高三物理一轮复习专题8恒定电流(含高考真题)
专题8 恒定电流1．（15江苏卷）（8分）小明利用如题10-1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）题10-1图中电流表的示数为__________A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_________V;内阻r=_________________Ω（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______________答案：（1）0.44（2）U-I图线见右图 1. 60 （1. 58 ~ 1. 62 都算对） 1.2（1.18 ~1.26 都算对）（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.解析：本题做图象时，纵轴的标度要注意，一是初始点不为0而是1.0，二是每5个小格为0.1而不是10个小格，否则，不是图象画不全就是延长线到图象外才与纵轴相交.平常做作业，学生常常认为作图象不要做，考试时就会了，本题图象说明，平常做作业，做图象题也要做，否则，考试时画不好.2.（15江苏卷）做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm ，线圈导线的横截面积A=20.80cm ，电阻率 1.5m ρ=Ω⋅，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B 在0.3s 内从1.5T 均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R ；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E ；（3）0.3s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q.解析：（1）由电阻定律得Ar R πρ2=，代入数据得Ω⨯=3106R (2)感应电动势tr B E ∆⋅∆=2π，代入数据得V E 2104-⨯= (3) 由焦耳定律t RE Q ∆=2，代入数据得J Q 8108-⨯=3.（15北京卷）如图所示， 其中电流表 A 的量程为 0.6A ， 表盘均匀划分为 30 个小格， 每一小格表示 0.02A ；R1 的阻值等于电流表内阻的 1/2；R2 的阻值等于电流表内阻的2倍， 若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值， 则下列分析正确的是 将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04AB ．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02AC ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06AD ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01A答案：C解析：当接线柱1 和 2 入电路时，R1 与电流表并联，并联后等效电阻为原来电流表电阻1/3，量程扩大为原来的 3 倍，每个小格表示的电流应该是 0.06A.A 、B 选项错误；当接线柱 1 和 3 连入电路时，R1 与电流表并联再整体与R2 串联，但串联电阻对电流表量程无影响，每个小格表示的电流仍然是0.06A ，故选项 C 正确.4.（15北京卷）（20 分）真空中放置的平行金属板可以作为光电转换装置，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 ，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 ，外电阻上的消耗电功率设为 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 .( 注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明 ) 解析：(1) A 板中逸出的电子累积在 B 板上，在 A 、B 两板间形成由 A 指向 B 的电场.从 A 板后续逸出的电子在向 B 板运动的过程中会受到电场力的阻碍作用而做减速运动.AB 间电压最大值时，从 A 板逸出的最大动能的电子到 B 板时动能恰好为零.根据动能定理 km m E eU = ① e E U kmm =若将 a 、b 短接，则两板间电势差为零，从 A 板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流Ne t Nte t Q I === ②(2)当外电路断路时，A 、B 两板间电压为该直流电源的电动势.E=Um=e E km③电源内阻r=2km Ne E I E r ==短 ④证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达 B 板的电子个数为/N ，则回路中电流e N t te N t Q I ///===⑤外电阻上消耗的电功率 P=UI ⑥单位时间内到达 B 板的电子，从 A 板运动到 B 板过程中损失的动能之和为eU N E N E /k /k =∆=∆单个总⑦由⑤⑥⑦式可得，P = ΔEK ⑧5.（15福建卷）（12分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大.请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V 、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 W （保留两位小数）答案：：见解析；0.44A ；4 2.25解析：实物图如图所示；由图知电流表量程为0.6A ，所以读数为0.44A ；电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V ，由图知当小电珠电压等于1.5V 时电流约为0.38A ，此时电阻约为Ω==95.3IU R ，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为W R U P 25.215.122===外.6.（15四川卷）（11分）用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有：电流表A 1（量程0～30mA ）；电流表A 2（量程0～100mA ）；电压表V （量程0～6V ）；滑动变阻器R 1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R 2（阻值0～300Ω）；开关S 一个，导线若干条.某同学的实验过程如下：Ⅰ．设计如图3所示的电路图，正确连接电路.Ⅱ．将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录.以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图4所示的图线.Ⅲ．断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤，得到另一条U -I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为（I 0，0），与纵轴U 的交点坐标为（0，U 0）.回答下列问题：①电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ；②由图4的图线，得电源内阻r ＝ Ω；③用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝ ，代入数值可得R x ；④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 ，电压表示数变化范围 .（选填“相同”或“不同”）答案：①A 2 R 2 ②25 ③00I U －r ④相同 不同 解析： 根据题设条件中电池的电动势约为6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用A 2，为了电路正常工作，以及方便调节，多测几组数据，滑动变阻器应选用R 2.②根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r ＝|k |＝|310)2060(5.45.5-⨯--|Ω＝25Ω. ③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：r ′＝r ＋R x ＝|k ′|＝0000--I U ，解得：R x ＝00I U －r④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，R x 接在B 、C 之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而R x 接在A 、B 之间时，电压表测量的是滑动变阻器与R x 两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同.7.（15安徽卷）一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m ，电荷量为e .在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为A ．22mv eLB ．e Sn m v 2C ．nev ρD ．SL ev ρ 答案：C解析：根据电流的微观表达式I nesv =、欧姆定律U I R =、电阻定律L R Sρ=及电势差与电场强度的关系U EL =可得金属棒内的电场强度大小E nev ρ=，故答案为C ．8.（15新课标2卷）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V ，内阻约为3000欧），电阻箱R 0(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A ），电源E （电动势6V ，内阻不计），开关两个，导线若干（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整（2）根据设计的电路写出步骤________________________（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R 1v 与内阻的真实值Rv 先比R 1v ________. Rv （添“>”“=”或“<”）主要理由是答案：（1）（2）见解析；（3）>；见解析解析：（1）实验电路如图所示（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏，保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，是电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻（3）断开S2，调节电阻箱使电压表呈半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R V’＞R V。
新人教版高三物理一轮复习 恒定电流复习题及答案解析
章末检测(七)(时间:60分钟，分值:100分)一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．则以下判断中正确的是()A．电动机的输出功率为14 WB．电动机两端的电压为7 VC．电动机产生的热功率为4 WD．电源输出的电功率为24 W2.如图为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻r g＝100 Ω，调零电阻最大阻值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V，用它测量电阻R x，能准确测量的阻值范围是()A．30 kΩ～80 kΩB．3 kΩ～8 kΩC．300 kΩ～800 kΩD．3 000 kΩ～8 000 kΩ3.如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大4.如图所示电路中，电源E 的电动势为3.2 V ，电阻R 的阻值为30 Ω，小灯泡L 的额定电压为3 V ，额定功率为4.5 W ．当开关S 接位置1时，电压表的读数为3 V ，那么当开关S 接到位置2时，小灯泡L 的发光情况是( )A ．正常发光B ．有可能被烧坏C ．比正常发光略亮D ．很暗，甚至不亮 5.用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，则R x 的阻值为( )A.l 1l 2R 0B.l 1l 1＋l 2R 0C.l 2l 1R 0D.l 2l 1＋l 2R 0二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意) 6．截面积为S 的导线中通有电流I .已知导线每单位体积中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量是e ，自由电子定向移动的速率是v ，则在时间Δt 内通过导线截面的自由电子数是( )A ．nS v ΔtB ．n v Δt C.I Δt e D.I Δt Se 7.如图电路中，电源电动势为E 、内阻为r ，R 0为定值电阻，电容器的电容为C .闭合开关S ，增大可变电阻R 的阻值，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI ，则( )A ．变化过程中ΔU 和ΔI 的比值保持不变B ．电压表示数U 和电流表示数I 的比值不变C ．电阻R 0两端电压减小，减小量为ΔUD ．电容器的带电量增大，增加量为C ΔU 8.某同学用如图所示电路测量一电阻丝的电阻R x .他先闭合S 1、断开S 2，调节R 1和R 2，使电流表和电压表的读数合理，记下两电表的示数I 1和U 1；再保持R 2不变，闭合S 2，记下两电表的示数I 2和U 2，则( )A ．R x ＝U 1－U 2I 2－I 1B ．R x ＝U 1U 2I 2U 1－I 1U 2C ．被测电阻值大于真实值D ．被测电阻值等于真实值9．某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极板间电压关系的实验，实验电路如图甲所示，其中P 为电流传感器，V 为理想电压表．实验时，先将开关S 1闭合，单刀双掷开关S 2掷向a ，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C 充电，当电路稳定后记录理想电压表的示数．再迅速将开关S 2掷向b ，使电容器放电．电流传感器P 将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i 随时间t 变化的图象如图乙所示．然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数．对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是( )A ．流过电流传感器P 的充电电流和放电电流方向相同B ．图乙中的第①段(充电阶段)电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量C ．电容器所带电荷量与电容器两极板间电压的关系图象应为一条过原点的倾斜直线D ．电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10．(14分)(1)①在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图甲所示，校零时的读数为________mm ，合金丝的直径为________mm.②为了精确测量合金丝的电阻R x ，设计出如图乙所示的实验电路图，按照该电路图完成图丙中的实物电路连接．(2)为了测量某电池的电动势E (约3 V)和内阻r (约5 Ω)，可供选择的器材如下: A ．电流表G 1(2 mA 100 Ω) B ．电流表G 2(1 mA 内阻未知) C ．电阻箱R 1(0～999.9 Ω) D ．电阻箱R 2(0～9 999 Ω)E ．滑动变阻器R 3(0～10 Ω 1 A)F．滑动变阻器R4(0～1 000 Ω10 mA)G．定值电阻R0(800 Ω0.1 A)H．待测电池I．导线、电键若干①采用如图甲所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:I1(mA)0.400.81 1.20 1.59 2.00I2(mA)0.200.400.600.80 1.0012由图得到电流表G2的内阻等于________Ω.丙②在现有器材的条件下，测量该电池的电动势和内阻，采用如图丙所示的电路，图中滑动变阻器①应该选________，电阻箱②选________(均填写器材代号)．11.(15分)如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数R1＝2 Ω时，电压表读数U1＝4 V；当电阻箱读数R2＝5 Ω时，电压表读数U2＝5 V．求:(1)电源的电动势E和内阻r；(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P m为多少？12．(17分)下表为一辆电动自行车的部分技术指标．其中额定车速是指自行车在满载的额定车速18 km/h电动机额定输出功率180 W整车质量40 kg载重上限160 kg电源输 出电压 36 V 电动机额定工作电压、电流 36 V/6 A若已知在行驶的过程中车受到的阻力与车重(包括载重)成正比，g 取10 m/s 2.请根据表中数据，求一个体重为60 kg 的人骑此电动自行车以额定功率行驶，当速度为3 m/s 时的加速度是多少？章末检测(七)1．[解析]选B.根据题意，由电路图可知:电动机与定值电阻R 0流过的电流相等，大小等于电流表示数2.0 A ．由闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压的大小为U M ＝E －I (r ＋R 0)＝7 V ，所以电动机的输出功率为P ＝U M I －I 2R M ＝12 W ，则A 错误、B 正确；电动机的热功率为P M ＝I 2R M ＝2 W ，选项C 错误；电源的输出功率为P 出＝EI －I 2r ＝20 W ，选项D 错误．2．[解析]选B.当红、黑表笔短接调零时I g ＝ER ＋r g ＋R 0R ＋r g ＋R 0＝E I g ＝ 1.5300×10－6Ω＝5 000 Ω.当指针指中间(中值电阻)时，设被测电阻阻值为R x ，则 I g 2＝E R ＋r g ＋R 0＋R x，R x ＝5 000 Ω. 使用欧姆表读数时在中值电阻5 kΩ左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围是3 kΩ～8 kΩ，故B 项正确．3．[解析]选B.故B 正确．4．[解析]选D.电压表和电阻R 并联后分压3 V ，而灯泡正常工作时的电阻为R ′＝U 2P＝2 Ω，该电阻远小于电压表和电阻R 并联后的电阻，因而分得的电压要比灯泡的额定电压低，因而灯泡发光很暗，甚至不发光，选项D 正确．5．[解析]选C.当灵敏电流表的电流为零时，有R 0l 1＝R x l 2，可得R x ＝l 2l 1R 0.6．[解析]选AC.因为I ＝q Δt ，所以q ＝I ·Δt ，自由电子数为:N ＝q e ＝IΔte，则选项C 正确．又因为电流的微观表达式为I ＝ne v S ，所以自由电子数为N ＝q e ＝IΔt e ＝nevSΔte＝n v SΔt ，选项A 正确．7．[解析]选AD.闭合开关S ，增大可变电阻R 的阻值，电流表示数减小，电压表示数增大，变化过程中ΔU 和ΔI 的比值等于定值电阻R 0与电源内阻r 之和，保持不变；电压表示数U 和电流表示数I 的比值等于可变电阻R 的阻值，逐渐增大，选项A 正确、B 错误；电阻R 0两端电压减小，减小量小于ΔU ，选项C 错误；电容器的带电量增大，增加量为C ΔU ，选项D 正确．8．[解析]选BD.先闭合S 1、断开S 2，应用欧姆定律可知此时电阻R 2与电压表内阻R V 并联总电阻为R 0＝U 1I 1.保持R 2不变，闭合S 2，R 2、电压表内阻R V 和R x 并联总电阻为R ＝U 2I 2，根据并联电路特点有1R ＝1R 0＋1R x ，解得R x ＝U 1U 2I 2U 1－I 1U 2，A 错，B 对；由实验原理可知被测电阻值等于真实值，C 错，D 对．9．[解析]选BC.由题图乙可知流过电流传感器P 的充电电流和放电电流方向相反，A 错误；第①段(充电阶段)电流曲线与横轴所围的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量Q ，B 正确；因Q ＝C U ，Q 与U 成正比，故Q －U 图象是一条过原点的倾斜直线，斜率表示电容器的电容，C 正确；电容器两端的电压等于与其并联部分的滑动变阻器两端的电压，而Q ＝C U ，所以电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置有关，D 错误．10．[解析](1)①由于螺旋测微器校零有误差，估读为0.005 mm ，测量后要去掉校零时的误差．②将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入，滑动变阻器采用分压式接法．(2)①根据数据在题图乙中描点连线，如答案图所示，由并联电路的特点可得，I 1r 1＝I 2r 2，I 1＝r 2r 1I 2，则图线斜率k ＝r 2r 1＝2，r 2＝200 Ω.②如题图丙所示，滑动变阻器在电路中起限流作用，其阻值跟电路中电源内阻相当，测量数据较准确，故滑动变阻器选用R 3；电阻箱②是用来将G 2改造成电压表的，故选用电阻值较大的R 2.[答案](1)①0.005 0.640 ②如图所示(2)①如图 200 ②R 3 R 211．[解析](1)由闭合电路欧姆定律得:E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r (4分)联立上述方程，代入数据解得 E ＝6 V ，r ＝1 Ω.(2分)(2)由电源的输出电功率表达式P ＝E 2(R ＋r )2R 变形为P ＝E 2(R －r )2R＋4r (5分)由上式可知当R ＝r ＝1 Ω时，P 有最大值(2分)P m ＝E 24r＝9 W ．(2分)[答案](1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W12．[解析]电动自行车满载匀速行驶时，有P 额＝F 1v m (2分) F 1－f 1＝0(2分)f 1＝k (M ＋m 1)g (2分)由题图表可知P 额＝180 W ，v m ＝18 km /h ＝5 m /s ，M ＝40 kg ，m 1＝160 kg 解得:k ＝0.018 (2分)当m 2＝60 kg 的人骑车行驶时有f2＝k(M＋m2)g，得f2＝18 N(3分)P额＝F2v2，得F2＝60 N(3分)F2－f2＝(M＋m2)a，得a＝0.42 m/s2.(3分) [答案]0.42 m/s2。
(新课标)高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第二节 电路 闭合电路的欧姆定律试题-人教版高三全册物
第二节 电路 闭合电路的欧姆定律一、串、并联电路的特点 1．特点比照串联并联电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n电阻 R ＝R 1＋R 2＋…＋R n1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n电压与电流分配 电压与各局部电路的电阻成正比电流与各支路的电阻成反比功率分配与各局部电路的电阻成正比与各支路的电阻成反比2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一局部电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和． (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．1.电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，如此当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1提示：选B.由并联特点可知：R 1R 2＝I 2I 1＝21，又由串联电路特点可得：U 1U 2＝R 1R 2＝21，故B 正确．二、电源的电动势和内阻 1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E ＝W q．(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．2．内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．2.判断正误(1)在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加．( ) (2)对于给定的电源，非静电力移动正电荷做功越多，电动势就越大．( ) (3)电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多．( )(4)电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多．( )(5)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．( ) (6)E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．2．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋r 〔只适用于纯电阻电路〕E ＝U 外＋U 内〔适用于任何电路〕3．路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝E －Ir ．(2)U －I 图象如下列图．①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．3.(多项选择)如下列图为某一电源的U －I 图线，由图可知( )A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13ΩC ．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5 A 提示：AD对电路的串、并联方式的考查【知识提炼】简化串、并联电路的常用方法(1)等电势法：电流沿电势高→电势低的方向流动，假设两点之间等电势，如此没有电流．(2)电流流向法：电流分叉的地方如此为并联，否如此为串联．【典题例析】(2016·高考全国卷甲)阻值相等的四个电阻、电容器C 与电池E (内阻可忽略)连接成如下列图电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A ．25 B ．12C ．35D ．23[解析] 电路中四个电阻阻值相等，开关S 断开时，外电路的连接等效为图1，由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为R ，根据串、并联电路的特点可知，电容器两端的电压为U 1＝12×23R 23R ＋R E ＝15E ；当开关S 闭合后，外电路的连接等效为图2，如此电容器两端的电压为U 2＝12R 12R ＋R E ＝13E ，由Q ＝CU 可知，Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，C 项正确．[答案] C(1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用．(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压．(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时，电容器的电压等于路端电压． (4)在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所带电荷的电性一样，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板所带电荷的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，如此R x 的阻值为( )A ．l 1l 2R 0B ．l 1l 1＋l 2R 0 C ．l 2l 1R 0D ．l 2l 1＋l 2R 0 解析：电流表G 中的电流为零，表示电流表G 两端电势差为零(即电势相等)，如此R 0与R l 1两端电压相等，R x 与R l 2两端电压相等，其等效电路图如下列图．I 1R 0＝I 2R l 1① I 1R x ＝I 2R l 2②由公式R ＝ρl S 知R l 1＝ρl 1S③R l 2＝ρl 2S④由①②③④式得R 0R x ＝l 1l 2即R x ＝l 2l 1R 0.选项C 正确． 答案：C闭合电路欧姆定律的理解与应用【知识提炼】在恒流电路中常会涉与两种U －I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U －I 图象 电阻U －I 图象关系式U ＝E －Ir U ＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系 电阻两端电压与电阻中的电流的关系截距与纵轴交点表示电源电动势E ，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U 、I 的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U 、I 的比值 表示外电阻的大小表示该电阻的大小 斜率(绝对值)电源电阻r 的大小假设图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压【典题例析】图甲为某元件R 的U －I 特性曲线，把它连成图乙所示电路．电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝1.0 Ω，定值电阻R 0＝4 Ω.闭合电键S 后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率．[审题指导] (1)根据欧姆定律写出R两端的电压U与电流I的关系式．(2)画出U－I图象．(3)两图象交点表示什么？[解析] 设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：U＝E－I(R0＋r)，代入数据得U＝5－5I画出U＝E′－Ir′＝5－5I图线．如下列图，两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)(1)该元件的电功率P R＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W.(2)电源的输出功率P＝P R0＋P R＝I2R0＋P R＝0.42×4 W＋1.2 W＝1.84 W.[答案](1)1.2 W(2)1.84 W(1)电源的伏安特性图象(路端电压与电流的关系图象)①关系式：U＝E－Ir.②用图象表示如下列图．a ．U －I 图象是一条斜向下的直线．B ．纵轴的截距等于电源的电动势E ；横轴的截距等于外电路短路时的电流I 0＝Er. c ．直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r ＝E I 0＝tan θ.θ越大，明确电源的内阻越大．(2)非线性元件有关问题的求解，关键在于确定其实际电压和电流，确定方法如下： ①先根据闭合电路欧姆定律，结合实际电路写出元件的电压U 随电流I 的变化关系． ②在原U －I 图象中，画出U 、I 关系图象． ③两图象的交点坐标即为元件的实际电流和电压．④假设遇到两元件串联或并联在电路中，如此要结合图形看电压之和或电流之和确定其实际电流或实际电压的大小．【跟进题组】考向1 闭合电路欧姆定律的计算1．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．假设有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA ．假设将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：选D.电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E ＝800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I 短＝E r ，所以电源内阻r ＝E I 短＝800×10－340×10－3Ω＝20 Ω，该电源与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I ＝ER ＋r ＝80020＋20mA ＝20 mA ，所以路端电压U ＝IR ＝400 mV ＝0.4 V ，D 正确．考向2 闭合电路欧姆定律的图象应用2．(多项选择)如下列图，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，3.5)、Q (6，5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，如此如下说法正确的答案是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析：选AB.根据题图可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，选项A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552Ω，R 2＝56Ω，所以选项C 、D 错误．电路的动态分析问题 【知识提炼】1．电路动态分析的方法(1)程序法：根本思路是“局部→整体→局部〞．即(2)极限法：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动端分别滑至两个极端去讨论．(3)串反并同法：“串反〞是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)．“并同〞是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)．2．电路故障问题的分析方法与技巧 (1)故障特点①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接局部没有断点．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其两端电压为零． (2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，如此说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．③电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各局部电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程．④假设法：将整个电路划分为假设干局部，然后逐一假设某局部电路发生某种故障，运用闭合电路或局部电路的欧姆定律进展推理．【典题例析】(多项选择)(高考某某卷)如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，如此( )A ．A 的示数增大B ．V 2的示数增大C ．ΔU 3与ΔI 的比值大于rD ．ΔU 1大于ΔU 2[审题指导] 先分析电路的结构，当滑动变阻器连入电路的阻值变化时，会引起V 1、V 2、V 3、A 表的变化，结合图形得出ΔUΔI的含义．[解析] 变阻器滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I ＝ER ＋R 变＋r，A 表示数增大，故A 正确；V 2表测量的是电源的输出电压，U 2＝E －Ir 减小，故B 错误；由于R 是定值电阻，如此ΔU 1ΔI ＝R ，如图甲所示，又由U 2＝E －Ir ，如此ΔU 2ΔI＝r ，如图乙所示，所以，ΔU 1＝ΔI ×R ，ΔU 2＝ΔI ×r ，又因R ＞r ，得ΔU 1大于ΔU 2，故D 正确；同理，U 3＝E －I (r ＋R )，ΔU 3ΔI＝r ＋R ，故C 正确．[答案] ACD【跟进题组】考向1 直流电路的动态分析1.如下列图，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均可视为理想电表，在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中( )A ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数增大B ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数减小C ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数增大D ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数减小解析：选A ．在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中，外电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数一直增大，选项A 正确．考向2 含容电路的动态分析2．(2017·石家庄模拟)在如下列图的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，A 、V 为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，如下说法中正确的答案是( )A ．电压表示数变小B ．电流表示数变小C ．电容器C 所带电荷量增多D ．a 点的电势降低解析：选D.在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，如此电压表示数变大．电阻R 2两端的电压U 2＝E －I (R 1＋r )，I 增大，如此U 2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零．a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，如此a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A＝I－I2，I增大，I2减小，如此I A增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D 正确．考向3 对电路的故障分析3.如下列图的电路，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据现象分析，发生的故障可能是( )A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路解析：选A．等效电路如下列图．假设R1断路，电路的外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A项正确．假设R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B项错误．假设R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D项错误．1．“串反并同法〞的须知事项：“串反并同法〞的应用条件为单变量电路．对于多变量引起的电路变化，假设各变量对同一对象分别引起的效果一样，如此该方法适用；假设各变量对同一对象分别引起的效果不一样，如此“串反并同法〞不适用．2．电路中断路与短路的故障分析方法：首先要确定是哪个局部出现了什么问题，如果是短路，如此直接当成一根导线处理；如果是断路，如此直接像开关一样断开该条线路，由于电路结构被破坏，需要重新绘画电路图，然后Ｋ运用动态电路分析方法去分析，但要注意电路被破坏后电表从支路转为干路还是从干路转为支路，分析时要有理有据，常用的依据有欧姆定律以与电阻的串、并联规律等．Ｋ电源功率的计算【知识提炼】电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r 电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝P 总－P 出 电源的输出功率 任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R 〔R ＋r 〕2 P 出与外电阻R 的关系电源的效率任意电路：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100% 纯电阻电路：η＝R R ＋r ×100%【典题例析】(2017·西安模拟)如下列图，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：(1)要使变阻器获得的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？(3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r输出？为什么？ [审题指导] (1)R 1为定值电阻，电功率最大的条件是什么？(2)R 2为可变电阻，其电功率最大的条件是什么？(3)电源输出最大功率为E 24r的条件是什么？ [解析] (1)将R 1和电源(E ，r )等效为一新电源，如此新电源的电动势E ′＝E ＝8 V内阻r ′＝r ＋R 1＝10 Ω，且为定值利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R 2＝r ′＝10 Ω时，R 2有最大功率，即P 2max ＝E ′24r ′＝824×10W ＝1.6 W. (2)因R 1是定值电阻，所以流过R 1的电流越大，R 1的功率就越大．当R 2＝0时，电路中有最大电流，即I max ＝E R 1＋r＝0.8 A R 1的最大功率P 1max ＝I 2max R 1＝5.12 W这时电源的效率η＝R 1R 1＋r×100%＝80%. (3)不能．因为即使R 2＝0，外电阻R 1也大于r ，不可能有E 24r的最大输出功率．此题中，当R 2＝0时，外电路得到的功率最大．[答案] (1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80%(3)不能 理由见解析电源输出功率的极值问题的处理方法对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路有一可调电阻R ，电源的输出功率为：P 出＝I 2R ＝E 2R 〔R ＋r 〕2＝E 2〔R －r 〕2R ＋4r . 由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R 的变化关系为：(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，电源的输出功率越来越小；(3)当R ＜r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.(多项选择)(2017·某某高三模拟)如下列图为两电源的U －I 图象，如此如下说法正确的答案是( )A ．电源①的电动势和内阻均比电源②大B ．当外接一样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C ．当外接一样的电阻时，两电源的效率可能相等D ．不论外接多大的一样电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大解析：选AD.图线在U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A 对；作外接电阻R 的U －I 图线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S 1、S 2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S 1、S 2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B 错，D 对；电源的效率η＝P 出P 总＝I 2R I 2〔R ＋r 〕＝R R ＋r，因为电源内阻不同如此电源效率不同，C 错．1.(2015·高考卷)如下列图，其中电流表A 的量程为 0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．假设用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，如此如下分析正确的答案是( )A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解析：选C.设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，假设将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ；假设将接线柱1、3接入电路，如此(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ．选项C 正确．2.(多项选择)(2016·高考江苏卷)如下列图的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，如下说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A 解析：选AC.开关S 闭合后，外电路的总电阻为R ＝10 Ω，路端电压U ＝E R ＋r R ＝1212×10 V ＝10 V ，A 项正确；电源的总功率P ＝E 2R ＋r ＝12 W ，B 项错误；由于两条支路的电流均为I ′＝1020A ＝0.5 A ，因此a 、b 两点间的电压为U ab ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 项正确；a 、b 两点用导线连接后，外电阻R ′＝2×5×155＋15Ω＝7.5 Ω，因此电路中的总电流I ＝E R ′＋r＝129.5 A ≈1.26 A ，D 项错误． 3．(多项选择)在如下列图的电路中，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 向下滑动后，假设电流表A 和电压表V 1、V 2、V 3四个电表的示数变化量的绝对值分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，如此在滑片P 向下滑动的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．ΔU 1ΔI 变大B ．ΔU 2ΔI不变 C ．ΔU 3ΔI 不变 D ．ΔU 3ΔI变大 解析：选BC.ΔU 1ΔI ＝r ，是电源内阻，保持不变，A 错误；ΔU 2ΔI＝R 1，是定值，选项B 正确；ΔU 3ΔI＝r ＋R 1，是定值，选项C 正确，选项D 错误． 4．(多项选择)在探究电路故障时，某实验小组设计了如下列图的电路，当电键闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A 的亮度变暗，小灯泡B 的亮度变亮．如此如下对电路故障的分析正确的答案是( )A ．可能是定值电阻R 1短路B ．可能是定值电阻R 2断路C ．可能是定值电阻R 3断路D．可能是定值电阻R4短路解析：选BC.由于小灯泡A串联于干路中，且故障发生后小灯泡A变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2断路，如此R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2的断路又使小灯泡B分配的电压增大，故小灯泡B变亮，选项B对；假设R3断路，必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大，小灯泡B分得的电流也变大，小灯泡B变亮，应当选项C对．5．(多项选择)(2017·山西四校联考)如下列图，电源电动势E＝9 V，内电阻r＝4.5 Ω，变阻器R1的最大电阻R m＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω，R3＝R4＝1 000 Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置．在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止．那么( )A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 WB．引入的微粒带负电，当开关接向b(未接触b)的过程中，微粒将向下运动C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流流向为d→c解析：选AD.选项A中在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1＋R2＝r，R2＝1.5 Ω，如此R1＝3 Ω.电源的输出功率P m＝E24r＝4.5 W，应当选项A 正确；选项B中在开关S与a接触且当电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态．而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b(未接触b)的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，应当选项B错误；选项C中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2与电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，应当选项C错误；选项D中在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流流向为d→c，应当选项D正确．一、单项选择题1．两个一样的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；假设将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，如此电源的内阻为( )A ．4RB ．RC ．R2 D ．无法计算 解析：选B.当两电阻串联接入电路中时I ＝E 2R ＋r ，当两电阻并联接入电路中时I ＝E R2＋r×12，由以上两式可得：r ＝R ，应当选项B 正确． 2.(2017·大连模拟)如下列图，电源电动势为3 V ，内阻为1 Ω，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为3 Ω，电表均视为理想电表，如此如下说法不正确的答案是( )A ．闭合开关S ，电流表示数约为0.23 AB ．闭合开关S ，电压表示数约为1.3 VC ．如果撤去电压表所在的整个支路，闭合开关S ，电流表示数约为0.43 AD ．如果撤去电流表所在的整个支路，闭合开关S ，电压表示数约为1.4 V解析：选A ．闭合开关S ，电阻R 1、R 2被短路，电路中的电流I ＝E R 3＋R 4＋r≈0.43 A ；电压表测的是R 3两端的电压，U ＝IR 3≈1.3 V ；撤去电压表所在支路，闭合开关S ，电路中的电流不变，仍然为0.43 A ；撤去电流表所在支路，电路为R 1、R 2、R 3、R 4串联，电压表测量R 2、R 3的电压，整个回路的电流为I ′＝E R 1＋R 2＋R 3＋R 4＋r ＝313A ，故电压表示数为U ′＝I ′(R 2＋R 3)≈1.4 V.3.将电学元件按照如下列图的方式连接，两电表均为理想电表，电源有一定的内阻．现闭合电键，将滑动变阻器的触头向下缓慢移动，如此( )A ．两电表的读数均增大B ．小灯泡b 的亮度变暗，电流表的读数变小C ．小灯泡a 的亮度变亮，电压表的读数变小D ．电容器两极板所带的电荷量增加解析：选C.滑动变阻器的触头向下缓慢移动时，其接入电路的电阻值减小，导致总电阻减小，根据“串反并同〞规律可知：电压表读数减小、小灯泡b 变暗，电流表读数变大、小灯泡a 变亮，电容器C 两端的电压等于小灯泡b 两端的电压，逐渐减小，所以电容器C 所带电荷量减少，C 正确，A 、B 、D 错误．4．(2017·重庆江津中学月考)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U －I 直线．如此图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：选B.由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但此题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5 W ，C 项错误；电源的效率η＝IE －I 2r IE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大，D 项错误．5.在如下列图的电路中，闭合开关S 后，L 1、L 2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L 2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )A ．L 1灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路。
(江苏专版)201x版高考物理一轮复习 专题八 恒定电流
答案 BCD 本题考查含容电路和电容器的充电与放电。因电容器属于非线性元件,电容器 在充电过程中,充电电流是非线性减小的,故A错。若R增大,充电电流减小,充电时间变长,故B 正确。由Q=CU且U=80 V为定值可见,C增大时Q增大,闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,故C 正确。闪光灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关,故D正确。
1 5
E,所带的电荷量Q1=
CU= 1
5
CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U'= 1
3
E,所带的电荷量Q2=13
CE。所以 Q 1 = 3 ,C项正确。
Q2 5
图1 图2
方法技巧 简化电路时会熟练应用电势排列法,才能又准又快地画出等效电路。
3.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体 积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自 由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为 ( )
答案 AC 外电路的总电阻R=10 Ω,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I= =E 1 A,
Rr
因此路端电压U=E-Ir=12 V-1×2 V=10 V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12 W,B选项错误;由 图(a)可知Uab=UaO-UbO=-15×0.5 V+5×0.5 V=-5 V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效 电路如图(b)所示,电路中的外电阻R'=7.5 Ω,电路中总电流I'= =E4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光 灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电 和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路 ( )
2021届高考一轮复习物理：恒定电流含答案
2021届高考一轮物理：恒定电流含答案 复习：恒定电流**一、选择题 1、两根材料相同的均匀导线x 和y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab 段和bc 段图线所示，则导线x 和y 的横截面积之比为( )A ．2∶1B ．1∶2C ．6∶1D ．1∶62、(双选)如图所示，电流表A 1(0～3 A)和A 2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。
闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是 ( )A.A 1、A 2的读数之比为1∶1B.A 1、A 2的读数之比为5∶1C.A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶1D.A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶5 3、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.IΔl eS m2eU B ．IΔl e m 2eU C.I eSm 2eUD ．ISΔl em 2eU4、有两个标有“110 V ,25 W ”和“110 V ,60 W ”字样的灯泡，要把它们接在220V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的( )A B C D5、如图所示为小灯泡的U－I图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A．1.5 W 1.0 W B．0.75 W 0.5 WC．0.75 W 0.75 W D．1.5 W 0.75 W6、(一题多法)(双选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表。
2020版高考物理大一轮复习第八章恒定电流第一节欧姆定律电阻率电功率及焦耳定律检测
第一节欧姆定律、电阻率、电功率及焦耳定律(建议用时：分钟)一、单项选择题．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为、电流为的电子束．已知电子的电荷量为、质量为，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δ的电子束内的电子个数是( )．．解析：选.设电子刚射出电场时的速度为，则＝，所以＝.加速后形成横截面积为、电流为的电子束，由＝，可得＝＝，所以长度为Δ的电子束内的电子数＝Δ＝＝·. .如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间内通过溶液截面的正离子数为，负离子数为.设元电荷电荷量为，则以下说法正确的是( )．溶液内电流方向从到，电流大小为．溶液内电流方向从到，电流大小为．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消．溶液内电流方向从到，电流大小为解析：选.溶液内正、负离子反方向移动，通过截面的电荷量为正、负离子电荷量绝对值之和，由电流的定义可算出，电流为，故选.．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )．加电压时，导体的电阻约是Ω．加电压时，导体的电阻约是Ω．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小．此导体为线性元件解析：选.对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值．当导体加电压时，电阻＝＝Ω，正确；当导体加电压时，由题图知电流约为，电阻大于Ω，错误；当电压增大时，值增大，导体为非线性元件，、错误．．一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管里装满的水银供电，电流为，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里，那么通过的电流将是( )．．．．解析：选.因电阻＝ρ，内径大一倍，截面积就变为原来的四倍，又因水银体积不变，所以长度变为原来的，故电阻变为原来的，所以电流变为原来的倍，为 .．某一导体的伏安特性曲线如图段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )．点的电阻为Ω．点的电阻为Ω．导体的电阻因温度的影响改变了Ω．导体的电阻因温度的影响改变了Ω解析：选点电阻＝Ω＝Ω，点电阻＝Ω＝Ω，故错误，正确；Δ＝－＝Ω，故、错误．．为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在的电源两端，经时间电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响．则( )．如果将电热水壶接在的电源两端，需经的时间电热水壶的开关自动切断．如果将电热水壶接在的电源两端，需经的时间电热水壶的开关自动切断．如果将电热水壶接在的电源两端，需经的时间电热水壶的开关自动切断．如果将电热水壶接在的电源两端，需经的时间电热水壶的开关自动切断解析：选.根据公式＝可知，煮沸一壶水所需的热量为＝，当电压变为原来的时，所需热量没变，因此时间要变为原来的倍，即，、错误；当电压变为原来的时，时间要变为原来的倍，即，错误，正确．．一个用半导体材料制成的电阻器，其电流随它两端电压变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻、并联后接在电压恒为的电源两端，个用电器消耗的电功率均为，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器和电阻、消耗的电功率分别是、、，则下列说法中正确的是( )。
高三物理第一轮课时解析复习题8
课时21第7章 恒定电流第一节 串、并联电路和欧姆定律、电阻定律一、选择题1．如图所示的电解池接入电路后，在t 秒内有n 1个一价正离子通过溶液内某截面S ，有n 2个一价负离子通过溶液内某截面S ，设e 为元电荷，以下说法正确的是( )A ．当n 1＝n 2时，电流为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流为I ＝(n 1－n 2)e tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流为I ＝(n 2－n 1)e tD ．电流方向从A →B ，电流为I ＝(n 2＋n 1)e t解析：选 D.由电流方向的规定可知，正、负电荷向相反方向定向移动所形成的电流的方向是相同的，所以电流应该是I ＝(n 2＋n 1)e t，电流方向按规定应是从A →B .D 选项正确．2. (2011年深圳调研)如图所示，a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( )A ．a 代表的电阻丝较粗B ．b 代表的电阻丝较粗C ．a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D ．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比解析：选B.b 图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律R ＝ρl S 知，b 的导线粗，B 正确，A 、C 不正确．电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，D 不正确．3．下列四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P 与电压平方U 2之间的函数关系是( )解析：选C.白炽灯泡为纯电阻，其功率表达式为：P ＝U 2R ，而U 越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小，故选项C 正确．4．(2011年广州模拟)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．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0.50 A和2.0 V ．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2.0 A 和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( )A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W解析：选 A.当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为：r ＝U I ，代入数据得：r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为：P ＝UI －I 2r ，代入数据解得：P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．5．(2011年聊城模拟)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )A.电动机的输入功率为576 WB ．电动机的内电阻为4 ΩC ．该车获得的牵引力为104 ND ．该车受到的阻力为63 N解析：选AD.U ＝48 V ，I ＝12 A ，P ＝UI ＝576 W ，故A 正确．P入＝P 出＋I 2r ，r ＝576－350122 Ω＝11372 Ω，故B 错．P 出＝F v ＝F f v ，F f ＝350(203.6)N ＝63 N ，故C 错，D 正确．6．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100mA的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电，下列说法中正确的是()A．电能转化为化学能的功率为0.12 WB．充电器输出的电功率为0.14 WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD．充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内解析：选ABC.充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，但电池储蓄的是能量不是功率，故D错．7．在如图所示电路中，E为电源，其电动势为9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0 V，额定功率P＝1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在闭合开关S.然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为() A．10 ΩB．20 ΩC．15 ΩD．5 Ω答案：B8．把六个相同的小灯泡接成如图甲、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甲解析：选B.设各灯泡正常工作时的电流为I，则甲电路的总电流为I甲＝3I，乙电路的总电流为I乙＝I，所以由P＝UI得P甲＝3P乙，应选B.9．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是()A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图乙中的A1、A2的指针偏角相同解析：选 B.甲图中流过表头的电流相同，故指针偏角相同，但由于A1、A2的量程不同，所以示数不同，故A错B对．乙图中A1、A2中的电流相同，故示数相同，但两者表头中的电流不等指针偏角不同，故C、D错．10．自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时，发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来，现使车以500 J 的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行，第一次关闭自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线①所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是( )A ．200 JB ．250 JC ．300 JD ．500 J解析：选 A.根据能量守恒，第一次关闭自动充电装置时，动能全部转化为内能，第二次启动自动充电装置时，动能一部分转化为内能，另一部分转化为电能，电能为E 电＝410E k ＝410×500 J ＝200 J ，A对．二、计算题11．(2011年东城模拟)一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ．在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．解析：(1)电动机的输入功率P入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P机＝F v＝(4×3/30) W＝0.4 W.根据能量关系P入＝P机＋P Q，得生热的功率P Q＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W.所生热量Q＝P Q t＝0.2×30 J＝6 J.(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻R＝QI2t ＝60.22×30Ω＝5 Ω.答案：(1)0.6 W(2)6 J(3)5 Ω12．如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为8 V的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．解析：(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：U L＝123V＝4 V，结合图象可得当U L＝4 V时，I L＝0.4 A故每个电灯的电阻为：R＝U LI L ＝40.4Ω＝10 Ω.(2)设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由串联电路的规律得U＝U′＋2IR0代入数据得U′＝8－20 I在图甲上画出此直线如图所示．可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A)，即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为I A＝2I＝0.6 A每个灯的功率为：P＝UI＝2×0.3 W＝0.6 W.答案：(1)0.4 A10 Ω(2)0.6 A0.6 W希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。
2021高考物理一轮复习章末检测8恒定电流含解析新人教版
章末检测8 恒定电流（时间90分钟 满分100分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1.经典物理学认为金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，且金属导体中通过恒定电流形成了稳恒的电场，已知铜的电阻率为ρ，单位体积内的自由电子数量为n ，自由电子的质量为m 、带电荷量为e ，假设自由电子和金属离子碰撞后减速到零，且碰撞时间极短，则铜导线中自由电子连续两次与金属离子碰撞的时间间隔的平均值为（ ）A.2mnρe B.2m nρe 2C.2ρmne2D.2nmρe 2解析：设铜导线的长度为l ，横截面积为S ，金属导线内的匀强电场场强为E ，则电子定向移动的加速度为a ＝eE m ，经过时间t 获得的定向移动速度为v ＝at ＝eEtm，在时间t 内的平均速度为v －＝12v ＝eEt 2m ，则由电流微观表达式I ＝neS v －＝ne 2ES2mt ，由欧姆定律和电阻定律可知ρl S ＝U I ＝El I ，联立解得t ＝2mnρe 2，B 正确.答案：B2.两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∶4B.1∶8C.16∶1D.1∶16解析：设原来的电阻为R ，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的12，根据电阻定律，电阻R 1＝4R ，另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律，电阻R 2＝14R ，则两电阻之比为16∶1，电压相等，根据欧姆定律，电流比为1∶16，根据q ＝It 知相同时间内通过的电荷量之比为1∶16，故D 正确，A 、B 、C 错误.答案：D3.如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻R 1>R 2.图中电压表为理想电表，当在两电路中通过相同的电荷量q 的过程中，下列关于两电路的比较，说法错误的是（ ）甲 乙A.R 1上产生的热量比R 2上产生的热量多B.电源内部产生热量较多的是甲电路C.电压表V 1示数大于电压表V 2示数D.甲、乙两电路电源输出功率可能相等 答案：B4.在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R 的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则 （ ）A.R 的阻值变大B.路端电压不变C.干路电流减小D.路端电压和干路电流的比值减小解析：由题意知，理想电压表的示数减小，说明与电压表并联的电阻变小，即可变电阻R 接入电路的电阻变小，选项A 错误；由闭合电路欧姆定律知，电路总电流变大，路端电压变小，选项B 、C 错误；由于外电路总电阻变小，结合电阻定义式R ＝U I知，路端电压和干路电流的比值减小，选项D 正确.答案：D5.如图所示，K 1、K 2闭合时，一质量为m 、带电荷量为q 的液滴，静止在电容器的A 、B 两平行金属板间.现保持K 1闭合，将K 2断开，然后将B 板向下平移到图中虚线位置，则下列说法正确的是（ ）A.电容器的电容增大B.A 板电势比电路中Q 点电势高C.液滴将向下运动D.液滴的电势能增加解析：由平行板电容器电容的决定式可知，板间距离增大，电容减小，A 项错误；K 1、K 2闭合时，R 1中无电流通过，故B 板电势为零，电容器两极板电势差与R 2两端电压相等，电阻R 2下端接地，故Q 点与电容器上极板电势相等.断开开关K 2，电路结构未发生变化，Q 点电势不变，电容器所带电荷量保持不变，B 板下移，即板间距离d 增大，由C ＝Q U ＝εr S4πkd可知，d增大，其他物理量保持不变，则两极板电势差U 增大，B 板电势为零不变，故A 板电势升高，B 项正确；由场强与电势差关系E ＝U d 及Q U ＝εr S 4πkd 可知，E ＝4πkQεr S，故两极板间场强不变，因此带电液滴受电场力不变，液滴保持静止，C 项错误；根据U ＝Ed 知，液滴距离下极板B 的距离增大，所以液滴所在位置与B 板的电势差增大，B 板电势为零，故液滴所在位置电势φ升高，液滴静止，上极板与电源正极相连，故液滴带负电，由E p ＝qφ可知液滴的电势能降低，D 项错误.答案：B6.（2019·山东淄博调研）如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻为R ，L 1和L 2为相同的灯泡，每个灯泡（阻值恒定不变）的电阻和定值电阻相同，阻值均为R ，电压表为理想电表，K 为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中正确的是（ ）A.L 1亮度不变，L 2将变暗B.L 1将变亮，L 2将变暗C.电源内阻的发热功率将变小D.电压表读数将变小解析：开关掷到位置1时，灯泡L 1和L 2并联，并联电阻R 并＝R ·R R ＋R ＝R2，电路总电阻R 总＝R ＋R ＋R 2＝5R 2，干路电流I ＝E R 总＝2E5R，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡L 1和L 2的电流相等，即I 1＝I 2＝E5R .开关掷到2位置时，灯泡L 1与定值电阻串联，然后与灯泡L 2并联，并联电阻为R ′并＝（R ＋R ）R R ＋R ＋R ＝2R 3，电路总电阻R ′总＝R ＋2R 3＝5R 3，干路电流I ′＝E R ′总＝3E5R ，根据并联电路电流与电阻成反比可得流过灯泡L 1的电流I ′1＝I ′×13＝E5R ，流过灯泡L 2的电流I ′2＝I ′×23＝2E5R .据此判断，开关由1位置打到2位置时，流过灯泡L 1的电流大小不变，灯泡亮度不变，流过灯泡L 2的电流变大，灯泡变亮，所以选项A 、B 错误.总电流变大，电源内阻的发热功率变大，选项C 错误.总电流变大，内电压变大，路端电压变小，电压表示数变小，选项D 正确.答案：D7.如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是：A 灯“10 V ，10 W ”，B 灯“60 V ，60 W ”，C 灯“40 V ，40 W ”，D 灯“30 V ，30 W ”.在a 、b 两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率大小，不考虑各灯泡电阻随电压的变化，正确的是（ ）A.P B <P D <P A <P CB.P A >P C >P D >P BC.P B >P D >P C >P AD.P B >P A >P D >P C解析：A 灯的电阻R A ＝U 2A P A ＝（10 V ）210 W ＝10 Ω；B 灯的电阻R B ＝U 2BP B ＝（60 V ）260 W ＝60 Ω；C灯的电阻R C ＝U 2C P C ＝（40 V ）240 W ＝40 Ω；D 灯的电阻R 0＝U 2DP D ＝（30 V ）230 W＝30 Ω；设a 到b 回路的电流为1 A ，则I A ＝I B ＝1 A ；C 、D 两灯并联，则U C ＝U D ，则I C R C ＝（1 A －I C ）R D ，解得I C ＝R DR C ＋R D＝3040＋30 A ＝37 A ，I D ＝1 A －37 A ＝47A ，A 灯消耗的功率为P A ＝I 2A R A ＝12×10 W ＝10 W ，B 灯消耗的功率为P B ＝I 2B R B＝12×60 W ＝60 W ，C 灯消耗的功率为P C ＝I 2C R C＝⎝ ⎛⎭⎪⎫372×40 W ≈7.3 W ，D 灯消耗的功率为P D ＝I 2D R D＝⎝ ⎛⎭⎪⎫472×30 W ≈9.8 W ，所以P B >P A >P D >P C ，故选项D 正确. 答案：D8.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾驶及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是二氧化锡半导体型酒精气体传感器，传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.如图所示，是酒精气体传感器的原理电路，因不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻R 的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是（ ）A.c 越小，U 越大，c 与U 成反比B.c 越小，U 越大，c 与U 不成反比C.c 越大，U 越大，c 与U 成正比D.c 越大，U 越大，c 与U 不成正比解析：酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R 0两端的电压，根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得1R＝kc （k 是比例系数），根据欧姆定律得U R 0＝E R 0＋R ＋r ，联立得U ＝ER 0R 0＋1kc＋r，由数学知识知，c 越大，U 越大，但两者不成正比，故A 、B 、C 错误，D 正确.答案：D9.电动汽车是以车载电源为动力，开启了“绿色出行”的新模式.某电动汽车电源电动势为400 V ，内阻为0.5 Ω，充满电时储存的可用电能为64 kW·h，汽车运行时电源的放电电流为100 A ，熄火后电源的放电电流为100 mA.下列说法正确的是 （ ）A.汽车运行时，电源持续放电的时间可超过1 hB.汽车熄火后，电源持续放电的时间可超过60天C.汽车运行时电源的输出功率为35 kWD.汽车运行时电源的效率为95%解析：充满电储存电能W E ＝64 kW·h，汽车运行时，电源的放电电流为I 1＝100 A ，放电功率P 1＝EI 1＝400×100 W ＝40 kW ，电源持续放电的时间t 1＝W EP 1＝1.6 h ，超过1 h ，选项A 正确；汽车熄灭后，电源的放电电流为I 2＝100 mA ，放电功率P 2＝EI 2＝400×0.1 W ＝0.04 kW ，电源持续放电的时间t 2＝W E P 2＝1 600 h ，约66.7天，可超过60天，选项B 正确；汽车运行时电源输出功率P 出＝P 1－I 21r ＝40 kW －5 kW ＝35 kW ，选项C 正确；汽车运行时电源效率η＝P 出P 1×100%＝87.5%，选项D 错误.答案：ABC10.A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一个带电小球（可视为点电荷）.两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小），R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻.当R 2的滑片P 在中间时闭合开关S ，此时电流表和电压表的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ，电源电动势E 和内阻r 一定，电表均为理想电表.下列说法中正确的是（ ）A.无论将R 2的滑动触头P 向a 端移动还是向b 端移动，θ均不会变化B.若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 减小，U 减小C.保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变小D.保持滑动触头P 不动，用较强的光照射R 1，则U 变化量的绝对值与I 变化量的绝对值的比值不变答案：ACD11.如图所示，直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管（正向电阻为0，反向电阻为∞）连接，电源负极接地.开始时电容器不带电，闭合开关S ，稳定后，一带电油滴恰能静止在电容器中的P 点.在开关S 保持接通的状态下，下列说法正确的是（ ）A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时，带电油滴会向上运动B.当电容器的上极板向上移动时，带电油滴会向下运动C.当电容器的下极板向下移动时，P 点的电势不变D.当电容器的下极板向左移动时，P 点的电势会升高解析：带电油滴恰好静止，其合力为零，受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力，即mg ＝qE .当滑动变阻器的滑片向上滑动时，其电阻值变大，电容器两端的电压U 变大，对电容器进行充电，两极板间电场强度E 变大，带电油滴受到的电场力大于重力，会向上运动，选项A 正确；当电容器的上极板向上移动时，极板间距d 变大，根据C ＝εr S 4πkd ＝QU ，电容器的电荷量Q 应减小，但由于二极管的单向导电性，电容器只能进行充电，不能进行放电，故此时，电容器的电荷量Q 不变，电场强度E ＝U d ＝4πkQεr S不变，带电油滴仍静止不动，选项B 错误；同理，当电容器的下极板向下移动时，d 变大，电场强度E 不变，而P 点到下极板的距离变大且下极板的电势不变，故P 点电势升高，选项C 错误；当电容器的下极板向左移动时，S 变小，根据C ＝εr S 4πkd ＝Q U 和二极管的单向导电性，电容器的电荷量Q 不变，电场强度E ＝4πkQεr S变大，而P 点到下极板的距离不变，故P 点电势升高，选项D 正确.答案：AD12.在一次研究性学习的实验探究中，某组同学分别测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线，还测绘出了一个电阻两端的电压随电流变化的关系图线，如图中AC 和OB 所示.若把该电阻R 接在该电源上构成闭合电路（R 为唯一用电器），由图可知（ ）A.电源的内电阻是1.2 ΩB.外电阻的电阻值是1.2 ΩC.电源的效率是80%D.电源的输出功率是1.5 W解析：由于AC 斜率的绝对值表示电源的内阻，则r ＝1.55Ω＝0.3 Ω，故A 错误；由于OB 的斜率表示外电阻大小，则R ＝1.21Ω＝1.2 Ω，故B 正确；电源的输出功率P ＝IU ，U 为外电阻两端电压，电路中的总电流即为流过外电阻的电流，所以P ＝1×1.2 W ＝1.2 W ，则电源的效率η＝I 2R I 2（R ＋r ）＝ 1.21.2＋0.3×100%＝80%，C 正确，D 错误.答案：BC二、非选择题（共52分）13.（14分）图甲为某同学家中装修所用整盘导线的部分参数，他想利用整盘导线测定该导线的电阻率.由于没有电压表，他先将一个内阻未知、量程为500 μA 的微安表进行改装，然后利用伏安法测出该导线的电阻.产品名称 单芯铜线 型号名称 BV1.5 产品规格 1.5 mm 2产品颜色 红、黄、蓝、绿、双色导体材质 无氧铜 绝缘材质 聚氯乙烯 额定电压 450/750 V 整盘长度 100 m （±0.5 m）乙 丙该同学的实验步骤如下：（1）采用图乙所示的电路测定微安表的内阻.首先断开S 2，闭合S 1，调节滑动变阻器的阻值使微安表满偏；然后保持滑片不动，闭合S 2，调节电阻箱使微安表的指针半偏，记下此时电阻箱的读数，如图丙所示.如果忽略闭合S 2前后电路总阻值的变化，则电流表的内阻为_____Ω.（2）若将微安表改装成量程为3 V 的电压表，则需要将微安表与阻值为R ＝ Ω的定值电阻串联.（3）若利用伏安法测出该导线的电阻为1.6 Ω，则该导线的电阻率ρ＝ Ω·m. 解析：（1）由实验原理可知，电流表的内阻等于电阻箱的电阻，阻值为R A ＝800 Ω. （2）若将微安表改装成量程为 3 V 的电压表，则需要将微安表与阻值为R ＝U I g－R A ＝3500×10－6 Ω－800 Ω＝5 200 Ω的定值电阻串联.（3）根据R ＝ρL S ，解得ρ＝RS L ＝1.6×1.5×10－6100Ω·m＝2.4×10－8Ω·m.答案：（1）800 （2）5 200 （3）2.4×10－814.（18分）某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验方案，实验室提供的器材有： A.电压表V ； B.电流表A ； C.螺旋测微器； D.米尺；E.滑动变阻器R P （5 Ω，2 A ）；F.干电池组；G.一个开关和导线若干. 他进行了以下操作：（1）用多用电表粗测金属丝的阻值.当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 （填代码）的顺序正确进行操作，最后完成读数测量.A.将选择开关旋转到欧姆挡“×1 Ω”的位置B.将选择开关旋转到欧姆挡“×100 Ω”的位置C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接，正确读数D.将两表笔短接，重新进行欧姆调零（2）该同学采用上述合理步骤测量后，表针指示静止时如图所示，则金属丝的阻值约为 Ω.（3）按照本题提供的实验器材，要求测量金属丝电阻实验时电压调节范围尽可能大，则滑动变阻器用 （选填“限流”或“分压”）接法.（4）若测得金属丝直径为D ，接入电路长度为L 时，电压表、电流表示数分别为U 、I ，则金属丝的电阻率ρ＝ .解析：（1）因欧姆表刻度不均匀，欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时读数较准，当用“×10 Ω”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率过大，则要选择“×1 Ω”挡，调零后再进行测量，故实验顺序为ADC.（2）金属丝的阻值约为R ＝1×15 Ω＝15 Ω.（3）要求测量金属丝电阻实验时电压调节范围尽可能大，则滑动变阻器用分压接法.（4）根据R ＝U I 以及R ＝ρL S ＝ρ4L πD 2，解得ρ＝πUD24IL.答案：（1）ADC （2）15 （3）分压 （4）πUD24IL15.（20分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需要测量一个规格为“2.5 V 0.5 A ”的小灯泡两端的电压和通过它的电流.现有如下器材：A.直流电源（电动势3.0 V ，内阻不计）；B.电流表（量程3 A ，内阻约为0.1 Ω）；C.电流表（量程600 mA ，内阻约2 Ω）；D.电压表（量程3 V ，内阻约3 kΩ）；E.电压表（量程15 V ，内阻约为15 kΩ）；F.滑动变阻器R （最大阻值10 Ω，额定电流1 A ）.（1）实验中，电流表应选择 ；电压表应选择 .（填所选器材前的字母）（2）为了尽可能地减小实验误差，请根据正确选择的器材设计电路并在虚线框中作出该电路图.（3）在正确操作的情况下，某同学根据实验所得的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图所示.实验中，若把该小灯泡和一个阻值为9 Ω的定值电阻串联在电动势为3 V 、内阻为1 Ω的直流电源上，则小灯泡此时的电阻为 Ω（结果保留两位有效数字）.解析：（1）因灯泡的额定电压为2.5 V ，额定电流为0.5 A.因此为保证实验的安全和准确，电压表应选择D ，电流表应选择C.（2）本实验要求通过灯泡的电流由零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，因灯泡正常发光时电阻为R L ＝2.50.5Ω＝5 Ω，较小，则电流表采用外接法.（3）作出等效电源（电动势3 V ，内阻10 Ω）的IU 图线，由图可知两图线交点坐标为（0.4 V ，0.26 A ），则灯泡此时电阻为0.4 V0.26 A≈1.5Ω.答案：（1）C D（2）如图所示（3）1.5（1.4～1.6均可）。
(部编版)2020版高考物理大一轮复习第8单元恒定电流71
第八单元 恒定电流实验部分则以基本仪器的使用和电路实验为第22讲 部分电路及其规律一、电流1.定义:自由电荷的 移动形成电流.方向:规定为 定向移动的方向.2.两个公式:(1)定义式: ;(2)微观式: (q 为自由电荷的电荷量). 二、电阻与电阻定律1.电阻:导体两端的电压和通过它的 的比值.表达式为 .2.电阻定律(1)内容:导体的电阻跟导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟导体的 有关. (2)公式: ,该式是电阻大小的决定式.(3)电阻率:反映材料导电性能的物理量,单位为 ,符号为 . 三、部分电路的欧姆定律1.内容:导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比,跟它的电阻R 成反比.2.适用条件:适用于金属导体和电解液, 和 元件不适用.3.表达式: (说明:这是电流的决定式). 四、电功、电功率、电热1.电功:电路中电场力对移动电荷做的功,公式为W= (适用于任何电路).2.电功率:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢,公式为P= (适用于任何电路).3.电热:电流流过导体产生的热量,由焦耳定律Q= 计算;热功率指单位时间内电流通过导体产生的热量,表达式为P 热= . 【思维辨析】(1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流是矢量.( ) (2)电荷的移动速度就是电流的传导速度. ( )(3)在非纯电阻电路中,UI>I2R. ()(4)由R=知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比.()(5)由ρ=知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比.()(6)公式W=t=I2Rt适用于所有电路.()(7)公式W=UIt及Q=I2Rt适用于任何电路.()考点一电流的理解与计算考向一电流的定义式应用I=计算时应注意:若导体为金属,则q为自由电子带电荷量的绝对值;若导体为电解液,因为电解液里的正、负离子移动方向相反,但形成的电流方向相同,故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和.1 如图22-1所示为一磁流体发电机示意图,A、B是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t时间内有n个自由电子落在B板上,则关于R中的电流大小及方向判断正确的是()图22-1A.I=,从上向下B.I=,从上向下C.I=,从下向上D.I=,从下向上考向二电流的微观表达式掌握推导电流的微观表达式的过程,带电粒子在外加电场的作用下,形成定向移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象,即为“柱体微元”模型.设柱体微元的长度为L,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq,电荷通过横截面的时间t=,电流的微观表达式为I==nqvS.2 如图22-2所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()图22-2A.考向三等效电流的计算有一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中,计算其形成的等效电流时,一般取一个周期的时间来计算,则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量.3 [2016·河南新乡模拟]安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是()A.电流大小为,电流方向为顺时针B.电流大小为,电流方向为顺时针C.电流大小为,电流方向为逆时针D.电流大小为,电流方向为逆时针考点二电阻定律的理解与应用1.电阻与电阻率的关系2.电阻的决定式和定义式(1)电阻的决定式R=ρ指明了电阻的决定因素,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液.(2)电阻的定义式R=提供了一种测量电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关,适用于任何纯电阻电路.4 有一长方形导体,长a、宽b、高h之比为6∶3∶2,它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线,如图22-3所示,分别将AA'、BB'、CC'接在同一恒压电源上时,导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3,则v1∶v2∶v3为()图22-3A.6∶3∶2B.1∶1∶1C.2∶3∶6D.1∶2∶3式题有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∶4B.1∶8C.1∶16D.16∶1■方法技巧某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点:(1)导体的电阻率不变;(2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比;(3)在ρ、l、S都确定之后,应用电阻定律R=ρ求解.考点三欧姆定律与伏安特性曲线1.I=的区别(1)I=表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比.(2)R=表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”.2.伏安特性曲线(1)定义:用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的I-U图像.(2)应用①伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值.②I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小.③I-U图像中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率.(3)两类图线(如图22-4所示)图22-4①线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的.②非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的.5 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图22-5所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I 轴的垂线,则下列说法中正确的是()图22-5A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM的面积式题 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I曲线如图22-6所示.图像上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22-6A.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U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为考点四电功、电功率及焦耳定律1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较tt2.非纯电阻电路的分析思路处理非纯电阻电路问题时,要善于从能量转化的角度出发,围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”分析、求解.6 如图22-7所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻r A=2 Ω,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,电流表示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为4 A.求:(1)电炉子的电阻及发热功率;(2)电动机的内阻;(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率.图22-7式题 (多选)[2017·河南新乡模拟]如图22-8所示是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量m=50 kg,电源提供给电动机的电压为U=110 V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时,通过电动机的电流为I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,则()图22-8A.电动机的输入功率为550 WB.电动机提升重物的功率为550 WC.电动机提升重物的功率为450 WD.电动机的线圈电阻为22 Ω第23讲电动势闭合电路的欧姆定律一、电源电动势与内阻1.电动势(1)定义:电源在内部移动电荷过程中,与移动电荷的的比值.(2)定义式:,单位为.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为的本领(通常认为电动势不变).2.内阻:电源内部也是导体,其电阻称为.二、闭合电路的欧姆定律1.内容:闭合电路中的电流跟成正比,跟成反比.2.表达式:,只适用于纯电阻电路.3.路端电压:U=E-Ir.【思维辨析】(1)不管什么电路,只要其中一个电阻增大,则总电阻增大,总电阻一定大于任意一个电阻.()(2)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.()(3)电动势等于电源的路端电压.()(4)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大.()(5)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.()考点一电阻的串、并联考向一串、并联电路的特点串、并联电路的几个常用结论(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并=R0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻.(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小).(4)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和.1 [2016·福建宁德质检]电阻R1和R2分别标有“2 Ω1.0 A”和“4 Ω0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图23-1所示,则此电路中允许消耗的最大功率为()图23-1A.1.5 WB.3.0 WC.5.0 WD.6.0 W考向二电路的简化(1)基本原则:电势相等的点可合并可拆分;导线可任意长短;无电流的支路可去除;理想电流表可视为短路,理想电压表可视为断路;电路稳定时电容器可视为断路.(2)基本方法:①等电势法:首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势点用不同字母标注,并按电势高低排列各点,最后将所有元件画在相应的位置.②独立分支法:先将各结点用字母标上,判定各支路元件的电流方向,按电流流向确定各独立支路,然后加工整理即可.2 在如图23-2所示的电路中,电源电压U=15 V,电阻R1、R2、R3的阻值均为10 Ω,S为单刀三掷开关,求下列各种情况下电压表的读数:(1)开关S接A;(2)开关S接B;(3)开关S接C.图23-2考向三电流表和电压表的改装-R=R+R g>R=<R3 [2015·北京卷]如图23-3所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()图23-3A .将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB .将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC .将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD .将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A 考点二 闭合电路的功率及效率问题R=纯电阻电路:η=由P 出与外电阻R 的关系图像可知:图23-4①当R=r 时,电源的输出功率最大,为P 出m =.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当P 出<P 出m 时,每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2,且R 1R 2=r 2.4 如图23-5所示,已知电源电动势E=5 V,内阻r=2 Ω,定值电阻R 1=0.5 Ω,滑动变阻器R 2的阻值范围为0~10 Ω. (1)当滑动变阻器R 2的阻值为多大时,电阻R 1消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大功率是多少?图23-5式题 (多选)[2016·南昌调研]在如图23-6所示的电路中,电源内阻不能忽略,当移动滑动变阻器滑片时,电流表示数变大,则()图23-6A.电源的总功率一定增大B.电源的输出功率一定增大C.电源内部消耗的功率一定减小D.电源的效率一定减小考点三电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况,常见的方法有:1.程序法2.直观法(1)当外电路的任何电阻变大(或变小)时,总电阻变大(或变小).(2)控制开关使串联的电阻增多时,电阻变大,使并联的电阻增多时,电阻变小.3.“并同串反”规律所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小,反之则增大.4.极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.考向一一般的动态分析问题5 (多选)[2016·长沙四校联考]如图23-7所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下列说法中正确的是()图23-7A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小考向二电路故障的分析6 (多选)在如图23-8所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是()图23-8A.R1短路B.R2断路C.R3断路D.R4短路考向三闭合电路中ΔU与的分析7 (多选)如图23-9所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则()图23-9A.A的示数增大B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2考向四含容电路的处理8 [2016·全国卷Ⅱ]阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图23-10所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()图23-10A.C.■规律总结(1)电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.(2)电路稳定时电容器的处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,与电容器串联的电阻视为等势体.电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.(3)电容器所带电荷量的变化的计算:如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.考点四对电源U-I图线的理解和应用电源的路端电压随电阻两端电压随电路电流表示电源的输出功9 如图23-11所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I 图线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ的交点坐标分别为P (5.2 A,3.5 V)、Q (6 A,5 V).如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是 ()图23-11A .电源1与电源2的内阻之比是2∶3B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10式题 (多选)如图23-12所示,直线A 为电源的U-I 图线,直线B 和C 分别为电阻R 1、R 2的U-I 图线,用该电源分别与R 1、R 2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P 1、P 2,电源的效率分别为η1、η2,则 ( )图23-12A .P 1>P 2B .P 1=P 2C .η1>η2D .η1<η2 ■ 方法技巧两图线的交点表示电源的路端电压与用电器两端的电压相等,通过电源的电流与通过用电器的电流相等,故交点表示该电源单独对该用电器供电的电压和电流.电学实验专题热点一 电学实验常用仪器使用及读数 考向一 电流表和电压表 1.电流表、电压表的读数方法量程:0~0.6 A,0~3 A 量程:0~3 V,0~15 V,0读到最小分度的分度的,15 V 读到最小分度的2.两种电表的使用技巧(1)机械零点的调整:在不通电时,指针应指在零刻度线的位置.(2)选择适当量程:估算电路中的电流或电压,指针应偏转到满刻度的以上.若无法估算电路中的电流和电压,则应先选用较大的量程,再逐步减小量程.(3)正确接入电路:电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,两种表都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.1 (1)图Z7-1甲所示的电流表使用0.6 A 量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数是 A;当使用3 A 量程时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A .(2)图乙所示的电压表使用较小量程时,每小格表示 V,图中指针的示数为 V .若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示 V,图中表针指示的是 V .图Z7-1考向二 游标卡尺和螺旋测微器 1.螺旋测微器(1)构造:如图Z7-2所示,螺旋测微器的测砧A 和固定刻度B 固定在尺架C 上,旋钮D 、微调旋钮D'和可动刻度E 、测微螺杆F 连在一起,通过精密螺纹套在B 上.图Z7-2(2)原理:测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D 每旋转一周,F 前进或后退0.5 mm,而可动刻度E 上的刻度为50等份,每转动一小格,F 前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm .读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺.(3)读数:测量时被测物体长度的整毫米及半毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出. 测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).如图Z7-3所示,固定刻度示数为2.0 mm,可动刻度示数为15.0,最后的读数为2.0 mm +15.0×0.01 mm =2.150 mm .图Z7-32.游标卡尺(1)构造:如图Z7-4所示,游标卡尺的主要部分是主尺和游标尺,主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪,游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉.图Z7-4(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度分别为10、20、50刻度,可准确到0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,见下表:(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果为(x+K×精确度)mm.2 [2015·海南卷]某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图Z7-5甲和乙所示.该工件的直径为cm,高度为mm.甲乙图Z7-5式题写出如图Z7-6所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数:(1)游标卡尺的读数为mm.(2)螺旋测微器的读数为mm.图Z7-6热点二 测量电路与控制电路设计 考向一 电流表的内接法和外接法 1.电流表的内接法和外接法的比较电流表分压 电压表分流 =测量值大于真实值<R测量值小于真实值R A ≪R V ≫R x2.两种电路的选择(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”. (2)临界值计算法:R x <时,用电流表外接法; R x >时,用电流表内接法.(3)实验试探法:按图Z7-7所示接好电路,让连接电压表的导线P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.图Z7-73 [2014·全国卷Ⅱ] 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 的阻值约为200 Ω,电压表V 的内阻约为2 k Ω,电流表A 的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图Z7-8甲或乙所示,结果由公式R x =计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则 (选填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2 (选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.图Z7-8式题 用内阻为3000 Ω的电压表和内阻为10 Ω的电流表测电阻,在图Z7-9甲、乙两种情况下,电压表的示数都是60 V,电流表的示数都是0.2 A,则R 1的测量值为 Ω,真实值是 Ω,R 2的测量值为 Ω,真实值是 Ω.图Z7-9 考向二滑动变阻器两种连接方式1.滑动变阻器两种接法的对比限流接法≤U≤Eb2.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),此时,则必须选用分压式电路.(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路.4 [2017·河南商丘二模]某同学用伏安法测量一个电阻(阻值约为1200 Ω)的阻值,现有下列器材:A.电流表(量程100 mA,内阻约2 Ω);B.电流表(量程15 mA,内阻约4 Ω);C.电压表(量程15 V,内阻约100 kΩ);D.电压表(量程50 V,内阻约500 kΩ);E.直流电源(电动势20 V,允许最大电流4 A);F.滑动变阻器(最大阻值100 Ω);G.开关、导线若干.(1)电流表应选,电压表应选.(填对应器材前的字母代号)(2)该同学正确选择仪器后连接了如图Z7-10所示的电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路的接线上存在的问题:①;②.图Z7-10■特别提醒在选滑动变阻器时,为调节方便,分压法一般选总阻值小的滑动变阻器,限流法选总阻值比待测电阻大几倍的滑动变阻器.热点三实验器材的选取与实物图连接1.电学实验仪器的选择选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材,一般要考虑四方面因素:(1)安全因素:通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流.(2)误差因素:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时,其指针应偏转到满偏刻度的以上;使用欧姆表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位.(3)便于操作:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节.在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到.(4)实验实际:除以上三个因素外,还应注重实验实际,如所用的电源与打点计时器的匹配问题等.2.实物图连接的注意事项(1)画线连接各元件,一般先从电源正极开始,按照电路原理图先到开关,再到滑动变阻器,按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来;其次将要并联的元件再并联到电路中去.(2)连线时要将导线接在接线柱上,两条导线不能交叉.(3)要注意电表的量程和正、负接线柱,要使电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出.5 [2017·全国卷Ⅱ]某同学利用如图Z7-11所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2500 Ω)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个最大阻值为20 Ω,另一个最大阻值为2000 Ω);电阻箱R z(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.(1)按图Z7-11的原理图将图Z7-12中的实物连线.图Z7-11图Z7-12(2)完成下列填空:①R1的最大阻值为(选填“20”或“2000”)Ω.②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图Z7-11中的滑动变阻器的(选填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.③将电阻箱R z的阻值置于2500.0 Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置.最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(选填“相等”或“不相等”).④将电阻箱R z和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z的阻值置于2601.0 Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待测微安表的内阻为Ω.(结果保留到个位)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:.热点四数据处理与误差分析考向一图像法6 [2017·天津卷]某探究性学习小组利用如图Z7-13所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ,电阻R1 =9.0 kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻.。
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是( )A ．电阻R 1断路B ．电阻R 2短路C ．灯L 1两接线柱间短路D ．电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R 1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L 2两端电压会减小，致使灯L 2变暗，A 错误．若电阻R 2短路，灯L 2将不亮，B 错误．若灯L 1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C 错误．若电阻R 2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2两端电压增大，灯L 2变亮，D 正确．4．(2021年济宁检测)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A ．V 的读数变大，A 的读数变小B ．V 的读数变大，A 的读数变大C ．V 的读数变小，A 的读数变小D ．V 的读数变小，A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V 的读数变大．把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3中的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表示数增大，故B 正确．5．一个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( )A ．电动机消耗的总功率为I 2R B ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 错误．电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错误．电源的输出功率为UI ，C 错误．电源的效率为U E ＝E －Ir E，D 正确． 6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，故C 、D 错误． 7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .闭合开关S ，在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时，电容器的带电量为Q .则在这个过程中，下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E －I (R 1＋r )得ΔU ＝ΔI (R 1＋r )，解得ΔU ΔI＝R 1＋r 不变，故A 错误，B 正确．在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大，电阻R 1两端电压增大．根据Q ＝UC ＝CR 1I 可知，Q －I 图像是过原点的倾斜直线．故C 错误，D 正确．综合提升练习8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S ，电压表示数为U ，电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A 错误．滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B 、C 正确．由于电压表示数没有变化，D 错误．9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I ＝E R ＝1 A ，所以路端电压U R ＝IR ＝10 V ，A 正确．电源的总功率P ＝IE ＝12 W ，B 错误．由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ，所以U a b ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 正确．a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D 错误．10．某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ，则ΔE p ＝Mgh .设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p .代入数据解得t ＝2×104 s ．。
高考物理一轮复习课件 第8单元恒定电流课件 (广东专版)
(C )
A．I＝1.5 A
B．I>1.5 A
C．I<1.5 A
D．条件不足，无法确定
第33讲 │ 考向互动探究
[解析] 开关 S 断开时，电流表示数为 0.5 A，则 U＝I1R1＝10 V；合 U
(3)通过例3和变式题复习伏安特性曲线的应用． (4)通过例4和变式题复习非纯电阻电路中电功率和电动机 的效率以及与力学综合的计算．
第33讲 │ 考点自主梳理
考点自主梳理
► 知识点一 电流
1．定义：自由电荷的_定__向__移___动__形成电流．
电流的微观表达式：I＝___n_q_S_v____(n 为导体单位体积内的自由
2. 本讲教学可以按下面的思路安排： 从电流的定义入手，复习电阻定律、电功率、串并联电路 的特点等，总结分析电路的方法并能应用所学的知识进行求 解． (1)通过例1和变式题复习电阻、电阻率的概念及电阻定律 的应用．
第33讲 │ 编读互动
(2)通过例2和变式题复习部分电路欧姆定律的应用，重点 强化对部分电路欧姆定律的适用条件的理解．
包括金属导体制作的非纯电阻元件，如线圈、电动机等． 2．从能量转化的角度来看，欧姆定律适用于将电能全部
转化为内能的电路，如电阻丝、灯泡等．
第33讲 │ 考向互动探究
例2 如图所示，电阻R1＝20 Ω ，电动机线圈电阻R2＝10
Ω .当开关S断开时，电流表的示数为0.5 A；当开关S闭合后，
电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流I应是
► 知识点四 电功、电功率、电热
1．电功：电路中__电__场__力__移动电荷做的功，公式为W＝qU＝ ___I_U_t___(适用于任何电路)．
2．电功率：单位时间内电流做的功，表示电流做功的