高中恒定电流专题复习
恒定电流专题复习
恒定电流专题1.电流电流的定义式：tqI = 决定式：I ＝R U电流的 微观表达式I=nqvS注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q ／t 计算电流强度时应引起注意。
例1．在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。
例2． 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。
已知质子电荷e =1.60×10-19C 。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。
2.电阻定律导体的电阻R 跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比。
slR ρ= （1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。
单位是Ω m 。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：① 金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。
③有些物质当温度接近0 K 时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。
能够发生超导现象的物体叫超导体。
材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T C 。
例3．.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab =10 cm ，bc =5 cm ，当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流强度为1 A ，若将C 与D 接入电压为U 的电路中，则电流为（ ）A.4 AB.2 AC.21AD.41A例4．.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U ，则.（ ）①通过两段导体的电流相等②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同 ③细导体两端的电压U 1大于粗导体两端的电压U 2 ④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度 A.①B.①②C.①②③D.①②③④例5．.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT 元件，PCT 元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t 的关系如图所示.由于这种特性，PCT 元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是( )A.通电后，其电功率先增大后减小B.通电后，其电功率先减小后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2间的某一值不变 3.欧姆定律RUI（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。
物理高考复习专题10 恒定电流(解析版)
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（第七期）恒定电流1、（2020·湖南省长沙市高三期末统考）如图是中国宁波公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用。
这种电车的核心元器件是“3V ，1200F“石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年，被誉为“21世纪的绿色交通”。
下列说法正确的是（ ）A. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容也逐渐减小B. 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容保持不变C. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变D. 若标有“3V ，12000F”的电容器从电量为零到充满电用时30s ，则充电平均电流为3600A【答案】B【解析】AB ．电容器的电容由本身结构决定，与充放电无关，与电荷量的多少无关，故放电过程中，电量减少，电容不变，充电过程中，电量增加，电容不变，故A 错误，B 正确。
C ．根据Q=CU 可知，放电过程中，电量Q 减少，两极板间的电压减小，电容不变，故C 错误。
D ．标有“3V ，12000F”的电容器从电量为零到充满电，储存的电荷量Q=CU =36000C ，根据电荷量定义可知3600030Q I t ==A=1200A故充电平均电流为1200A，故D错误。
故选B。
2、（2020·上海市浦东新区高三一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻。
当R3的滑片向右移动时A. R1消耗的功率减小B. R2消耗的功率增大C. R3消耗的功率可能减小D. 电源内阻消耗的功率增大【答案】C【解析】A．当R3的滑片向右移动时，R3的电阻变大，则电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则R1两端电压变大，则消耗的功率变大，选项A错误；B．因R1电流变大，总电流减小，则R2电流减小，则R2消耗的功率减小，选项B错误；C．将R1和R2等效为电源内阻，则R3与等效内阻的关系不能确定，可知R3消耗的功率可能减小，也可能变大，选项C正确；D．因通过电源的电流减小，则电源内阻消耗的功率减小，选项D错误；故选C.3、（2020·上海市崇明区高三一模）物理算式3（s）×4（V）×2（A）计算的结果是（）A. 24NB. 24WC. 24CD. 24J【答案】D【解析】s是时间的单位，V是电压的单位，A是电流的单位，则对应的公式为：UIt＝W，W指的是功，其单位为J，所以3（s）×4（V）×2（A）＝24J，故ABC错误，D正确。
恒定电流专题复习
恒定电流专题复习 1.电流Uq R?I＝电流的定义式：决定式：I t I=nqvS微观表达式电流的＝t／q注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I 计算电流强度时应引起注意。
，向左迁移的负内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C在例1．10 s 3 C．求电解槽中电流强度的大小。
离子所带的电量为32?q?q21?10t＝解：电解槽中电流强度的大小应为IA＝0.5 A的直线加速器加速，形成，经一加速电压为800kV例2．来自质子源的质子（初速度为零）-19。
这束质子流每秒打到靶的细柱形质子流。
已知质子电荷e=1.60×10C电流强度为1mA。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与_________上的质子数为n的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为质子源相距L和4L1∶，则nn=_______。
和n212v v 21解：按定义，质子源Inne L15.25?10,I????6.L4ett，l由于各处电流相同，设这段长度为其中的质子数为个，n ns21nelnev221?I?n?,?和t?得I ???2?as,?v?sv,。
而则由vltv sn1122.电阻定律l??R成反比。
成正比，跟它的横截面积Sl导体的电阻R跟它的长度s（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。
单位是Ω?m。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：；金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）①．合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。
③有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。
能够发生超导现象的物体叫超导体。
材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T。
高三第一轮复习专题7恒定电流
高三第一轮复习专题7恒定电流-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN专题七 恒定电流第一单元 串、并联电路和欧姆定律、电阻定律一、电流1．定义：自由电荷的定向移动形成电流． 2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式：（1）定义式/I q t =； （2）决定式UI R=； （3）微观式I nqSv = 提示：(1)电流可分为：直流(方向不随时间改变)、交流(方向随时间改变)、恒定电流(方向和强弱都不随时间改变)．(2)在电解液导电和气体导电中q 应为通过该截面的正负电荷电量的绝对值之和．二、电阻、电阻率、电阻定律1．电阻 (1)定义式：R ＝U I . (2)决定式：R ＝ ρls(电阻定律)．2．电阻率ρ(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属：电阻率随温度升高而______． ②半导体：电阻率随温度的升高而_____． 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、部分电路的欧姆定律1．内容：导体中的电流跟导体两端的______成正比，跟导体的_____成反比．2．公式：I ＝UR.3．适用范围 (1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)． (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)． 4．导体的伏安特性曲线(1)I －U 图线 以电流为纵轴、电压为横轴，画出电流随电压的变化曲线．如图所示． (2)比较电阻的大小图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1___R 2(填“>”、“＝”或“<”)．特别提示：对于有些纯电阻元件在温度发生变化时，电阻值也随之改变，它的U －I 或I －U 图象不再是直线． 四、电功、电热和电功率1．电功 (1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功．电势能转化为其他形式的能的过程． (2)公式：W ＝qU ＝UIt ，这是计算电功普遍适用的公式．2．电热 (1)定义：电流流过一段导体时产生的热量．(2)公式：Q ＝_____ (焦耳定律)． 3．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．(2)公式：P＝Wt＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式．(3)额定功率和实际功率额定电压、额定功率是用电器的重要参数，分别表示用电器正常工作电压和在正常电压下用电器的功率．例：“220 V,40 W”的白炽灯．①用电器在额定电压下工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额．②用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率．（4）纯电阻电路和非纯电阻电路电功与电热分析特别提醒：(1)在非纯电阻电路中，U2R t既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转时，该电路为纯电阻电路．例.（2011年合肥质检）有一内阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120 W； B．电解槽的发热功率为60 W；C．电解槽消耗的电功率为60 W； D．电路消耗的总功率为60 W.解析：选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝60110 A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220×60110 W＝120 W，D错．五、串、并联电路的特点特别提示：(1)串联电路的总电阻大于电路中任一电阻；并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻．(2)不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．六．高考典型题型题型一：电阻定律的应用【例1】. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，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解析：导线长度和横截面积变化时，导线的体积保持不变．因此当把第一根金属线均匀拉长到原来的2倍时，其横截面积减小为原来的一半，根据电阻定律R＝ρl/S，则电阻变为原来的4倍；当把第二根金属线对折后并合时，其长度减半，横截面积加倍，所以电阻变为原来的1/4.显然，两个金属线的电阻之比为16∶1.根据电流的定义得q＝It，结合欧姆定律，当给它们分别加上相同的电压时，在相同时间内通过它们的电荷量之比为q1∶q2＝I1∶I2＝R2∶R1＝1∶16.【答案】 C规律总结： 某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住要点：①电阻率不变；②总体积不变．由V ＝lS 可知l 和S 成反比例变化，在ρ、l 、S 都确定后，应用电阻定律R ＝lS判断． 【变式训练1】：(2011年淮北一中模拟)如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm ，当A 与B 之间接入的电压为U 时，电流为1 A ，若C 与D 间接入的电压为U 时，其电流为( )A ．4 AB ．2 AC ．0.5 AD ．0.25 A解析：选A.设金属片的厚度为m ，则接A 、B 时R 1＝ρ·lS ＝ρ·ab bc ·m ；接C 、D 时，R 2＝ρ·bcab ·m ；所以R 1R 2＝41，又电压不变，得I 2＝4I 1＝4 A.题型二：串、并联电路的计算(2011年宿州质检)在如图所示的电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，电流表的读数为( )A ．0B ．1 AC ．1.5 AD ．2 A解析： 在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，R 2与R 3并联，然后与R 1串联，电流表的示数是流过电阻R 2的电流大小．计算可得，流过R 1的干路电流为63 A ＝2 A ，各个电阻相等，所以电流表示数为1 A ，B 正确． 答案 B易误警示： 如果不清楚电路结构，那就不能判断电流表的电流来源，本题容易错误地认为电流流过R 1、R 3而电流表中没有电流，误选A ；或者误认为电流表的电流是流过R 1、R 3的电流，误选C.这都是由于对电路结构分析不够而造成的．【变式训练2】一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则()A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V解析：选C.当cd端短路时，ab之间的电路为R2和R3并联，然后与R1串联，因此ab之间的等效电阻为R2·R3R2＋R3＋R1＝40 Ω.选项A错误．同理，当ab端短路时，R1和R3并联，然后与R2串联，总电阻为128 Ω，B选项错误．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为R3两端的电压，电路为测试电源给串联的电阻R1和R3供电，因此，cd两端的电压为10010＋40×40 V＝80 V，选项C正确．同理，当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压即R3两端的电压为100120＋40×40 V＝25 V，选项D错误．故选C.题型三：非纯电阻电路中功率的计算【例3】一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少转化为内能的功率是多少电动机的效率是多少(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？思路点拨：电风扇是非纯电阻用电器，关键是把握住能量守恒定律及电风扇不转时可视为纯电阻用电器．☞解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)因为P 入＝IU (1分) 所以I ＝P 入U ＝66220A ＝0.3 A ． (1分)(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为 P 内＝I 2R ＝0.32×20 W ＝1.8 W (2分) 电风扇正常工作时转化为机械能的功率为 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W (2分) 电风扇正常工作时的效率为 η＝W 机W 总＝P 机P 入＝64.266×100%≈97.3%. (2分) (3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流 I ＝U R ＝22020A ＝11 A (2分)电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2420 W ． (2分)电动机发热功率 P 内＝I 2R ＝112×20 W ＝2420 W ． (2分)答案： (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2420 W 2420 W规律总结： 解决电功、电热这类问题时，首先判断电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路．若是非纯电阻电路，关键是搞清楚电能转化为什么形式的能，然后再确定选用哪个公式计算电功或电功率．【变式训练3】如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r ＝0.6 Ω，电路中的固定电阻R ＝10 Ω，电路两端的电压U ＝160 V ，理想电压表的示数U ′＝110 V ，则通过电动机的电流是多少，电动机的输入功率和输出功率又各是多少？解析：对电阻R 根据欧姆定律得I ＝U －U ′R ＝160－11010A ＝5 A 电动机的输入功率P ＝IU ′＝5×110 W ＝550 W 电动机的发热功率P 1＝I 2r ＝52×0.6 W ＝15 W 所以电动机的输出功率P 出＝P －P 1＝535 W. 答案：5 A 550 W 535 W第二单元：电动势、闭合电路的欧姆定律一、电动势 1. 定义式： E ＝W/q 2. 方向：在电源内部由_____指向______ 3. 大小：(1)等于外电路______时电源两端的电压．(2)等于非静电力把1 C 的正电荷从电源内部的_____移到______所做的功. 二、闭合电路的欧姆定律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______．2．公式：I ＝ER r+或E ＝U Ir IR Ir +=+. (只适用于纯电阻电路)； 常用表达式E ＝U 外＋U 内(适用于任何电路)． 三、路端电压与外电阻、电流的关系 1．路端电压与外电阻的关系(1)根据U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E1＋r R可知，当R 增大时U_______，R 减小时U_______．(2)外电路断开时，R 为无限大，I ＝___，路端电压U ＝_____.(3)外电路短路时，R ＝0，U ＝____，I ＝Er (短路电流)．2．路端电压跟电流的关系路端电压跟电流的关系是U ＝E －Ir ，用图象表示如图所示．此图象的物理意义是：(1)图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的__________． (2)图线斜率大小代表电源的______，路端电压U 随电流I 变化的本质原因是由于电源内阻的存在． (3)图中I m 代表短路电流，I m ＝___. 四、电源的相关功率和电源的效率问题 1．正确区分相关电功率的含义电功率 意义公式 电源功率指电源提供的全部电功率P 总＝EI 电源输出功率 指电源提供给外电路的功率 P 出＝UI 电源内部消耗功率 指电源内电阻消耗的功率P 内＝I 2r用电器的额定功率指用电器在正常工作条件(即额定电压)下的功率 P 额＝U 额I 额 用电器的实际功率指用电器在实际电压下消耗的功率P 实＝U 实I 实乙应用指导：元件的总功率≥元件的输出功率；元件的实际功率≤元件的额定功率．2．电源的输出功率P 出＝I 2R ＝E 2(r ＋R )2·R ＝E 2(R －r )2R ＋4r(输出功率随外电阻变化的图线如图所示)．(1)当R ＝r 时，P 出最大＝E 24r ＝E 24R.(2)当P 出<P 出最大时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且r ＝R 1·R 2.(3)R <r 时，P 出随R 的增大而增大；R >r 时，P 出随R 的增大而减小．3．电源的效率η＝I 2R I 2(R ＋r )＝R R ＋r＝11＋r R ，η随着R 的增大而增大，η－R 变化规律如图所示：可见，当R ＝r 时，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，其效率η＝50%，当R →∞时η→100%，但此时P 出＝0无实际意义．(2)对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率应根据P ＝I 2R 来判断，与输出功率大小的判断方法不同．例1.(2011年江苏盐城联合调研)在如图甲所示的电路中，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器．闭合开关S ，将滑动变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示．则( ) A ．图线乙是电压表V 2示数随电流变化的图线B ．电源内电阻的阻值为10 ΩC ．电源的最大输出功率为3.6 WD ．滑动变阻器R 2的最大功率为0.9 W解析：选D.V1是定值电阻R1两端电压，随电流的增大而增大，应是乙图线所反映的U －I关系，图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线，A错误；图线甲的斜率表示的是R1和电源内阻之和，电源内阻为r＝40.4Ω－20.4Ω＝5 Ω，所以B错误；内外电阻相等时，输出功率最大，P m＝U24r＝6220 W＝1.8 W；可将R1和电源内阻之和等效为电源的“内阻”，当滑动变阻器的电阻等于该“内阻”时，滑动变阻器的功率最大，P′m＝U2 4r′＝624×10 W＝0.9 W.五、闭合电路的动态分析1．程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化(或开关的通断)，引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析此类问题的基本步骤是：(1)由局部电阻变化判断总电阻的变化； (2)由I＝ER＋r判断总电流的变化；(3)据U＝E－Ir判断路端电压的变化；(4)由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化．2．极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．3．特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论．特别提醒：(1)电路的动态分析问题是指由于电路中某一电阻的变化造成电路中其他物理量变化，只要熟练掌握串并联电路的特点及欧姆定律即可顺利解决问题．(2)该类问题在近几年高考题中经常出现，且常以选择题考查为主．例2.(2009年高考广东理科基础卷)如图所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是()A．路端电压变小 B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小 D．电路的总电阻变大解析：选A.由a到b，R1值减小，因此总电阻变小，D错，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以A正确，再结合欧姆定律知电流表的示数变小，B错，由P 内＝I2r知电源内阻消耗的功率变大，C错．六、含容电路的分析和计算电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想不漏电的情况)的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，具体做法是：1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．2．当电容器和某一电阻串联后，接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压．3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．电量的多少可根据Q＝C·U计算．特别提醒：求解含有电容器的电路问题，首先要弄清楚电路结构，分析出电容器两极板间的电压如何变化，然后根据串并联电路的特点结合欧姆定律，确定其他量．3.如图中电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求：(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流．(2)S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过R1的总电荷量．解析：(1)电路稳定时，R1、R2串联，易求I＝ER1＋R2＝1 A，即为流过R1的电流．(2)S闭合时，电容器两端电压U C＝U2＝I·R2＝6 V，储存的电荷量Q＝C·U C. S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时U C′＝E，储存的电荷量Q′＝CU C′.很显然电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q′－Q＝CU′C－CU C＝1.2×10－4 C．电容器上的电荷量的增加是在S 断开以后才产生的，这只有通过R1这条途径实现，所以流过R1的电荷量就是电容器带电荷量的增加量．答案：(1)1 A(2)1.2×10－4C七、电路故障问题的分析方法1．故障特点(1)断路的特点：电路中某一部分发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零．(2)短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零．2．故障的分析方法(1)断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断路．(2)短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若电压表示数为零，则该电路被短路．例4. (2011年陕西宝鸡二检)在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是()A．电阻R1断路 B．电阻R2断路C．电阻R2短路 D．电容器C断路解析：选B.若R1断路，则无电流流过灯泡，灯泡不亮，A错误；若R2断路，R总变大，I总变小，U内＝I总r变小，U外变大，U1＝I总R1变小，因U L＝U外－U1，所以U L变大，灯泡变亮，故B正确；若R2短路，电流不经过灯泡，灯泡不亮，C错误；若电容器断路，总电阻不影响，故灯泡亮度不变，D错误．八．高考典型题型题型一：电路的动态分析【例1】(2011年滁州模拟)如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是()A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变亮C．电容器C上的电荷量减小 D．电源的总功率变大解析：滑动变阻器R的滑片P向左移，电路总电阻变大，则由I＝ER外＋r，可知干路电流变小，即电流表读数变小，由路端电压U＝E－Ir，可知电压表读数变大，A正确；由于干路电流变小，所以灯变暗，B错误；变阻器两端电压变大，电容器两端电压变大，电荷量增加，C错误；而电源总功率P＝IE，I减小，所以P减小，即D错误．答案： A方法技巧：电路的动态分析应该先局部后整体，整体后再局部．先局部是看由于局部的电阻变化而引起的总电阻的变化，然后看整体的干路电流和路端电压的变化情况，结合它们的变化情况再分析需要求解的物理量的变化．【变式训练】(2009年高考广东卷)如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡都能泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯的是正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确()A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大解析：电源不计内阻，故电源两端的电压不变，再合上S2，实际上就是将电阻R2并联入电路中，引起总电阻减小，干路总电流必然增大，由P＝UI知，电源的输出功率应增大，A 错；R 1处于干路中，C 对；由于R 1两端的电压U 1＝IR 1，I 增大，故U 1增大，则L 1两端的电压减小，由P ＝U 2R 知L 1的功率减小，B 错；L 3和R 3两端的电压减小，通过R 3的电流必减小，D 错． 选C.题型二：闭合电路欧姆定律的应用【例2】 (17分)(2011年宁波模拟)在如图所示的电路中，R 1＝2Ω，R 2＝R 3＝4 Ω，当开关S 接a 时，R 2上消耗的电功率为4W ，当开关S 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求：(1)开关S 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关S 接b 时，电源的电动势和内电阻； (3)当开关S 接c 时，通过R 2的电流．【思路点拨】 当开关接不同触点a 、b 、c 时，电阻R 1、R 2、R 3的连接方式发生了变化，搞清它们之间的连接方式是解题的前提和关键．解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！(1)当S 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，可得： 通过电源的电流I 1＝ P R 2＝1 A(2分) 电源两端的电压U 1＝PR 2＝4 V ．(2分)(2)当S 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ①(2分)当S 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω(1分) 通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A(1分) 这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75 r ②(2分) 解①②式得：E ＝6 V r ＝2 Ω.(2分)(3)当S 接c 时，R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω(1分) 总电流I 3＝E /R 总＝1 A(2分)通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A ．(2分) 【答案】 (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A易误警示： (1)不能正确判断本题电路中因开关S 的触点位置变化导致电阻连接方式的变化是失误的主要原因． (2)不能灵活应用一些基本公式，如P ＝I 2R 、P ＝U 2R 、E ＝U ＋Ir 等造成计算繁琐． 第三单元 电学实验实验七：测定金属的电阻率一．实验目的：1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法；2．掌握螺旋测微器的使用和读数方法；3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率．二．实验原理：1．螺旋测微器(1)构造：如图，又叫千分尺．(2)读数：测量值(毫米)＝固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150mm.特别提示：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数．2．游标卡尺(1)构造：主尺、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．(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有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm 2019 mm0.05 mm0.05 mm 5049 mm0.02 mm0.02 mm(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，则记录结果表达为(x ＋K ×精确度)mm.3．伏安法测电阻(1)原理：R ＝U I，用电压表测定电阻两端的电压U ，用电流表测定流过电阻的电流I .(2)电流表的内接法和外接法的比较(3)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，x V A x R R R R ≤，宜采用电流表外接法；若R x 较大，x V A xR R R R ≥，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内偏大，小外偏小”． ②实验试探法：按图接好电路，让电压表一根接线柱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．特别提示：电表示数变化大小是指相对变化的大小，即比较|ΔU |U 与|ΔI |I 的大小．4.测电阻率的原理把金属丝接入图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，根据R x ＝U I 计算金属丝的电阻R x ，然后用米尺测量金属丝的有效长度l ，用螺旋测微器测量金属丝的直径d ，计算出金属丝的横截面积S ；根据电阻定律R x ＝ρl /S ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4lI三．实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干．四．实验步骤1．用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值．2．按图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路．3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l .4．把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S ，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，填入记录表格内，断开电键S ，求出导线电阻R x 的平均值．5．整理仪器．五、数据处理1．在求R x 的平均值时可用两种方法(1)第一种是用R x ＝U I算出各次的数值，再取平均值． (2)第二种是用U －I 图线的斜率求出．2．计算电阻率：将记录的数据R x 、l 、d 的值，代入电阻率计算公式ρ＝R x S l ＝πd 2U 4lI .六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R 测<R 真，由R ＝ρl S，知 ρ测<ρ真．3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．七、注意事项1．为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行．2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法．3．电键S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大． 4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大．八、仪器选择的三个原则1．安全性原则：通过电源、电阻、电流表、电压表等的电流不能超过其允许的额定电流．2．误差性原则：选用电表应考虑尽可能达到电表量程．3．便于操作原则：选择滑动变阻器时应使对外供电电压的变化范围既要满足实验要求，又要便于调节，滑动变阻器调节时应使其滑动范围较大．九．典型题分析题型一：游标卡尺、千分尺的读数【例1】 (2009年高考海南卷)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为________ cm，厚度的测量值为________ mm.【解析】游标卡尺是20分度的，可精确到0.05 mm，其主尺读数为1.2 cm，游标尺读数为8×0.005 cm＝0.040 cm.所以金属圆片直径为1.240 cm.螺旋测微器固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为0.183 mm，厚度测量值为1.683 mm.【答案】 1.240 1.683【易误警示】千分尺必须估读，不要求游标对卡尺估读．题型二：实验数据的处理【例2】 (2009年高考广东卷)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为3 V的直流稳压电源、电。
恒定电流专题复习
恒定电流专题复习一、电路的动态分析1．如图所示电路中，当变阻器R 3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2．下图中平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则：（ ） A ．电压表读数减小 B ．电流表读数减小C ．质点P 将向上运动D ．R 3上消耗的功率逐渐增大 3．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在。
右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R B 是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a 、b 接报警器，当传感器R B 所在处出现断针时，电流表的电流I 、ab 两端的电压U 将( ) A ．I 变大，U 变大 B ．I 变小，U 变小 C ．I 变大，U 变小 D ．I 变小，U 变大二、闭合电路中的功率4.某同学利用 “测定电池电动势和内阻” 实验所得的U 、I 数据，根据电池的输出功率P = IU ，得出被测电池组的输出功率P 随外电阻R 变化的图线如右图所示。
求：(1) 电源内阻r (2) 电源电动势三、路端电压与电流关系图像的理解5．如图所示，直线A 为电源的U —I 图线，直线B 为电阻R 的U —I 图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( ) A.4 W 、8 W B.2 W 、4 W C.4 W 、6 WD.2 W 、3 W6．如图所示，a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。
以下说法正确的是 ( )A ．电池组的内阻是1ΩB ．电阻的阻值为0.33ΩC ．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4WD ．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W2/V四、电动机功率问题7．一辆电瓶车，质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力是车重的0.02倍（g=10m/s2），则此电动机的内阻是（）A．4.8ΩB．3.2ΩC．1.6ΩD．0.4Ω8．利用电动机通过如图12所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为 5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s2)．五、电表的改装9．电流Ig=5mA,内阻Rg=400Ω的电流表G,若把它改装成量程为10V的电压表,应一个Ω的分压电阻,该电压表的内阻为Ω;若把它改装成量程为3A的电流表,应联一个Ω的分流电阻,该电流表的内阻为Ω10.所示，甲为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的伏安特征曲线。
高三物理考点专题复习课件2(必考部分_第七章_恒定电流)
解析：(1)因实验目的是描绘小灯泡的伏安特 性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压， 故采用甲图所示的分压式电路合适，这样电 压可以从零开始调节，且能方便地测多组数 据． (2)因为小灯泡额定电压为4 V,0～15 V的量程 太大，读数误差大，所以电压表选0～5 V的 A；小灯泡的额定电流I＝ 0.5 A，则电流表 选D；滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡 高中物理课件 E. 电阻8 Ω，调节不方便，故应选滑动变阻器
[解析]
(1)测绘小灯泡的伏安特性曲线， 要求能较大范围测量数
据，所以控制电路部分应用分压式接法，滑动变阻器应用最大阻值 小、额定电流大的 A． U2 P (2)灯泡的电阻 R＝ P ＝15 Ω，额定电流 I＝U＝0.2 A，由 R＝15 Ω< RARV＝ 15 000 Ω，依据公式法“大内小外”的原则，可知电 流表应采用外接法，故选 B．
高中物理课件 电源(或电池组)、开关一个、导线若
实验目的
实验操作
重视实验操作 提高实验技巧
高中物理课件
一、实验步骤 1．确定电流表、电压表的量程，采用电流 表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按下 图中的原理图连接好实验电路．
高中物理课件
2． 把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端， 接线经检查无误后， 闭合开关 S. 3．移动滑动变阻器滑片位置，测出 12 组左右不同的电压值 U 和电流值 I，并将测量数据填入表格中，断开开关 S. U(V) I(A) U(V) I(A) 4.拆除电路，整理仪器． 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
•[考点二]
数据处理与误差分析
[试题调研]
[调研2] (2015·云南部分名校统考)在“描 绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡 的规格为“3.8 V,0.3 A”．除了开关、导线外， 还有如下器材： 电压表V，量程0～5 V，内阻约5 kΩ 电流表A1，量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω 电流表A2，量程0～100 mA，内阻约4 Ω 滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流 2.0 A 高中物理课件
高二物理专题复习二：恒定电流和磁场人教实验版知识精讲.doc
【本讲教育信息】一.教学内容：专题复习二：恒定电流和磁场二.知识内容：恒定电流重点内容1.串联电路和并联电路(1)串联电路及分压作用a：串联电路的基本特点：电路中各处的电流都相等；电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。
b：串联电路重要性质：总电阻等于各串联电阻之和，即1^总=乩+ R2 +・・・+ Rn；串联电路屮电压与电功率的分配规律：串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功T T D T T R pR p R率跟各个电阻的阻值成正比，即：一L = A或二二亠；4 =二或亠=二；“2R? u息R息马忌P息R息C:给电流表串联一个分压电阻，就可以扩大它的电压量程，从而将电流表改装成一个伏特表。
如果电流表的内阻为R g,允许通过的最大电流为I”用这样的电流表测量的最大U — I尺电压只能是[R；如果给这个电流表串联一个分压电阻，该电阻可由 ------------ =儿或R串心=5 — 1)心计算，其中n = -^-为电压量程扩大的倍数。
(2)并联电路及分流作用a：并联电路的基本特点：各并联支路的电压相等，且等于并联支路的总电压；并联电路的总电流等于各支路的电流之和。
b：并联电路的重要性质：并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即/?«. =(—+ —+-・+丄)7;并联电路各支路的电流与电功率的分配规律：并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比，即,= b 或= 险;空二归或昱二险；【2 R] I总Rn卩2 R1 P总RnC：给电流表并联一个分流电阻，就可以扩大它的电流量程，从而将电流表改装成一个安培表。
如果电流表的内阻是允许通过的最大电流是1纠用这样的电流表可以测暈的最大电流显然只能是匚。
将电流表改装成安培表，需要给电流表并联一个分流电阻，该电阻可由/ /? =(/-/ )/?或心计算，其中n =—为电流量程扩大的倍数。
gg、S7 it ir n _ Ig2.电动势w 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
高二物理恒定电流复习专题
恒定电流专项训练欧姆定律【例题精选】例题一个电阻元件两端电压是1.5V时，通过它的电流是4.5mA，如果这个电阻元件两端加的电压为24V时，20秒内有多少电子通过这个电阻器。
电阻定律电阻率【专项训练】：1、电流强度是描述物理量。
叫电流强度。
2、规定叫电流方向，电源工作时，在电源内部电流的方向是由。
3、叫直流电，恒定电流是。
4、电流强度与电量的关系是I= ，在金属导体中，电流强度和自由电子定向移动速率的关系是I= 。
5、在温度不变时，金属导体的电阻跟成正比，跟成反比。
由电阻定律可知R= 。
其中ρ是由决定。
6、欧姆定律的内容是。
7、下列说法中正确的有A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小。
B．加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化。
但电压与电流的比值对这段导体来说保持不变。
C．通过导体的电流强度，跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。
D．导体的电阻，跟加在它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比。
8、甲、乙两个电阻，它们的伏安曲线画在一个坐标系中如图所示，A．甲的电阻是乙的电阻的两倍B．把两个电阻两端加上相同的电压通过甲的电流是通过乙的两倍C．欲使通过两个电阻有相同的电流，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D．若两电阻是由同一种规格的电阻丝制成，甲电阻丝的长度是乙的3倍9、试述“测定金属材料电阻率”的实验必须具备的器材。
电功和电功率例：一台电扇的额定电压220V，正常工作时的电流是0.8A，若它的线圈电阻是2.5Ω，求这台电扇的耗电功率、发热功率和工作效率。
串联电路、并联电路 【例题精选】：例1：用滑动变阻器可以控制电流。
如右图所示，有一个白炽灯泡的电阻R =20Ω。
把它与一个滑动变阻器相串联接成分压限流电路。
A 、B 两端接在电压恒定的电源上。
希望通过调整滑动变阻器使白炽灯的发光功率在1.25W 至45W 之间可调。
那么，外加在A 、B 端的电压应为多高，对滑动变阻器的规格有什么要求。
高二物理《恒定电流》复习
4.电功和电热 电功就是电场力做的功,因此是W=UIt; 由焦耳定律,电热Q=I2Rt (1)对纯电阻而言,电功等于电热
U2 W Q UIt I Rt t R
2
U2 P UI I R R
2
(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除 了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其 它能,所以电功必然大于电热:W>Q,这时电功只能用 W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.
Hale Waihona Puke V2示数增大A示数减小
变电阻的各物理量如何变化。
串反并同法： 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 功率都减小，反之亦然；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 的电压、电功率都增大，反之亦然。如右图中,当滑 片P下移时,与R串联或间接串联的灯L1、L3 功率增大， 与R并联或间接并联的灯L2、L4 功率减小。
注意：E是由电源本身所决定的，跟外电路的 情况无关。
E= U内+U外
E =U （开路）
（二）闭合电路的欧姆定律：
１．内容：闭合电路里的电流I 跟电源的电动势E成正比，
跟内外电路的电阻之和（R +r）成反比。或电源的电动势E 等于内电阻上的电势差U内和外电阻上的电势差U外之和。 ２．公式： I ３．推论： R
电源的内部发热功率：P内=I２R，即P总=P出＋P内；④ 电源的
效率：η＝
P出 P总 R ；⑤ Rr
当外电路电阻R＝r 时，电源的输
E2 E2 4R 4r
出功率P出最大，此时P出＝
高考物理二轮复习 要点回扣 专题11 恒定电流课件
[规律要点]
1.电流的表达式：I ＝qt (电磁感应现象中求通过导线横截面的电荷量 q＝I·Δt＝RE总Δt＝ nΔRΦ总 )，微观表达式为 I＝neSv(要会证明)。
2.部分电路欧姆定律：I＝UR。
3.电功、电功率、焦耳定律 (1)电功：W＝qU＝UIt。这是计算电功普遍适用的公式。 (2)电功率：P＝Wt ＝UI。这是计算电功率普遍适用的公式。 (3)焦耳定律：Q＝I2Rt。这是计算电热普遍适用的公式。
5.闭合电路欧姆定律 (1)公式：I＝R＋E r，只适用于纯电阻电路 E＝U外＋U内，适用于任何电路 (2)路端电压 U 与电流 I 的关系 U＝E－Ir，U－I 图象如图 1 所示，由图象可以看出：
图1
①电源电动势E：当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势E。 ②短路电流I0：当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流I0。 ③电源内阻r：图线斜率的绝对值为电源的内阻。
图2
P 出－R 图象如图 2 所示，从图中可以看出：
①当 R＝r 时，电源的输出功率最大，最大值 Pm＝E4r2。 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＜Pm 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻 R1 和 R2，且 R1·R2＝r2。
[保温训练] 1.(2018·江苏金陵中学调研)一个电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内阻为500 Ω，要把它改
装成一个量程为10 V的电压表，则应在电流表上( ) A.串联一个10 kΩ的电阻 B.并联一个10 kΩ的电阻 C.串联一个9.5 kΩ的电阻 D.并联一个9.5 kΩ的电阻 答案 C
2.(2018·江苏泰州高三月考)如图3所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻， 其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G总＝EI＝U 外 I＋U 内 I＝P 出＋P 内。 若外电路是纯电阻电路，则有 P 总＝I2(R＋r)＝RE＋2 r。
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恒定电流 一、基本概念及基本规律 1．电流
电流的定义式：tqI，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。 2．电阻定律
导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，公式：slR。
（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质），单位是Ωm。 （2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 （3）材料的电阻率与温度有关系： ①金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。 ②半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。 ③有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。 3．部分电路欧姆定律
RUI（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。 【例题1】实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：
【例题2】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象
4．电动势与电势差 电动势：E=W/q，单位：V 电势差：U=W/q，单位：V 在电源外部的电路中，是静电力对自由电荷做正功，电流由电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低；而在电源内部是电荷受的非静电力克服静电力做功，电流由负极流向正极，沿电流电势升高。 E=W/q中的W表示非静电力做功W非；U=W/q中的W表示静电力做功W电。 总结：电动势与电势差两个概念表面上很相似，但从做功和能量转化的角度讲它们是正好相反，电动势表征电源中非静电力做功的本领，即其它形式的能向电能转化的本领；而电势差是电路中静电力做功的本领的量度，即电能向其它能转化的情况。我们应注意二者的区别和联系。 5．电功和电热 （1）电路中的功与能 能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律。电源是把其它能转化为电能的装置，内阻和用电器是电能转化为热能等其它形式能的装置。如化学电池将化学能转化成电能，而电路中发光灯泡是将电能转化成光、热能，如图所示电路。 对于一个闭合电路，它的能量应该是守恒的，但又在不同形式间转化，通过做功方式完成。在电源部分，非静电力做正功W非=qE，将其它形式的能转化成电能。而内阻上电流做功，将电能转化成内能W内=qU′（U′为内阻上的电势降）；在外电路部分，电流做功W外=qU（U为路端电压），电能转化成其它形式的能。可见，整个电路中的能量循环转化，电源产生多少电能，电路就消耗多少，收支平衡。即：W非=W内+W外或qE=qU′+qU （2）电功与电热 如图所示，用电器两端电压U，电流I。时间t内，电流对用电器做功W=UIt；该用电器的电功率P=W/t=UI；若用电器电阻为R，时间t内该用电器产生的热量Q=I2Rt（焦耳定律）；该用电器的热功率P热=Q/t=I2R。
①若电路为纯电阻电路，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t=tRU2。 ②若电路为非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。 电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。 【例题3】如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内电阻r=1Ω，M为一小电动机，其内部线圈的导线电阻RM=2Ω。R为一只保护电阻，R=3Ω。电动机正常运转时，电压表的示数为0.3V，求电动机得到的电功率和它转动的机械功率。 【例题4】某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？ 【例题5】如图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率PA=100W，PB=40W，接在220V电路上。欲使灯泡正常发光，且电路中消耗的功率最少，用以下哪种接法？
二、串并联与混联电路 1．应用欧姆定律须注意对应性。 选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。 2．公式选取的灵活性。
（1）计算电流，除了用RUI外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2 （2）计算电压，除了用U=IR外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U2 （3）计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2
对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I2R=RU2 以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路；既可以用于恒定电流，也可用于交变电流。 【例题7】已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。 【例题8】已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？
【例题9】实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3。现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起
后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？ 【例题10】左图甲为分压器接法电路图，电源电动势为E，内阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻R两端的电压U随变阻器a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A．① B．② C．③ D．④ 3．对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。 （1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。 （2）在外电路，沿着电流方向电势降低。 （3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 （4）不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。 搞清电路各元件之间的连接关系，画出结构清晰的等效电路，是利用欧姆定律解决电路问题的重要前提。我们通常采用节点跨接法来分析电路结构。 具体方法为：首先标明电路中各节点名称，经过电源和用电器的节点名称应不同，而一段导线两端的节点名称不变。理想的电压表可视为断路。理想的电流表可视为导线。考虑电表内阻时，就应把它们当作用电器对待。接着，定性判断电路中各节点电势高低（没有标明的可假设）。最后将各电器填在对应的节点间以判明彼此间的串、并联关系。 【例题11】如右图所示，设R1=R2=R3=R4=R，求：开关S闭合和开启时的AB两端的电阻比。
4．电路中有关电容器的计算。 （1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。 （2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。 （3）在充放电时，电容器两根导线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。 （4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 【例题13】已知如图，R1=30Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，AB间电压U=6V，A端为正C=2μF，为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C，应将R4的阻值调节到多大？ 解：由于R1 和R2串联分压，可知R1两端电压一定为4V，由电容器的电容知：为使C的带电量为2×10-6C，其两端电压必须为1V，所以R3的电压可以为3V或5V。因此R4应调节到20Ω或4Ω。两次电容器上极板分别带负电和正电。 还可以得出：当R4由20Ω逐渐减小的到4Ω的全过程中，通过图中P点的电荷量应该是4×10-6C，电流方向为向下。 【例题14】如图示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，电容器的电容C1=4μF，C2=1μF，求C1、C2所带电量。 5．电路中的电表 我们接触比较多的电表是电压表和电流表，理想情况下电流表可以看成导线，电压表可以看成无穷大的电阻而忽略它们的内阻对电路的影响，可在某些实际问题中，这种影响很大，根本不可能忽略不计．这时就要把电表看成一个可以读数的特殊电阻，放在电路中，与其它用电器一起分析。
C A U
R1 R2
R3 + －
P
6V U1 U2