高考物理一轮复习 专题八 恒定电流课件.ppt

专题八恒定电流 高考物理 江苏专用 考点欧姆定律电阻定律焦耳定律1 2013江苏单科 4 3分 在输液时 药液有时会从针口流出体外 为了及时发现 设计了一种报警装置 电路如图所示 m是贴在针口处的传感器 接触到药液时其电阻rm发生变化 导致s两端电压u增大 装置发出警报 此时 a rm变大 且r越大 u增大越明显b rm变大 且r越小 u增大越明显c rm变小 且r越大 u增大越明显 五年高考 a组自主命题 江苏卷题组 d rm变小 且r越小 u增大越明显 答案c当传感器接触药液时 其阻值发生变化 导致s两端电压u增大 则m两端电压减小 可知rm应变小 r与rm构成并联电路 其并联总电阻为r并 可知当r越大 rm减小相同值时 r并减小得越多 因此s两端电压增大越明显 选项c正确 考查点本题考查闭合电路欧姆定律 电阻的串联与并联以及传感器等知识 要求考生有较强的分析推理能力 属于中等难度题 解题方法本题用 极限法 求解非常便捷 假设r很小 甚至为零 则传感器被短路 那么rm的变化对电压u就不再产生影响 因此 r越大 u随rm的变化越明显 2 2018江苏单科 8 4分 多选 如图所示 电源e对电容器c充电 当c两端电压达到80v时 闪光灯瞬间导通并发光 c放电 放电后 闪光灯断开并熄灭 电源再次对c充电 这样不断地充电和放电 闪光灯就周期性地发光 该电路 a 充电时 通过r的电流不变b 若r增大 则充电时间变长c 若c增大 则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大d 若e减小为85v 闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 答案bcd本题考查含容电路和电容器的充电与放电 因电容器属于非线性元件 电容器在充电过程中 充电电流是非线性减小的 故a错 若r增大 充电电流减小 充电时间变长 故b正确 由q cu且u 80v为定值可见 c增大时q增大 闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 故c正确 闪光灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关 故d正确 难点突破含容电路中电容器充电和放电电流是非线性变化的 回路中电阻越大 充 放电的速度越缓慢 3 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 答案ac外电路的总电阻r 10 由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流i 1a 因此路端电压u e ir 12v 1 2v 10v a选项正确 电源的总功率p ei 12w b选项错误 由图 a 可知uab uao ubo 15 0 5v 5 0 5v 5v 故选项c正确 当a b间用导线连接后 其等效电路如图 b 所示 电路中的外电阻r 7 5 电路中总电流i a 1a d选项错误 图 a 图 b 考查点本题考查闭合电路欧姆定律 电阻的串联与并联 电功率 电势与电势差等知识 要求考生有扎实的基本功和较强的分析推理能力 属于中等难度题 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 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 b组统一命题 省 区 市 卷题组 答案a本题考查u i图像的意义 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 方法技巧图像题的解决方法图像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 即看清图像中坐标点的位置 三看斜率 即看清斜率的意义及大小 四看面 即看清图像与坐标轴所包围面积的意义 2 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 答案c当开关s断开时等效电路如图1所示 电容器c两端的电压u e 所带的电荷量q1 cu ce 当开关s闭合时等效电路如图2所示 电容器c两端的电压u e 所带的电荷量q2 ce 所以 c项正确 图1 图2 方法技巧简化电路时会熟练应用电势排列法 才能又准又快地画出等效电路 3 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 4 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 5 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 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 答案见解析 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 1 2014天津理综 2 6分 如图所示 电路中r1 r2均为可变电阻 电源内阻不能忽略 平行板电容器c的极板水平放置 闭合开关s 电路达到稳定时 带电油滴悬浮在两板之间静止不动 如果仅改变下列某一个条件 油滴仍能静止不动的是 a 增大r1的阻值b 增大r2的阻值c 增大两板间的距离d 断开开关s c组教师专用题组 答案b设油滴质量为m 电荷量为q 两板间距离为d 当其静止时 有q q mg 由题图知 增大r1 ur1增大 油滴将向上加速 增大r2 油滴受力不变 仍保持静止 由e场 知 增大d u不变时 e场减小 油滴将向下加速 断开开关s 电容器将通过r1 r2放电 两板间场强变小 油滴将向下加速 故只有b项正确 2 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 i r u2 i r 所以 u1 u2 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 r r 选项c对 考点欧姆定律电阻定律焦耳定律1 2018江苏南通一模 2 如图所示 电源电动势e 12v 内阻r 1 0 电阻r1 4 0 r2 7 5 r3 5 0 电容器的电容c 10 f 闭合开关s 电路达到稳定后电容器所带的电荷量为 a 4 5 10 5cb 6 0 10 5cc 7 5 10 5cd 1 2 10 4c 答案b闭合开关s r1和r3串联 电容器两端的电压等于r3两端的电压 u e 6 0v 电容器上所带的电荷量q cu 6 0 10 5c 故选b 三年模拟 a组2016 2018年高考模拟 基础题组 2 2017江苏金陵中学调研 一 2 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0 10v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c正确 3 2017江苏如皋中学调研 二 5 如图所示的电路中 电流表a和电压表v均可视为理想电表 现闭合开关s后 将滑动变阻器滑片p向左移动 下列说法中正确的是 a 电流表a的示数变小 电压表v的示数变大b 电阻r2消耗的功率变大c 电容器c上电荷量减小d 电源的总功率变大 答案a滑片p向左移动 r2接入阻值变大 根据 串反并同 可知 a的示数变小 v的示数变大 电容器c上电荷量增大 所以a对 c错 r2消耗的功率为p2 u2i2 不能确定p2的变化情况 b错 电源总功率p e i 而i减小 所以p变小 d错 4 2018江苏苏州调研 10 多选 硅光电池是一种太阳能电池 具有低碳环保的优点 如图所示 图线a是该电池在某光照强度下路端电压u和电流i的关系图像 电池电动势不变 内阻不是定值 图线b是某电阻r的u i图像 在该光照强度下将它们组成闭合回路时 下列说法中正确的是 a 硅光电池的内阻为8 b 硅光电池的总功率为0 4wc 硅光电池的内阻消耗的热功率为0 32wd 若将r换成阻值更大的电阻 硅光电池的输出功率增大 答案ac由图像信息可知 电动势e 3 6v 定值电阻阻值r 10 回路工作电流i 0 2a 由闭合电路欧姆定律知i 代入数据解得r 8 故a正确 总功率p总 ei 3 6 0 2w 0 72w 故b错 内阻发热功率pr i2r 0 22 8w 0 32w 故c正确 由图像可以看出 换更大电阻后 回路的工作电流减小 但工作电压增大 则ui可能增大 也可能减小或不变 故d项错 5 2018江苏苏锡常镇一模联考 6 多选 光敏电阻是用硫化钙或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器 其电阻值会随光照强度的增大而减小 光敏电阻的这种特殊性能 在科技生活中有广泛应用 某应用电路如图所示 r1 r2为定值电阻 l为小灯泡 r3为光敏电阻 当照射光强度增大时 a 电压表的示数增大b r2中电流减小c 小灯泡的功率增大d r3的功率增大 答案abc光照强度增大时 r3电阻减小 电路总电阻减小 干路电流增大 r1两端的电压和内阻的电压增大 电压表的示数增大 故a正确 根据e ur u1 u2 知u2减小 根据i2 u2 r2知 r2中电流减小 故b正确 流过灯泡的电流增大 根据pl i2rl 小灯泡的功率增大 故c正确 流过r3的电流增大 电压减小 功率的变化无法确定 故d错误 6 2017江苏六市二模 6 多选 如图所示的闭合电路中 r是半导体光敏电阻 r1为滑动变阻器 现用一束光照射光敏电阻 则 a 电流表读数变大b 电压表读数变大c 电源的总功率变大d 电源内阻的功率变大 其他解法r减小 则回路中的电流增大 ur e ir1 故ur增大 p总 ei也变大 p内 i2r显然也变大 故a c d均正确 考查点本题为动态电路分析问题 电路简单 为容易题 答案acd当光照射光敏电阻时 其阻值r减小 由 串反并同 可知a对 b错 又由p ei和p内 i2r知 c d均正确 7 2018江苏扬州期中 14 在如图所示的电路中 两平行正对金属板a b水平放置 两板间的距离d 4 0cm 电源电动势e 400v 内电阻r 20 电阻r1 1980 闭合开关s 待电路稳定后 将一带正电的小球 可视为质点 从b板上的小孔以初速度v0 1 0m s竖直向上射入两板间 小球恰好能到达a板 若小球所带电荷量q 1 0 10 7c 质量m 2 0 10 4kg 不考虑空气阻力 忽略射入小球对电路的影响 取g 10m s2 求 1 a b两金属板间电压的大小u 2 滑动变阻器消耗的电功率p滑 3 电源的效率 解析 1 小球从b板上的小孔射入 恰好到达a板的过程中 在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动 设a b两极板间电压为u 根据动能定理有 qu mgd 0 m解得u 200v 2 设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为r滑 根据闭合电路欧姆定律可知 电路中的电流i 根据部分电路欧姆定律可知u ir滑解得r滑 2 0 103 滑动变阻器消耗的电功率p滑 20w 3 电源的效率 99 5 答案 1 200v 2 20w 3 99 5 8 2018江苏泰州月考 15 如图所示的电路中 电源的电动势e 4v 内电阻r 1 电阻箱r1可调 现将r1调到3 后固定 已知r2 6 r3 3 求 1 开关s断开和接通时 通过r1的电流分别为多大 2 为了使a b之间电路的电功率在开关s接通时能达到最大值 应将r1的阻值调到多大 这时a b间消耗的最大电功率是多少 解析 1 开关s断开时 i1 0 4a 开关接通时 r2 r3并联的总电阻r23 2 i1 a 2 开关接通时 a b之间的总电阻r23 2 为定值 所以 只有当r1 0时 总电流最大 a b之间的电功率才最大 i总 apab rab 2w w 答案 1 0 4aa 2 0w 9 2017江苏金陵中学调研 一 17 如图所示 电源的电动势e 7 5v 内电阻r 1 0 定值电阻r2 12 电动机m的线圈电阻r 0 50 开关s闭合 电动机转动稳定后 电压表的示数u1 4 0v 电阻r2消耗的电功率p2 3 0w 不计电动机的摩擦损耗 求 1 电源的路端电压 2 电动机的输出机械功率 解析 1 电阻r2两端的电压即电源的路端电压 因p2 u2 r2 所以u 6v 2 由e u ir得 干路上的电流i e u r 1 5a 通过电阻r2的电流i2 u r2 0 5a 则通过电动机的电流i1 i i2 1 0a 所以电动机的输出机械功率p机 i1u1 r 3 5w 答案 1 6v 2 3 5w 友情提醒电动机为非纯电阻电路 部分电路欧姆定律对其不成立 p 对其也不成立 1 2018江苏南通二模 3 图甲电路中 d为发光二极管 其伏安特性曲线如图乙所示 在图甲电路中 闭合开关s 滑动变阻器r的滑片p从左端右移的过程中 a 二极管d变亮b 二极管d两端的电阻变大c 通过二极管d的电流减小d 电源的功率减小 b组2016 2018年高考模拟 综合题组时间 20分钟分值 35分一 单项选择题 每小题3分 共6分 答案a滑片从左端右移过程中 r的接入电阻减小 则回路中电流增大 由乙图可知u也增大 则二极管消耗的电功率ui增大 即二极管变亮 故a正确 c错 i u图线与o点连线的斜率等于电阻的倒数 由图可知随u增大 二极管的电阻变小 故b错 电源的功率p ei 显然 p随i增大而增大 故d错 2 2018江苏泰州二模 3 可变电容器c1 c2和可变电阻器r1 r2以及电源e连接成如图所示的电路 闭合s 当r1的滑片在图示位置时 c1 c2所带的电荷量相等 现要使c1所带的电荷量大于c2所带的电荷量 可采用的方法是 a 只增大r2的电阻b 只增大c2的电容c 只增大c1的电容d 只将r1的滑片向a端移动 答案c两电容器的带电荷量分别为q1 c1u1 c1ir1左 q2 c2u2 c2ir1右 则 可见a b均错 c正确 只将r1的滑片向a端移动 则r1左减小 r1右增大 结果恰与题中要求相反 故d错 考查点本题考查电容器 动态电路分析 电阻分压 电容器的带电荷量等知识 题目情景简单 重在考查考生的基本功 属于容易题 解题关键弄清等效电路是解决本题的关键 电容器隔直流 所以c1和c2对电路中的电流以及电阻的分压没有任何影响 3 2018江苏徐州期中 6 将电阻r1和r2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同 电池组向两个电阻供电时的电流分别是i1和i2 电池组内阻消耗的功率分别是p1 和p2 电池组的效率分别是 1和 2 电阻两端的电压分别是u1和u2 若已知电流i1 2d p1 p2 二 多项选择题 每小题4分 共12分 答案cd根据题意画出电源及电阻r1 r2的u i图像 由图像不难得出r1 r2 u1 u2 由p内 i2r知 p1 2 选项c d正确 解题技巧通过画图像分析各量的关系 常常事半功倍 所以 我们要熟悉并掌握一些常用图像 并在解题时应用 4 2018江苏盐城期中 7 某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380v 当吊车以0 1m s的速度匀速吊起总质量为5 7 103kg的集装箱时 测得电动机的电流为20a g取10m s2 则 a 电动机的内阻为4 75 b 电动机的输出电压为285vc 电动机的输出功率为7 6 103wd 电动机的工作效率为75 5 2017江苏金陵中学调研 一 11 如图甲所示的电路中 l1 l2 l3为三个相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 当开关s闭合后 干路电流为0 25a 则此时 a l1两端的电压为l2两端电压的2倍b l1消耗的电功率为0 75wc l2的电阻为12 d l1 l2消耗的电功率的比值大于4 1 答案bd由甲图知 当干路电流为0 25a时 i1 0 25a i2 i3 0 125a 又由乙图知 与i1对应的电压u1 3 0v 与i2 i3对应的电压u2 u312 1 d对 考查点本题考查非线性电路中电压 电阻 电功率的计算 为中等难度题 友情提醒三个灯