2020届高考物理总复习第八章恒定电流核心素养提升练二十三8.1电流电阻电功及电功率解析版新人教版
历城二中张栋梁-新高考新教材背景下高中物理教学备课与实践(物理)(1)
基于大学思维的研究看核心素养的具体化 以电磁场的三维空间分布考查为例
2021届济南市高三上期末考试12题
2021届济南市高三3月份模拟18题
高考题的魅力在于引领，在于不可预知，但也在于随机和自我束缚。
交流二 关于有效课堂
三年一体化的观念
当前高中物理教学的几大困境：
提效率、分工明确抓落实、遵循流程定学案。
课堂教学的变革以及重点难点的突破必须借助教研平台强化管理、刻 意而为，要组建攻关团队并通过组合拳出击持续发力才有成效。
2、导学案的基本架构
高考定位（素养定位）：考查方式及难度、考查方向及命题特点—考什么？怎 么考？考到什么程度？
知识梳理（知识预习、思维深化）：知识结构（思维导图）、重要知识点、方 法指导—体系、要点、思路
想不明白——判知性识思整维合。、模型建构、形象思维、抽象思维、归纳概括、演绎推 理、批判思维、辩证思维
算不准确——数据处理、数学计算、演绎推理
答不规范——语言表达、归纳概括、辩证思维、信息获取、动手作图
物理难学的几大表现
物理难学，归根结底是物理要求的综合素养高。 基本的素养要求：理解、逻辑推理、方程规范 高阶的素养要求：模型建构与迁移、规范表达、数据处理（计算、画
理的同学，选物理的不一定是因为物理学的好，不选物理的大多是因为物理学不好） 基于这样的现实，高中教学如何实施？高考是不能回避的话题，成绩
也是学生不能回避的现实打击！
几点思考
怎样正确理解现在这样的状况？ 请老师们观察，您看到了什么？ 漂亮的红花？ 花朵——花木——花盆——花园 课堂——教材——课程体系——教育体系——国家发展体系 我们要在整个国家顶层设计的宏观体系之下来研究并实施微观教学。
物理课件 人教版 高考一轮复习 第8章知识点复习
适用于任何纯电阻
浓度均匀的电解液
训练突破
1.一根长为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,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度
大小为( C )
2
A. 2
C.ρnev
2
B.
D.
解析:金属棒的电阻
R=ρ ,金属棒中的电流
故棒两端电压 U=IR=ρnevl,电场强度大小
I=neSv,
E= =ρnev,选项
C 正确。
2.如图所示,M和N是形状相同的玻璃容器,厚度相同,上、下表面为正方
形,但M和N的尺寸不同,M、N的上表面边长关系为a1>a2。现将相同的电
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
1
B.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R=
2
1
C.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R=
2 -1
D.对应 P 点,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积的大小
解析:I-U图线上的点和原点连线的斜率逐渐减小,说明电阻逐渐增大,A正
1
确。对应P点,小灯泡的电阻为R=
IM,就能确定电动机的电功率P=UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出
热功率 Pr=M 2 r ,最后求出输出功率P出=P-Pr。
2.首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路,利用欧姆定律进行分析计算,确
定相应的电压或电流。然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确
部分半导体:电阻率随温度升高而减小。
知识点三
电功率、焦耳定律
第十章 第2讲 闭合电路的欧姆定律-2025届高中物理
第十章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.理解闭合电路欧姆定律.2.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际.闭合电路的欧姆定律及应用2020：江苏T6；2019：江苏T3，上海T17 1.物理观念：理解电源电动势的概念.掌握闭合电路欧姆定律的内涵及应用.2.科学思维：能将电源视为一个没有电阻的理想电源与电阻的串联，建构电源模型；通过对闭合电路的动态变化问题等的分析，提高科学思维能力.3.科学探究：通过能量守恒定律及内外电路能量转化关系，探究闭合电路欧姆定律；通过电源的U －I 图像，感受物理图像在科学探究中的作用.4.科学态度与责任：通过实例了解能量的耗散，增强节约能源和保护环境的责任感和使命感.闭合电路的功率及效率问题2022：浙江6月T12；2020：上海T14两类U －I 图像的理解和应用2020：上海T14命题分析预测闭合电路欧姆定律在电路中应用非常多，关于电路的简单分析常以选择题形式命题，也常和图像结合在实验题中出现.近年故障分析也开始进行考查.预计2025年高考单独考查可能会涉及含容电路，综合考查会与电磁感应结合或在实验中考查与图像相关的数据处理.考点1闭合电路的欧姆定律及应用1.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1C 的[1]正电荷在电源内从[2]负极移送到[3]正极所做的功.②表达式：E ＝[4].反映了电源把其他形式的能转化成[5]电能的本领大小.（2）内阻电源内部的电阻，叫作电源的内阻.电动势E 和内阻r 是电源的两个重要参数.2.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[6]正比，跟内、外电路的电阻之和成[7]反比.（2）公式与推论①适用于任何电路：E ＝U 内＋U 外，E ＝U 外＋Ir （伏安表达式）.②适用于纯电阻电路：因U ＝IR ，I ＝＋（电流表达式），故E ＝U ＋r .3.路端电压U 与外电阻R 的关系函数表达式为U ＝＋E ＝11+E ，U －R 图像如图1所示.（1）R 增大，则U [8]增大；（2）断路时，I ＝0，U ＝E ；（3）短路时，I 短＝，U ＝0.图1图24.路端电压U 与电流I 的关系函数表达式为U ＝E －Ir ，U －I 图像如图2所示.如图所示，电路中的滑动变阻器R 的最大阻值为20Ω，电源内阻r为1Ω.（1）闭合开关S，当滑动变阻器的滑片置于最左端时，电流表的示数为0.2A，此时的路端电压是多少？电源电动势是多少？（2）闭合开关S，滑动变阻器的滑片向右移动的过程中电流表和电压表的示数分别怎么变化？答案（1）路端电压U＝IR＝4V，电源电动势E＝I（R＋r）＝4.2V.（2）滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值在逐渐减小，电路总电阻在逐渐减小，故总电流（即电流表的示数）在逐渐增大，路端电压（即电压表示数）在逐渐减小.命题点1闭合电路的有关计算1.[江苏高考]如图所示的电路中，电阻R＝2Ω.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（A）A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω解析当断开S时，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3V；当闭合S时，有U＝IR，又由闭合电路的欧姆定律可知，I＝E，联立解得r＝1Ω，A正确，B、C、D错误.R＋r命题点2闭合电路的动态分析2.[2024云南昆明一中期中/多选]催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加.在如图所示电路中，R为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，下列说法正确的是（CD）A.电压表V1与V2的示数均减小，电流表A1与A2的示数均增大B.电压表V1与V2的示数和电流表A1与A2的示数均增大C.电压表V1、V2、V3的示数均增大D.电流表A1、A2的示数均减小解析由题意知，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，R增大，电路中总电阻增大，则总电流I减小，内电路电压减小，根据闭合电路欧姆定律知U3＝E－Ir、U2＝E－I(r＋R3)、U1＝E－I(r＋R3＋R2)，则电压表V1、V2、V3的示数均增大，选项C正确，A错误；总电流I减小，即电流表A2的示数减小，又电压表V1的示数增大，则通过滑动变阻器的电流增大，故通过电阻R的电流减小，则电流表A1的示数减小，选项D正确，B错误.命题拓展情境不变，一题多设问（1）试判断图中三个电压表示数变化量与通过电源的电流的变化量比值的绝对值｜1V｜、｜ 2V｜、｜ 3V｜的变化情况以及它们的大小关系.（2）若R不变，滑动变阻器R1触头向右滑动，则各电表的示数如何变化？答案（1）由U3＝E－Ir可知｜ΔU3ΔI｜＝r，同理可知｜ΔU2ΔI｜＝r＋R3、｜ΔU1ΔI｜＝r＋R2＋R3，所以它们均不变，其大小关系为｜ΔU1ΔI ｜＞｜ΔU2ΔI｜＞｜ΔU3ΔI｜.（2）滑动变阻器R1触头向右滑动，R1减小，电路总电阻减小，则总电流I增大，内电路电压增大，根据闭合电路的欧姆定律可知U3＝E－Ir、U2＝E－I（r＋R3）、U1＝E－I（r＋R3＋R2），则电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数均减小；总电流I增大，即电流表A2的示数增大，又电压表V1的示数减小，故通过R的电流减小，则电流表A1的示数减小.方法点拨动态分析常用方法1.程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路.（1）分析步骤（如图）：（2）分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系.2.结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零.（1）所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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，反之则增大.（2）所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，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.3.极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让接入电路中的电阻最大或为零，然后进行讨论.3.[含容电路的动态分析/2023海南]如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上的电荷量为（C）A.CEB.12CEC.25CED.35CE解析由电路的串并联规律可知，电阻3R两端的电压为35，电阻R两端的电压为5，则电容器两极板间的电势差ΔU＝25，故Q＝CΔU＝2B5，C对.方法点拨与电容器相关问题的分析1.电路中电容器表现出的三种角色电容器在充电瞬间，处于导通状态，相当于用电器，i＝ΔΔ，电流方向是由电路流入电容器正极，从电容器的负极流出；电容器在放电瞬间，相当于电源，i＝ΔΔ，电流方向是由电容器正极流出，流入电容器负极；电容器支路稳定时，电容器处于开路状态，i＝0，电压等于与之并联的电路两端的电压，相当于一个理想电压表.分析通电电路的结构时（简化电路），可以拆除电容器.2.电容器的电压（1）电路稳定时，电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线.（2）电路稳定时，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.3.电容器的电荷量及变化（1）电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充电或放电.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.（2）如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为｜Q1－Q2｜；如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.命题点3电路故障分析4.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的示数都增大，电表均为理想电表，则可能的故障原因是（A）A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路解析若R1短路，则电流表处于干路上，电压表测量R3的电压，外电路只有R3一个电阻，外电路的总电阻变小，故干路电流增大，电流表示数增大，通过R3的电流增大，电压表示数增大，A正确.若R2短路，同理可得电压表示数增大，而电流表被R2短路，故电流表示数减小为零，B错误.若R3短路，电压表示数将减小为零，由于外电路电阻减小，干路电流增大，R 1所在支路的电流也会增大，电流表示数将增大，C 错误.若R 1断路，则电流表示数将减小为零，而外电路电阻因R 1断路而增大，干路电流减小，通过R 3的电流减小，电压表示数减小，故D 错误.5.[多选]某同学按如图所示的电路进行实验，电压表内阻看成无限大，电流表内阻看成零，闭合开关进行实验.由于电路发生故障，发现两电压表示数相同（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（BD）A.R 3短路 B.R P 短路C.R 3断路 D.R 2断路解析R 3短路时，由于电流表内阻看成零，两电压表都被短路，示数都为零，与题不符，故A 错误.R P 短路时，两电压表都测量R 2两端的电压，示数相同，而且都不为零，故B 正确.R 3断路时，电压表V 2测量R 2两端的电压，电压表V 1测量R P 和R 2串联起来的两端电压，电压表V 1的示数大于电压表V 2的示数，故C 错误.R 2断路时，由于电压表内阻看成无限大，电流表内阻看成零，两电压表都测量R 3两端的电压，示数相同，而且都不为零，故D 正确.方法点拨电路故障检测方法1.电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路.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.在用欧姆表检测时，应断开电源.考点2闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：E ＝I （R ＋r ）；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 ）2P 出与外电阻R 的关系电源的效率[9]任意电路：η＝P 出P 总×100％＝U E×100％[10]纯电阻电路：η＝RR ＋r×100％判断在闭合电路中，下列说法的正误.（1）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.（✕）（2）电动势等于电源的路端电压.（✕）（3）外电阻越大，则路端电压越大.（√）（4）外电阻越大，则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.（✕）（6）电源内部发热功率越大，输出功率越小.（✕）如图所示，电源电动势E ＝3V ，内电阻r ＝3Ω，定值电阻R 1＝1Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10Ω.（1）闭合开关S ，当R 2满足什么条件时，电阻R 1消耗的功率最大？请计算此种条件下R 1消耗的功率.（2）闭合开关S ，当R 2为多少时，R 2消耗的功率最大？请计算此种情况下R 2消耗的功率和电源的效率.答案（1）R 2＝0约0.56W（2）R 2＝4Ω约0.56W 62.5％解析（1）R 1为定值电阻，当R 2＝0时，流过R 1的电流I 1最大，电阻R 1消耗的功率最大，I 1＝1＋＝0.75A1＝12·R 1≈0.56W（2）把电源与定值电阻R 1看成一个电动势为3V ，内阻r'＝r ＋R 1的“电源”，当R 2＝r'＝4Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，为2＝24'≈0.56W电源的效率η＝1＋2＋1＋2×100％＝62.5％.方法点拨等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：（1）两点间断路时的电压等效为电动势E'.（2）两点间短路时的电流为等效短路电流I'短，等效内电阻r'＝''短.常见电路的等效电源如下：6.[功率的分析/2024北京精华学校开学检测]如图所示的电路中，电源电动势E为12V，内阻r为2Ω，白炽灯的灯丝电阻R L为16Ω，电动机M的线圈的电阻为2Ω.开关S闭合后，白炽灯的电功率为4W.若灯丝电阻保持不变，电动机的机械损耗可忽略不计，则下列说法正确的是（D）A.通过电源的电流约为3.2AB.流过电动机M的电流为4AC.电动机M输出的机械功率为12WD.电源的总功率为24W解析根据P1＝U2RL ，解得灯泡两端电压U＝8V，则通过电源的电流I＝E−Ur＝12−82A＝2A，故A错误；流过电动机M的电流为I M＝I－U RL＝1.5A，故B错误；电动机M输出的机械功率为P出＝UI M－I M2R M＝7.5W，故C错误；电源的总功率为P＝EI＝12×2W＝24W，故D 正确.7.[功率＋效率的分析/2024四川成都七中校考]交警使用的某型号酒精测试仪如图1所示，其工作原理如图2所示，传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（B）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.酒精气体浓度越大，电源的效率越低C.酒精气体浓度越大，电源的输出功率越小D.电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小解析当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精气体浓度增大，则传感器的电阻值R 减小，根据I ＝＋0＋可知电路中电流增大，则电流表示数变大，根据U ＝E －I （R 0＋r ）可知传感器两端的电压减小，则电压表示数变小，A 错误.电源的效率η＝＋0＋0＋·100％＝11+＋0·100％，当酒精气体浓度增大时，传感器的电阻值R 减小，根据上式可知电源的效率降低，B 正确.电源的输出功率P ＝（＋0＋）2（R ＋R 0）＝2＋0＋2＋0+2，易知当R ＋R 0＝r 时，P 有最大值，作出该函数的图像如图所示，当酒精气体浓度增大时，传感器的电阻值R 减小，R ＋R 0减小，若初始时R ＋R 0＞r ，则电源输出功率可能先增大后减小；若初始时R ＋R 0≤r ，则P 逐渐减小，故C 错误.根据U ＝E －I （R 0＋r ），可知｜Δ｜｜Δ｜＝R 0＋r ，即电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比不变，D 错误.考点3两类U －I图像的理解和应用电源的U －I 图像电阻的U －I 图像图像物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系截距纵轴截距：表示电路[11]断路时的路端电压U ＝E .横轴截距：表示电路[12]短路时的电流I ＝I 0过坐标原点，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（或等效电阻）的大小，不同点对应的外电阻（或等效电阻）大小不同每一点对应的比值均相等，表示此电阻的大小斜率（绝对值）电源内阻r ＝EI 0电阻大小命题点1电源U －I 图像的理解和应用8.[2024四川宜宾叙州二中开学考试/多选]某同学将如图甲所示的玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压U 及流过其电流I 的数据描绘了电池板的U －I 图像，如图乙所示，图线的横、纵截距分别为I 0和U 0.现将该电池板与一定值电阻相连组成如图丙所示的电路，闭合开关后，电压表和电流表的示数分别为U 1和I 1，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（BD）A.该电池板的内阻恒为00B.该电池板内阻消耗的功率为（U 0－U 1）I 1C.该电池板的输出功率为U 0I 1D.该电池板的效率为10解析U －I 图线斜率的绝对值表示内阻，但该电池板的U －I 图像为曲线，故内阻是变化的，A 错误；该电池板内阻消耗的功率为P ＝U 内I 1＝(U 0－U 1)I 1，B 正确；该电池板的输出功率为P 出＝U 外I 1＝U 1I 1，C 错误；该电池板的效率为η＝U 1I 1U 0I 1＝U1U 0，D 正确.命题点2两类U －I 图像的综合9.[2024山东淄博临淄中学校考]如图所示的U－I图像中，直线a表示某电源的路端电压U 与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系.下列说法正确的是（D）A.电阻R1、R2的阻值之比为4：3B.该电源的电动势为6V，内阻为3ΩC.只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6WD.只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1：1解析根据图像得R1＝41Ω＝4Ω，R2＝42Ω＝2Ω，电阻R1、R2的阻值之比为2：1，A错误；该电源的电动势为6V，内阻为r＝63Ω＝2Ω，B错误；只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为P1＝4×1W＝4W，C错误；只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外＝I2r、P外＝I2R2，则P内：P外＝r：R2＝1：1，故D正确.电路消耗的电功率分别为P内1.[2024浙江名校联考]某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1～X10（220V/2W），将其连接在220V的交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（C）A.若L2断路，则干路电流I增大B.若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大C.若L2短路，X2功率减小，其他指示灯的功率增大D.若L2短路，X2功率增大，其他指示灯的功率减小解析若L2断路，总电阻增大，则干路电流I减小，A错误；若L2断路，相当于L2阻值增大，根据“串反并同”规律可知，通过X1和L1的电流都减小，X1和L1的功率都减小，B错误；若L2短路，X2两端的电压为零，X2功率减小，根据“串反并同”规律，其他指示灯的电流增大，功率增大，C正确，D错误.2.[2022江苏]如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计.四个灯泡中消耗功率最大的是（A）A.R1B.R2C.R3D.R4解析3.如图所示，接通开关S，灯泡L1、L2都正常发光.某时刻由于电路故障两灯突然熄灭.若故障只有一处，则下列说法正确的是（D）A.如果将电压表并联在cd两端时有示数，说明cd间完好B.如果将电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac间断路C.如果将电流表并联在ac两端时示数为0，说明cd间完好D.如果将电压表并联在ad两端时有示数，并联在ac两端时示数为0，说明cd间断路解析电路故障分为断路和短路，故障只有一处，假设发生了短路，如果是某灯泡短路，该灯泡熄灭，而另一灯泡应该变亮；如果是两灯泡以外的元件短路，则两灯泡均变亮，故假设不成立，电路故障应为断路.电压表并联在cd两端时有示数，说明cd间发生了断路，故A错误；电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，故B错误；电流表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，无法说明cd间的情况，故C错误；电压表并联在ad两端时有示数，说明a→c→d段发生了断路，电压表并联在ac两端时示数为0，说明ac段以外的电路发生了断路，综合以上两点，应是cd间断路，故D正确.4.如图所示的电路中，小灯泡L的规格为“4V，1.6W”，定值电阻R0与灯泡正常发光时的电阻相等，电源电动势为E＝9V，内阻未知.将单刀双掷开关接到1，小灯泡正常发光；将单刀双掷开关接到2，小灯泡仍正常发光，且电动机正常工作.则开关接2时（D）A.电源内阻为2.0ΩB.电源内部消耗的功率为0.6WC.电动机输出的机械功率为1.6WD.电动机的内阻r M＜10Ω解析小灯泡正常发光时的电流为I＝＝0.4A，由于定值电阻R0与灯泡正常发光时的电阻相等，因此R0＝R L＝2＝10Ω，将单刀双掷开关接到1时，由闭合电路欧姆定律可得【易错】注意小灯泡所在的电路可视为纯电阻电路.E＝I(R0＋R L＋r)，解得r＝2.5Ω，故A错误；将开关接到2时，电源内部消耗的功率为P内＝I2r＝0.4W，故B错误；电源的总功率为P总＝EI＝3.6W，故电动机的输入功率为P机入＝P总－P－P内＝1.6W，由于电动机存在内阻，因此工作时会发热，故电动机输出的机械【易错】注意电动机的输入功率就是电动机的总功率，可以用U电I电表示，也可以用电源总功率减去除电动机以外部分的功率得出.功率一定小于输入功率1.6W，C错误；由C项分析可知，电动机的发热功率也一定小于输入功率，即P Q＝I2r M＜P机入，解得r M＜10Ω，故D正确.5.[多选]如图所示，曲线C1、C2是闭合电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法正确的是（BCD）A.曲线C1是外电路消耗的电功率随电流变化的图线，C2是内电路消耗的电功率随电流变化的图线B.电源的电动势E＝4V，内阻r＝1ΩC.短路电流为4AD.电源输出功率的最大值为4W解析由P内＝I2r、P外＝EI－I2r结合图可知，曲线C1是内电路消耗的电功率随电流变化的图线，C2为外电路消耗的电功率随电流变化的图线，A错误；由图可知电源输出功率的最大值为4W，D正确；将I＝2A，P＝4W代入P内＝I2r，P外＝EI－I2r，解得E＝4V，r＝1Ω，短路电流I短＝Er＝4A，B、C正确.6.如图所示，电路中的电源为恒流源或恒压源（不管外电路的电阻如何变化，它都能够提供持续的定值电流或定值电压）.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，电流表的示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（C）A.若电源为恒压源，V示数增大，A示数减小B.若电源为恒压源，V示数不变，A示数增大C.若电源为恒流源，V示数增大，A示数减小，ΔΔ＝R1D.若电源为恒流源，V示数增大，A示数增大，ΔΔ＝R2解析滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，变阻器接入电路的阻值增大.若电源为恒压源，电压表的示数不变，因总电阻增大，总电流减小，电阻R2两端的电压减小，并联部分两端的电压增大，流过电阻R1的电流增大，因总电流减小，流过R0的电流减小，电流表的示数减小，故A、B错误.若电源为恒流源，电路中的总电流不变，变阻器的滑动触头向上滑动，总电阻增大，电压表的示数增大，因总电流不变，电阻R2两端的电压不变，并联部分两端的电压增大，电阻R1中的电流增大，而总电流不变，流过R0的电流减小，所以电流表的示数减小；电阻R2两端的电压不变，电阻R1两端的电压的变化量等于电压表示数的变化量ΔU，因总电流不变，所以电流表的示数的变化量的绝对值等于电阻R1中的电流的变化量的绝对值，所以有ΔU＝R1，故C正确，D错误.ΔI7.[多选]在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列结论正确的是（CD）A.1不变，Δ1Δ变大B.2变大，Δ2Δ变大C.2变大，Δ2Δ不变D.3变大，Δ3Δ不变解析由电路图可知，电流表测的是通过这个电路的总电流，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝U1I＝ΔU1ΔI，因R1是定值电阻，故A错误.由欧姆定律可知R2＝U2I，因R2变大，故U2I变大；又U2＝E－I(R1＋r)，因E、R1、r均是定值，故ΔU 2ΔI ＝R 1＋r 不变，B 错误，C 正确.U 3I＝R 1＋R 2，因R 2变大，则U3I变大；又U 3＝E －Ir ，可知ΔU 3ΔI＝r 不变，故D 正确.8.[2024安徽合肥模拟]如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L 为小电珠，R 为滑动变阻器，电源电动势为E ，内阻为r .现将开关S 闭合，当滑动变阻器滑片P 向左移动时，下列结论正确的是（C）A.电流表示数变小，电压表示数变小B.小电珠L 变亮C.电容器C 所带的电荷量增大D.电源的总功率变大解析当滑动变阻器滑片P 向左移动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知总电流减小，路端电压增大，故电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L 变暗，故A 、B 错误；电容器两端的电压U ＝E －I (R L ＋r )，总电流减小，则U 增大，由Q ＝CU 可知电容器C 所带的电荷量Q 增大，故C 正确；电源的总功率为P ＝EI ，电路总电流减小，可知电源的总功率变小，故D 错误.9.[2024江西宜春宜丰中学校考/多选]在如图所示的U －I 图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U －I 图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L 的U －I 图线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5A ，0.75V ），曲线Ⅲ在该点的切线与横轴交点的坐标为（1.0A ，0）.用该电源直接与电阻R 或小灯泡L 连接成闭合电路，由图像可知（BD）A.电源电动势为3V ，内阻为0.5ΩB.R 为定值电阻，其阻值为1.5ΩC.L 接入电源时的电阻为1.5ΩD.R 接入电源时电源的输出功率大于L 接入电源时电源的输出功率解析由直线Ⅰ可知，电源电动势E ＝3.0V ，短路电流I 短＝2.0A ，电源内阻r ＝EI ＝3.02.0Ω＝1.5Ω，故A 错误；由直线Ⅱ可知，定值电阻R ＝UR I R＝1.51.0Ω＝1.5Ω，故B 正确；曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5A ，0.75V)，电源的路端电压为0.75V ，干路电流为1.5A ，L 接入电源时的电阻R L ＝0.751.5Ω＝0.5Ω，故C 错误；R 接入电源时电源的输出功率P R ＝U R I R ＝1.5×1.0W ＝1.5W ，L 接入电源时电源的输出功率P L ＝U L I L ＝0.75×1.5W ＝1.125W ，故R 接入电源时电源的输出功率大于L 接入电源时电源的输出功率，故D 正确.10.[2024浙江嘉兴五中阶段考]一台电风扇内阻为20Ω，接上220V 电压后，消耗的功率为66W.（1）求电风扇正常工作时，通过电动机的电流.（2）电风扇正常工作时，转化为机械能的功率、内能的功率和电动机的效率分别是多少？（3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流是多少？电风扇消耗的电功率和发热功率分别是多少？答案（1）0.3A（2）P 机＝64.2WP 热＝1.8Wη＝97.3％（3）11AP'＝P'热＝2420W 解析（1）根据P ＝UI 可得电风扇正常工作时通过电动机的电流为I ＝＝66220A ＝0.3A（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率为P 热＝I 2R ＝0.32×20W ＝1.8W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝66W －1.8W ＝64.2W 电动机的效率为η＝机＝64.266×100％≈97.3％（3）电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流为I'＝＝22020A ＝11A电风扇消耗的电功率为P'＝I'U ＝11×220W ＝2420W电风扇发热功率为P'热＝I'2R ＝112×20W ＝2420W.11.[新信息问题/2024湖北孝感模拟]如图所示为某小组设计的电子秤原理图.轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连，R 0为定值电阻，滑动变阻器R 的滑片与弹簧上端连接.当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端.该小组用理想电压表的示数U 反映待测物体的质量m ，用电压表示数变化量与质量变化量的比值的绝对值｜ΔΔ｜描述电子秤的灵敏度.不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，电压表为理想电表，下列说法正确的是（A）。
2023年高考物理一轮复习提升核心素养12
12.4交变电流传感器综合练一、单选题1．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率【答案】B【解析】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确；C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。
故选B。
2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。
下列说法正确的是（）A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电【答案】A【解析】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故BC ．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C 错误；D ．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D 错误； 故选A 。
3．（2022·北京·101中学三模）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a 、b 所示，则（ ）A ．曲线a 表示的交变电动势有效值为15VB ．曲线a 表示的交变电动势频率为25HzC ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2:3D ．0=t 时刻穿过线圈平面的磁通量均为零 【答案】B【解析】A ．曲线a 表示的交变电动势有效值为a U == 故A 错误；B ．曲线a 表示的交变电动势的周期为0.04s ，则频率为125Hz a af T == 故B 正确；C ．曲线b 表示的交变电动势的周期为0.06s ，根据1n T=可知转速与周期成反比，故转速之比为3:2，故C 错误；D ．0=t 时刻曲线a 、b 的电动势瞬时值都为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故D 错误。
人教版高中物理选择性必修第二册课后习题 第2章 电磁感应 电磁感应中的电路、电荷量和图像问题
分层作业11 电磁感应中的电路、电荷量和图像问题A组必备知识基础练题组一电磁感应中的电路问题1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。
现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差的绝对值最大的是( )2.如图所示,两个相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍,现用电阻不计的导线将两环连接在一起,若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1,若将小环放入这个磁场中,大环在磁场外,a、b两点间电压为U2,则 ( )A.U1U2=1 B.U1U2=2C.U1U 2=4D.U 1U 2=14题组二 电磁感应中的电荷量问题3.如图所示,空间内存在垂直于纸面的匀强磁场,在半径为a 的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B 。
一半径为b(b>a)、电阻为R 的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。
在内、外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中,通过导线环截面的电荷量为( )A.πB |b 2-2a 2|R B.πB (b 2+2a 2)RC.πB (b 2-a 2)R D.πB (b 2+a 2)R4.(多选)(辽宁大连高二期中)如图所示,长直导线通以方向向上的恒定电流I,矩形金属线圈abcd 与导线共面,线圈的长宽比为2∶1,第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下,第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d 点垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下,两次变换位置的过程所用的时间相同,以下说法正确的是( )A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次通过线圈导线横截面的电荷量相等C.两次线圈所产生的平均感应电动势之比为2∶1D.两次通过线圈导线横截面的电荷量之比为2∶15.(多选)(四川泸州高二期末)一跑步机的原理图如图所示,该跑步机水平底面固定有间距L=0.8 m的平行金属电极,外接有理想电压表和R=8 Ω的定值电阻,电极间充满磁感应强度大小B=0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。
2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流第1节导体的伏安特性曲线教案粤教版必修3
B.电流随电压的增加而减小
C.电压随电流的增加而减小
D.电流与电压之间的关系不再是线性的
（2）以下哪个选项描述了电阻的计算方法？（）
A.电阻等于电流除以电压
B.电阻等于电压除以电流
C.电阻等于电流乘以电压
D.电阻等于电压加上电流
3.简答题：
（1）请简述伏安特性曲线的实验现象。
（2）请写出电阻的计算公式。
（3）请说明如何应用伏安特性曲线分析电路问题。
4.应用题：
已知一段导体的电阻为5Ω，当通过它的电流为2A时，导体两端的电压为10V。求导体的电阻。
答案：
1.（1）√（2）√（3）√
2.（1）A（2）B
3.（1）伏安特性曲线描述了导体在恒定电压下电流与电压之间的关系，实验现象包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
2.伏安特性曲线的实验现象：用简洁的语言描述电压与电流之间的关系，包括线性区域、非线性区域和饱和区域的特点。
3.电阻的定义与计算方法：用简洁的语言写出电阻的定义和计算公式，以及电阻与电压、电流的关系。
4.应用伏安特性曲线分析电路问题：用简洁的语言介绍如何利用伏安特性曲线分析电路问题，包括判断导体的导电性能和解决电流、电压计算问题。
核心素养目标
本节课的核心素养目标包括：
1.科学探究能力：通过实验观察和数据分析，学生能够自主发现伏安特性曲线的规律，培养学生的观察能力和实验能力。
2.逻辑思维能力：学生能够理解电阻的定义和计算方法，并能运用逻辑推理分析伏安特性曲线与电阻之间的关系。
3.问题解决能力：学生能够运用伏安特性曲线分析电路问题，培养学生的实际问题解决能力。
当堂检测：
1.判断题：
（1）伏安特性曲线是描述导体在恒定电压下电流与电压之间的关系的一条曲线。（）
高中物理核心素养知识点
高中物理核心素养第一章运动的描述匀变速直线运动
*核心素养提升*
科学态度与责任系列——运动学中的STSE问题
第二章相互作用
*核心素养提升*
科学思维系列——整体法、隔离法在平衡问题中的应用第三章牛顿运动定律
*核心素养提升*
科学思维系列——光滑斜面模型和等时圆模型
科学思维系列——千变万化之“斜面模型”
科学思维系列——“模型建构”破解高考压轴大题
第四章曲线运动万有引力与航天
*核心素养提升*
科学思维系列——物理模型构建“双星和三星模型”
第五章机械能
*核心素养提升*
科学思维系列——满分指导：大题小做“三部曲”
选修3－5 第六章碰撞与动量
*核心素养提升*
规范解答——答题“四规范”
第七章静电场
*核心素养提升*
科学态度与责任系列——电场中的STSE问题
科学思维系列——“等效法”在电场中的应用
第八章恒定电流
*核心素养提升*
科学思维系列——“电源等效法”
第九章磁场
*核心素养提升*
社会态度与责任系列——复合场中的STSE问题
第十章电磁感应
*核心素养提升*
建构模型系列——高考常考的“切割模型”
第十一章交变电流传感器
*核心素养提升*
选修３－５第十二章波粒二相性原子结构和原子核选修３－３热学
选修３－４机械振动机械波光电磁波相对论简介。
高考物理一轮复习学案8
高考物理一轮复习学案8.1 电流 电阻 电功及电功率一、电阻、电阻定律 1．电阻(1)定义式：R ＝UI.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小．2．电阻定律：R ＝ρlS.3．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大； ②半导体的电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．二、部分电路欧姆定律1．内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比．2．公式：I ＝UR.3．适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路．三、电功、电热、电功率 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝W /t ＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)计算式：Q ＝I 2Rt . 4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P ＝Qt＝I 2R .1．x-t 图象的理解核心素养一 对电阻、电阻定律的理解和应用1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小． (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关． 2．电阻的决定式和定义式的区别公式 R ＝ρl S R ＝UI区别 电阻定律的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体核心素养二 对欧姆定律及伏安特性曲线的理解1．欧姆定律不同表达式的物理意义(1)I ＝UR 是欧姆定律的数学表达式，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)公式R ＝UI是电阻的定义式，它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．对伏安特性曲线的理解(1)图5中，图线a 、b 表示线性元件，图线c 、d 表示非线性元件．(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 (如图5甲所示)． (3)图线c 的电阻减小，图线d 的电阻增大(如图乙所示)．图5(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻． 深化拓展 (1)在I －U 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数． (2)要区分是I －U 图线还是U －I 图线．(3)对线性元件：R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件：R ＝U I ≠ΔUΔI.应注意，线性元件不同状态时比值不变，非线性元件不同状态时比值不同．核心素养三 电功、电热、电功率和热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度． 计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt .(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．1．下列说法中正确的是( )A ．由R ＝UI可知，电阻与电压、电流都有关系B ．由R ＝ρlS可知，电阻只与导体的长度和横截面积有关系C ．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D ．所谓超导现象，就是当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象解析：R ＝U I 是电阻的定义式，R 与电压和电流无关，故A 错误；R ＝ρlS 是电阻的决定式，即电阻与ρ、l 、S 都有关系，故B 错误；电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C 错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，故D 正确．答案：D2．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( )A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．此导体为线性元件解析：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UI 值仍表示该点所对应的电阻值．当导体加5 V 电压时，电阻R 1＝UI ＝5 Ω，A 正确；当导体加11 V电压时，由题图知电流约为1.4 A ，电阻R 2大于1.4 Ω，B 错误；当电压增大时，UI 值增大，即导体的电阻增大，导体为非线性元件，C 、D 错误．答案：A一、填空题1．（1）电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向。
核心素养引领下《恒定电流》教学建议(共267张PPT)
本章知识结构
电源与电流
电源、电动势
全电路 欧姆定律 逻辑电路
部分电路欧姆定律 串联电路，并联电路
焦耳定律 导体的电阻
第1节 电源和电流
1．教学目标 （1）了解形成电流的条件，知道电源的作用 （2）知道导体中的恒定电场，体会动态平衡 的思想。 （3）理解电流的概念 （4）从微观的角度理解导体中电荷的定向移 动与电流之间的关系。
• 2．教材分析
• 从场的观点研究电路问题，是个难点，但不是重 点。目的是在学生头脑中建立场与路相互联系的 观念。本节是电场与电路两部分知识的衔接内容， 承上启下。
• 从学生学过的上一章电场的知识出发进行分析、 讨论问题，体现了“场”和“路”知识的联系， 有利于培养学生运用学到的知识分析解决实际问 题的意识和能力，也有利于学生电学知识体系的 构建，避免知识割裂。
核心素养引领下
《恒定电流》教学建议
北京市八一学校 徐存臣
2019.5.15
高中物理核心素养
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值 观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科 学探究”“科学态度与责任”四个方面。
1.物理观念 “物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识； 是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问 题的基础。 “物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素。 2.科学思维科学思维是从物理教学视角，对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系 的认识方式，是基于经验事实建构物理模型的抽象概括过程，是分析综合，推理论证等方 法在科学领域的具体运用，使基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判 ，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。 “科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。 3.科学探究 “科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方 案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交 流、评估、反思的能力。 “科学探究”主要包括问题、证据、解释、文流等要素。 4.科学态度与责任 “科学态度与责任”是指在认识科学本质，认识科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐 渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，以及遵守道 德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感。
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第8单元 恒定电流 作业答案
课时作业(二十二)1.A [解析]电功率越大,电流做功越快,但产生的焦耳热不一定越多,故A错误;W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻的电路,故B正确;在非纯电阻的电路中,电功大于电热,即UIt>I2Rt,故C正确;任何电路中求焦耳热都要用Q=I2Rt,故D正确.2.C [解析]大圆管内径大一倍,即横截面积为原来的4倍,由于水银体积不变,故水银柱长度变为原来的,则电阻变为原来的,因所加电压不变,由欧姆定律知,电流变为原来的16倍,C正确.3.B [解析]一个月按30天计,每天亮灯按10h计,共30×10h=300h,每盏LED灯比高压钠灯功率小220W,若更换4000盏,则一个月可节约电能为4000×0.22kW×300h=2.64×105kW·h,最接近的为B.4.B [解析]根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为R A=Ω=30Ω,R B=Ω=40Ω,所以ΔR=R B-R A=10Ω,故B正确,A、C、D错误.5.C [解析]设a的长度为L,截面积为S,因为R=,而R=ρ,所以==1,即=1,故ρb=2ρa;同理==,即=,故ρa=ρc,则ρb=2ρc,选项A、B、D 错误,C正确.6.A [解析]电路中电灯正常发光,所以U L=6V,电路中电流为I==A=2A,则电动机两端的电压U M=E-Ir-U L=22V,故电动机输出的机械功率P出=P电-P热=U M I-I2R M=36W.7.D [解析]电池容量2000mA·h的单位为电荷量的单位,所以电池容量是指电池储存电荷量的大小,选项A错误.机器人正常工作时的电压为15V,选项B错误.根据扫地机器人工作时的额定电压为15V,额定功率为30W,可知扫地机器人正常工作时的电流为2A,选项C错误.机器人充满电后一次工作时间最多为t==1h,选项D正确.8.BC [解析]L1两端的电压为U=3V,由图像可知,此时的电流为I=0.25A,灯泡L1电阻R1= =12Ω,A错误;L1消耗的功率P=UI=3×0.25W=0.75W,B正确;若L2的电阻为5Ω,根据串联电路中电压与电阻成正比,可知此时L2两端的电压为1V,由图像可知,此时L2中的电流为0.2A,则L2的阻值为R2==Ω=5Ω,与假设一致,C正确;此时L2消耗的电功率P'=U'I'=1×0.2W=0.2W,D错误.9.AD [解析]电动机的输入功率为P入=UI=48×12W=576W,A正确;电动机的发热功率为P热=I2r=P入-P出,解得r=1.6Ω,B错误;由v大=20km/h=m/s,根据P出=Fv大,解得F=63N,且当该车速度最大时,f=F=63N,故C错误,D正确.10.ABD [解析]由欧姆定律知,U-I图中任意一点与坐标原点O连线的斜率表示该点对应的电阻,故由图像可知,随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大,选项A正确;对应P 点,小灯泡的电阻为O、P连线的斜率,即R L=,选项B正确;对应P点,小灯泡的功率为P L=U1I2,即图中矩形PQOM所围的“面积”,选项D正确;在电路中灯泡L两端的电压为U1时,通过电阻R的电流为I2,其两端的电压为I2R,选项C错误.11.C [解析]灯泡L1、L2串联,电压U2=U1=1.5V,由图读出其电流I2=I1=0.40A,灯泡L3的电压U3=3V,电流I3=0.50A,故A错误;灯泡L3的电阻R3==6.0Ω,故B错误;L1消耗的功率P1=I1U1=0.40×1.5W=0.60W,与L2的电功率相等,故C正确,D错误.12.D [解析]由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同.当三者按照图乙所示电路连接时,电阻器D 两端的电压小于U,由图甲可知,电阻器D的电阻增大,则有R D>R1=R2,而R D与R2并联,电压相等,根据P=,可知P D<P2,选项C错误;由欧姆定律可知,电流I D<I2,又I1=I2+I D,根据P=I2R可知P1<4P2,选项D正确;由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R<R1,所以D及R2两端的电压小于,且D的阻值变大,则P D<,P2<,选项A、B错误.13.AD [解析]两电流表并联接在电路中,电流表A1的量程大于电流表A2的量程,则电流表A1的电阻小于电流表A2的电阻,并联电路中,电阻小的支路电流大,故电流表A1的读数大于电流表A2的读数,A正确;两个电流表的表头是并联关系,因电压相同,故指针偏转角度相同,B错误;两电压表串联接在电路中,电压表V1的量程大于电压表V2的量程,则电压表V1的电阻大于电压表V2的电阻,串联电路中,电阻大的分压大,故电压表V1的读数大于电压表V2的读数,C错误;两个电压表的表头是串联关系,因电流相等,故指针偏转角度相同,D正确.14.(1)8×106Ω·m (2)4cm 2cm[解析](1)由电阻定律得R=ρ解得ρ==Ω·m=8×106Ω·m.(2)由部分电路欧姆定律得R=由圆柱体体积公式得πr2h=V由电阻定律得R=ρ联立解得r=4cm,h=2cm.课时作业(二十三)1.ABC [解析]在电源路端电压与电流的关系图像中,斜率的绝对值表示电源内阻,故r a>r b,A正确.在图像中作出定值电阻R0的U-I图线,与电源的U-I图线交点表示电路工作点,故I a>I b,B正确.R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低,R0接到b电源上,电源的输出功率较小,但电源的效率较高,C正确,D错误.2.BC [解析]S断开时,外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由电路图知,a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,A错误;S 断开时,两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1>C2,由Q=CU知Q1>Q2,当S闭合时,稳定状态下,C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I==2A,两电阻两端电压分别为U1=IR1=6V、U2=IR2=12V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1'=C1U1=3.6×10-5C、Q2'=C2U2=3.6×10-5C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故B、C正确,D错误.3.ABC [解析]滑片P向右移动时,外电路的电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律知,总电流减小,由P总=EI可知,P总减小,故选项A正确;根据η=×100%=×100%可知,η增大,选项B正确;由P损=I2r可知,P损减小,选项C正确;由P输-R外图像可知,因不知道R外的初始值与r的关系,所以无法判断P输的变化情况,选项D错误.4.B [解析]当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时,R接入电路的电阻减小,总电阻减小,干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,电压表的示数减小,R2两端的电压增大,R1两端的电压减小,电流表的示数减小,R2的电功率减小,A、C错误,B正确;因为总电流增大,电流表的示数减小,所以R中电流增大,并且R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值,D错误.5.ACD [解析]电源的总功率P E=IE,功率与电流成正比,由P r=I2r知,电源内部的发热功率与电流的平方成正比,A正确;当电流为2A时,电源的总功率与发热功率都为8W,则电源电动势为4V,内阻为2Ω,B错误,C正确;当电流为0.5A时,根据闭合电路欧姆定律可得出外电路的电阻为6Ω,D正确.6.C [解析]强光照射时,R1的电阻减小,则电路的总电阻减小,总电流增大,路端电压U=E-Ir减小,电源提供的总功率P=EI变大,通过R3、R4的电流减小,通过R1、R2的电流增大,R4两端的电压变小,R2两端的电压变大,故B、D错误,C正确;强光照射时,R1的电阻减小,则R1、R2两端的电压的比值减小,而R3、R4两端的电压的比值不变,故电容器C上极板电势比下极板电势低,电容器C的下极板带正电,故A错误.7.C [解析]当P左移时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大,R1两端的电压增大,故图线b表示V1示数的变化,图线a表示V2示数的变化,故A错误.由图可知,当只有R1接入电路时,电路中电流为0.6A,路端电压为3V,则由E=U+Ir可得E=3+0.6r,当滑动变阻器全部接入电路时,由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r,解得r=5Ω,E=6V,故B、D错误.由图可知,R1的阻值为5Ω,R2总电阻为20Ω,将R1等效为内阻的一部分,则当滑动变阻器的阻值等于R1+r时,滑动变阻器消耗的功率最大,故当滑动变阻器阻值为R'=10Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流I'=A=0.3A,则滑动变阻器消耗的最大功率P'=I'2R'=0.9W,故C正确.8.AD [解析]由功率P=UI可知,小灯泡的额定电流I==0.2A,由欧姆定律得R L=,小灯泡正常发光时电阻R L=10Ω,由闭合电路欧姆定律可知,I=,解得r=1Ω,A正确;开关S接2时小灯泡正常发光,说明电路中电流仍为0.2A,故电动机两端电压U'=E-IR L-Ir=0.8V,电动机为非纯电阻用电器,故电动机的内阻小于4Ω,B、C错误;由P内=I2r,η=×100%,故电源效率约为93.3%,D正确.9.D [解析]由电路图知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以上面的图线表示V2的读数与电流的关系,此图线的斜率的绝对值等于电源的内阻,故r=Ω=2Ω.当电流I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势E=U+Ir=3.4V+0.1×2V=3.6V,故A错误;变阻器的滑片向右滑动时,R接入电路的阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即V2读数逐渐增大,故B错误;由图可知,电动机的电阻r M=Ω=4Ω,当I=0.3A时,U=3V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为P=UI=0.9W,则最大的输出功率一定小于0.9W,故C错误;当I=0.1A时,电路中电流最小,变阻器接入电路的电阻最大,为R=-r-r M=Ω-2Ω-4Ω=30Ω,故D正确.10.AD [解析]当开关闭合时,ab段只有电阻R1工作,消耗的电功率为P=R1,当开关断开时,ab段中电阻R1和R2都工作,消耗的电功率为P=(R1+R2),联立可得R1(R1+R2)=36Ω2,故A正确,B错误;将R3和电源内阻看作一整体,则此时电压表测量路端电压,开关断开时等效外电路总电阻大于开关闭合时的,所以开关断开时电压表示数大,C错误;根据闭合电路欧姆定律得U=E-(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为=R3+r=6Ω,D正确.11.B [解析]当电位器的触片滑向a端时,其接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,总电流减小,电源的内电压减小,则路端电压增大,通过R1的电流增大,可知通过L1的电流减小,L1变暗,由于路端电压增大,而L1两端的电压减小,所以R2两端的电压增大,通过R2的电流增大,则通过L2的电流减小,L2变暗,故B正确.12.ACD [解析]电源的路端电压和电流的关系为U=E-Ir,可知直线①的斜率的绝对值表示电源的内阻r,纵轴的截距表示电源的电动势E,从图像中看出E=50V,r=Ω=5Ω,A正确,B错误;当电流为I1=2.5A时,由I1=,解得外电路的电阻R外=15Ω,C正确;当输出功率为120W时,由P-I图线看出对应电流为4A,再从U-I图线读取对应的输出电压为30V,D正确.专题训练(六)1.1.220 6.860[解析]20分度游标卡尺的精度为0.05mm,主尺读数为12mm,游标尺读数为4×0.05mm=0.20mm,游标卡尺的读数为12.20mm=1.220cm.螺旋测微器读数为6.5mm+36.0×0.01mm=6.860mm.2.1.15(1.14~1.16均可) 5.7(5.6~5.9均可) 84580.2[解析]0~3V量程最小刻度是0.1V,要向下估读一位,读数为1.15V.0~15V量程最小刻度为0.5V,只要求读到0.1V这一位,所以读数为5.7V.图乙中的电阻箱有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率,将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘各自的倍率,从最高位依次往下读,即可得到电阻箱的读数为84580.2Ω.3.(1)如图甲所示 2.4×103 (2)如图乙所示甲乙[解析](1)图线如图所示,R x==2.4×103Ω.(2)因满足>,故采用电流表内接法.4.(1)B C (2)①电流表采用了外接法 ②滑动变阻器采用了限流式接法[解析](1)直流电源的电压为20V,为了提高读数准确度,应该选择电压表C,因此待测电阻两端电压不得超过15V,则通过的电流不超过I===600μA,电流表应该选B. (2)为了减小误差,电流表应采用内接法,因为滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值,若采用限流接法,限流效果不明显,应该采用分压接法接入电路.5.(1)如图甲所示甲乙(2)“×”(3)作图如图乙所示 用“×”连线R=(1.1~1.3)Ω;用“○”连线R=(1.5~1.7)Ω[解析](1)由图乙所示中的电压、电流数据从零开始,可知滑动变阻器采用分压式接法,电压表选择量程3V,电流表采用外接法.(2)由于外接法中电压表分流,测得的电阻比内接法测得的要小,故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的.(3)用“×”数据点连直线,斜率为铅笔芯的电阻,考虑误差因素,R=(1.1~1.3)Ω,用“○”数据点连直线,同理得R=(1.5~1.7)Ω.6.(1)如图所示(2)a 见解析(3)如图所示(4)0.88(0.85~0.92均可) 20(19~22均可)[解析](1)连线如图所示.(2)电路开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑动到a处,其理由是开关S闭合后,流过电流表的电流不会超过电流表的量程.(3)图像如图所示.(4)由图像可知,当U=0时即为恒流源输出电流,I0=0.88A;当I=0时,电流全部通过R x,则I0R x=18.0V,解得R x=20Ω.7.(1)1.60 0.50 3.0 (2)小于(3)如图所示 或 图Z7-45[解析](1)电流表量程为0~0.6A,故读数为0.50A;电压表的量程为0~3V,故读数为1.60V;当开关置于位置b时,电流表内接,电阻丝的阻值R x=-R A=3.2Ω-0.2Ω=3.0Ω.(2)当开关置于位置a时,电流表外接,由于电压表分流,所以此时电流表读数为电压表中电流与电阻中电流之和,故通过电阻的电流小于电流表的读数.(3)当外电路电阻和内电路电阻相等时,电源输出功率最大,化霜最快,即外电路电阻需为2.0Ω,设计连接如图所示.。
2020春新教材高中物理第3章恒定电流第1节电流教案鲁科版必修第三册
第3章恒定电流课标要求1.观察并能识别常见的电路元器件，了解他们在电路中的作用。
了解串，并联电路电阻的特点。
2.理解电功，电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。
3.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料，长度和横截面积的定量关系。
会测量金属丝的电阻率。
第1节电流核心素养科学思维态度与责任能从微观视角和宏观表现分析电流的形成，对统计方法有初步了解。
通过科学家安培的事迹，了解科学研究、科技创新所带来的应用价值和社会价值，并从中学习科学家的探究精神。
知识点一电流的形成[观图助学]电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，而手电筒中小灯泡却能持续发光，这是因为手电筒中的电源能提供持续电压。
1.定义：电流是由自由电荷的定向移动形成的。
2.形成电流的条件(1)回路中存在自由电荷。
(2)导体两端有电压。
3.持续电流(1)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。
(2)电源的作用是提供持续电压。
4.电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s。
5.自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子大约以105__m/s的平均速率做无规则的运动。
6.电子定向移动的速率：数量级大约是10－5m/s ，被形象地称为“电子漂移”。
[思考判断](1)只要有移动的电荷，就存在着持续电流。
(×) (2)只要导体两端没有电压，就不能形成电流。
(√) (3)只要导体中无电流，其内部自由电荷就停止运动。
(×)知识点二 电流的方向与大小1.电流的方向(1)在物理学中，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)在电源外部的电路中，电流的方向是从电源正极流向负极。
(3)在电源内部的电路中，电流的方向是从电源负极流向正极。
(4)电流是标量，虽有方向，但其运算不符合平行四边形定则。
2.电流的大小和单位(1)定义：流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比定义为电流。
2020版 物理 高考冲刺总复习--恒定电流--第八章 第1讲(新高考)
[高考导航]考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点欧姆定律Ⅰ卷·T23：传感器的应用Ⅱ卷·T17：电路分析T23：测电源的内阻Ⅲ卷·T22：实物连线Ⅰ卷·T23：研究小灯泡的伏安特性曲线Ⅱ卷·T23：测微安表的内阻，实物连线Ⅲ卷·T23：多用电表Ⅰ卷·T23：探究热敏电阻的温度特性，等效替代法测电阻，电阻箱读数Ⅱ卷·T22：电表的改装，实物连线Ⅲ卷·T23：差值法测电阻，实物连线(1)电路的基本规律、闭合电路的动态分析(2)基本仪器的使用(3)实验原理的理解、数据的处理(4)电阻的测量(5)电源的E和r的测量(6)器材选取与电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验一：长度的测量及其测量工具的选用 实物连线(7)电学实验设计实验二：测定金属的电阻率实验三：测量电源的电动势和内阻实验四：用多用电表测量电学中的物理量第1讲电路的基本概念和规律知识排查电流、欧姆定律1.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。
其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率。
2.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，跟导体的电阻R成反比。
(2)公式：I＝U R。
(3)适用条件：适用于金属导电和电解液导电等纯电阻电路，不适用于气体导电和半导体导电。
2020届高考物理一轮复习讲义：第八章 恒定电流第1讲 电流 电阻 电功及电功率(含答案)
第1讲 电流 电阻 电功及电功率板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 电流 电阻定律 Ⅰ 1.电流(1)形成电流的条件①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。
电流虽然有方向，但它是标量。
(3)定义式：I ＝qt 。
(4)微观表达式：I ＝nqS v 。
(5)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。
2.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，跟导体的电阻R 成反比。
(2)公式： I ＝UR。
(3)适用条件：适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。
(4)伏安特性曲线①定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流I ，用横轴表示电压U ，画出I -U 的关系图象，叫做导体的伏安特性曲线。
②线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，这样的电学元件叫做线性元件。
如图甲所示。
③非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。
如图乙所示。
3．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。
(2)公式： R ＝ρlS 。
(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。
4.电阻率(1)计算公式：ρ＝RS l。
(2)物理意义：电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。
温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属：电阻率随温度升高而增大。
②超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零，成为超导体。
③一些合金：几乎不受温度的影响。
【知识点2】电功率、焦耳定律Ⅰ1.电功(1)定义：电流做的功。
(2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1_kW·h＝3.6×106_J。
从物理学科核心素养论高三电学实验复习
从物理学科核心素养论高三电学实验复习作者：何远贵来源：《学校教育研究》2021年第07期摘要：恒定电流实验部分，是高考的必考点，是高三复习的重点。
高三师生在复习恒定电流实验部分时，总感觉有难度，花了大量的时间复习，做了不少的练习，但效果不佳。
如何突破电学实验这个难点？笔者从物理学科的核心素养结合近三年的全国高考试题论复习恒定电流实验的着力点，提高复习的效率。
关键词：恒定电流实验学科核心素养复习的着力点恒定电流实验的核心素养：物理观念，有闭合电路的欧姆定律、部分电路欧姆定律、电阻定律、电功率、电路和电阻的串联并联规律;科学思维，有伏安法、等效替代法、图象法等;科学探究，有测定电源的电动势和内阻、测定金属的电阻率、描绘小电珠的伏安特性曲线、练习使用多用电表;科学态度与责任，利用电学知识解决生活中的电路问题。
近三年的高考恒定电流实验试题主要考查了物理学科哪些核心素养呢？笔者从每年高考题中选了一个题来分析，管中窥豹。
1、（2018全国卷Ⅰ）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。
所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25 ℃时的阻值）为900.0 Ω;电源E（6 V，内阻可忽略）;电压表V （量程150 mV）;定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）;电阻箱R2（阻值范围0～999.9 Ω）;单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃。
将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0;断开S1，记下此时R2的读数。
逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃。
实验得到的R2-t数据见下表。
回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到________（填“a”或“b”）端。
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第8单元 恒定电流 听课答案
第八单元恒定电流第22讲部分电路及其规律【教材知识梳理】一、1.定向正电荷2.(1)I=(2)I=nqSv二、1.电流R=2.(1)材料(2)R=ρ三、2.气态导体半导体3.I=四、1.qU=IUt2.=IU3.I2Rt I2R辨别明理(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(×)(5)(×)(6)(√)【考点互动探究】考点一例1D[解析]电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向为电流的反方向,由图可知,电流方向是A→B,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流不为零,电流I==,故选项D正确,A、B、C错误.例2C[解析]由电流定义可知I===neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,又E=,故E=ρnev,选项C正确.例3C[解析]电子做圆周运动的周期T=,由I=得I=,电流的方向与电子运动方向相反,故为逆时针.考点二例4C[解析]对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积变为原来的,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后,长度变为原来的,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得I1=,I2==,由I=可知,在相同时间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C正确.考点三例5ABD[解析]I-U图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小,说明电阻逐渐增大,A正确;对应P点,小灯泡的电阻为R=≠,B正确,C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=I2U1,此值恰为图中矩形PQOM的面积,D正确.[点评]伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应该状态下的电阻,因此图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.变式题B[解析]根据I-U图像可知R b<R a,而根据电阻定律R=ρ可知S b>S a,选项B 正确.考点四例6BC[解析]含有电动机的电路不是纯电阻电路,欧姆定律不再适用,A错误;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I2R,解得r=--R,B正确;如果电动机转轴被卡住,则E=I'(R+r),电流增大,较短时间内,电源消耗的功率变大,较长时间的话,会出现烧坏电源的现象,C正确,D错误.变式题BD[解析]当开关S断开时,由欧姆定律得U=I1R1=10V,当开关闭合后,通过R1的电流仍为0.5A,通过电动机的电流I2<=1A,故电流表示数I<0.5A+1A=1.5A,B正确;电路消耗的电功率P=UI<15W,D正确.1.[2018·许昌模拟]一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上(其内阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是()A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍[解析]C由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1==44Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110W,其在1min 内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103J,其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.2.(多选)[2018·益阳模拟]有一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U0时,通过导线的电流为I0,导线中自由电子定向移动的速率为v.若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U0,则()A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.导线中自由电子定向移动的速率为D.导线中自由电子定向移动的速率为[解析]AD将金属导线均匀拉长,因半径变为原来的一半,则横截面积变为原来的,其长度变为原来的4倍,根据电阻定律R=ρ可知,电阻变为原来的16倍,又电压变为2U0,根据欧姆定律I=可知,电流变为,A正确,B错误;根据电流的微观表达式I=nevS,其中n、e不变,电流变为原来的,横截面积变为原来的,则自由电子定向移动的速率变为,C错误,D正确.3.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中所提供的数据,此电热水器在额定电压下处于加热状态时,通过电热水器的电流约为()A.6.8AB.0.15AC.4.4AD.0.23A[解析]A由P=UI可知,该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为I==A ≈6.8A,故选项A正确.4.如图22-1所示,有一电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端,灯泡正常发光,则()图22-1A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W[解析]C灯泡能正常发光,说明电解槽和灯泡均分得110V电压,且干路电流I=I灯==A,则电解槽消耗的电功率P=P灯=60W,选项A错误,选项C正确;电解槽的发热功率P热=I2R电≈1.3W,选项B错误;整个电路消耗的总功率P总=U总I=220×W=120W,选项D错误.5.[2018·福州质检]如图22-2甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,已知a=1m,b=0.2m,c=0.1m,在里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图像如图乙所示.当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?图22-2[答案]40Ω·m[解析]由图像可得,当U=10V时,电解液的电阻R==Ω=2000Ω电解液容器长l=a=1m截面积S=bc=0.02m2由电阻定律得R=ρ解得ρ==Ω·m=40Ω·m.第23讲电动势闭合电路的欧姆定律【教材知识梳理】一、1.(1)非静电力对电荷做的功W电荷量q(2)E=V(3)电能2.电源内阻二、1.电源的电动势内、外电路中的电阻之和2.I=辨别明理(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(×)【考点互动探究】考点一例1AC[解析]根据I-U图像知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3,A正确;把A拉长为原来的3倍后,横截面积减小为原来的,根据公式R=ρ可得,电阻变为原来的9倍,B错误;串联电路中电流相等,将A与B串联后接在电源上,根据公式P=I2R可得,消耗的功率之比P1∶P2=1∶3,C正确;并联电路两端的电压相等,电流与电阻成反比,所以将A与B并联后接在电源上,通过二者的电流之比I1∶I2=3∶1,D错误.例2A[解析]等效电路如图所示.若R1断路,则总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,L1两端电压变大,L1变亮,ab部分电路结构没变,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正确;若R2断路,则总电阻变大,总电流减小,ac部分电路结构没变,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错误;若R3短路或R4短路,则总电阻减小,总电流增大,ab部分电路两端电压减小,L2中的电流减小,则电流表A中的电流变大,与题意相矛盾,故C、D错误.例3C[解析]电流表和电阻R1并联,R1的阻值为电流表内阻的,则由并联电路特点可知,通过电流表的电流I A是通过R1的电流的,则I A=I总,其中I总为干路电流,所以可以用电流表上表示0.02A的一个小格表示总电流0.06A,选项C正确.考点二例4BD[解析]基础解法(程序法):将P由a端向b端滑动,R3接入电路的阻值减小,则总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,电压表示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I总(R1+r),I总增大,则U2减小,I2=减小,电流表的示数I A=I总-I2增大,B正确;由P2=R2知P2减小,C错误;U ab=φa-φb=φa=U2,故φa降低,D正确.能力解法一(结论法):由于R3减小,R2与R3并联,则U2、I2均减小,由P2=R2知P2减小,C 错误;φa=φa-φb=U ab=U2减小,D正确;因为R1间接与R3串联,故I1、U1均增大,电压表示数增大,A错误;根据I A=I1-I2知I A增大,B正确.能力解法二(极限法):将滑片P滑至b点,则R3=0,φa=φb=0,D正确;R2上电压为零,则功率也为零,C错误;当R3=0时,总电阻最小,总电流最大,R1上电压最大,故A错误;由于I A=I1-I2,此时I1最大,I2=0最小,故I A最大,B正确.例5ACD[解析]将滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻R变减小,由I=,知电流表A的示数增大,A正确;电流表V2测量的是路端电压,U2=E-Ir减小,B错误;U3=E-Ir-IR,则有ΔU3=ΔI(R+r),ΔU3与ΔI的比值等于R+r,即大于r,C正确;ΔU2=ΔIr,ΔU1=ΔIR,又知R>r,故ΔU1大于ΔU2,D正确.[点评]分析ΔU时,根据电路中所有电阻两端的电压之和是不变的,一部分电路两端的电压减小多少,其余部分电路两端的电压就增大多少,分析时一定要根据电路的特点找电阻不变的部分进行分析.例6C[解析]由已知条件及电容定义式C=可得,Q1=U1C,Q2=U2C,则=.S断开时等效电路如图甲所示,有U1=·E×=E;S闭合时等效电路如图乙所示,有U2=·E=E,则==,故C正确.甲乙考点三例7AC[解析]在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1+r)的电源连成的闭合电路(如图甲所示),R2的电功率是等效电源的输出功率.显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,A正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值电阻,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r,如图乙所示),R1获得的电功率最大,故B错误,C正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,电源内阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源输出功率不一定最大,故D错误.变式题BC[解析]当滑片位于中央时,并联电阻最大,并联电阻两端的电压最大,故并联电阻为==Ω=10Ω,解得R2=20Ω,B正确;当滑片位于中央时,电压表的示数最大,外电阻也最大,电源的效率η==最高,即当电压表示数为5.0V时,电源的效率最高,C正确;当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.25A,此时Pa部分电阻R aP=Ω=16Ω,Pb部分电阻R bP=R2-R aP=4Ω,通过Pb部分支路的电流为A=1.00A,干路电流为0.25A+1.00A=1.25A,根据闭合电路欧姆定律得E=4V+1.25A ×(R1+r),E=5V+1A×(R1+r),联立解得R1+r=4Ω,E=9V,A错误;当R2两部分的并联电阻等于R1+r=4Ω时,R2消耗的功率最大,此时电压表的示数不是5.0V,D错误.[点评](1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R=分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解.(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,而是只有50%.考点四例8B[解析]根据图像可知,E1=E2=10V,r1=Ω,r2=Ω,所以r1∶r2=3∶2,E1∶E2=1∶1,选项A错误,选项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P1=18.2W和P2=30W,小灯泡的电阻分别为R1=Ω,R2=Ω,选项C、D错误.变式题BC[解析]P1=U1I1=4×2W=8W,P2=U2I2=2×4W=8W,A错误,B正确;η1=,η2=,可得η1>η2,C正确,D错误.图23-11.(多选)一个T形电路如图23-1所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω.另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则()A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是40ΩB.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40ΩC.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为80VD.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80V[解析]AC当c、d端短路时,等效电阻R=R1+=40Ω,A正确;当a、b端短路时,等效电阻R'=R2+=128Ω,B错误;当a、b两端接通测试电源时,根据欧姆定律得I==A=2A,所以U cd=IR3=80V,C正确;当c、d两端接测试电源时,I'==A=A,U ab=I'R3=25V,D错误.2.如图23-2所示,电源为“9V1Ω”的电池组,要将“4V4W”的灯泡接入虚线框中,在正常发光的条件下,最多能接()图23-2A.2个B.3个C.4个D.5个[解析]D要使灯泡正常发光,灯泡两端电压为4V,每个灯泡的工作电流为1A.当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,所接灯泡最多,此时电源内电压为5V,电路中的总电流为5A,所以最多能接5个灯泡.3.(多选)[2018·黑龙江大庆质检]如图23-3所示,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,C1、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值,则下列说法正确的是()图23-3A.减小R1时,C1、C2所带的电荷量都增大B.增大R2时,C1、C2所带的电荷量都增大C.增大R3时,C1、C2所带的电荷量都增大D.减小R4时,C1、C2所带的电荷量都增大[解析]BD R1上没有电流流过,R1是等势体,故减小R1时,C1两端电压不变,C2两端电压不变,C1、C2所带的电荷量都不变,选项A错误;增大R2时,C1、C2两端电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增大,选项B正确;增大R3时,C1两端电压减小,C2两端电压增大,C1所带的电荷量减小,C2所带的电荷量增大,选项C错误;减小R4时,C1、C2两端电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增大,选项D正确.图23-44.(多选)如图23-4所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器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,电容器带的电荷量为Q.在这个过程中,如图23-5所示的图像正确的是()图23-5[解析]BD表示电源内阻和R1之和,是不变的,A错误,B正确;电容器带的电荷量Q=CU R1=CIR1,C错误,D正确.图23-65.(多选)[2016·江苏卷]如图23-6所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,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10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A[解析]AC设四个电阻的等效电阻为R路,由=+得R路=10Ω,由闭合电路欧姆定律知,I===1A,设路端电压为U,则U=IR路=1A×10Ω=10V,选项A正确;电源的总功率P=EI=12W,选项B错误;设电源负极电势为0,则a点电势φa=0.5A×5Ω-0=2.5V,b点电势φb=0.5A×15Ω-0=7.5V,则a、b两点的电势差U ab=φa-φb=2.5V-7.5V=-5V,所以a、b间电压的大小为5V,选项C正确;当将a、b两点用导线连接后,由于导线没有电阻,此时a、b两点电势相等,电路总电阻为9.5Ω,电流I'==A,故选项D错误.6.(多选)[2016·上海卷]如图23-7所示电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()图23-7A.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[解析]BC因电源内阻不计,故路端电压不变,电压表示数不变;当滑片位于中点时,滑动变阻器接入电路的电阻有最大值,电流表所在电路的电流有最小值,所以B、C正确. 7.[2018·安徽江南十校联考]如图23-9所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S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()图23-9A.电压表读数将变小B.L1亮度不变,L2将变暗C.L1将变亮,L2将变暗D.电源内阻的发热功率将变小[解析]A开关在位置1时,外电路总电阻R总=R,电压表示数U=E=E,每个灯泡两端的电压U1=U2=U=E,电源内阻的发热功率为P热==.开关在位置2时,外电路总电阻R总'=R,电压表示数U'=E=E,灯泡L1的电压U1'=E,L2的电压U2'=E,电源内阻的发热功率为P热'==.综上所述,电压表读数变小,故A正确.L1亮度不变,L2将变亮,故B、C错误.电源内阻的发热功率将变大,故D错误.8.如图23-10所示电路中,灯L标有“6V3W”,定值电阻R1=4Ω,R2=10Ω,电源内阻r=2Ω,当滑片P滑到最下端时,电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光.图23-10(1)求滑动变阻器最大值R;(2)当滑片P滑到最上端时,求电流表的读数;(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,求滑动变阻器消耗的功率.[答案](1)12Ω(2)2A(3)3.84W[解析](1)灯L的电阻R L==Ω=12Ω当P滑到下端时,R2被短路,灯L与整个滑动变阻器R并联,此时灯正常发光,通过灯L的电流为I L==A=0.5A通过滑动变阻器R的电流为I R=I-I L=1A-0.5A=0.5A即滑动变阻器最大值R=R L=12Ω.(2)电源电动势E=I=1×(4+2+6)V=12V当P滑到上端时,灯L、滑动变阻器R及电阻R2都被短路,此时电流表的读数为I'==A=2A.(3)P位于滑动变阻器的中点时,灯L与滑动变阻器的上半部分并联后再与R1串联,则此时R并==Ω=4ΩI总==A=1.2A并联部分的电压为U并=I总R并=1.2×4V=4.8V滑动变阻器上消耗的功率为P R==W=3.84W.专题六电学实验专题【热点题型探究】热点一一、1.(1)0.01(2)固定刻度可动刻度2.例1(1)17.723.8510.46(2)2.150(3)①0.020.440.12.20②0.11.70 0.58.5(4)1987将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到00~19998Ω[解析](1)最上面图读数:整毫米数是17mm,不足1毫米数是7×0.1mm=0.7mm,最后结果是17mm+0.7mm=17.7mm.中间图读数:整毫米数是23mm,不足1毫米数是17×0.05mm=0.85mm,最后结果是23mm+0.85mm=23.85mm.最下面图读数:整毫米数是10mm,不足1毫米数是23×0.02mm=0.46mm,最后结果是10mm+0.46mm=10.46mm.(2)固定刻度示数为2.0mm,不足半毫米的从可动刻度上读,其示数为15.0×0.01mm,最后的读数是2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm.(3)①使用0~0.6A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02A,表针示数为0.44A;当使用0~3A 量程时,每一小格为0.1A,表针示数为2.20A.②电压表使用0~3V量程时,每小格表示0.1V,表针示数为1.70V;使用0~15V量程时,每小格表示0.5V,表针示数为8.5V.(4)电阻为1987Ω.最简单的操作方法是先将“×1k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9999Ω,用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9999Ω=19998Ω,故用两个这样的电阻箱,可得到的电阻值范围为0~19998Ω.变式题1.2206.860[解析]20分度游标卡尺的精度为0.05mm,主尺读数为12mm,游标尺读数为4×0.05mm=0.20mm,游标卡尺的读数为12.20mm=1.220cm.螺旋测微器读数:固定刻度读数+可动刻度读数=6.5mm+36.0×0.01mm=6.860mm.热点二例2(1)A(2)0~0.6A[解析](1)C与D电路图不符合电压从零开始调节.小灯泡的电阻R L==Ω=28.8Ω,=144,=520.8,由于<,故电流表应采用外接法,A正确,B错误.(2)小灯泡的额定电流I==A≈0.4A,故电流表量程选0~0.6A.变式题R x1大于小于[解析]==10,==20,故<,应该采用电流表内接法,即图甲接法.由“大内偏大,小外偏小”的结论可知,电流表内接时测量值R x1大于真实值,外接时测量值R x2小于真实值.热点三例3(1)乙如图所示(2)R1(3)[解析](1)甲图中,因为电压表V2的内阻准确值不知,所以电压表V2与R0并联后的电阻准确值不知,根据=可知,无法求出R V1,而乙图中,根据=可知,可以求出R V1=,故用乙电路较合理,电路连接如图所示.(2)实验中滑动变阻器要用分压接法,故应选取阻值较小的R1.(3)根据欧姆定律可知R V1==.变式题(1)如图所示(2)(3)等于[解析](1)实物连线图如图所示.(2)第一次测量,由欧姆定律知,电压表与电流表的示数之比为电压表和R P的并联电阻,;第二次测量,电压表与电流表的示数之比为电压表、R x和R P的并联电即=R并阻,=,联立解得R x=.(3)由于电流表、电压表内阻不影响被测电阻的测量,所以被测电阻的测量值等于真实值.【高考模拟演练】1.(1)如图所示(4)R0(6)48.2[解析](4)开关S2掷于1端,由欧姆定律可得通过R x的电流I=,将开关S2掷于2端,R0和R x串联电路电压为U2,R x两端电压为U=U2-U1,由欧姆定律可得待测电阻阻值R x==R0=R0.(6)5次测量所得的平均值为×(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,则R x=R0=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω.2.(1)A D F(2)a d c g f h(3)-或U-或-R(横纵坐标互换亦可)[解析](1)若选用0~1000Ω的滑动变阻器,则电路中的电流太小,且移动滑动变阻器滑片时,电压表和电流表的示数要么变化得特别慢,要么变化得特别快,所以滑动变阻器选用F ;电源的电动势为4.5V ,所以电压表选用D ;若电流表选用B ,则移动滑动变阻器的滑片时,电流表的指针要么偏转得特别小,要么突然偏转得比较大,所以电流表选用A . (2)电压表测量路端电压,滑动变阻器接成限流式,电键要控制整个电路.(3)由闭合电路欧姆定律得(R+r )=E ,变形得=·+,或U=-r ·+E ,或=·R+,则可以为纵坐标,为横坐标,或以U 为纵坐标,为横坐标,或以为纵坐标,R 为横坐标. 3.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示(3)电压表V 1的读数U 1、电压表V 2的读数U 2 (4)R[解析](1)要测出待测电压表V 1的内阻,可以将V 1与阻值大致相当的定值电阻串联,通过测出串联电路的总电压和V 1对应的电压,利用串联电路中电压之比等于电阻之比即可求出V 1的内阻,所以测量电路部分是待测电压表V 1与定值电阻R 串联,然后再将其与电压表V 2并联;由于滑动变阻器的总电阻远小于待测电压表内阻,所以滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图甲所示. (2)实物连接如图乙所示.(3)、(4)根据串联电路规律有=,解得R V1=,需要测得电压表V1的读数U1、电压表V2的读数U2.1.某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,有如下器材可供选择:电流表A1(量程0~300mA,内阻约为5Ω);电流表A2(量程0~600mA,内阻约为1Ω);电压表V(量程0~15V,内阻约为3kΩ);滑动变阻器R1(0~5Ω,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0~50Ω,额定电流为0.01A);电源E(电动势为3V,内阻较小);定值电阻R0(5Ω);单刀单掷开关S一个、导线若干.实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能地减小误差.(1)以上给定的器材中滑动变阻器应选.(2)在虚线框内画出测量A1内阻的电路原理图,并在图中标出所用仪器的代号.(3)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为r1=;式中各符号的物理意义是.[答案](1)R1(2)如图Z6-1所示(3)R0I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值图Z6-1[解析](1)滑动变阻器要用分压式接法,选最大阻值较小的滑动变阻器R1.(2)要测出待测电流表A1的内阻,可将A1与阻值大致相当的定值电阻并联,通过测出并联电路的总电流和A1对应的电流,利用并联电路中电流与电阻成反比即可求出A1的内阻,电路图如图Z6-1所示.(3)通过定值电阻R0的电流为I2-I1,A1两端的电压等于R0两端的电压,所以r1=R0,I1、I2分别为某次实验时电流表A1、A2的示数,R0是定值电阻的阻值.2.某同学对有故障的电热毯进行探究,图Z6-2甲是电热毯的电路示意图,其中电热丝和导线通过金属接线片连接,图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表和电流表均可视为理想电表.图Z6-2(1)断开S1,用测试电路在1和1'之间检测得知电热丝无故障,然后测得电热丝的U-I图线如图丙所示.可求得此电热丝的电阻为 Ω. (2)在虚线框内画出与图乙对应的电路原理图.(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关S 1和S 2,用表笔A 和B 分别对图甲中的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在 (选填“1和2”“1'和2'”“2和3”或“2'和3'”)间.测试点 3和3'1和1'1和31和2'2'和3'电表指针有无偏转电压表有 有 无 有 无电流表无 有 有 无 有[答案](1)580(570~590均可) (2)如图Z6-3所示 (3)1'和2'图Z6-3[解析](1)由图线得电热丝的电阻R=580Ω.(2)如图Z6-3所示.(3)3和3'接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认3和3'间存在断路;1和1'接入A、B之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和1'之间为通路;1和3接入A、B 之间时,根据两电表指针偏转情况,确认1和3之间为通路;再结合1和2'及2'和3'接入A、B之间时,两电表指针偏转情况,可知断路故障在1'和2'之间.3.为了测量一个阻值较大的未知电阻的阻值,某同学使用了干电池(1.5V)、毫安表(1mA)、电阻箱(0~9999Ω)、开关、导线等器材.(1)该同学设计的实验电路如图Z6-4甲所示,实验时,将电阻箱阻值调至最大,断开S2,闭合S1,减小电阻箱的阻值,使毫安表的示数为I1=1.00mA;然后保持电阻箱阻值不变,断开S1,闭合S2,此时毫安表示数为I2=0.8mA.由此可得被测电阻的阻值为Ω.图Z6-4(2)经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致,因此会造成误差.为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图乙所示的实验电路,实验过程如下:断开S1,闭合S2,此时毫安表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为I;断开S2,闭合S1,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,记录此时电阻箱的阻值大小为R0.由此可测出R x=.[答案](1)375(2)I R0[解析](1)设毫安表内阻为R mA,电流为I1时电阻箱的阻值为R,S2断开、S1闭合时,根据闭合电路的欧姆定律有E=I1(R+R mA+r),S1断开、S2闭合时,E=I2(R x+R+R mA+r),联立解得R x=·E=375Ω.(2)根据图乙所示电路测电阻,毫安表起指示作用,用以检测电阻箱代替待测电阻后的电路等效性,根据等效替代法的测量原理,毫安表示数仍为I,所以R x=R0.4.研究小组利用下表中的实验器材测量电流表A1的内阻r1.(1)两位同学分别设计了如图Z6-5甲和乙所示电路,小组讨论后发现两电路均存在问题,请指出两电路存在的问题:图Z6-5.(2)另一位同学对电路乙优化后进行实验,得到若干组数据,如下表所示.请你根据数据在图Z6-6中画出I1-I2的关系图线.图Z6-6(3)根据所描图线可知待测电流表的内阻为Ω.(4)请你在虚线框中画出优化后的电路图.[答案](1)甲图电压表量程过大,测量中示数太小,测量精度较低;乙图两电流表量程均较小,调节过程中滑动变阻器调节范围过小,不易操作图Z6-7(2)图略(3)40(38到42之间均可)(4)如图Z6-7所示[解析](1)甲电路中,当电流表示数接近满偏时,电压表两端电压约为U V=I g1r1=0.4V,该电压远小于电压表满偏电压,测量示数太小,测量精度较低;乙电路中,两电流表分别满偏时,其两端电压分别为U A1=I g1r1=0.4V、U A2=I g2r2=0.375V,测量过程中滑动变阻器调节范围过小,不易操作.(3)由I1r1=I2r2得I1=·I2,由作出的I1-I2图线得斜率k=18.75,所以r1=40Ω.(4)如图Z6-7所示.5.某同学利用如图Z6-8所示的电路测量一微安表(量程为0~100μA,内阻大约为2500Ω)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20Ω,另一个最大阻值为2000Ω);电阻箱R z(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.图Z6-8图Z6-9(1)按原理图将图Z6-9中的实物连线.。
2021物理鲁科版新课程一轮复习核心素养测评 二十三 电流电阻电功及电功率
2021高考物理鲁科版新课程一轮复习核心素养测评二十三电流电阻电功及电功率温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl，滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后.关闭Word文档返回原板块。
核心素养测评二十三电流电阻电功及电功率（45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分,共54分,1～6题为单选题，7～9题为多选题)1。
（2019·武汉模拟）2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍.电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=.下列说法正确的是（)A.材料的电导率越小，其导电性能越强B。
材料的电导率与材料的形状有关C。
电导率的单位是D。
电导率大小与温度无关【解析】选C.材料的电导率越小,其导电性能越小，故A错误;材料的电导率与材料的形状无关,故B错误;由定义式的单位可得电导率的单位是，故C正确；电导率与温度具有很大相关性，金属的电导率随着温度的升高而减小,半导体的电导率随着温度的升高而增加,故D错误。
2.(2020·宜昌模拟）电位器是变阻器的一种。
如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度,下列说法正确的是()A。
串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B。
串接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C.串接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D。
串接B、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮【解析】选A。
根据电位器结构和连线可知：串接A、B使滑动触头顺时针转动时，回路电阻增大,回路电流减小,灯泡变暗，A正确；串接A、C时,滑动触头不能改变回路电阻,灯泡亮度不变，故B、C错误；串接B、C使滑动触头顺时针转动时,回路电阻减小，回路电流增大,灯泡变亮,D错误。
3.如图所示是一款手机和与之匹配的充电头,此手机在充电时可以根据充电进程在快充模式和慢充模式间智能切换.快充模式时充电头的输出电压为U1,输出电流为I1，手机的等效内阻为r1；慢充模式时充电头的输出电压为U2，输出电流为I2,手机的等效内阻为r2,则（)A.快充模式时充电头输出的电功率为U1I1+r1B。
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电流电阻电功及电功率(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分，1～4题为单选题，5题为多选题)1.手机已是我们生活中普遍使用的通信工具，如图所示是一种手机电池外壳上的文字说明，由此可知此电池的电动势和待机状态下的平均工作电流分别是( )A.4.2 V，14.66 mAB.4.2 V，700 mAC.3.7 V，14.66 mAD.3.7 V，700 mA【解析】选C。
由手机电池外壳上的文字说明可知，4.2 V是充电电压，电池的电动势是3.7 V，1 700 mA·h是电池的容量，即放电电流与待机时间的乘积，所以待机状态下平均工作电流I=≈14.66 mA，故C正确。
2.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( )【解析】选A。
根据电阻定律R=ρ可知，R A=ρ，R B=ρ，R C=ρ，R D=ρ，结合a>b>c可得：R C=R D>R B>R A，故R A最小，A正确。
【加固训练】有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则( )A.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB.从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1∶1C.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bD.若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2【解析】选B。
从题图所示方向，根据电阻定律可知，R1==，R2==，故两电阻相等，比值为1∶1，故选项A错误，选项B正确。
若电流竖直向下，则根据电阻定律有：R′1=，R′2=，故R′2∶a2，故选项C、D错误。
1∶R′2=b3.如图所示，P为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法电阻大小关系为( )A.R甲=R乙B.R甲=R乙C.R甲=2R乙D.R甲=4R乙【解析】选B。
将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲=，图乙中等效为两个电阻串联，R乙=2r，所以R甲=R乙，所以B正确。
4.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，则闭合开关后，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。
图甲中A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，选项A错误，B正确。
图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，选项C、D错误。
【加固训练】(多选)如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(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.A1、A2的读数之比为1∶1B.A1、A2的读数之比为5∶1C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5【解析】选B、C。
电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成的，都是并联电阻，题图中两电流计也是并联的，所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1，选项C 正确，D错误；它们的量程之比为5∶1，即总电阻之比为1∶5，所以A1、A2读数之比为5∶1，选项B正确，A错误。
5.某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件伏安曲线的交点。
则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( )A.图线a是小灯泡的伏安曲线，图线b是热敏电阻的伏安曲线B.图线b是小灯泡的伏安曲线，图线a是热敏电阻的伏安曲线C.图线中的M点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等【解析】选B、D。
小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大，阻值也随着增大，所以图线b是小灯泡的伏安曲线；热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大，其阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安曲线，选项B正确，A错误；两图线的交点M表示此状态下两元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项C错误，D正确。
二、计算题(本题共15分，需写出规范的解题步骤)6.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。
电动机内电阻r=0.8 Ω，电路中另一电阻R=10 Ω，直流电压U=160 V，电压表示数U V=110 V。
试求：(1)通过电动机的电流。
(2)输入电动机的电功率。
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量(g取10 m/s2)。
【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R=U-U V=(160-110)V=50 V，流过电阻R的电流I R== A=5 A，即通过电动机的电流，I M=I R=5 A。
(2)电动机的分压U M=U V=110 V，输入电动机的功率P电=I M U M=550 W。
(3)电动机的发热功率P热=r=20 W，电动机输出的机械功率P出=P电-P热=530 W，又因P出=mgv，所以m==53 kg。
答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg(25分钟50分)7.(7分)一个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【解析】选C。
由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1==44 Ω，P1=UI1=1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2=UI2=110 W，其在1 min 内消耗的电能 W2=UI2t=6.6×103 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。
8.(7分)在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。
导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。
已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即f=kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于( )A. B. C. D.【解析】选B。
电子定向移动，由平衡条件，kv=e，则U=，导体中的电流I=neSv，电阻R==，选项B正确。
9.(7分)(多选) 一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U，则( )A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.导线中自由电子定向移动的速率为D.导线中自由电子定向移动的速率为【解析】选A、D。
将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的倍，导线长度要变为原来的4倍，金属导线电阻率不变，由电阻公式R=ρ可知，导线电阻变为原来的16倍；电压变为2U，由欧姆定律I=可知，电流变为原来的，故A正确，B错误；电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e 不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，故C错误，D正确。
10.(7分)(多选) 某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示，AB是一段圆弧形的电阻，O点为圆心，圆弧半径为r。
O点下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部与AB接触良好且无摩擦。
A、B之间接有内阻不计、电动势为9 V的电池，电路中接有理想电流表A，O、B间接有一个理想电压表V。
整个装置在一竖直平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行。
下列说法中正确的有( )A.从图中看出列车一定是向右加速运动B.当列车的加速度增大时，电流表A的读数增大，电压表V的读数也增大C.若电压表显示3 V，则列车的加速度为gD.如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速度表的刻度是不均匀的【解析】选C、D。
小球所受的合力水平向右，则知列车向右做加速运动或向左做减速运动，故A错误；小球的加速度为 a=gtan θ，当加速度增大，θ增大，BC段电阻增大，因为总电阻不变，所以电流不变，BC段电压增大，电压表读数增大，故B错误；电压表为3 V时，知BC段的电阻是总电阻的三分之一，则θ=30°，则a=gtan 30°=g，故C正确；根据a=gtan θ知，a与θ不成正比关系，因为电流不变，电压表示数的大小与电阻成正比，BC段电阻与θ成正比，所以a与电压表示数的关系不成正比，所以加速度表的刻度不均匀，故D正确。
11.(7分) (多选)通常一次闪电过程历时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。
在某一次闪电前，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1×105 AB.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC.闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J【解析】选A、C。