2009年期末复习第二章恒定电流
第二章 恒定电流 第5—7节
第5节 焦耳定律1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．2．电流做功的公式为W ＝UIt ，适用于任何电路． 电功率的公式为P ＝UI ，适用于任何电路． 3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q ＝I 2Rt ，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P ＝I 2R ，适用于任何电路．4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W ＝UIt ，电热表达式为Q ＝I 2Rt .5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是( )A.5/5B.10/20C.5/10 D ．1/2 000答案 C 6．两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”，则它们的电阻之比为( ) A ．2∶1 B ．16∶1 C ．4∶1 D ．1∶16答案 B 7．关于电功，下列说法中正确的有( )A ．电功的实质是电场力所做的功B ．电功是电能转化为其他形式能量的量度C ．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等答案 AB【概念规律练】知识点一 电功、电功率的计算1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝Wt，下列叙述正确的是( )A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的电热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确答案 AB解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确．2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为( )图1A ．P 1＝4P 2B ．P D ＝P /9C ．P 1<4P 2D ．P D >P 2答案 C解析 从电阻器D 的I —U 图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P ＝U 2R 1＝U 2R 2＝U 2R D，说明三个电阻的阻值相等，即R 1＝R 2＝R D .连接成图(c)所示的电路时，电阻器D 两端的电压小于U ，电阻器D 的阻值R D ′>R D ，这时电阻器R D 两端的电压U D >U3，电阻R 1两端的电压U 1<2U 3，电阻R 2两端的电压U 2＝U D >U3，由电功率计算式综合比较得出，A 、B 、D 错误，C 正确．知识点二 焦耳定律3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路答案 BCD解析 电功率公式P ＝W t ，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝PU，焦耳热Q ＝(P U)2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 不对．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝UR只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对． Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．4. 如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M ＝0.6 Ω，R ＝10 Ω，U ＝160 V ，电压表的读数为110 V ．则：图2(1)通过电动机的电流是多少？ (2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少？答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104J解析 (1)电动机是非纯电阻，不能用公式UM R M来求电路中的电流．R 两端的电压为U R ＝U －U M ＝160 V－110 V ＝50 V ，I ＝U R R ＝5010A ＝5 A. (2)P 入＝U M I ＝110×5 W ＝550 W. (3)Q ＝I 2R M t ＝5.4×104 J【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法 5. 有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L 1和L 2都标有“200 V 100 W ”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？图3 答案 L 3最喑，L 4最亮 解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R 1＝R 2<R 3＝R 4，即R 4>R 1>R 23并，由串联电路的功率分配可得P 4>P 1>(P 2＋P 3)，由并联电路的功率分配可得P 2>P 3，所以L 3最暗，L 4最亮．方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时，可先比较有相同量的两个灯泡，L 1与L 4电流相同，利用P＝I 2R 比较功率大小；L 2与L 4电压相同，利用P ＝U 2R比较功率大小；L 1与L 2电阻相同，利用P ＝I 2R 比较功率大小．6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．由P ＝U 2R和已知条件可知R A <R B .对于A 电路，由于R A <R B ，所以A 灯若正常发光，U B >110 V ，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B >R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B >U 并，A 灯若正常发光，则B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光． 对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光． 比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小．方法总结 解此类问题的思路分两步：①先分清哪个电路的A 、B 灯能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值，其余两个也达到额定值方面分析．②确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法去比较，也可以用定性分析法比较．二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( ) A ．电炉放热与电动机放热相等 B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率答案 ABD解析 电炉属于纯电阻用电器，电动机属于非纯电阻用电器．对于电炉有：U ＝IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝I 2R .对于电动机有：U >IR ，放热Q ＝I 2Rt ，消耗功率P ＝UI >I 2R .8．有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A ．则：(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？ 答案 (1)1.5 W (2)8 W解析 (1)接U ＝0.2 V 电压，电机不转，电能全部转化成内能，故可视为纯电阻电路．电流I ＝0.4 A ，根据欧姆定律，线圈电阻R ＝U I ＝0.20.4Ω＝0.5 Ω.当接U ′＝2.0 V 电压时，电流I ′＝1.0 A ，故输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0 W ＝2.0 W ， 热功率P 热＝I ′2R ＝1 2×0.5 W ＝0.5 W . 故输出功率即机械功率P 机＝P 电－P 热＝(2.0－0.5) W ＝1.5 W .(2)如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能，故其发热功率P 热′＝U ′2R ＝220.5W ＝8 W .方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器，要注意区分电功率和热功率，电功率用P 总＝UI 计算，热功率P 热＝I 2R ，机械功率P 机＝P 总－P 热．(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系，用能量守恒定律来分析问题．1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W ”的灯泡，下列说法正确的是( ) A ．接在110 V 的电路中时的功率为20 W B ．接在110 V 的电路中时的功率为10 WC ．接在440 V 的电路中时的功率为160 WD ．接在220 V 的电路中时的功率为40 W 答案 BD解析 由P 额＝U 2额R 得，灯泡的电阻R ＝220240 Ω＝1 210 Ω，当电压为110 V 时，P ＝U 2R ＝11021 210W ＝10 W ；电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P ＝0.2．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I /2时，则在时间t 内产生的热量为( )A ．4QB ．2QC ．Q /2D ．Q /4 答案 C解析 由电热公式Q ＝I 2Rt 可得Q ′＝(12I )22Rt ＝12I 2Rt ＝12Q .3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )A 任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 且W ＝QB ．任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt 但W 有时不等于QC ．电功W ＝UIt 在任何电路中都适用，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中适用D ．电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt ，只适用于纯电阻电路答案 B4．一台额定电压为U 的电动机，它的电阻为R ，正常工作时通过的电流为I ，则( ) A ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝Uit B ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝I 2RtC ．电动机的功率为P ＝I 2RD ．电动机的功率为P ＝U 2/R 答案 B解析 电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt ，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q ＝I 2Rt ，二是电动机对外输出的机械能E ＝UIt －I 2Rt .5．两盏额定功率相同的灯泡A 和B ，其额定电压U A >U B ，则下列说法正确的是( ) A ．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A >I B B ．两灯电阻R A <R BC ．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A <P BD ．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A ′<P B ′答案 D 解析 由P ＝U 2/R 可知R A >R B ，由P ＝UI 可知额定电流I A <I B .两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P ∝R ，所以P A >P B ；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P ∝1/R ，所以P A ′<P B ′.6. 如图4所示，三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W 、10 W 、4 W ，此电路中允许消耗的最大功率为( )图4A ．24 WB ．16 WC ．12 WD ．15 W 答案 D7( )A.1.80×103 J B 答案 D 解析 由铭牌可知，电热水壶的功率为1 800 W ，所以正常加热1分钟产生的热量为Q ＝Pt ＝1 800×60J ＝1.08×105J.8. 有A 、B 两个电阻，它们的伏安特性曲线如图5所示，从图线可以判断( )图5A ．电阻A 的阻值大于电阻B B ．电阻A 的阻值小于电阻BC ．电压相同时，流过电阻A 的电流强度较大D ．两电阻串联时，电阻A 消耗的功率较小答案 BCD 9．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有( )①P ＝IU ②P ＝I 2(R 1＋R 2) ③P >IU ④P ＞I 2(R 1＋R 2)A ．①②B ．①④C ．②③D ．③④ 答案 B 10. 如图6所示，电源电压恒为U ＝14 V ，小灯泡L 标有“4 V 8 W ”，电动机的线圈电阻r M ＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．图6答案 66.7%解析 小灯泡正常工作I ＝PU 1＝2 A电动机的输入功率P 入＝I (U －U 1－IR )＝12 W线圈电阻消耗的功率P 内＝I 2r M ＝4 W 所以电动机的机械效率η＝P 入－P 内P 入＝12－412＝66.7%.11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V 时，电流为0.3 A ．松开转动轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？ 答案 1.6 W 0.96 W解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω.电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为 P 入＝I 1U 1＝0.8×2 W ＝1.6 W ， 电动机的机械功率为P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W.第6节 导体的电阻1．本节探究导体的电阻与长度、横截面积、材料之间的关系时，采用控制变量的实验方法．测长度所用仪器是直尺，要测横截面积，需先测量其直径，用螺旋测微器进行测量，也可用缠绕法进行测定．2．电阻率ρ是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关，它的单位是：欧姆·米，国际符号Ω·m .而电阻R 反映的是导体的属性，与导体的材料、横截面积、长度有关．3．电阻率的计算公式为ρ＝R Sl各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1_m ，横截面积为1_m 2的导体的电阻．4．两种材料不同的电阻丝，长度之比为1∶5，截面积之比为2∶3，电阻之比为2∶5，则材料的电阻率之比为4∶3.5．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d ，电阻为R .把它拉制成直径为d /10的均匀细丝后，它的电阻变为( )A ．R /1 000B ．R /100C ．100RD ．10 000R 答案 D解析 由R ＝ρlS，V ＝lS ，得R ′＝10 000R .概念规律练】知识点一 电阻和电阻率的理解1．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )A ．由R ＝ρlS 知，导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比，与横截面积S 成反比B ．由R ＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D ．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度 答案 AD解析 导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B 、C 错．电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，并存在超导现象．绝对零度只能接近，不可能达到，D 对．2．下列关于电阻率的叙述，正确的是( )A ．金属导体的电阻率随温度的升高而增大B ．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C ．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D ．半导体和绝缘体材料的电阻率随温度的升高而减小 答案 ABD知识点二 电阻定律R ＝ρlS的应用3．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U 时，通过的电流是I ，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I ，导线两端所加的电压变为( )A ．U /2B ．UC ．2UD ．4U 答案 D解析 导线原来的电阻为R ＝ρl S ，拉长后长度变为2l ，横截面积变为S 2，所以R ′＝ρl ′S ′＝ρ2lS2＝4R .导线原来两端的电压为U ＝IR ， 拉长后为U ′＝IR ′＝4IR ＝4U .4．一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的多少倍？若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的多少？(设拉长与绞合时温度不变)答案 9 19解析 金属原来的电阻为R ＝ρlS，拉长后长度变为3l ，因体积V ＝Sl 不变，所以导线横截面积变为原来的1/3，即S /3，故拉长为原来的3倍后，电阻R ′＝ρ3l S /3＝9ρlS＝9R .同理，三段绞合后，长度为l /3，横截面积为3S ，电阻R ″＝ρl /33S ＝ρl 9S ＝19R .点评 某导体形状改变前后，总体积不变，电阻率不变．当长度l 和横截面积S 变化时，应用V ＝Sl 来确定S 和l 在形变前后的关系，然后再利用电阻定律即可求出l 和S 变化前后的电阻关系．【方法技巧练】一、用电阻公式和欧姆定律相结合解决有关问题5．两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，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1答案 C解析 本题应根据导体的电阻R ＝ρl /S ，欧姆定律R ＝U /I 和电流定义式I ＝q /t 求解．对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的1/2，由导体的电阻公式可知其电阻变为原来的4倍．第二根导线对折后，长度变为原来的1/2，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的1/4. 给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I 1＝U 4R ，I 2＝UR /4＝4U /R由I ＝q /t 可知，在同一时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2＝1∶16 故C 项正确．6．如图1所示，一段粗细均匀的导线长1 200 m ，在两端点A 、B 间加上恒定电压时，测得通过导线的电流为0.5 A ，若剪去BC 段，在A 、C 两端加同样电压时，通过导线的电流变为0.6 A ，则剪去的BC 段多长？图1答案 200 m解析 设整个导线AB 的电阻为R 1，其中AC 段的电阻为R 2，根据欧姆定律U ＝I 1R 1＝I 2R 2，则R 2R 1＝I 1I 2＝0.50.6＝56再由电阻定律，导线的电阻与其长度成正比，所以AC 段导线长l 2＝R 2R 1l 1＝56×1 200 m ＝1 000 m ．由此可知，剪去的导线BC 段的长度为：l ＝l 1－l 2＝200 m.二、导体电阻率的测定方法 7．用伏安法测量电阻R 的阻值，并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻R (约为250 Ω)及导线若干．图2(1)画出测量R 的电路图．(2)图2中的6个点表示实验中测得的6组电流I 、电压U 的值，试写出根据此图求R 值的步骤： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 求出的电阻值R ＝________(保留3位有效数字)．(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图3、图4所示，由图可知其长度为________，直径为________．图3 图4(4)由以上数据可以求出ρ＝________(保留3位有效数字)．答案 见解析解析 (1)由于待测电阻(约250 Ω)与电流表内阻(约40 Ω)相近，远小于电压表内阻(50 kΩ)，因此采用电流表外接法，测量误差较小．控制待测电阻电压的线路，用滑动变阻器连接成限流式接法或分压式接法均可，如下图所示．(2)作U —I 直线，舍去左起第2点，其余5个点在一条直线上，不在这条线上的点尽量均匀分布在直线两侧；求该直线的斜率k ，则R ＝k ＝229 Ω(221～237 Ω均为正确)．(3)因为游标为50分度，所以游标卡尺的精确度为150mm ＝0.02 mm ，另外游标卡尺不能估读，读出待测电阻的长度为8.00×10－3 m ，直径为1.98×10－3m.(4)将数据代入公式ρ＝RS l ＝R πd 24l 得 ρ＝8.81×10－2 Ω·m.1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )A ．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B ．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D ．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比答案 A解析 根据电阻定律：R ＝ρlS ，可见当横截面积S 一定时，电阻R 与长度l 成正比，A 正确．2．关于电阻的计算式R ＝U I R ＝ρlS，下面说法正确的是( )A ．导体的电阻与其两端电压成正比，与电流成反比 答案 BCB ．导体的电阻仅与导体长度、横截面积和材料有关C ．导体的电阻随工作温度变化而变化D ．对一段一定的导体来说，在恒温下比值UIU 或I 的变化而变化3. 如图5所示，a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P 向接线柱c 移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是( )图5A ．a 和bB ．a 和cC ．b 和cD ．b 和d 答案 CD解析 向c 移动，电流减小则电阻增大，可以接b 和c 或b 和d ，本质相同． 4．下列说法正确的是( )A ．超导体对电流的阻碍作用几乎等于零B ．金属电阻率随温度的升高而增大C ．用来制作标准电阻的锰铜合金和镍铜合金的电阻率不随温度的变化而变化D ．半导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案 AB解析 超导现象是在温度接近绝对零度时，电阻率突然减小到接近零的现象，故A 正确；C 中材料只是电阻率变化不明显，而半导体材料的电阻率应随温度的升高而减小．5．一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为l ，横截面积为S ，设温度不变，在下列哪些情况下其阻值仍为R ( )A ．当l 不变，S 增大一倍时B ．当S 不变，l 增大一倍时C ．当l 和S 都减为原来的12时 D ．当l 和横截面的半径都放大一倍时 答案 C解析 由R ＝ρl S 和V ＝Sl 得：l 不变、S 增大一倍时，R 变为原来的12；S 不变，l 增大一倍时，R 变为原来的二倍；l 、S 都减小为原来的12时，R 不变；l 和横截面的半径都增大一倍时，R 变为原来的12.6．白炽灯的灯丝由钨丝制成，当灯丝烧断后脱落一段，又将剩余灯丝刚好能搭接上使用，若灯泡功率原来为60 W ，观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的34，则现在灯泡的功率约为( )A ．30 WB ．45 WC ．60 WD ．80 W 答案 D解析 由电阻定律知，灯丝长度减为原来的34，电阻变为原来的34，照明电路中电压220 V 不变，则由P ＝U 2R 知功率变为原来的43倍，即80 W ，D 选项正确．7．如图6所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ，ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，当端点1、2或3、4接入电路时，R 12∶R 34是( )图6A ．L 1∶L 2B ．L 2∶L 1C ．1∶1D ．L 21∶L 22 答案 D 解析 设薄片厚度为d ，则由电阻定律，得R 12＝ρL 1L 2d ，R 34＝ρL 2L 1d. 故R 12∶R 34＝L 21∶L 22，选项D 正确．8．一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为121 Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是( ) A ．大于121 Ω B ．小于121 Ω C ．等于121 Ω D ．无法判断 答案 B解析 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故白炽灯泡正常发光时的电阻大，停止发光一段时间后，灯丝温度降低，电阻减小，故选B.9．两根同种材料制成的电阻丝a 和b ，a 的长度和横截面的直径均为b 的两倍，要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等，加在它们两端的电压之比U a ∶U b 为( )A ．1∶1B ．2∶1 C.2∶1 D ．1∶ 2 答案 D解析 由公式R ＝ρl S ，S ＝14πD 2，P ＝U 2R 得，U ＝4ρlPπD2，解得U a ∶U b ＝1∶2，故D 正确．10．现有半球形导体材料，接成如图7所示(a)、(b)两种形式，则两种接法的电阻之比R a ∶R b 为( )图7A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4 答案 D解析 将(a)图半球形导体材料看成等大的两半部分的并联，则(b)图中可以看成等大的两半部分的串联，设每一半部分的电阻为R ，则(a)图中电阻R a ＝R2，(b)图中电阻R b ＝2R ，故R a ∶R b ＝1∶4.11．甲、乙两根粗细相同的不同导线，电阻率之比为1∶2，长度之比为6∶1，那么两根导线加相同的电压时，其电功率之比P 甲∶P 乙________；如果通过两根导线的电流强度相同，则其电功率之比P 甲∶P 乙＝________. 答案 1∶3 3∶112. 相距40 km 的A 、B 两地架设两条输电线，电阻共为800 Ω.如果在A 、B 间的某处发生短路，如图8所示．这时接在A 处的电压表示数为10 V ，电流表示数为40 mA.求发生短路点相距A 有多远．图8答案 12.5 km解析 A 、B 间距离l ＝40 km ，导线总长2l ，总电阻R ＝800 Ω. 设A 与短路处距离x ，导线总长2x ，总电阻R x .由欧姆定律：R x ＝U I ＝1040×10－3 Ω＝250 Ω由电阻公式：R ＝ρ2l S ，R x ＝ρ2xSx ＝R x R l ＝250800×40 km ＝12.5 km.即短路处距A 端12.5 km.第7节 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路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，表达式为I ＝ER ＋r，适用于外电路是纯电阻的电路．2．路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压U ＝E －Ir .(1)当外电阻R 增大时，I 减小，内电压减小，路端电压U 增大．当外电路断开时，I ＝0，U ＝E .(2)当外电阻R 减小时，I 增大，内电压增大，路端电压U 减小．当电源两端短路时，外电阻R ＝0，I ＝ErU ＝0. 3．由U 外＝E －Ir 可知，U 外-I 是一条斜向下的直线，直线斜率的绝对值等于电源内阻，直线在纵轴上的截距表示电动势，直线在横轴上的截距表示短路电流I ＝Er.4．有两个相同的电阻R ，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R 的电流为2I /3，则该电源的内阻是( )A ．RB ．R /2C ．4RD ．R /8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23＝12·ER2＋r ，解得r ＝4R ，故选C.5．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V 答案 D 解析 由已知条件得：E ＝800 mV .又因I 短＝E r ，所以r ＝E I 短＝80040Ω＝20 Ω.所以U ＝IR ＝E R ＋r R ＝80020＋20×20 mV ＝400 mV＝0.40 V ，选项D 正确．【概念规律练】知识点一 闭合电路欧姆定律1. 如图1所示，当开关S 断开时，电压表示数为3 V ，当开关S 闭合时，电压表示数为1.8 V ，则外电阻R 与电源内阻r 之比为( )图1A ．5∶3B ．3∶5C ．2∶3D ．3∶2 答案 D 解析 S 断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E ＝3 V ．S 闭合时，U 外＝1.8 V ，所以U 内＝E －U 外＝1.2 V ．因U 外＝IR ，U 内＝Ir ，所以R ∶r ＝U 外∶U 内＝1.8∶1.2＝3∶2.2. 如图2所示，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，灯泡上标有“6 V 12 W ”字样，直流电动机线圈电阻R ＝2 Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率．图2答案 36 W解析 因灯泡正常发光，所以I ＝P U ＝126A ＝2 AU 内＝Ir ＝2×1 V ＝2 V 所以电动机电压为U M ＝E －U 内－U ＝30 V －2 V －6 V ＝22 V 电动机输出的机械功率为P 机＝U M I －I 2R ＝22×2 W －22×2 W ＝36 W. 知识点二 路端电压与负载的关系3．若E 表示电动势，U 表示外电压，U ′表示内电压，R 表示外电路的总电阻，r 表示内电阻，I 表示电流，则下列各式中正确的是( )A ．U ′＝IRB ．U ′＝E －UC ．U ＝E ＋IrD ．U ＝RR ＋r·E 答案 BD4. 如图3所示为两个独立电路A 和B 的路端电压与其总电流I 的关系图线，则( )图3A ．路端电压都为U 1时，它们的外电阻相等B ．电流都是I 1时，两电源内电压相等C ．电路A 的电动势大于电路B 的电动势D ．A 中电源的内阻大于B 中电源的内阻 答案 ACD解析 在路端电压与总电流的关系图线(U —I )中，图线在U 轴上的截距表示电动势E ，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见E A >E B ，r A >r B .图中两直线的交点坐标为(I 1、U 1)，由R ＝UI可知，路端电压都为U 1时，它们的外电阻相等．由U ′＝Ir 可知，电流都是I 1时，因r 不相等，故两电源内电压不相等．所以选项A 、C 、D 正确．【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法。
《第二章 恒定电流》(实验部分)检测(2)(含高考省份和答案)
《第二章恒定电流》（实验部分）检测1、（4分）用螺旋测微器测量金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为_______________ mm。
（2008天津） 1.8802、（9分）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示。
若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。
（2009安徽） 23 0.57 3303、（9分）图（c）是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。
（1）当转换开关S旋到位置3时，可用来测量；（2）当S旋到位置时，可用来测量电流，其中S旋到位置时量程较大。
（2011安徽）电阻1、2 14、（13分）在练习使用多用表的实验中（1）某同学连接的电路如图所示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________的电流；②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是________的电阻；③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是________两端的电压。
（2）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是（）（A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏小（B）测量时发现指针偏转很小，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“⨯10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω。
（D）每次改变不同倍率的欧姆档后，都必须进行短接调零。
（2012上海）R1 R1和R2 R25、（15分）（图示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流I g=300μA，内阻R g=100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω。
①图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_____色。
②此欧姆表的内阻是 kΩ，中值电阻是 kΩ。
③按正确使用方法测量电阻R x的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则R x=______ kΩ。
第二章恒定电流知识点总结
第二章《恒定电流》知识点总结一、电流1、电流形成得条件:电荷得定向移动。
规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。
2、电流强度I①定义式: 单位:安培(A)②微观表达式: 其中:n为自由电荷得体密度;q为自由电荷得电量;S为导体得横截面积;v为自由电荷定向移动得速度。
二、电源1、电源得作用:①电源相当于搬运工,把负电荷从电源正极搬到电源负极,使正极积累正电荷,负极积累负电荷;②电源使导体两端存在一定得电势差(电压);③电源使电路中有持续电流。
2、电动势E①物理意义:电动势就是描述电源把其她形式得能转化为电能本领得物理量。
②定义式:单位:伏特(V),其大小就是由电源本身决定得。
③电动势E与电势差U得区别:电动势,非静电力做功,其她形式得能转化为电能;电势差,电场力做功,电势能转化为其她形式得能。
做多少功,就转化了多少能量。
三、欧姆定律1、电阻R①物理意义:导体对电流得阻碍作用。
②定义式: 单位:欧姆(Ω),其大小就是由导体本身决定得。
③决定式:,其中ρ为电阻率,反映材料得导电性能得物理量。
金属导体得电阻率随着温度得升高而增大;合金得电阻率随着温度得变化而变化不明显;半导体得电阻率随着温度得升高而减小。
2、欧姆定律注意:这就是一个实验规律,I、U、R三者之间并无决定关系。
3、伏安特性曲线I-U图像:图像越靠近U轴,导体得电阻越大。
①线性元件:I-U图像就是过原点O得直线。
如R1,R2等,并且R1<R2。
②非线性元件:I-U图像不就是过原点O得直线。
如A、B等四、串并联电路得特点P=P1+P2+P31、串联电路①定义:用电器首尾相连得电路。
②串联电路得特点;;;2、并联电路P=P1+P2+P3①定义:用电器并排相连得电路。
②并联电路得特点;;;五、焦耳定律1、电功W与电功率P电功,单位:焦耳(J);电功率,单位:瓦特(W)2、电热Q电热,单位:焦耳(J);热功率,单位:瓦特(W)其中:以上四式适用于任何电路,r为用电器得内阻。
恒定电流公式
1、电流强度
定义式： = 微观式： =nevs (n是单位体积电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个数) 决定式：
2、电阻：
定义式： 决定式：电阻定律：
电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m
3、(1) 串联电路
电压分配 功率分配
(2) 并联电路
两个电阻并联 并联的总电阻比任何一个分电阻小
并联电路电流分配 ，I1= 并联电路功率分配 ，
4、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律： 变形：U=IR
（2）闭合电路欧姆定律： =
5、电功和电功率： 电功：W=pt=IUt 焦耳定律（电热）Q= 电功率 P= =IU
纯电阻电路：W=pt=IUt=Q=
非纯电阻电路：W=IUt=ptQ=
第二章问题与练习
第二章恒定电流第一节电源和电流1. 用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的电流只能存在一瞬间；而用导线把电池的正负极相连，导线中可以产生持续的电流，这是为什么？2. 一条导线中的电流为1.6A，在1S内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？3. 原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。
设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流为多大？第二节电动势1. 电子点火器用的是1号干电池，袖珍收音机用的是7号干电池，同一品种的新的1号干电池和7号干电池的电动势是否相同？内阻是否相同？2. 手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10 s时间内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？3. 某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？第三节欧姆定律1. 某电流表可以测量的最大电流是10 mA。
已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流？2. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U—I坐标系中描点，得到了图2.3-6中a、b、c、d 四个点。
请比较这四个电阻值的大小。
3. 有三个电阻：RA=5Ω，RB=10Ω，RC=2.5Ω，它们的的伏安特性都是过原点的直线。
请在同一坐标系中作出它们的伏安特性曲线，并在线旁注明A、B、C。
4. 一个小灯泡，当它两端的电压在3V以下时，电阻始终等于14Ω不变；当它两端的电压增大到4V时，钨丝发热，它的电阻为16Ω；当电压增大到5V时，它的电阻为19Ω。
它在0—5V范围内的伏安特性曲线大概是怎样的？请画出草图。
5. 初中数学课中已经学过，正比例函数可以表示为y=kx的形式，它的图象是一条过原点的直线，k的大小描述直线的倾斜程度，叫做直线的斜率。
请证明：当导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线时，其斜率等于这个导体的电阻的倒数。
恒定电流相关知识点
第二章恒定电流§1、基本概念和定律一、电流、电阻和电阻定律1．电流：电荷的定向移动形成电流．（1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差．（2）电流强度：通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。
①I=Q/t；假设导体单位体积内有n个电子，电子定向移动的速率为V，则I=neSv；假若导体单位长度有N个电子，则I＝Nev．②表示电流的强弱，是标量．但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．③单位是：安、毫安、微安1A=103mA=106μA2．电阻、电阻定律（1）电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R＝ρL/S(3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响．①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.②单位是:Ω·m.3．半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·m ～106Ω·m(2)半导体的应用:①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.（3）超导体①超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.②转变温度(T C):材料由正常状态转变为超导状态的温度③应用:超导电磁铁、超导电机等二、部分电路欧姆定律1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R 成反比。
I=U/R2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件．3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I ～U 或U ～I 图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意：①我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大，随电流大而小．②I 、U 、R 必须是对应关系．即I 是过电阻的电流，U 是电阻两端的电压．三、电功、电功率1．电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W ＝UIt ，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2．电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI3．焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t 时间内的热量Q=I 2Rt ． 纯电阻电路中W ＝UIt=U 2t/R=I 2Rt ，P=UI=U 2/R=I 2R非纯电阻电路W ＝UIt ，P=UI4．电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率． 纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等．非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能． 规律方法1．电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件：①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流．③用电器的实际电功率等于其额定功率．由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件．灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．(2)用电器接入电路时：①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.§2、 串并联电路一、串联电路①电路中各处电流相同．I=I 1=I 2=I 3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3……③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R 1＋R 2＋…＋R n ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即1212n n U U U I R R R === ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即21212n n P P P I R R R === 二、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同．U=U 1=U 2=U 3……②并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I 1＋I 2＋I 3=……③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。
高二物理期末复习第二章《恒定电流》.doc
高二物理期末复习 第二章《恒定电流》知识体系错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
第一讲 电流 电阻 电功 电功率一、电流1．电流形成的条件(1)导体中有 ； (2)导体两端存在 ． 2．方向： 定向移动的方向3．矢标性：电流有方向，但电流是标量． 错误!未指定书签。
二、电阻和电阻率1．电阻(1)定义式：R ＝ (2)电阻定律： R ＝ . 2.电阻率(1)物理意义：反映导体 的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而 ． ②半导体的电阻率随温度升高而 ．③超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然 成为超导体．三、伏安特性曲线1．线性元件和非线性元件2．线性元件的图线为一条过原点的直线，斜率为一定值k ＝1R .非线性元件的图线为一条曲线，在不同状态时比值不同，但在每个电压下仍然有R ＝UI ，只不过随着U 、I 的改变，R 的值不同．[特别提醒](1)在分析图象时，要注意区分是I-U 图线还是U-I 图线． (2)对线性元件R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件R ＝ U I ≠ΔUΔI.四、电功、电功率、电热、电热功率1．电功(1)公式：W ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． (3)实质：电能转化为其他形式的能的过程． 2．电功率(1)公式：P ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热：Q ＝ (焦耳定律)． 4．电热功率：P ＝ .[特别提醒](2)在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用P电＝UI；计算热功率时要应用P热＝I2R来计算．考点一对电流的理解[例1]如图7－1－5所示，在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示．如果测得2 s内分别有1.0×1018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？[归纳领悟]公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电量，不是单位面积上(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝|q1|＋|q2|qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t公式适用范围字母含义公式含义微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电量S：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝UR金属电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定I∝U，I∝1R(2)应用电流微观表达式时，要注意区分三种速率：①电子定向移动速率一般比较小，速率数量级为10－5 m/s；②电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105 m/s；③电流传导速率，等于光速为3×108 m/s.[题组突破]1．在如图7－1－6所示的电解池中，测得5 s内共有7.5 C正电荷和7.5 C的负电荷通过池的竖直截面OO′.则电路中的电流表指示的读数应为()A．0B．1.5 A C．3 A D．7.5 A考点二对电阻定律的理解与应用[例2]神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右．而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率．(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面上加上1000 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求圆柱体的圆面半径和高．[归纳领悟]有关电阻计算的两个公式 公式 R ＝U IR ＝ρlS适用条件 (1)金属、电解液 (2)纯电阻电路 导电材料字母含义 U ：导体两端电压 I ：通过导体的电流ρ：材料电阻率l ：沿电流方向导体的长度 S ：垂直电流方向导体的横截面积 公式含义U I 反映了R 的大小，不能说R ∝U 、R ∝1IR 的决定式，R 由ρ、l 、S 共同决定2．两根完全相同的金属裸导线A 和B ，如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍，电阻为R A ′，导线B 对折后绞合起来，电阻为R B ′，然后分别加上相同的电压，求：(1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比．考点三 电功与电热的分析与计算[例3] 如图7－1－9所示，A 为电解槽，○为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻rA ＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表Ⓐ示数为6 A ；当S2闭合、S1、S3断开时，Ⓐ示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S3闭合、S1、S2断开时，Ⓐ示数为4 A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？[归纳领悟]纯电阻电路非纯电阻电路实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等 电功与电热 W ＝Uit Q ＝I 2Rt ＝U2R t W ＝QW ＝UIt Q ＝I 2Rt W ＞Q 电功率与热功率P 电＝UI P 热＝I 2R ＝U2RP 电＝P 热P 电＝UI P 热＝I 2R P 电＞P 热3．把六个相同的小灯泡接成如图7－1－10甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙＞3P甲第二讲电路的基本规律及应用一、电源1．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成的装置．2．电动势：搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，E＝，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的．4．在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即E＝5．电动势是量，需注意电动势不是电压．二、欧姆定律1．表达式：I＝.2．适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于电路．3．伏安特性曲线(IU图线)(1)线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧姆定律．(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律．三、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成．错误!未指定书签。
高二物理期末复习 第二章《恒定电流》 .doc
高二物理期末复习 第二章《恒定电流》知识体系错误!未指定书签。
错误!未指定书签。
第一讲 电流 电阻 电功 电功率一、电流1．电流形成的条件(1)导体中有 ； (2)导体两端存在 ． 2．方向： 定向移动的方向3．矢标性：电流有方向，但电流是标量． 错误!未指定书签。
二、电阻和电阻率1．电阻(1)定义式：R ＝ (2)电阻定律： R ＝ . 2.电阻率(1)物理意义：反映导体 的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而 ． ②半导体的电阻率随温度升高而 ．③超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然 成为超导体．三、伏安特性曲线1．线性元件和非线性元件2．线性元件的图线为一条过原点的直线，斜率为一定值k ＝1R .非线性元件的图线为一条曲线，在不同状态时比值不同，但在每个电压下仍然有R ＝UI ，只不过随着U 、I 的改变，R 的值不同．[特别提醒](1)在分析图象时，要注意区分是I-U 图线还是U-I 图线． (2)对线性元件R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件R ＝ U I ≠ΔUΔI.四、电功、电功率、电热、电热功率1．电功(1)公式：W ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． (3)实质：电能转化为其他形式的能的过程． 2．电功率(1)公式：P ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热：Q ＝ (焦耳定律)． 4．电热功率：P ＝ .[特别提醒](1)计算时，先区分电路是否为纯电阻电路，恰当地选取功率表达式；其次分清计算的是电功还是电热．(2)在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用P电＝UI；计算热功率时要应用P热＝I2R来计算．考点一对电流的理解[例1]如图7－1－5所示，在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示．如果测得2 s内分别有1.0×1018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？[归纳领悟]公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电量，不是单位面积上(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝|q1|＋|q2|qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t公式适用范围字母含义公式含义微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电量S：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝UR金属电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定I∝U，I∝1R(2)应用电流微观表达式时，要注意区分三种速率：①电子定向移动速率一般比较小，速率数量级为10－5 m/s；②电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105 m/s；③电流传导速率，等于光速为3×108 m/s.[题组突破]1．在如图7－1－6所示的电解池中，测得5 s内共有7.5 C正电荷和7.5 C的负电荷通过池的竖直截面OO′.则电路中的电流表指示的读数应为()A．0B．1.5 A C．3 A D．7.5 A考点二对电阻定律的理解与应用[例2]神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右．而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率．(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面上加上1000 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求圆柱体的圆面半径和高．[归纳领悟]有关电阻计算的两个公式 公式 R ＝U IR ＝ρlS适用条件 (1)金属、电解液 (2)纯电阻电路 导电材料字母含义 U ：导体两端电压 I ：通过导体的电流ρ：材料电阻率l ：沿电流方向导体的长度 S ：垂直电流方向导体的横截面积 公式含义U I 反映了R 的大小，不能说R ∝U 、R ∝1IR 的决定式，R 由ρ、l 、S 共同决定2．两根完全相同的金属裸导线A 和B ，如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍，电阻为R A ′，导线B 对折后绞合起来，电阻为R B ′，然后分别加上相同的电压，求：(1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比．考点三 电功与电热的分析与计算[例3] 如图7－1－9所示，A 为电解槽，○为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻rA ＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表Ⓐ示数为6 A ；当S2闭合、S1、S3断开时，Ⓐ示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S3闭合、S1、S2断开时，Ⓐ示数为4 A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？[归纳领悟]纯电阻电路非纯电阻电路实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等 电功与电热 W ＝Uit Q ＝I 2Rt ＝U2R t W ＝QW ＝UIt Q ＝I 2Rt W ＞Q 电功率与热功率P 电＝UI P 热＝I 2R ＝U2RP 电＝P 热P 电＝UI P 热＝I 2R P 电＞P 热3．把六个相同的小灯泡接成如图7－1－10甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙＞3P甲第二讲电路的基本规律及应用一、电源1．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成的装置．2．电动势：搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，E＝，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的．4．在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即E＝5．电动势是量，需注意电动势不是电压．二、欧姆定律1．表达式：I＝.2．适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于电路．3．伏安特性曲线(IU图线)(1)线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧姆定律．(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律．三、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成．错误!未指定书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高二物理选修训练学案NO.54 时间2010/12/24编制：王彦超李林陆秀娟包科领导签字：班级学习小组组内编号姓名组内评价教师评价
1
2009年期末复习（一）恒定电流
【复习目标】
1、理解电动势的概念和物理意义，特别注意它与电压的区别。
2、在掌握部分电路欧姆定律的基础上充分理解闭合电路欧姆定律，特别注意纯电阻和非纯
电阻电路中电功率和热功率的计算问题和电路的动态分析。
3、重视本章的实验，这些实验包括：电表的改装、伏安法测电阻、测电源的电动势和内阻
等等，理解掌握实验的原理、电路的设计、仪器的选择及数据处理的方法。
【综合检测】
一、选择题
1、以下有关电动势的说法正确的是（）
A、电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比
B、电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压
C、非静电力做的功越多，电动势就越大
D、E=
q
w
只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内
非静电力的特性决定的
2．在如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电
流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。
用该电源直
接与电阻R相连组成闭合电路。
由图象可知（）
A．电源的电动势为
3V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω
C．电源的输出功率为4W D．电源的效率为50%
3、在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动
变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A
和2.0V．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2.0A和24.0V。
则这台电动机正常运转时输出功率为( )
A．32W B．44W C．47W D．48W
4、在如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移
动时（）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
5、四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、
A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压
表V1的量程大V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（）
A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数;
B．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角;
C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数;
D．电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角;
6、竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个
带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与
左极板的夹角为θ。
当滑动变阻器R在a位置时，电流表的读数
为I1，夹角为θ1当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为
θ2，则（）
A．
2
1
2
1
,I
I<
<θ
θB．
2
1
2
1
,I
I>
>θ
θ
C．
2
1
2
1
,I
I=
=θ
θD．
2
1
2
1
,I
I=
<θ
θ
二、填空题
7、多用电表是实验室和生产实验中常用的仪器
之一，它具有测量电压、电流及电阻等多种测量功
能．如图所示是多用电表的内部电路图，在进行电
阻测量时，应将开关S拨到________或________
两个位置；若测量电压时只有10V到50V两个量
程，在测量时选择50V量程，应将开关S拨到
___________位置；若测量电流时只有
25100
mA mA
和两个量程，在测量时选择25mA
量程，应将开关S拨到__________位置．
8、某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d，示数如图。
由图可读出l= cm, d= mm
9、如图，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.
2
（1）首先用多用电表的 欧姆档（倍率为×10）粗测．．
其电阻，指针位置如图乙所 示，其读数R = . （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确．．
地测量其电阻： A. 电流表: 量程为0.6A ，内阻约为0.1Ω B. 电压表: 量程为3V ，内阻约为3kΩ
C. 滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
D. 低压直流电源：电压6V ，内阻忽略
E. 电键K ，导线若干 在方框中画出实验电路图.
（3）如果实验中电流表示数为I ，电压表示数为U ，并测出该棒的长度为L 、直径为d ，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示）. 三、计算题
10、三只灯泡L 1、L 2和L 3的额定电压分别为1.5V 、1.5V 和2.5V ，它们的额定电流都为0.3A 。
若将它们连接成下图1、图2所示电路，且灯泡都正常发光。
（1）试求图1电路的总电流和电阻R 2消耗的电功率；
（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。
．
11、如图所示的电路中，电源电动势E =6.00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R 1=2.4k
Ω、R 2=4.8k Ω，电容器的电容C =4.7μF ．闭合开关S ，待电流稳定后，用电压表测R 1两端的电压，其稳定值为1.50V ． （1）该电压表的内阻为多大?
（2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?
12、如图4所示，一个与门的输出端与一个或门的输入端相连，另一个输入端C 直接和或门的输入端相连，形成一个组合的门电路，A 、B 、C 就是这个组合电路的总输入端，Y 是它的输出端，请在表中填写出这个组合门电路的真值表。
甲 图1
图2
A B &
Y
≥1
C 图4
高二物理选修训练学案NO.54 时间2010/12/24编制：王彦超李林陆秀娟包科领导签字：班级学习小组组内编号姓名组内评价教师评价
3
1、（选做）在如图6所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，
电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表，R1为定值电阻，
R2为滑动变阻器。
闭合开关S，当R2的滑动触头P向上滑动的
过程中（）
A．电压表V1的示数增大，电压表V2的示数变小
B．电压表V3示数的变化量的绝对值与电压表V1、V2示数的变
化量的绝对值之和相等
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
D．电压表V3示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值保
持不变
2、某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。
完成下列测量步骤：
（1）检查多用电表的机械零点。
（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。
（3）将红、黑表笔___________，进行欧姆调零。
（4）测反向电阻时，将__________表笔接二极管正极，将_________表笔接二极管负极，
读出电表示数。
（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘___________（填“左侧”、
“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。
（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________________________位置。
3、在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．
①备有如下器材：
A．干电池1节； B．滑动变阻器(0～20Ω)；
C．滑动变阻器(0～1kΩ)； D．电压表(0～3V)；
E．电流表(0～0.6A)； F．电流表(0～3A)；
G．开关、导线若干
其中滑动变阻器应选，电流表选。
（只填
器材前的序号）
②为了最大限度的减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．
得到被测电池的电动势E = V，内电阻r = Ω．
4、
（额定电压为220V）. R0是定值电阻，R是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响。
（1）该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，求R0的阻值及
R的阻值变化范围。
（2）假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如右图所示，现
在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，
问应将R的阻值调为多大？
E
图6
40 80 120 160 200 Δt/℃。