路板、接头和连线的损耗)．如图14为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是( )图14容量20000mAh兼容性所有智能手机边充边放否保护电路是输入DC5V2AMAX输出DC5V0.1A～2.5A尺寸156*82*22mm 转化率0.60产品名称索扬SY10－200重量约430gA.充电宝充电时将电能转化为内能B．该充电宝最多能储存能量为3.6×105JC ．该充电宝电量从零到完全充满电的时间约为2hD ．该充电宝给电量为零、容量为3000mAh 的手机充电，则理论上能充满4次 答案 BD解析 充电宝充电时将电能转化为化学能，不是内能，故A 错误；该充电宝的容量为q ＝20000mAh ＝20000×10－3×3600C＝7.2×104C ，该电池的电动势为5V ，所以充电宝储存的能量E ＝E 电动势·q ＝5×7.2×104J ＝3.6×105J ，故B 正确；以2A 的电流为充电宝充电，则供电时间t ＝q I ＝7.2×1042s ＝3.6×104s ＝10h ，故C 错误；由于充电宝的转化率是0.60，所以可释放的电能为20000mAh×0.6＝12000mAh ，给容量为3000mAh 的手机充电次数n ＝120003000＝4次，故D 正确．非选择部分三、非选择题(本题共6小题，共52分)17．(6分)在探究做功与物体速度变化的关系实验中：(1)除长木板、足够多的橡皮筋和纸带外，还需要以下哪些器材才能完成该实验________．(填器材的代号，漏填或多填均不得分)(2)图15甲、乙分别是A 、B 两位同学实验后交上的纸带，你认为两位同学操作合理的是________(填“A ”或“B ”)，不合理的原因是__________________________．图15答案 (1)ACFG(2)B 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析 (1)本实验需要交流电源、小木块和刻度尺；由于电源使用的是220V 的交流电压，所以打点计时器选用电火花计时器．(2)根据题图甲，小木块达到最大速度后做减速运动，说明A 同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；根据题图乙，小木块达到最大速度后做匀速运动，说明B同学已平衡摩擦力，故操作合理的同学是B.18．(8分)某同学在练习使用多用电表时连接的电路如图16所示：图16(1)若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________(填“R1”或“R2”)的电流；(2)若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是________的电阻．A．R1的电阻B．R2的电阻C．R1和R2的串联电阻D．R1和R2的并联电阻(3)将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”挡时，测量时指针停在刻度盘0Ω附近处，为了提高测量的精确度，有下列可供选择的步骤：A．将两根表笔短接B．将选择开关拨至“______________”(填“×1kΩ”或“×10Ω”)挡C．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数D．调节调零旋钮，使指针停在0Ω刻度线上E．将选择开关拨至交流电压最高挡上①补全B项步骤②将上述步骤中必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是________(填写步骤的代号)．③若操作正确，上述C步骤中，指针偏转情况如图所示，则所测电阻大小为________．答案(1)R1(2)C (3)①×10Ω②BADCE③160Ω解析(1)多用电表与R1串联，所以测得的是通过R1的电流；(2)断开开关时，多用电表与R1和R2串联形成回路，所以测得的是R1和R2的串联电阻；(3)测量时指针停在刻度盘0Ω附近处，说明阻值小，所以选小倍率×10Ω；换挡后要先进行欧姆调零，然后测量读数，读数时应该是刻度盘读数再乘以倍率，即16×10Ω＝160Ω，测量完成后应将选择开关拨至交流电压最高挡或“OFF”挡．19．(8分)某同学想利用图17甲所示电路来测量新买的干电池的电动势和内阻，由于新买的干电池的内阻较小，于是将两节型号一样的新干电池串联起来作为电源使用，实验使用的器材如图乙所示．(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求滑片P向右端移动时，电流表的示数增大．(2)通过多次调节滑动变阻器的滑片P，得到6组数据，在U－I图象中描点如图丙所示，请作出U－I图线．图17(3)根据所画的U－I图线可知，每节干电池的电动势为________V，内电阻为________Ω.(结果均保留3位有效数字)答案(1)见解析图(2)见解析图(3)1.50 0.385解析(1)由于两节干电池串联的电动势约为3V，因此电压表选3V量程，从题图U－I图象看出，电路电流达到1.2A，因此电流表选0～3A量程．根据题图电路图连接实物图如图所示．(2)U－I图线如图：(3)由题图电路图知U ＝E －Ir ，结合U －I 图线知，图线纵轴截距表示两节干电池的总电动势E ＝3.0V ，图线的斜率的绝对值表示两节干电池的总内阻r ＝3.0－2.01.3Ω≈0.769Ω，因此每节干电池的电动势约为1.50V ，每节干电池的内阻约为0.385Ω.20.(10分)在研究微型电动机的性能时，应用如图18所示的实验电路．电源电动势为28V ，内阻为1Ω，当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，理想电流表和理想电压表的示数分别为0.5A 和2V ，重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2A 和24V ，则：图18(1)这台电动机的内阻多大？(2)电动机恢复正常运转时，R 的阻值调到多大？ (3)这台电动机正常运转时输出功率为多少？ 答案 (1)4Ω (2)1Ω (3)32W解析 (1)电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A 和2V ，则电动机的内阻r M ＝U1I1＝20.5Ω＝4Ω. (2)电动机正常工作时U R ＝E －U M －U 内＝E －U M －rI ＝(28－24－2) V ＝2V R ＝UR I＝22Ω＝1Ω.(3)这个电动机正常运转时的输出功率为 P ＝U M I －r M I 2＝(24×2－4×22) W ＝32W.21．(10分)固定的倾角为θ＝37°的光滑斜面，长度为L ＝1m ，斜面顶端放置可视为质点的小物体，质量为1kg ，如图19所示，当沿斜面向上的恒力F 较小时，物体可以沿斜面下滑，到达斜面底端时撤去恒力F ，物体在水平地面上滑行的距离为s (忽略物体转弯时的能量损失)．研究发现当不施加外力时，物体在水平地面上滑行的距离为3m ．已知g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：图19(1)物体与地面间的动摩擦因数μ； (2)当F ＝4N 时，物体运动的总时间． 答案 (1)0.2 (2)2s解析 (1)当F ＝0时，物体在光滑斜面上下滑的加速度为：a 1＝mgsinθm ＝g sin θ＝6m/s 2物体下滑的距离为L ，物体下滑到底端时的速度v 满足：v 2＝2a 1L 可得：v ＝2a1L ＝2×6×1m/s ＝23m/s物体在水平地面上在滑动摩擦力作用下做减速运动，加速度大小a 2＝Ff m ＝μmgm ＝μg .由0－v 2＝－2a 2s ′＝－2μgs ′ 得μ＝v22gs′＝122×10×3＝0.2.(2)当F ＝4N 时，物体在斜面上下滑的加速度为：a 1′＝mgsinθ－F m ＝1×10×0.6－41m/s 2＝2 m/s 2据L ＝12a 1′t 12得物体在斜面上运动的时间为：t 1＝2La1′＝2×12s ＝1s. 物体到达斜面底端时的速度为：v ′＝a 1′t 1＝2×1m/s＝2 m/s 物体在水平地面上做匀减速运动，加速度大小为a 2′a 2′＝Ff m ＝μmg m＝μg ＝2m/s 2故物体在水平地面上运动的时间为：t 2＝0－v′－a2′＝0－2－2s ＝1s所以物体运动的总时间为：t ＝t 1＋t 2＝2s.22．(10分)如图20所示，一个轻弹簧水平放置，左端固定在A 点，右端与一质量为m 1＝1kg 的物块P 接触，但不拴接．AB 是水平轨道，B 端与半径R ＝0.8m 的竖直光滑半圆轨道BCD 底部相切，D 是半圆轨道的最高点．另一质量为m 2＝1kg 的物块Q 静止于B 点．用外力缓慢向左推动物块P ，将弹簧压缩(弹簧处于弹性限度内)，使物块P 静止于距B 端L ＝2m 处．现撤去外力，物块P 被弹簧弹出后与物块Q 发生正碰，碰撞前物块P 已经与弹簧分开，且碰撞时间极短，碰撞后两物块粘在一起，并恰好能沿半圆轨道运动到D 点．物块P 与AB 间的动摩擦因数μ＝0.5，物块P 、Q 均可视为质点(g ＝10m/s 2)．求：图20(1)与物块Q 发生碰撞前瞬间物块P 的速度大小； (2)释放物块P 时，弹簧的弹性势能E p . 答案 (1)410m/s (2)90J解析 (1)设与物块Q 发生碰撞前物块P 的速度大小为v 0，碰后二者速度大小为v 1，在D 点速度大小为v 2， 在D 点：(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)v22R从B 至D 过程，由动能定理得：－(m 1＋m 2)g ·2R ＝12(m 1＋m 2)v 22－12(m 1＋m 2)v 12得：v 1＝5gR ＝210m/s对P 、Q 碰撞前后，以碰前物块P 的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：m 1v 0＝(m 1＋m 2)v 1 得：v 0＝410m/s.(2)从释放点至B 点，对物块P 由动能定理得：W －μm 1gL ＝12m 1v 02－0解得：W ＝E p ＝90J.。
2020版高考物理(课标版)大一轮复习单元质检八恒定电流 含解析
单元质检八恒定电流(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.两根材料相同的均匀导线x和y,其中,x长为l,y长为2l,串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示,那么,x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为()A.3∶1,1∶6B.2∶3,1∶6C.3∶2,1∶5D.3∶1,5∶1,两导线两端的电压之比为3∶1,电流相同,则电阻之比为3∶1,由电阻定律R=ρ得横截面积S=,横截面积之比,A正确。
2.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω,电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是()A.2 AB.8 AC.50 AD.58 AS1时,由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir=12.5 V,R灯==1.2 Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为I电动机=-I'=50 A,故选项C正确。
3.如图所示,已知直流电动机M的电阻是R,电源的内电阻是r,当电动机正常工作时电压表的示数是U,电流表的示数是I,电压表和电流表均是理想电表。
以下叙述正确的是 ()A.t s内,电动机产生的热量是IUtB.t s内,电动机消耗的电能是IUtC.电源电动势是IR+IrD.电源电动势是Us内,电动机消耗的电能为UIt,电动机产生的热量是I2Rt,故A错误,B正确;根据闭合电路欧姆定律,有E=U+Ir,电动机是非纯电阻电路,故U>IR,故E>IR+Ir,故C、D错误。
4.(2018·江西仿真模拟)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。
浙江专用2020版高考物理一轮复习专题八恒定电流课件
答案 D 每天消耗的电能为W=2 kW×1 h+1.2 kW×3 h+0.1 kW×2 h+0.016 kW×4 h+0.009 kW ×
24 h=6.08 kW·h=2.2×107 J。
5.(2016浙江10月选考,9,3分)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水
柱长为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相
以下为教师用书专用(3)
3.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照 前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的 电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线 柱。 已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。 (1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。 (2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E和内阻r。 (3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单 位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。请推导证 明:P=ΔEk。
5
S
l2 4S
,两式联立得R'= 25 R,
16
5
选项D正确。
6.(2016浙江10月选考,11,3分)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24V, 机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人 ( )
A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间为2 h C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 答案 C 根据P=UI可知,额定电流应该为2 A,选项A错。电源的容量为20 A·h,即以额定电流 2 A工作时,能够工作的最长时间为10 h,选项B错误。电源充满电后的总电荷量为Q=It=20× 3600 C=7.2×104 C,选项C正确。以额定电流工作时,机器人的功率为48 W,即每秒消耗能量48 J, 选项D错误。