高二物理:恒定电流实验题精选讲义

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高二物理恒定电流复习知识精讲

高二物理恒定电流复习知识精讲

高二物理恒定电流复习【本讲主要内容】恒定电流复习【知识掌握】 【知识点精析】恒定电流: 基本概念:电流——定义式tQI =,微观表达式e v nS I =,式中n 为自由电子密度,S 为截面积,v 为电子定向移动速率,e 为电子电荷量。

正电荷定向移动方向为电流方向。

电压——定义式qWU =,计算式IR U =。

产生电流的必要条件 电阻——定义式I U R =,决定式SR lρ=。

金属导体电阻随温度升高增大半导体⎪⎩⎪⎨⎧掺杂特性光敏特性热敏特性超导:转变温度 电动势——由电源本身性质决定,与外电路无关。

是描述电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能本领的物理量。

基本规律:电阻定律——SR l ρ=欧姆定律⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==r R E I R U I 全电路部分电路电功——⎩⎨⎧>===其他形式能电热,电能还要转化为非纯电阻电路电功电热,电能转化为内能纯电阻电路电功IUt qU W⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯+=η⨯=⨯=η======%100r R R %,100E U %100P P —r I P —IU P —IEP —R U R I P IU P —222对纯电阻电路电源的效率电源的损失功率电源的输出功率电源的总功率,对纯电阻用电器功率用电器功率电功率总出损出总重要实验⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧的电学元件用多用电表探索黑箱内研究闭合电路欧姆定律把电流表改装成电压表测电源电动势和内阻测金属丝的电阻率曲性描绘小灯泡的伏安特性1. 部分电路(1)电流:电荷的定向移动形成电流。

tqI =,规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

(2)电阻:反映对电流阻碍作用的大小。

由导体本身的特性决定,电阻定律SR lρ=。

(3)欧姆定律:RUI =,对金属导体,电解液导电适用,对气体导电不适用,导体的伏安特性曲线。

(4)电功与电热:电功UIt W =,(P=UI );电热Rt I Q 2=,(R I P 2=热)。

高二物理恒定电流知识点精讲与例题详解概述

高二物理恒定电流知识点精讲与例题详解概述

高中物理欧姆定律,电阻定律【例1】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_________。

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L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n1和n2,则n1∶n2=_______。

【例2】用某种金属制成粗细均匀的导线,通以一定大小的恒定电流,过一段时间后,导线升高的温度()A.跟导线的长度成正比B.跟导线的长度成反比C.跟导线的横截面积成正比D.跟导线的横截面积成反比【例3】一只标有“220 V,60 W”字样的灯泡,在额定电压下工作时,灯丝中通过的电流多大?如果线路电压下降到200V时,它的功率多大?(假设灯丝电阻不随温度而变化).【例4】直流电动机线圈的电阻为R,当电动机工作时通过线圈的电流是I,此时它两端的电压为U,则电动机的输出功率为A.UI;B.IU+I2R C.IU一I2R;D.U2/R【例5】某脉冲激光器的耗电功率为2×l03W,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间10-8s,携带的能量为0.2J。

则每个脉冲的功率为W。

该激光器将电能转化为激光能量的效率为【例6】微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?针对训练1.关于电阻率,下列说法中不正确...的是 A .电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B C .所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D2、2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题[1]

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题[1]

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高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流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。

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。

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_________。

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L 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n 1和n 2,则n 1∶n 2=_______。

第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρSl。

A 。

在公式R=ρSl中,l 、S 是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.B 。

对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大。

2019-2020年高二物理 恒定电流实验精品复习讲义精华教案

2019-2020年高二物理 恒定电流实验精品复习讲义精华教案

2019-2020年高二物理恒定电流实验精品复习讲义精华教案[重点难点]:1、滑动变阻器的分压、限流接法;2、电流表的内接、外接;3、电表的改装(伏特表、安培表的改装及校准)4、欧姆表的原理5、多用电表的使用[重点实验]1、电阻的测量(或电阻率的测量)2、测量电源的电动势和内阻3、半偏法测电阻4、垃圾小实验---利用多用电表判断二极管的正负极(1+2第114页第6题)[复习讲义]一、滑动变阻器的分压、限流接法:1、基本电路:2、电路的对比说明:U为电源端电压,R为滑动变阻器最大电阻,Rx为待测电阻阻(小灯炮)值。

2、必须使用分压式接法的三种情况:[1]题目中明确要求待测电阻两端的电压U,通过待测电阻的电流I从零开始连续可调,或者要求U 、I 的变化范围较大,必须用分压接法;[2]待测电阻Rx 与变阻器R 相比过大,则必须用分压式,否则用限流会导致测量范围过小; [3]若用限流式接法,电路中的最小电流仍大于某个串连在电路中的用电器(比如安培表)的额定电流(或最大量程),则必须用分压式接法。

3、若待测电阻Rx 与变阻器R 相比较小,而题中又没有要求一定要使电压从“零”开始调节,则用限流法较好,一来系统消耗的电功率低,二来变阻器过大,用分压不易调节。

二、电流表的内接与外接 1、电路图:2、比较:口诀:内大,外小(含义:内接适用于较大电阻,且测量值偏大;外接适用于较小电阻,且测量值偏小。

)-----此法适用于定性分析 3、定量判断方法当待测电阻R x <V A R R 时,视Rx 为小电阻,应选用外接法;当R x >V A R R 时,视Rx 为大电阻,应选用内接法;当R x =V A R R 时,两种接法均可。

三、电表的改装:1、 各种电表的表头均为灵敏电流计,表头指针偏转角度与通过它的电流成正比。

电压表:2、 电压表 :R x =U/I g -r g 其中U 为改装后的量程, 而改装后电压表的内阻为R v =U/I g 。

2015届高中物理恒定电流讲义

2015届高中物理恒定电流讲义

2015届高中物理恒定电流讲义一.电路分析1.一电池外电路断开时的路端电压为3 V ,接上8 Ω 的负载电阻后路端电压降为2.4 V ,则可以判定电池的电动势E 和内阻r 为( ) A .E =2.4 V ,r =1 Ω B .E =3 V ,r =2 Ω C .E =2.4 V ,r =2 Ω D .E =3 V ,r =1 Ω 2.在如图3所示的电路中,当变阻器R 3的滑动头P 由a 端向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3、如图,当滑动变阻器的滑片P 向上端移动时,则电表示数的变化情况是( ) A . V1减小,V2 增大,A 增大B .V1增大,V2减小,A 增大C .V1增大,V2增大,A 减小D .V1减小,V2减小,A 减小 4.有一个用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m =50 kg ,电路电压为120 V ,当电动机以v =0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I =5 A ,求:(1)电动机线圈的电阻R 等于多少.(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少.(3)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机的电流是多大,电动机消耗的电功率又为多大.(取g =10 m/s 2)5.如图所示,Ω=51R ,Ω=92R .当开关S 断开时,电流表的示数为A 2.0=I ,当开关S 闭合时,电流表的示数为A 3.0='I .求:(1)电源的电动势和内阻.(2)S 断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.V 1 V 2R 1R 2 R 3 PA6.如图所示,Ω=81R ,电源的电动势V 8=E ,内阻Ω=2r ,2R 为变阻器,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,2R 的值应是多大?这时2R 的功率多大?(2)要使1R 得到最大的电功率,2R 的取值多大?1R 的最大功率多大?这时电源的效率多大?(3)调节2R 的阻值,能否使电源有最大的功率r E 4/2输出?为什么?二.滑动变阻器的分压与限流三.电表改装1.表头改装成电压表方法:串联一个分压电阻R ,如图所示。

高中物理恒定电流问题归纳讲解

高中物理恒定电流问题归纳讲解

恒定电流问题归纳讲解一、对电流概念的理解1、下列有关电流的说法中正确的是( )A 在电解液中阳离子定向移动形成电流,阴离子定向移动也形成电流B 粗细不均匀的一根导线中通以电流,在时间t 内,粗的地方流过的电荷多,细的地方流过的电荷少C 通过导线横截面的电荷越多,则导线中电流越大D 物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压 二、电流的微观表达式2、有一横截面为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设单位体积的导线有n 个自由电子,电子电量为e ,电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过导体横截面的自由电子数目N 可表示为( ) A .nvSt B .nvt C .It/e D .It/Se 三、电流的计算3.某电解质溶液,如果在1 s 内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流强度是( )A 0B 0.8AC 1.6AD 3.2A4.一个半径为r 的细橡胶圆环,均匀地带上Q 库伦的负电荷,当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时,环中等效电流为多大( ) A Q Bπ2Q C πϖ2Q D πϖQ 2四、对电动势概念的理解5.下列关于电动势的说法中正确的是A 电动势的大小与非静电力的功成正比,与移送电荷量的大小成反比B 电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样C 电动势公式E=W/q 中W 与电压U=W/Q 中的W 是一样的,都是电场力的功D 电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 五、电路中的能量转化6.将电动势为3.0V 的电源接入电路中,测得电源两节间的电压为2.4V ,当电路中有6C 的电荷流过时,则 A 有18J 其它形式的能转化为的电能B 外电路有14.4J 的电能转化其他形式的能-C 内电路有3J 的电能转化其他形式的能D 内电路有3.6J 的电能转化其他形式的能 六、伏安特性曲线7. 用伏安法测小灯泡的电阻 (1)画出电路图(2)将图中实物按电路图连接好(3)连电路时, 开关应 ;连完电路后, 闭合开关前, 应将滑动片置于 端。

高二物理《恒定电流》重难点知识点精析

高二物理《恒定电流》重难点知识点精析

高二物理《恒定电流》重难点知识点精析一、概念荐入 1.电流 tq I =,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=nqvS2.电阻定律 sl R ρ= 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②半导体的电阻率随温度的升高而减小③有些物质当温度接近0 K 时,电阻率突然减小到零 3.欧姆定律:RU I =(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电)。

例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 A.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=I 2Rt 。

⑴对纯电阻而言,W=Q=UIt =I 2R t =t R U2⑵对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),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。

例3. 某一电动机,当电压U 1=10V 时带不动负载,因此不转动,这时电流为I 1=2A 。

当电压为U 2=36V 时能带动负载正常运转,这时电流为I 2=1A 。

求这时电动机的机械功率是多大?P =31W例4. 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_________。

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 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n 1和n 2,则n 1∶n 2=_______。

解:.1025.615⨯而121221==s s n n二、串并联与混联电路已知如图,R 1=6Ω,R 2=3Ω,R 3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。

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

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。

(完整word版)高二物理选修3-1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲经典习题特训

(完整word版)高二物理选修3-1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲经典习题特训

学校:包头市百灵庙中学学科:高二物理编写人:史殿斌审稿人:高二物理选修3—1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲典型习题特训【知识梳理】1.电功和电功率(1)电流做功,实质上是导体中的恒定电场对的力在做功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。

(2)电功表达式:(3)电功率表达式:2.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比,跟及通电时间成正比.(2)表达式:(3)电热等于产生的内能。

(4)热功率:3.电功和电热(1)纯电阻电路:(如电灯泡)①电功W电= ;电功率P电=②电热Q= ;热功率P热=③因在纯电阻电路中,电能全部转化为内能,故有:W电=Q= = =P电=P热= = =④在纯电阻电路中U=(2)非纯电阻电路:(如电动机)①电功W电= ;电功率P电=②电热Q= ;热功率P热=③因在非纯电阻电路中,电能除转化为内能外,更多的转化为其它形式的能,故有:W电= Q + 或W电QP电= P热+ 或P电P热④在非纯电阻电路中U= 或【典型例题】例1:一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,电风扇正常工作消耗功率66 W,问:(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,电风扇的风叶被卡住,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?【典题特训】1.关于电功和焦耳热,下列说法正确的是( )A.在纯电阻电路中,计算电功可用W=I2Rt B.在非纯电阻电路中,计算电功可用W= I2RtC.在非纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q= I2RtD.在纯电阻电路中,计算焦耳热可以用Q= I2Rt2.用电器两端电压220V,这意味着()A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220WD.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J3.四盏灯泡接成如图3的电路。

高二物理 恒定电流和静电场复习讲义

高二物理 恒定电流和静电场复习讲义

高二物理 恒定电流和静电场复习1.电阻R 和电动机M 串联接到电路中,如图9所示,已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动 机正常工作,设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2,经过时间t ,电流通过电阻R 做功为W 1,产生热量为Q 1,电流通过电动机做功为W 2,产生热量为Q 2,则有 ( ) 图9A .U 1<U 2,Q 1=Q 2B .U 1=U 2,Q 1=Q 2C .W 1=W 2,Q 1>Q 2D .W 1<W 2,Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻,其两端电压U 2>IR =U 1,B 错;电流做的功W 1=IU 1t ,W 2=IU 2t ,因此W 1<W 2,C 错;电流产生的热量由Q =I 2Rt 可判断Q 1=Q 2,A 对,D 错.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 的关系图象如图甲所示,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,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图丙所示的电路,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( )A .P 1=4P 2B .P D <P 2C .P 1>4P 2D .P D >P 2解析:当三个电阻并联接到电压为U 的电源上时,消耗的功率都是P ,说明此时三个电阻的阻值相等,因此两个定值电阻R 1=R 2,有P =U 2R 1.若将它们连接成如题图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,则R 2与D 并联的阻值小于电阻R 1,所以R 1两端电压U 1>12U ,D 与R 2两端电压U 2<12U ,由D 的I -U 图象可知,电压越小,D 的电阻越大,所以此时R D >R 2.设题图丙中总电流为I ,则流过R 2的电流I 2>12I ,由P =I 2R 得P 1<4P 2,选项A 、C 错误.由P =U 2R 得:P D <P 2,选项D 错误、B 正确.答案:B图43.(2011·济宁模拟)如图4所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( ) A.R3断路B.R1短路C.R2断路D.R1、R2同时短路解析:灯泡A变暗,灯泡B变亮,说明流过灯泡A的电流减小,流过灯泡B的电流增大.若R3断路,电源的路端电压增大,流过灯泡A、B的电流均增大;若R1短路,电源的路端电压减小,流过R3的电流减小,流过灯泡A、B的电流增大;若R2断路,电源的路端电压减小,灯泡A和电阻R1两端的电压增大,电路中的总电流减小,流过R3的电流增大,流过灯泡A 的电流减小,灯泡B两端的电压增大,流过灯泡B的电流增大;电阻R1、R2同时短路,灯泡B不亮.正确选项为C.答案:C4.(石家庄第二十四中模拟试题)某同学设计了一个转向灯电路(图9),其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源.当S置于位置1时,以下判断正确的是 ( )A.L的功率小于额定功率B.L1亮,其功率等于额定功率C.L2亮,其功率等于额定功率D.含L支路的总功率较另一支路的大5.如图2-35所示电路中,电源电动势为E ,内阻为r ,电路中O 点接地,当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时,M 、N 两点电势变化情况是( BE )A .都升高B .都降低C .M 点电势升高,N 点电势降低D .M 点电势降低,N 点电势升高E .M 点电势的改变量大于N 点电势的改变量6.现有经过精确校准的电压表V 1和V 2,当分别用来测量某线路中电阻R 两端a 、b 间的电压时,如图所示,读数分别为12.7 V 和12.3 V ,则()①a 、b 间的实际电压略大小12.7 V ②a 、b 间的实际电压略小于12.3 V ③电压表V 1的内阻大于V 2的内阻 ④电压表V 1的内阻小于V 2的内阻 A .①③ B .②④ C .①④D .②③解析:并联电压表后,使a 、b 间的电阻变小,从而使a 、b 间的电压变小,即电压表的示数比a 、b 间没有接电压表时的实际电压略小些,而且,电压表的内阻越大,电压表的示数越大,越接近于a 、b 间没接电压表时的实际值.故电压表V 1的内阻较大,a 、b 间的实际电压略大于12.7 V .故①③正确,选项A 正确.答案:A图2-357. 如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r .当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时,发现电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1和ΔU 2,下列说法中正确的是A.小灯泡L 1、L 3变暗,L 2变亮B.小灯泡L 3变暗,L 1、L 2变亮C.ΔU 1<ΔU 2D.ΔU 1>ΔU 2解:滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小。

第八章 恒定电流(讲义)

第八章 恒定电流(讲义)

第1节 电流 电阻 电功 电功率一、电流1.形成的条件:导体中有自由电荷;导体两端存在电压.2.电流是标量,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.3.两个表达式:①定义式:I =q t ;②决定式:I =U R .二、电阻、电阻定律1.电阻:反映了导体对电流阻碍作用的大小.表达式为:R =U I .2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.表达式为:R =ρl S .3.电阻率(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:金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小.三、部分电路欧姆定律及其应用1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.2.表达式:I =U R .3.适用范围:金属导电和电解液导电,不适用于气体导电或半导体元件.4.导体的伏安特性曲线(I -U )图线(1)比较电阻的大小:图线的斜率k =tan θ=I U =1R ,图中R 1>R 2(填“>”、“<”或“=”).(2)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律.(3)非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件,不适用于欧姆定律.四、电功率、焦耳定律1.电功:电路中电场力移动电荷做的功.表达式为W =qU =UIt .2.电功率:单位时间内电流做的功.表示电流做功的快慢.表达式为P =W t =UI .3.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.表达式为Q=I2Rt.4.热功率:单位时间内的发热量.表达式为P=Q t.[自我诊断]1. 判断正误(1)电流是矢量,电荷定向移动的方向为电流的方向.(×)(2)由R=UI可知,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.(×)(3)由ρ=RSl知,导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比.(×)(4)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.(√)(5)电流I随时间t变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量.(√)(6)公式W=UIt及Q=I2Rt适用于任何电路.(√)(7)公式W=U2R t=I2Rt只适用于纯电阻电路.(√)2.(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝,下列说法中正确的是() A.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10RB.常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为1 4RC.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0,则任一状态下的UI比值不变D.金属材料的电阻率随温度的升高而增大3.如图所示电路中,a、b两点与一个稳压直流电源相接,当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时,哪一个电路中的电流表读数会变小()4. 有一台标有“220 V,50 W”的电风扇,其线圈电阻为0.4 Ω,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中,正确的是()A.I=PU=522A,Q=UIt=3 000 J B.Q=Pt=3 000 JC.I=PU=522A,Q=I2Rt=1.24 J D.Q=U2R t=22020.4×60 J=7.26×106 J考点一 对电流的理解和计算1. 应用I =q t计算时应注意: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.2.电流的微观本质如图所示,AD 表示粗细均匀的一段导体,长为l ,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ,设导体的横截面积为S ,导体每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 ,AD 导体中自由电荷总数N =nlS ,总电荷量Q =Nq =nqlS ,所用时间t =l v ,所以导体AD 中的电流I =Q t =nlSq l /v =nqS v .1.如图所示,一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q ,当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为( )A .v qB .q vC .q v S D.q v S2. (2017·山东济南质检)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是( )A .甲、乙两导体的电流相同B .乙导体的电流是甲导体的两倍C .乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D .甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等3.(多选)截面直径为d 、长为l 的导线,两端电压为U ,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向移动平均速率的影响,下列说法正确的是( )A .电压U 加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍B .导线长度l 加倍时,自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C .导线截面直径d 加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变D .导线截面直径d 加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍考点二 电阻 电阻定律1. 两个公式对比2.即电阻大,电阻率不一定大;电阻率小,电阻不一定小.1.一个内电阻可以忽略的电源,给装满绝缘圆管的水银供电,通过水银的电流为0.1 A .若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管),那么通过水银的电流将是( )A .0.4 AB .0.8 AC .1.6 AD .3.2 A2. 用电器到发电场的距离为l ,线路上的电流为I ,已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U .那么,输电线的横截面积的最小值为( )A.ρl RB.2ρlI UC.U ρlID.2Ul I ρ3.两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∶8 C .1∶16 D .16∶1导体变形后电阻的分析方法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 =ρl S 求解.考点三 伏安特性曲线1. 图甲为线性元件的伏安特性曲线,图乙为非线性元件的伏安特性曲线.2 图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a <R b ,图线c 的电阻减小,图线d的电阻增大.3.用I -U (或U -I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时,曲线上每一点对应一组U 、I 值,U I为该状态下的电阻值,UI 为该状态下的电功率.在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.1.小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,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( )A .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 =U 1I 1C .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2-I 1D .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积2. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB (曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A .B 点的电阻为12 Ω B .B 点的电阻为40 ΩC .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD .工作状态从A 变化到B 时,导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω3. (多选)在如图甲所示的电路中,L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S 闭合时,电路中的总电流为0.25 A ,则此时( )A .L 1上的电压为L 2上电压的2倍B .L 1消耗的电功率为0.75 WC .L 2的电阻为12 ΩD .L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1I -U 图线求电阻应注意的问题伏安特性曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是该状态下导体的电阻,即曲线上各点切线的斜率的倒数不是该状态的电阻,但伏安特性曲线的斜率变小说明对应的电阻变大.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(1)用电器在额定电压下正常工作,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,若U 实>U 额,则P 实>P 额,用电器可能被烧坏.[典例] 有一个小型直流电动机,把它接入电压为U 1=0.2 V 的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流I 1=0.4 A ;若把电动机接入U 2=2.0 V 的电路中,电动机正常工作,工作电流I 2=1.0 A .求:(1)电动机正常工作时的输出功率多大?(2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大?解析(1)在非纯电阻电路中,U 2R 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,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能.只有在电动机转动时为非纯电阻电路,U >IR ,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能.1.(多选)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 N2.在如图所示电路中,电源电动势为12 V ,电源内阻为1.0 Ω,电路中的电阻R 0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7.0 VC .电动机的发热功率为4.0 WD .电源输出的电功率为24 W课时规范训练 [基础巩固题组]1.(多选)下列说法正确的是( )A .据R =U I 可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B .不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C .据ρ=RS l 可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比,与导体的长度l成反比D .导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关2.一根长为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.m v 22eL B .m v 2Sn e C .ρne v D.ρe v SL3.下列说法正确的是( )A .电流通过导体的热功率与电流大小成正比B .力对物体所做的功与力的作用时间成正比C .电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D .弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比4.如图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( )A .I =ne t ,从上向下B .I =2ne t ,从上向下C .I =ne t ,从下向上D .I =2ne t ,从下向上5.欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体型的金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a 、b 、c ,且a >b >c .电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻的阻值最小的是( )6.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示,导电介质的电阻率为ρ,制成内外半径分别为a 和b 的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极,设该电阻的阻值为R .下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R 的合理表达式应为( )A .R =ρ(b +a ) 2πabB .R =ρ(b -a ) 2πabC .R =ρab 2π(b -a )D .R =ρab 2π (b +a )7. (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伏安特性曲线如图所示.图象上A 点与原点的连线与横轴成α角,A 点的切线与横轴成β角,则( )A .白炽灯的电阻随电压的增大而减小B .在A 点,白炽灯的电阻可表示为tan βC .在A 点,白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D .在A 点,白炽灯的电阻可表示为U 0I 0[综合应用题组]8.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ,则下列说法中正确的是( )A .电饭煲的电阻为44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB .电饭煲消耗的电功率为1 555 W ,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC .1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ,洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 JD .电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍9.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端电压U 变化的关系图象如图甲所示,若将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P ,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D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是PD 、P 1、P 2,它们之间的关系为( )A .P 1=4P DB .P D =P 4C .PD =P 2 D .P 1<4P 210.下图中的四个图象中,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之间函数关系的是( )11.如图所示为甲、乙两灯泡的I -U 图象,根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中实际发光的功率分别为( )A .15 W 30 WB .30 W 40 WC .40 W 60 WD .60 W 100 W12.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图,它主要由电动机M 和电热丝R 构成.当闭合开关S 1、S 2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 V ,吹冷风时的功率为120 W ,吹热风时的功率为1 000 W .关于该电吹风,下列说法正确的是( )A .电热丝的电阻为55 ΩB .电动机线圈的电阻为1 2103 ΩC .当电吹风吹热风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD .当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J13.(多选)如图所示,定值电阻R 1=20 Ω,电动机绕线电阻R 2=10 Ω,当开关S 断开时,电流表的示数是I 1=0.5 A ,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )A .I =1.5 AB .I <1.5 AC .P =15 WD .P <15 W14.(多选)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s ,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs ,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109 V ,云地间距离约为1 km ;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( )A .闪电电流的瞬时值可达到1×105AB .整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC .闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD .整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J第2节 电路 闭合电路欧姆定律一、电阻的串、并联1.电动势(1)电源:电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置.(2)电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E =W q .(3)电动势的物理含义:电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.2.内阻:电源内部导体的电阻.三、闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比.(2)公式:I =E R +r(只适用于纯电阻电路). (3)其他表达形式 ①电势降落表达式:E =U 外+U 内或E =U 外+Ir . ②能量表达式:EI =UI +I 2r .2.路端电压与外电阻的关系[自我诊断]1. 判断正误(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量.(√)(2)电动势就等于电源两极间的电压.(×)(3)闭合电路中外电阻越大,路端电压越小.(×)(4)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.(×)(5)电源的输出功率越大,电源的效率越高.(×)2. 某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于()A.3.0 V B.3.6 VC.4.0 V D.4.2 V3.将一电源电动势为E,内电阻为r的电池与外电路连接,构成一个闭合电路,用R表示外电路电阻,I表示电路的总电流,下列说法正确的是()A.由U外=IR可知,外电压随I的增大而增大B.由U内=Ir可知,电源两端的电压随I的增大而增大C.由U=E-Ir可知,电源输出电压随输出电流I的增大而减小D.由P=IU可知,电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大考点一电阻的串并联1.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=1n 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.2.电压表、电流表的改装1. (多选)一个T 形电路如图所示,电路中的电阻R 1=10 Ω,R 2=120 Ω,R 3=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 V2.如图所示,电路两端的电压U 保持不变,电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大,则电阻之比R 1∶R 2∶R 3是( )A .1∶1∶1B .4∶1∶1C .1∶4∶4D .1∶2∶23.(多选)如图所示,甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成的,下列说法正确的是( )A .甲表是电流表,R 增大时量程增大B .甲表是电流表,R 增大时量程减小C .乙表是电压表,R 增大时量程增大D .乙表是电压表,R 增大时量程减小考点二 闭合电路的欧姆定律考向1:闭合电路的功率及效率问题由P 出与外电阻R 的关系图象可以看出:①当R =r 时,电源的输出功率最大为P m =E 24r .②当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小.③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大.<P m时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2.④当P出1.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使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2.0 V.重新调节R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 W B.44 W C.47 W D.48 W2.如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流电动机内阻R0′=1 Ω,当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大,调节R2时可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2 W),则R1和R2的值分别为() A.2 Ω,2 Ω B.2 Ω,1.5 ΩC.1.5 Ω,1.5 Ω D.1.5 Ω,2 Ω考向2:电路故障的分析与判断(1)故障特点①断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零.②短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零.(2)检查方法①电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路.②电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程.③欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路,当测量值很小或为零时,表示该处短路.在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源.④假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.3. 如图所示的电路中,电源的电动势为6 V,当开关S接通后,灯泡L1、L2都不亮,用电压表=6 V,U ad=0 V,U cd=6 V,由此可判定()测得各部分的电压是UA.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路4.(多选)在如图所示的电路中,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( )A .R 1短路B .R 2断路C .R 3断路D .R 4短路考点三 电路的动态变化考向1:不含电容器电路(1)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).②若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.③在如图所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段R 串与并联部分串联.A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致.(2)分析思路1.如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A .电压表与电流表的示数都减小B .电压表与电流表的示数都增大C .电压表的示数增大,电流表的示数减小D .电压表的示数减小,电流表的示数增大2.如图所示,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,与Ⓐ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 .的读数变大,Ⓐ的读数变小B .的读数变大,Ⓐ的读数变大 C .的读数变小,Ⓐ的读数变小 D .的读数变小,Ⓐ的读数变大考向2:含电容器电路(1)电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,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,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等.(3)电压变化带来的电容器变化电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,可由ΔQ =C ΔU 计算电容器上电荷量的变化量.3.(2017·辽宁沈阳质检)如图所示,R 1=R 2=R 3=R 4=R ,电键S 闭合时,间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m 、电荷量为q 的小球恰好处于静止状态;电键S 断开时,则小球的运动情况为( )A .不动B .向上运动C .向下运动D .不能确定4.(2017·东北三校联考)(多选)如图所示,C 1=6 μF ,C 2=3 μF ,R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,电源电动势E =18 V ,内阻不计.下列说法正确的是( )A .开关S 断开时,a 、b 两点电势相等B .开关S 闭合后,a 、b 两点间的电流是2AC .开关S 断开时,C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D .不论开关S 断开还是闭合,C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大分析此类问题要注意以下三点(1)闭合电路欧姆定律E =U +Ir (E 、r 不变)和部分电路欧姆定律U =IR 联合使用.(2)局部电阻增则总电阻增,反之总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之总电阻增.(3)两个关系:外电压等于外电路上串联各分电压之和;总电流等于各支路电流之和.考点四 两种U -I 图线的比较及应用[线Ⅱ为某一电阻R 的U -I 图线.用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路,由图象可知( )A .电源的电动势为3 V ,内阻为0.5 ΩB .电阻R 的阻值为1 ΩC .电源的输出功率为4 WD .电源的效率为50%电源的U -I 图线与电阻的U -I 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.1. (2017·上海青浦质检)(多选)如图所示,直线A 、B 分别为电源a 、b 的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为r a 和r b ,若将一定值电阻R 0分别接到a 、b 两电源上,通过R 0的电流分别为I a 和I b ,则( )A .r a >r bB .I a >I bC .R 0接到a 电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低D .R 0接到b 电源上,电源的输出功率较小,电源的效率较低2.(多选)如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法正确的是( )A .电源的电动势为50 VB .电源的内阻为253 ΩC .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V课时规范训练 [基础巩固题组]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,则当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∶U2为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶4D .4∶12.电子式互感器是数字变电站的关键设备之一.如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为。

高二物理秋季讲义 第5讲 恒定电流(一)

高二物理秋季讲义  第5讲  恒定电流(一)

第5讲恒定电流(一)温馨寄语电路的知识同学们并不陌生,接下来我们要继续学习与之相关的内容,这里会与初中有什么不同呢?高考对本章内容的考查,主要出现在实验题中,难度较大!本章内容还经常会与选修3-2中的电磁感应、交变电流等知识相结合,考查同学们运用电路相关知识来解决综合类问题的能力。

本章内容大致可归结为三大块:①电路计算:如串并联电路计算、电功电热计算、闭合电路欧姆定律等。

②电路分析:如电路的动态分析、电容器电路分析、电功率分配问题等。

③电路设计:高考实验经常出现此类问题,难度和灵活性都较大。

351.电流⑴ 电流的定义式:___________________,其中q 是通过导体某一横截面的电荷量。

电流的单位是_________,符号是_________。

⑵ 恒定电场导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

尽管这些电荷也在运动,但有的流走了,另外的又补充进来,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会随时间变化。

这种稳定分布的电场称为恒定电场。

⑶ 电流的微观表达式如图所示,AD 是一段长度为l 的均匀圆柱形导体,其两端加一定的电压后,自由电荷沿导体定向移动的速度为v 。

设导体的横截面积为S ,每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 ,则有:从微观角度来看,电流I 决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、电荷量q 、定向移动的速度v 和_______________________________。

2.电阻⑴ 电阻的定义式:___________________,即导体两端的电压U 与通过导体的电流I 的比值。

电阻的单位是_________,符号是_________。

⑵ 电阻定律①表达式:____________________。

知识点睛5.1 基本概念AD 导体中的自由电荷数N nlS =,总电荷量Q Nq nlSq ==所有这些电荷都通过横截面D 需要的时间lt v=因此,导体AD 中的电流__________________QI t==电阻定律的表达式又叫做电阻的决定式...,请大家分清它与电阻比值定义式的区别。

高中物理奥赛讲义(恒定电流)doc-第一讲汇总

高中物理奥赛讲义(恒定电流)doc-第一讲汇总

第恒定电流第一讲基本知识介绍第九部分《稳恒电流》包括两大块:一是恒定电流”二是物质的导电性”。

前者是对于电路的外部计算,后者则是深入微观空间,去解释电流的成因和比较不同种类的物质导电的情形有什么区别。

应该说,第一块的知识和高考考纲对应得比较好,深化的部分是对复杂电路的计算(引入了一些新的处理手段。

第二块虽是全新的内容,但近几年的考试已经很少涉及,以至于很多奥赛培训资料都把它删掉了。

鉴于在奥赛考纲中这部分内容还保留着,我们还是想粗略地介绍一下。

一、欧姆定律1、电阻定律la、电阻定律R = pSb、金属的电阻率p = p 0(1 + at2、欧姆定律a外电路欧姆定律U = IR,顺着电流方向电势降落b、含源电路欧姆定律在如图8-1所示的含源电路中,从A点到B点,遵照原则:①遇电阻,顺电流方向电势降落(逆电流方向电势升高②遇电源,正极到负极电势降落,负极到正极电势升高(与电流方向无关,可以得到以下关系U A- IR - & - Ir = U B这就是含源电路欧姆定律。

c、闭合电路欧姆定律在图8-1中,若将A、B两点短接,则电流方向只可能向左,含源电路欧姆定律成为U A + IR - £+ Ir = U B = U A£即£ = IR + Ir 或I =R+r这就是闭合电路欧姆定律。

值得注意的的是:①对于复杂电路,干路电流I”不能做绝对的理解(任何要考察的一条路均可视为干路;②电源的概念也是相对的,它可以是多个电源的串、并联,也可以是电源和电阻组成的系统:③外电阻R可以是多个电阻的串、并联或混联,但不能包含电源。

、复杂电路的计算1、戴维南定理:一个由独立源、线性电阻、线性受控源组成的二端网络,可以用一个电压源和电阻串联的二端网络来等效。

(事实上,也可等效为电流源和电阻并联的的二端网络”就成了诺顿定理。

应用方法:其等效电路的电压源的电动势等于网络的开路电压,其串联电阻等于从端钮看进去该网络中所有独立源为零值…时的等效电阻。

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恒定电流实验题精选1.如图螺旋测微器的测量读数应是 、 mm 。

【答案】0.900mm; 1.104mm.2.下图A 、B 、C 中分别为用游标卡尺测某物体宽度d ,用电压表、电流表测某一电阻上电压U 和电流I 的刻度示意图,请分别写出对应的读数:d = mm , U = V , I = A图B 图C 【答案】d= 10.55 mm U= 2.62 V I= 0.52 A3.为了测量一个“12 V 、5 W ”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材: 电源:12 V ,内阻不计;电流表:0~0.6 A ,0~3 A ,内阻可忽略; 电压表:0~3 V ,0~15 V ,内阻很大;滑动变阻器:阻值范围0~20Ω,允许最大电流1 A 开关一个,导线若干。

实验时要求加在灯泡两端的电压可从0 V 调到12 V.①请在方框中画出实验电路图.②按画出的电路图,在图3的实物图上连接.③某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图4所示。

某次测量时,电流表指针位置如图5所示,电流表读数为 A ,此时小灯泡的实际功率为 W 。

【答案】①电路图如右图所示 ②电流表选0.6 A 量程,电压表选15 V 量程,图略, ③0.40 2.44.某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,用如图1所示电路进行测量.两电极相距L =0.700 m ,其间充满待测的自来水.图中器材如下:电压表(量程15 V ,内阻约30 k Ω)、电流表(量程300μA ,内阻约50Ω)、滑动变阻器(100Ω,1A )、电池组(电动势E =12 V ,内阻r =6Ω)、单刀单掷开关一个、导线若干。

表1是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图2所示表1根据以上材料请回答下面的问题:(1)玻璃管内径d的测量值为 cm;(2)根据表1数据在图3坐标中作出U-I图象,根据图象求出电阻R = Ω;(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ= ,测量值为Ω·m(保留两位有效数字);(4)请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图。

【答案】(1) 3.075±0.005 ,(2) 4.3×104~4.9×104Ω,(3)24R dL,(3分) 49±3μA图3图2103 4 5主尺游标尺cmμA5.现有器材:电压表1V (量程3 V ,内阻约几千欧),电压表2V (量程15 V ,内阻约几十千欧),定值电阻1R (3.0 k Ω),滑动变阻器R (0~1750 k Ω),直流电源(约6 V ,内阻不计),开关、导线若干,要求利用这些器材测量电压表1V 的电阻值. (1)在方框中画出实验电路图(2)用已知量和直接测得量表示的电压表1V 内阻的表达式为r =________.式中各直接测得量的意义是:__________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)如答图(2)1121R U U U r ⋅-=; 1U 为电压表1V 的示数,2U 为电压表2V 的示数.6.(1)用游标卡尺测量金属块的长度,下图是卡尺的读数部分的示意图,由图可知金属块的长度是m 。

(2)为了测量量程为3 V 的电压表V 的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供的器材有: 电流表A 1,量程为0.6 A ,内阻约0.1Ω 电压表V 2,量程为5 V ,内阻约3500Ω 变阻器R 1阻值范围为0~9999Ω 变阻箱R 2阻值范围为0~99.9Ω滑动变阻器R 3,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5 A电源E ,电动势6 V ,内阻约0.5Ω 单刀单掷开关K ,导线若干。

(a )请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V的内阻的实验电路, 在虚线方框中画出电路原理图(电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确。

(b )根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图 上画出连线。

(c )说明实验所要测量的量: ; 写出计算电压表V 的内阻R V 的计算公式为R V = 。

【答案】(1)2.550×10-2(2)(a )如图(4分) (b )连线图略(c )电压表V 的示数U ,电压表V 2的示数U 2,电阻箱R 1的读 数r 1。

UU Ur R V -=217.用伏安法测定一个阻值约1 k Ω的电阻,要求测量结果尽 量准确.(1)下列器材中应选用的是________.(用字母代号表示)A.电池组(6 V,内阻很小)B.电流表(0—10 mA,内阻10Ω)C.电流表(0—1 mA,内阻100Ω)D.电压表(0—3 V,内阻5 kΩ)E.电压表(0—6 V,内阻10 kΩ)F.滑动变阻器(0—20 Ω,1 A)G.滑动变阻器(0—200Ω,0.3 A)H.开关、导线(2)在方框中画出实验电路图。

(3)将实物连接成实验电路。

【答案】(1)ABEFH(2)图像注意:分压式和外接法(3)略8.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,采用的仪器有:电源E(电动势6 V,内阻不计);额定电压4.0 V的小灯泡L;电流表○A(量程0.6 A,内阻约2Ω);电压表表○V(量程5 V,内阻约15 kΩ);滑动变阻器R(最大阻值15Ω);开关S,导线若干。

实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调。

I.在做实验时,连成的实物电路图如下:请你指出上述实验电路图中的错误..之处:①② Ⅱ.请你在虚线方框中画出实验所用的正确电路原理图。

Ⅲ.如图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U 图象。

图象是一条曲线而不是直线的原因是 ① ;从图象中可求得小灯泡正常发光时的电阻是 ② Ω。

【答案】I .①电流表没有接成外接电路 ②滑动变阻器没有接成分压电路。

Ⅱ.见右图Ⅲ.①灯丝电阻随温度而改变(灯丝电阻随I 或随U 改变亦可)②10Ω(9.5Ω到10.5Ω之间都给分)9.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6V 、3W ”,其他供选择的器材有电压表V (量程0~6V ,内阻Ωk 20) 电流表A 1(量程0~3 A ,内阻Ω2.0) 电流表A 2(量程0~0.6 A ,内阻1Ω) 滑动变阻器R (阻值0~20Ω,2A ) 学生电源E (电动势8 V ,内阻不计) 开关S 及导线若干实验中要求电压表的示数能在0~6 V 范围内变化。

读出多组电压和电流值,在坐标纸上通过描点法画出小灯泡的伏安特性曲线。

实验中电流表应选用____________。

在下面的虚线框中画出实验电路图。

某同学利用测量的数据,画出如下图的图线,但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示物理量。

请你根据图线作出判断:横坐标表示____________,纵坐标表示_________。

; 电流表外接,分压电路; 电流,电压。

【答案】A210.使用万用电表欧姆挡测电阻时:①测量前应检查指针是否停在“ ”刻度线的“∞”处;②每一次换挡位,都要重新进行一次“欧姆调零”;③在外电路,电流是从黑表笔流经被测电阻到红表笔的。

④测量时,若指针偏转很小(靠近∞附近),应换倍率较大的挡位再测。

A.①③④B.①②③C.①②③④D.②④【C】11.如图所示A、B、C为黑箱上的三个接点,已知任意两个接点间最多接两个元件,可能的元件有电池、电阻和二极管。

用多用电表判断黑箱内有无电池,操作方法是:用多用电表的______________挡检测,确定黑箱内没有电池。

用多用电表的欧姆挡测量各接点的电阻,其结果:黑表笔接B点、红表笔接C点时阻值很小,反接时阻值很大;A、B间正、反接时阻值均为R;黑表笔接A点、红表笔接C点时阻值比AB 间阻值R略大。

反接时阻值很大。

请在图中画出黑箱内一种可能的电路。

【答案】直流电压;黑箱内元件如图所示12.发光二极管是一种应用广范的电子器件,可做指示灯、装饰灯等。

它的电路图符号如图甲所示。

正常使用时“+”的一端接高电势,“-”一端接低电势。

某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如下表:(1)在图乙中的方框中画出该同学的实验电路图(实验用电压表内阻R V约为10kΩ,电流表内阻R A 约为100Ω,滑动变阻器,开关,电源,导线)(2)在方格纸上用描点法画出I-U图线(3)若发光二极管最佳工作电压为2.0 V,而电源是由内阻不计、电动势为3 V的干电池组成,根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作在最佳状态?【答案】13.一位同学设计了如图所示的电路来测电压表的内阻R V,电压表的量程为50mV,内阻约为50Ω。

其实验的方法是:①将电键S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器R使得电压表的指针达到满偏;②保甲乙持滑动变阻器R 的滑片位置不变,再将电键S 2闭合,调节电阻箱R 1,使得电压表的指针指在刻度盘的中央;③读出电阻箱的阻值R 1,可以认为电阻R V =R 1。

(1)实验中调整电阻箱达到实验要求时,电阻箱的各个旋钮的位置如图所示,待测电压表的内阻是_____________。

(2)如果电源E 的电动势为4V ,下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用,既要满足实验要求,又要调整方便,变阻器应选_____________(填写阻值前相应的字母)。

A. 10ΩB. 100ΩC. 6k ΩD. 10k Ω(3)若要将此电压表改装成量程为3V 的电压表,应该怎么做。

【答案】(1)43.0Ω (2)C (3)串联一个电阻,如图所示,阻值为2537Ω。

14.测量电流表内阻的电路图如图所示,实验的操作步骤如下: ① 将电阻箱R 的电阻调到零;②闭合开关,调节滑动变阻器R 1的滑片,使得电流表达到满偏电流I 0;③ 保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为I 0/2; ④ 读出电阻箱的电阻值R x ,可以认为电流表的内阻r =R x 。

关于此实验的操作方面:(1)请用铅笔线代表导线,将示意图中的实物连成测量电路。

(2)已知电流表的量程是2mA ,内阻约是40Ω。

电池的电动势约为6V 。

可供选择的滑动变阻器有:(A )阻值0-10Ω,额定电流2 A ;(B )阻值0-50Ω,额定电流1.5 A ; 可供选择的电阻箱有:(C )阻值0-99.9Ω ; (D )阻值0-999Ω。

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