2020年高考物理专题精准突破 电路基本规律及电表改装问题(原卷版)

2020年高考物理专题精准突破 专题 电路基本规律及电表改装问题

【专题诠释】

一、电流 电阻和电阻率 1．电流

(1)定义：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：I ＝U

R .

③微观式：I ＝neSv . 2．电阻

(1)定义式：R ＝U

I

.

(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，R 越大，阻碍作用越大． (3)电阻定律：R ＝ρL

S .

3．电阻率 (1)计算式：ρ＝RS

L

.

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (3)电阻率与温度的关系：

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 ＝U

R

.

3．适用条件：适用于金属导电和电解质溶液导电，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：电能转化为其他形式能的过程． 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 ＝UI (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 ＝Q

t ＝I 2R .

三、电表的改装及原理

U＝I(R＋R)I R＝(I－I)R

【高考领航】

【2019·新课标全国Ⅰ卷】某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。

（1）根据图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。

（2）当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）

A．18 Ma B．21 mA C．25mA D．28 mA

（3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号）

A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1 200 Ω

B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω

C．R值计算错误，接入的电阻偏小

D．R值计算错误，接入的电阻偏大

（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k= 。

【最新考向解码】

【例1】(2019·北京市海淀区高三上学期期末)手机充电器又名电源适配器。手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图甲所示，充电的锂离子电池标识如图乙所示。对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是()

A．手机电池标识的mAh是电功的单位

B．电源适配器输出的电压是6 V交流电

C．如果工作电流是200 mA，手机电池能连续工作约8个小时

D ．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置

【例2】(2019·海南高三上学期期末)如图所示，有一个双量程电流表，其中小量程为0～1 A 。已知表头的满偏电流I g ＝500 mA ，定值电阻R 1＝20 Ω，R 2＝180 Ω，则表头的内阻R g 的值为( )

A ．100 Ω

B ．200 Ω

C ．250 Ω

D ．500 Ω

【例3】（2019·安徽六安模拟）如图所示，一台电动机提着质量为m 的物体，以速度v 匀速上升，已知电动 机线圈的电阻为R ，电源电动势为E ，通过电源的电流为I ，当地重力加速度为g ，忽略一切阻力及导线电 阻，则

( )

A ．电源内阻r ＝E I －R

B ．电源内阻r ＝E I －mgv

I

2－R

C ．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大

D ．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小

【技巧方法】

非纯电阻电路的分析方法 (1)抓住两个关键量：

确定电动机的电压U M和电流I M是解决所有问题的关键．若能求出U M、I M，就能确定电动机的电功率P＝U M I M，根据电流I M和电动机的电阻r可求出热功率P r＝I2M r，最后求出输出功率P出＝P－P r.

(2)坚持“躲着”求解U M、I M：

首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，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、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流．

(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．

【微专题精练】

1．(2019·北京市石景山区高三上期末)某小灯泡的一段伏安特性曲线如图所示，当通过灯泡的电流由0.10 A 变为0.15 A时，灯泡的电阻变化了()

A．10 Ω B．30 Ω C．40 Ω D．60 Ω

2．(2019·浙江杭州高三上学期模拟)如图有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110V60 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．电解槽消耗的电功率为60 W

C．电解槽的发热功率为60 W D．电路消耗的总功率为60 W

3．(2019·山东济南高三上学期期末)如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，(假设电路中仅有一处故障)下列说法正确的是()