（新课标Ⅰ）2019版高考物理 专题九 恒定电流课件.ppt

专题九恒定电流,高考物理(新课标专用),A组统一命题课标卷题组考点一电路的基本概念和规律(2016课标,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.B.C.D.,五年高考,温馨提示化简电路时会熟练应用等电势点排列法,才能又准又快地画出等效电路。电池内阻可忽略,说明路端电压与电池电动势相等。画出S断开及S闭合时的等效电路。,考点二闭合电路欧姆定律,B组自主命题省(区、市)卷题组,考点一电路的基本概念和规律,1.(2017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是()A.a和bB.b和dC.a和cD.c和d,答案A本题考查U-I图象的意义。根据R=知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。,方法技巧图象题的解决方法图象题是物理中最常见的题型之一。解题步骤是:一看轴,即看清横轴及纵轴的意义;二看点,即看清图象中坐标点的位置;三看斜率,即看清斜率的意义及大小;四看面,即看清图象与坐标轴所包围面积的意义。,2.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,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.B.C.nevD.,答案C金属棒的电阻R=,自由电子定向移动形成的电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E=nev,选项C正确。,3.(2015北京理综,19,6分)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A,答案C设电流表的内阻为RA,则R1=RA,R2=2RA,将接线柱1、2接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A;将接线柱1、3接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A。选项A、B、D错误,C正确。,考点二闭合电路欧姆定律,4.(2014上海单科,18,4分)(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3,理想电流表A示数变化量的绝对值为I,则()A.A的示数增大B.V2的示数增大C.U3与I的比值大于rD.U1大于U2,答案ACD滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器连入电路的阻值变小,总电阻变小,又电源电动势不变,则电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V1测量定值电阻R两端的电压,因电流变大,所以V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压即路端电压,示数变小,选项B错。U1=IR,U2=Ir,所以U1U2,选项D对。电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,电压表V3示数的变化量U3=I(r+R),所以=r+Rr,选项C对。,5.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2,四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,方法技巧两部分电路间的电势差Uab=a-b,可知Uab=a-b+O-O=(a-O)-(b-O)=UaO-UbO。,6.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。,答案见解析,解析(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。(2)a.如图所示。b.电源输出的电功率P=I2R=R=当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为Pmax=,(3)电动势定义式E=根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq得E=Ir+IR=U内+U外,试题评析闭合电路及U-I图像(1)本题考查闭合电路中路端电压U随干路电流I变化的关系图线,电源的输出功率及其最大值,以及最大值的产生条件。考查内容为教材的基本知识。此题作为一道高考中分值不小的计算题,提示考生要注重基本知识的学习。(2)电动势是电源的最基本特征量,在学习中学生不仅仅要掌握其定义式,更要深刻理解其内含,并能灵活应用。,C组教师专用题组考点一电路的基本概念和规律,考点二闭合电路欧姆定律,1.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,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()A.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R3,答案BC据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变阻器R1的等效阻值R1先增大后减小,又R1、R2两端总电压不变,且R1+R1=,所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。,2.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是()A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器,答案D根据U=E-Ir,要测出E和r,就要同时测出U和I,A、B、C三个选项都能满足要求;D选项只能测出电流I,不能测出电压U,所以选D。,解题方法测量电源的电动势和内阻有多种方法,最常用的方法有:(1)伏安法,电路如图1所示。图1(2)伏阻法,电路如图2所示。图2,(3)安阻法,电路如图3所示。图3,评析本题考查测量电源电动势和内阻的原理和方法,意在考查学生灵活应用闭合电路欧姆定律解决实际问题的能力。,3.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线柱。已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。(1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。(2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E和内阻r。(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为Ek。请推导证明:P=Ek。(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明),答案(1)Ne(2)(3)见解析,解析(1)由动能定理,Ekm=eUm,可得Um=短路时所有逸出电子都到达B板,故短路电流I短=Ne(2)电源的电动势等于断路时的路端电压,即上面求出的Um,所以E=Um=电源内阻r=(3)外电阻两端的电压为U,则电源两端的电压也是U。由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能Eke=eU设单位时间内有N个电子到达B板,则损失的动能之和Ek=NEke=NeU,根据电流的定义,此时电源内部的电流I=Ne此时流过外电阻的电流也是I=Ne,外电阻上消耗的电功率P=IU=NeU所以P=Ek,A组20162018年高考模拟基础题组考点一电路的基本概念和规律,三年模拟,1.(2017山东师大附中二模,15)某同学做三种导电元件的导电性能实验,他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的I-U图像,如图所示。则下列说法中正确的是()A.只有乙图正确B.甲、丙的曲线肯定是偶然误差太大C.甲、丙不遵从欧姆定律,肯定不可能D.甲、乙、丙三个图都有可能正确,并不一定有较大误差,答案D甲、乙、丙三个图像都可能正确,乙对应的定值电阻;甲对应的电阻随U增大而减小,丙对应的电阻随U增大而增大,都是可能的,并不一定有较大的误差,故D选项正确。,2.(2018河北石家庄质检)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为。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U时,棒内产生电流,则自由电子定向运动的平均速率为()A.B.C.neLD.,答案A电流的微观表达式I=neSv,又I=,R=,得v=,故选A。,3.(2017天津十二区县联考,6)一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500,要把它改装成一个量程为010V的电压表,则应在电流表上()A.串联一个10k的电阻B.并联一个10k的电阻C.串联一个9.5k的电阻D.并联一个9.5k的电阻,答案C由欧姆定律U=Ig(rg+R),得R=-rg=9.5k,故要串联一个9.5k电阻。,4.(2017湖北襄阳四校期中联考,16)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是()甲表是电流表,R增大时量程增大甲表是电流表,R增大时量程减小乙表是电压表,R增大时量程增大乙表是电压表,R增大时量程减小A.B.C.D.,答案C电压表串联电阻分压,电流表并联电阻分流。所以甲表为电流表,乙表为电压表。并联电路中电阻大时分流少,所以R增大时量程减小;串联电路中电阻大时分压多,所以R增大时量程增大,故选C。,考点二闭合电路欧姆定律,答案BDR2与电容器C串联,若只是将R2的滑片上移,对电路没有影响,则电压表示数不变,A项错误;若只是将电容器上极板上移,则电容器两端电压UC不变,两极板间距d增大,场强E减小,P点的电势减小,由题分析可知小球带负电,则小球在P点的电势能增大,B项正确;若光照变强,则光敏电阻R3的阻值减小,灯L和R3两端电压减小,电容器两端电压减小,两极板间场强E减小,小球所受电场力减小,球会向下运动,C项错误;将R1视为电源一部分,则等效电源内阻阻值为2r,而A、B间L和R3的总电阻为R2+R3=2r+R32r,若光照变强,则R3的阻值减小,A、B间电路的功率变大,故D项正确。,6.(2018河北衡水中学六调)(多选)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R1、R2为定值电阻,R为电位器(滑动变阻器),L1是小灯泡,电压表和电流表均为理想电表。当电位器的触片滑向b端时,下列说法正确的是()A.小灯泡L1将变亮B.电压表示数与电流表A1示数的比值将变大C.电流表A1的示数将变大,D.电源的总功率将变大,答案ACD电位器的触片滑向b端时,电位器接入电路的电阻减小,外电路总电阻R总减小,由闭合电路欧姆定律知,总电流变大,电流表A1的示数将变大,则内阻分担电压变大,路端电压变小,电压表V的示数将减小,流过R1和R2的电流均减小,流过L1的电流将增大,灯泡L1将变亮,故A、C正确;电压表V的示数与电流表A1示数的比值等于外电路总电阻,可知该比值将变小,故B错误;总电流变大,由P=EI知,电源的总功率将变大,故D正确。,7.(2018河南豫南九校一联)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,则()A.带电液滴M一定带正电B.R4的滑片向上端移动时,电流表示数减小,电压表示数增大C.若仅将电容器下极板稍微向上平移,带电液滴M将向上极板运动D.若将开关S断开,带电液滴M将向下极板运动,答案BC开关S闭合后,带电液滴M处于静止状态,受力平衡,有mg=qE=q,所受电场力向上,所以带电液滴M一定带负电,故A错误;R4的滑片向上端移动时,其接入电路的阻值变大,由“串反并同”知,电流表示数减小,电压表示数增大,故B正确;若仅将电容器下极板稍微向上平移,两极板间电压不变,距离减小,板间场强增大,带电液滴M所受电场力增大,电场力将大于重力,其将向上极板运动,故C正确;若将开关S断开,两极板间电压增大,等于电源电动势,板间场强增大,带电液滴M所受电场力增大,电场力将大于重力,其将向上极板运动,故D错误。,8.(2017江西师大附中月考,15)在如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,已知定值电阻R1=10,R2=8。当开关S接到位置1时,电压表V的示数为2V;当开关S接到位置2时,电压表V的示数可能为()A.2.2VB.1.9VC.1.6VD.13V,答案B由闭合电路欧姆定律知:U1=2V;U2=;将两式相比可得=,解得:U2=2V-。因为0,可得:1.6V10B.0R30C.R30D.R10,答案C空载时:Uab=2V。a、b两端接负载后:Uab=,又90%,解得:R30,故选C。,解题指导空载时R1、R2串联,Uab=U2,由串联分压关系有=,U1+U2=U,加负载时R2和R为并联,然后再与R1串联,此时Uab=U并。,6.(2016江西八校联考,15)如图所示,电源电动势为E,内阻为r。当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时,理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2,干路电流为I,下列说法正确的是(灯泡电阻不变)()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.U1与I的比值不变C.U1U2D.U1=U2,答案B图中L1与滑动变阻器串联后与L3并联,然后再与L2串联,最后接在电源上构成闭合电路,V1测并联部分电压,V2测L2两端的电压。当滑动变阻器的滑片P右移时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,总阻值变大,由闭合电路的欧姆定律得,干路电流I变小,L2中电流变小,灯L2变暗,A错;干路电流变小,内电压变小,L2两端电压变小,并联部分电压变大,则有U1=Ur+U2,等式两边同除以I可得:=+=r+,大小不变,则C、D错,B对。,解题指导可以用结论“串反并同”来分析灯泡的亮度变化。分析B、C、D项的关键点为U1=Ur+U2。,7.(2016山西太原五校联考,17)某控制电路如图甲所示,主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R1、R2及热敏电阻R、电容器C连接而成,L1、L2是红、绿两个指示灯。热敏电阻R的U-I曲线如图乙所示,当热敏电阻的温度升高时,下列说法正确的是()A.热敏电阻阻值减小B.L1、L2两个指示灯都变亮C.电源的总功率变大D.电容器C上的电荷量减少,答案B根据题图乙可知,随着温度的升高,热敏电阻阻值增大,A选项错误;当热敏电阻阻值增大时,电路中的总电阻增大,总电流变小,路端电压变大,故通过灯L1的电流变大,灯L1变亮,通过R1的电流变小,R1两端的电压减小,电容器C两端的电压增大,电容器C上的电荷量增加,灯L2支路电流增大,灯L2变亮,选项B正确,选项D错误;由P=EI知,电源的总功率变小,选项C错误。,方法指导在明确了热敏电阻随温度升高而增大以后,可以用结论“串反并同”来分析各部分参量的变化情况。,答案ABD理想电压表V的示数为4.0V,由图甲可知通过串联的灯泡的电流为0.6A,此时串联的小灯泡的电阻为R=;通过每个并联灯泡的电流为0.3A,并联的灯泡两端的电压为1.0V,此时并联的小灯泡的电阻为R=,所以三个灯泡的总电阻为R总=+8.3,A正确。电源的电动势为4V+1V+0.61.0V=5.6V,B正确。电源消耗的热功率为P=0.621.0W=0.36W,C错误。电源效率为=100%=89.3%,D正确。,9.(2017广东三校联考,20)(多选)如图所示电路,电源内阻不能忽略,R1阻值小于变阻器的总电阻,初态滑片P位于变阻器的中点,P由中点向上移动到顶端的过程中()A.电源的内功率先减小后增大B.电源的效率先减小后增大C.电流表的示数先减小后增大D.电压表的示数先增大后减小,答案AD因R1阻值小于变阻器的总电阻,则知在滑片P由中点向上移动的过程中,滑动变阻器与R1并联部分电路的总电阻R并先增大后减小,电路中总电流I总=先减小后增大,电源的内功率P内=R内先减小后增大,A项正确。电源的效率=先增大后减小,B项错误。在滑片P由中点向上移动到顶端的过程中,因R1与滑动变阻器上部分电阻之和逐渐减小,由“串反并同”可知,电流表的示数一直增大,C项错误。电压表的示数U=E=先增大后减小,D项正确。,关键点拨当滑片P由中点向上滑到顶端的过程中,滑动变阻器与R1并联部分电路的总电阻的变化情况的分析是解此题的关键。,10.(201