2014高考物理一轮复习(恒定电流)

第一部分恒定电流复习要点及参考题
本章以电路为核心，研究串、并联电路中的电阻、电流、电压、电动势、电功率、能量的关系及电阻定律、欧姆定律、焦耳定律等知识点，侧重点为这些知识点在实际问题中的应用，而不是对基本概念的理解和辨析。

串、并联电路无须搞得太复杂，会对简单串、并联电路进行分析与计算即可。

尤其要重视是电学实验的复习。

1、从基本概念和基本规律入手，搭好电路的平台
⑴直流电路基本概念：直流电路→电源→电动势→路端电压→电阻→电流→电压→电功→电功率→热功率→效率
⑵基本规律：欧姆定律→闭合电路欧姆定律→电阻电律→焦耳定律→串、并联电路中的电阻、电流、电压、电功率的关系
⑶基本概念和基本规律中的疑难问题：
①电流的定义的理解与等效电流的计算问题，弄清电流的定义式、决定式及微观表达式等公式的物理意义，会计算通过导体横截面的电荷数
②非纯电阻电路与纯电阻电路中的能量、电压、电流、电阻、电功率等概念的区别和规律的适用条件。

严格区别纯电阻电路与非纯电阻电路的关键在于电压、电流是否为所研究的电阻电压和电流。

③区分路端电压和电动势的关系
2、从常考的重点题型和方法入手，掌握解题技巧和提升分析能力
⑴有关电流的定义式、决定式及微观表达式等公式的正确运用及电荷量、电荷数的计算
⑵闭合电路动态分析（程序法、直观法＜“串饭并同”＞、极限法等）
⑶纯电阻电路与非纯电阻电路中与电功、电功率、电热有关的问题的综合分析
⑷含电容器问题的综合分析
⑸对伏安特性曲线的理解与运用①导体的伏安特性曲线②电源的伏安特性曲线
弄清图像上的“点”、“线”、“截距”、“斜率”或“面积”的物理意义
⑹电压表、电流表的原理，电路的故障分析与判断
第一课时欧姆定律焦耳定律电阻定律
【高考要求】
1.电流Ⅰ
2.欧姆定律Ⅱ
3.电功电功率、焦耳定律Ⅰ
4. 电阻定律Ⅰ
要点一：对电流的定义式、决定式及微观表达式物理意义的理解
电流定义式为I=q/t，I=U/R 微观量表达式为：I=nesv．
方法点拨：
公式适用范围字母含义公式含义定
义式I=q/ t
一切电路
q:(1)是通过整个导体横截面的电荷量,
不是单位面积上。

(2)当异种电荷反向通过某截面时,所形
成的电流是同向的,应
是q=|q1|+|q2|
I=q/ t反映了I的
大小,但不能
说I∝q,I∝
t
1
I
I 2 M P I 1 N
Q
O U 1 U
微 观 式 I=nqSv 一切电路
n:导体单位体积内的自由电荷数 q:每个自由电荷的电荷量:
S:导体横截面积 v:定向移动的速率
从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小
决 定 式
I=U/R 金属电解液 U:导体两端的电压 R:导体本身的电阻
I 由U 、R 决定
I ∝U,I ∝
R
1
1.如图所示的电解池接入电路后,在t 秒内有n 1个一价正离子通过溶液内某截面S ,有n 2个一价负离子通过溶液内某截面S ,设e 为元电荷,以下说法正确的是 ( ) A.当n 1=n 2时,电流为零
B.当n 1>n 2时
,电流方向从A →B,电流为e t n n I 2
1-=
C.当n 1<n 2时,电流方向从B →A,电流为e t
n n I 1
2-=
D.电流方向从A →B,电流为e t
n n I 2
1+=
要点二：对伏安特性曲线的认识
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，小灯泡的电阻增大 （B ）对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1
I 2
（C ）对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1
I 2－I 1
（D ）对应P 点，小灯泡功率为图中矩形PQOM 所围的面积
方法点拨：通常用I —U 图象(或U — I 图象)描述导体或半导体的伏安特性.曲线上的每一个点对应一组U 、I 值, (与坐标原点连线的斜率的倒数)为该状态下的电阻值,UI 为该状态下的电功率
要点三：电功与电热的区别和联系
在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V .重新调节R 并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V.则这台电动机正常运转时输出功率为 ( ) A.32 W B.44 W
C.47 W
D.48 W
方法点拨：(1)首先判断题目中涉及电路是非纯电阻电路还是纯电阻电路。

(2)处理这类问题时,要善于从能的转化和守恒定律寻找突破口,利用“电功=电热十其他能量”关系求解。

要点四：对电阻率的理解 公式
s
l R ρ=
I
U R =
不同点 电阻的决定式 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,并不能说明电阻大小由U 和I 决定
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液
适用于任何纯电阻导体 相同点
都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
下面关于电阻率的说法中正确的是（ ） A ：电阻率与导体的长度l 及横截面积S 有关
B ：电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关
C ：电阻率大的导体，电阻不一定大
D ：金属导体的电阻率在任何温度下都不可能为零
第二、三课时 闭合电路欧姆定律
【高考要求】
1.电源的电动势 和内阻 Ⅰ
2.闭合电路欧姆定律 Ⅱ 要点一：电源电动势与内电阻
关于电源和电动势，下列说法中正确的是( )
A ．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B ．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C ．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多
D ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极移送电荷量越多
要点二、路端电压与外电阻之间的关系
一个电源的路端电压U 随外电路电阻R 的变化规律如图（甲）所示，图中U=12V 的直线为图线的渐近线．现将该电源和一个变阻器R 0接成如图（乙）所示电路，变阻器的最大阻值为R 0=22Ω．求
（1）电源电动势E 和内电阻r ．
（2）空载时A 、B 两端输出的电压范围．
要点三、电源U-I 图线与电阻U-I 图线的比较
路端电压U 与总电流的I 的关系由U=E-Ir 决定.由于对确定的电源，E 、r 是定值，那么当总电流I 减小时，路端电压U 增大；总电流I 增大时，路端电压U 减小.路端电压U 与总电流I 的关系，常用UI 图线表示.要注意电源的UI 图线与电阻的伏安特性曲线的区别. 一是要区别两个图线的物理意义，二是区别图线对应的函数表达式.图线不同，就是由于函数表达式不同.电源的UI 图线对应的函数表达式为U=E-Ir ，且I 是电路中的总电流.而电阻的伏安特性曲线对应的函数表达式为U=IR ，I 为电路中某一电阻或部分电路的电流.另外，电源的UI 图线的斜率代表电源的内阻，而电阻的伏安特性曲线的斜率代表的是电阻的阻值.
1、如图8所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图像，则下
属说法中不正确的示（ ）
A 、电动势E 1=E 2，发生短路时的电流I 1>I 2
B 、电动势E 1=E 2，内阻r 1>r 2
C 、电动势E 1=E 2，内阻r 1>r 2
D 、当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
● 2、如图6所示，直线A 为电源的路端电压U 与电流I
的关系图线，
直线B 是电阻R 的两端电压U 与电流I 的关系图线，用该电源与电阻R 组成闭合电路，电源的内电阻和电阻R 分别是（ ）
● A ．2Ω；1Ω B ．1Ω；2Ω C ．0.5Ω；1Ω D ．0.5Ω；2
Ω
如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的数据．求；(1)电源的电动势和内阻．(2)定值电阻R 2的阻值．(3)滑动变阻器的最大阻值．
要点二：电源的输出功率和效率(最大输出功率不作要求)
2
I U
1
. 1、如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电源上，电源的内阻r =1Ω，电炉的电阻R 1=19Ω，电动机线圈的电阻R 2=2Ω。

当开关S 断开时，电源内电路消耗的热功率P =25W ；当S 闭合时，干路中的电流I =12.6A 。

求： （1）电源的电动势E ；
（2）S 闭合后电动机的机械功率； （3）S 闭合后电源的效率。

要点三：直流电路的动态分析
方法点拨1：电路中不论是串联还是并联部分，只有一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻也变大。

只有一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻都变小。

对于电路的动态变化问题，按局部→全局→局部的逻辑思维进行分析推理．一般步骤：
①确定电路的外电阻，外电阻外总R 如何变化； ②根据闭合电路欧姆定律r
R E I +=
外总总，确定电路的总电流如何变化；
③由r I U 内内=，确定电源的内电压如何变化；
④由内外U E U -=，确定电源的外电压（路端电压）如何变化；
⑤由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化； ⑥确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化．
例、如图所示的电路中，电源的电动势为 ε，内阻为r ．当可变电阻的滑片P 向b 点移动时，电压表 V 1 的读数U 1与电压表 V 2 的读数U 2的变化情况是（ ） A 、U 1变大，U 2变小
B 、U 1变大，U 2变大
C 、U 1变小，U 2变小
D 、U 1变小，U 2变大
2、如图所示的电路中，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，电灯L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b 端滑动，则（ ） A 、电灯L 更亮，安培表的示数减小 B 、电灯L 更亮，安培表的示数增大 C 、电灯L 变暗，安培表的示数减小 D 、电灯L 变暗，安培表的示数增大
方法二：在电路结构不变，外电路只有一个电阻的阻值发生变化时，可利用电流随电阻的阻值变化的“串反并同”规律求解
“串反”就是与变化电阻串联（直接或间接）的电表、用电器其电流、电压和电功率各量与变化电阻的阻值变化相反，也就是变化电阻阻值变大时，电流、电压、电功率均变小；反
V 1 V 2
P a
b
之变化电阻阻值变小时，各量均变大。

“并同”就是电路中与变化电阻并联（直接或间接）的电表、用电器其电流、电压和电功率各量与变化电阻变化相同，也就是变化电阻阻值变大时，电流、电压、电功率各量均变大；反之变化电阻阻值变小时，各量均变小。

例、在图4电路中，当滑动变阻器滑动键P 向下移动时，则（ ） A 、A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮 B 、A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗 C 、A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗 D 、A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮
2、在如图所示电路中，当变阻器局的滑动头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
3、电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是 A 、电压表和电流表读数都增大 B 、电压表和电流表读数都减小
C 、电压表读数增大，电流表读数减小
D 、电压表读数减小，电流表读数增大
对不同部分电路ΔU/ΔI 意义的分析
如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表的示数减小ΔU （电压表为理想电表），在这个过程中
A. 通过R 1的电流减小，减少量一定等于ΔU /R 1
B. R 2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU
C. 路端电压减小，减少量一定等于ΔU
D. 通过R 2的电流增加，但增加量一定小于ΔU /R 2
图中A 为理想电流表，V 1和V 2为理想电压表，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，电源E 内
阻不计，则：
A ．R 2不变时，V 2读数与A 读数之比等于R l
B ．R 2不变时，V l 表示数与A 示数之比等于R l
C ．R 2改变一定量时，V 2读数的变化量与A 读数的变化量之比
的绝对值等于R 1
D ．R 2改变一定量时，V 1读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1
V 1 R 1 E V 2 A R 2
要点四：含有电容器的电路问题
方法点拨：1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过。

所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。

2．当电容器和电阻并联后接人电路时，电容器两极板间的电压与其并联在电阻两端的电压相等。

1.如图所示的电路中，电源电动势为10V，R1=4Ω，R2=6Ω，电容
C=30μF，电源内阻忽略不计。

求:
(1)闭合开关S，稳定后通过电阻R1的电流；
(2)将开关S断开，再次稳定后，求通过R1的总电荷量
在如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm,电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电量q=1×10-2 C,质量m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s2)
要点五：电路故障的分析方法
方法点拨：1 、断路的特点
电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差造成的结果电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大
2 、短路的特点
被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过造成的结果电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大
1、如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电
路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变
小，根据分析，发生的故障可能是：（）
A、R1断路
B、R2断路
C、R3短路
D、R4短路
2、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发
光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由
此推断这故障可能是（）
A．a灯灯丝烧断
B．电阻R2断
C．电阻R2短路
D．电容被击穿短路
实验复习按照《创新设计》相当全面
对电学实验的复习，要帮助学生弄清：实验目的、实验原理、实验电路图、实验器材、电表量程的选择、实验数据的处理、实验误差的分析，掌握有关实际操作技巧如：实物图连线、电表的正确使用与读数等
（1）伏安法测电阻（滑动变阻器的两种基本接法，安培表的内外接法及误差分析）、测定金属的电阻率
（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线
（3）测定电池的电动势和内阻
（4）设计性实验
第二部分恒定电流课时达标练习
一、欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律
一、单项选择题
1.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 A B．2 A
C．0.5 A D．0.25 A
2．一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，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子里，那么通过的电流将是() A．0.4 A B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
3．下列四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是()
4．(2012·高考浙江卷)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽 灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )
A ．8×108 kW·h
B ．8×1010 kW·h
C ．8×1011 kW·h
D ．8×1013 kW·h
5.有四盏灯，如图所示连接在电路中，L 1和L 2都标有“220 V,100 W”字样，L 3和L 4都标有“220 V,40 W”字样，把电路接通后，最暗的是( )
A ．L 1
B ．L 2
C ．L 3
D ．L 4
6.如图所示电路中，电表均为理想电表，定值电阻R ＝20 Ω，通过滑动变阻器连接到电动势E ＝5 V 、内阻r ＝1 Ω的电源上．滑片移动到某位置时，电压表示数2.5 V ，电流表示数0.1 A ．则滑动变阻器的总电阻和滑片P 的位置在( )
A ．10 Ω，正中间
B ．10 Ω，距b 端的距离为滑动变阻器总长度的1
3
C ．15 Ω，正中间
D ．15 Ω，距a 端的距离为滑动变阻器总长度的1
3
7.(2013·广东六校联考)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，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后连在电压恒为U 的电源两端，三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P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系有( )
A ．P 1＝4P D
B ．P D ＝P
4
C ．P
D ＝P 2 D ．P 1＜4P 2
二、多项选择题
8．(2013·郑州模拟)根根R ＝ρL S 可以导出电阻率的表达式ρ＝RS
L
，对温度一定的某种金
属导线来说，它的电阻率( )
A ．跟导线的电阻R 成正比
B ．跟导线的横截面积S 成正比
C ．与导线的长度L 无关
D ．只由其材料的性质决定
9.我国将于2012年10月1日起禁止销售100瓦及以上普通照明白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假如某白炽灯的U －I 图象如图所示，图象上A 点与原点的连线和横轴所成的角为α，A 点的切线与横轴所夹的角为β(横、纵坐标均为国际单位)，以下说法中正确的是( )
A．白炽灯的电功率随电压U的增大而增大
B．白炽灯的电阻随电压U的增大而增大
C．在A点，白炽灯的电阻为tanα
D．在A点，白炽灯的电阻为tanβ
三、非选择题
10.如图所示，AB两端接直流稳压电源，U AB＝100 V，R0＝40 Ω，滑动变阻器总电阻R ＝20 Ω，当滑动片处于滑动变阻器中点时，求：
(1)CD两端的电压；
(2)通过电阻R0的电流．
11．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图乙所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
二、电动势闭合电路欧姆定律
一、单项选择题
1.如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是()
A．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
B．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变
C．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变
D．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
2．(2013·苏中三市一模)在如图所示的电路中，R t为半导体热敏电阻，闭合开关，灯泡L1、L2、L3的亮度相同．当R t处的温度升高时，小灯泡的亮度变化情况是()
A．L1变亮，L2变暗，L3变亮
B．L1变暗，L2变亮，L3变暗
C．L1、L2变亮，L3变暗
D．L1、L2变暗，L3变亮
3.如图为小灯泡的U－I图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()
A．1.5 W 1.0 W B．0.75 W0.5 W
C．0.75 W0.75 W D．1.5 W0.75 W
4.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则()
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
5.如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V 的示数减小ΔU(电压表为理想电表)，在这个过程中()
A．通过R1的电流减小，减小量一定等于ΔU/R1
B．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU
C．路端电压减小，减小量一定等于ΔU
D．通过R2的电流增加，但增加量一定大于ΔU/R2
二、多项选择题
6．(2013·河南五市联考)用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出如图所示的U－I图线，由图可知()
A．电池电动势的测量值为1.40 V
B．电池内阻的测量值为3.50 Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40 A
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.20 A
7．(2013·镇江市一模)如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，C是电容器，电流表A和电压表V均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器的触片P从右端滑至左端的过程中，下列说法正确的是()
A．电压表V的示数增大
B．电流表A的示数增大
C．电容器C所带的电荷量减小
D．电阻R1消耗的电功率增大
8．(2013·东北三校模拟)如图所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω，R2＝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2 A
C．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
9.某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知()
A．反映P r变化的图线是c
B．电源电动势为8 V
C．电源内阻为2 Ω
D．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω
三、非选择题
10.在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω.电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF.电容器原来不带电．求接通电键S后流过R4的总电量．
11．如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)．
(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过电灯的电流和每个电灯的电阻；
(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为
8 V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率．。