新（江苏专版）高考物理大一轮总复习 第七章 恒定电流讲练（含解析）.doc

第七章恒定电流学案32 电阻定律 部分电路欧姆定律一、概念规律题组1下列说法中正确的是()a导体中只要电荷运动就形成电流b在国际单位制中，电流的单位是a c电流有方向，它是一个矢量d任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在e根据iq/t，可知i与q成正比2(2010广东实验中学模块考试)有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流为i，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()anvst bnvt c. d.3关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是()a由r知，导体的电阻与长度l、电阻率成正比，与横截面积s成反比b由r可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比c将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一d某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象发生超导现象时，温度不为绝对零度4根据欧姆定律，下列说法中正确的是()a从关系式uir可知，导体两端的电压u由通过它的电流i和它的电阻r共同决定b从关系式ru/i可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比c从关系式iu/r可知，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d从关系式ru/i可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值二、思想方法题组5两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，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为()a14 b18c116 d1616.图1某导体中的电流随其两端电压的变化，如图1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 b加11 v电压时，导体的电阻约是1.4 c由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小d由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小一、电流的微观解释1电流的微观表达式图2(1)建立微观模型：如图2所示，粗细均匀的一段导体长为l，横截面积为s，导体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，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.(2)在时间t内有长度lvt的自由电荷全部通过了截面d.(3)这些电荷的总电荷量为qnvtsq.(4)电流的表达式：inqsv.(5)结论：从微观上看，电流由导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定2与电流有关的三种速率的比较名称电荷定向移动速率电流的传导速率电荷无规则热运动速率概念自由电荷沿某一方向运动的速率电场的传播速率自由电荷做无规则运动的速率速率大小金属导体中约为105 m/s等于光速3108 m/s约为105 m/s【例1】 (2011江苏镇江模拟)一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压u时，通过金属导线的电流为i，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压u，则此时()a通过金属导线的电流为b通过金属导线的电流为c自由电子定向移动的平均速率为d自由电子定向移动的平均速率为二、对电阻、电阻率的理解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率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小(3)金属的电阻率随温度的升高而增大2电阻的定义式和决定式对比公式rr适用条件适用于任何纯电阻导体只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液字母含义u：导体两端的电压i：通过导体的电流：材料电阻率l：沿电流方向导体的长度s：垂直电流方向导体的横截面积公式含义反映了导体对电流的阻碍作用，不能说ru、rr的决定式，r由、l、s共同决定3.应用电阻定律的解题技巧r是电阻的决定式，对于同一段导体，l与s往往是相关联的，分析求解时应全面考虑【例2】 如图3甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，p、q为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且p、q加上电压后，其ui图象如图乙所示，当u10 v时，求电解液的电阻率.图3规范思维针对训练1(2009广东理科基础5)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()a横截面积一定，电阻与导体的长度成正比b长度一定，电阻与导体的横截面积成正比c电压一定，电阻与通过导体的电流成正比d电流一定，电阻与导体两端的电压成反比针对训练2金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响根据以上的信息，判断下列说法中正确的是()a连接电路用的导线一般用合金来制作b电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作c电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作d标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作三、欧姆定律及伏安特性曲线的应用1欧姆定律(1)公式i，是电流的决定式，i正比于电压，反比于电阻(2)公式中的i、u和r三个量必须对应同一段电路或同一段导体(3)适用范围：适用于金属、电解液等纯电阻电路对于气体导电，含有电动机、电解槽等非纯电阻电路不适用2对伏安特性曲线的理解(如图4甲、乙所示)图4(1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件(2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，rare.在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小斜率越大，电阻越小，rdqi2rt，同理p总p热【例2】 如图3所示，图3a为电解槽，m为电动机，n为电炉子，恒定电压u12 v，电解槽内阻ra2 ，当k1闭合，k2、k3断开时，示数6 a；当k2闭合，k1、k3断开时，示数5 a，且电动机输出功率为35 w；当k3闭合，k1、k2断开时，示数为4 a求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率规范思维针对训练2(2010福建龙岩)图4在研究微型电动机的性能时，可采用如图4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1.0 v；重新调节r，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 a和15.0 v则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是()a电动机的内电阻为2 b电动机的内电阻为7.5 c电动机的输出功率为30 wd电动机的输出功率为22 w三、用电器正常工作的分析方法用电器正常工作的条件：(1)用电器两端的实际电压等于其额定电压(2)用电器中的实际电流等于其额定电流(3)用电器的实际电功率等于其额定功率如果以上三个条件中的任何一个得到满足，其余两个条件必定同时满足【例3】 如图5所示电路中e为电源，图5其电动势e9.0 v，内阻可忽略不计；ab为滑动变阻器，其电阻r30 ；l为一小灯泡，其额定电压u6.0 v，额定功率p1.8 w；s为开关开始时滑动变阻器的触头位于b端，现在接通开关s，然后将触头缓慢地向a端滑动，当到达某一位置c处时，小灯泡刚好正常发光则cb之间的电阻应为()a10 b20 c15 d5 针对训练3如下图所示，额定电压都是110 v，额定功率pa100 w，pb40 w的两灯泡，接在220 v电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是哪一个()四、电流表、电压表的改装1电流表g(表头)(1)原理：当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，可以证明i，所以根据表头指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表盘刻度是均匀的(2)三个参数：内阻rg，满偏电流ig，满偏电压ug，关系是ugigrg.2电压表及大量程电流表(由表头改装而成)改装为电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻uig(rrg)所以rrgigrg(iig)r所以r改装后电表内阻rvrgrrgra3p甲8(2010浙江宁波第二学期联考)如图12所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等则这两个电路中的u甲、u乙，r甲、r乙之间的关系，正确的是()图12au甲2u乙 bu甲2u乙cr甲4r乙 dr甲2r乙题号1235678答案图139如图13所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r0.6 ，电路中的固定电阻r10 ，电路两端的电压u160 v，电压表的示数u110 v，则通过电动机的电流是多少？电动机的输入功率和输出功率又各是多少？图1410用一个标有“12 v,24 w”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图14所示(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300 k，求正常发光条件下灯丝的温度(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 v电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？(4)当合上开关后，需要0.5 s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值学案33串并联电路焦耳定律【课前双基回扣】1abc由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以a、b、c对，d错2abc电路中电流i a0.6 a；r2阻值为r2 20 ，三只电阻两端的总电压ui(r1r2r3)21 v；电阻r3两端的电压u3ir30.65 v3 v3abpui、p适用于任何电路的电功率的计算，而pi2r、p只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故a正确，c错误pi2r适用于任何电路的热功率的计算，pui、p只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故b正确4b电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为uit，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能qi2rt，二是电动机对外输出的机械能euiti2rt.5b比较(a)、(b)两图的电压读数，可知u0.20 v，则0.08；电流变化i0.40 ma，则0.087，可见，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，即按照(a)图所示电路测量电阻rx，rx543 ，此法测量值偏大，因此选项b正确6c判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流由p和已知条件可知rarb.对于a电路，由于ra110 v，b灯被烧毁，两灯不能正常发光对于b电路，由于rbra，a灯又并联变阻器，并联电阻更小于rb，所以ubu并，a灯若正常发光，则b灯烧毁对于c电路，b灯与变阻器并联电阻可能等于ra，所以可能uaub110 v，两灯可以正常发光对于d电路，若变阻器的有效电阻等于a、b的并联电阻，则uaub110 v，两灯可以正常发光比较c、d两个电路，由于c电路中变阻器功率为(iaib)110，而d电路中变阻器功率为(iaib)110，所以c电路消耗电功率最小思维提升1无论电路是串联还是并联，当其中某一个电阻阻值增大时，总电阻就是变大的给原来的电路再串联一个电阻时，总电阻会变大，而当给原来的电路并联一电阻时，总电阻将变小2公式r，p只能适用于纯电阻电路，而qi2rt能计算任何电路的焦耳热3电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用，电流表改装成电压表后rg、ig、ug均不变【核心考点突破】例1 3.8103 m解析设所需碳棒的长度为l1，电阻率为1，电阻温度系数为1；铜棒的长度为l2，电阻率为2，电阻温度系数为2.由题意，得110(11t)220(12t)式中10、20分别为碳和铜在0 时的电阻率设碳棒的电阻为r1，铜棒的电阻为r2.根据电阻定律有r11r22其中s为碳棒和铜棒的横截面积碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为rr1r2l0l1l2式中l01.0 m由得r1020t要使r不随t变化，式中t的系数必须为零，即101l1202l20由两式，有l1l0代入数据得l13.8103 m规范思维电阻的串并联和电阻定律可以以不同形式的题目出现，但是问题的本质仍然是基本公式和基本原理；本题的解题关键是依据电阻定律写出两电阻的表达式及根据串联电路特点写出总电阻的表达式例2 (1)2 72 w(2)1 (3)16 w解析(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律得：r 2 其发热功率为：prui1126 w72 w.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：ui2irmp输出所以：rm 1 .(3)电解槽为非纯电阻，由能量守恒定律得：p化ui3ira所以p化(124422) w16 w.规范思维分析电路时，一定要先分析电路中的用电器是否为纯电阻，然后根据具体情况选用适当的公式在非纯电阻电路中，如电动机，电解槽均为非纯电阻电路，它们的电功大于电热，此时电功率只能用公式pui来进行计算；并且在非纯电阻电路中，欧姆定律同样不能适用例3 b灯泡的工作电流i a0.3 a此时ac间电阻r1 10 故cb间电阻r2rr120 ，故b选项正确例4 c6如图所示7.510.0解析改装