安徽省砀山中学高考物理第一轮复习 第九单元 恒定电流专题精讲（含解析）.doc

第九单元 恒定电流第一模块：电流、电阻、欧姆定律、焦耳定律夯实基础知识一、电流1、电流的产生：2、产生持续电流的条件：3、电流的方向：4、电流的强弱电流i 5、决定电流大小的微观量由得i=nesv电阻、电阻定律一、电阻：1、定义： 2、大小： 3、定义式： 4、在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，二、电阻定律：1、内容： 2、公式：r=(决定式) 3、电阻率：部分电路欧姆定律一、欧姆定律1、内容： 2、公式：或3、适用条件：二、导体的伏安特性：1、伏安特性曲线：2、线性元件和非线性元件电功和电功率一、电功：1、定义： 2、实质：（2）定义式：w=uit（3）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是j。二、电功率1、定义： 2、定义式：p=ui3、单位：瓦（w）、千瓦（kw）4、额定功率：5、实际功率：三、焦耳定律1、电热：2、焦耳定律：q=i2rt 4、热功率： 5、电功率与热功率之间的关系在纯电阻电路在非纯电阻电路电功率和热功率不相等：由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：wq，这时电功只能用w=uit计算，电热只能用q=i 2rt计算，两式不能通用。6、实际功率和额定功率用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：实际功率并不一定等于额定功率第二模块：电路、闭合电路欧姆定律夯实基础知识一、串联电路与并联电路1、串联电路i=i1=i2=i3=u=u1+u2+u3r=r1r2rn电压分配： 功率分配： 2、并联电路u=u1=u2=u3i=i1i2i3=电流分配： 功率分配： 二、闭合电路欧姆定律1、电路（1）组成：内电路和外电路内电路：外电路：（2）关于电源的概念电源：电动势：（）定义： （）单位：伏（v）（）物理意义：（）电动势的方向：（）电动势的决定因素2、闭合电路欧姆定律（1）闭合电路欧姆定律推导：闭合电路欧姆定律的内容：数学表达式：还有其它形式（ui关系）（ir关系）（ur关系）（2）路端电压跟负载的关系：3、闭合电路中的功率：（1）电源的总功率（闭合电路的总功率）：是电源对闭合电路所提供的电功率，所以等于内外电路消耗的电功率之和。（普遍适用）（只适用于外电路是纯电阻的电路）。（2）电源内部消耗的功率：（3）电源的输出功率（外电路消耗的电功率）：(普遍适用)（只适用于外电路是纯电阻的电路）。（4）输出功率与外电阻的关系说明：当固定的电源向变化的外阻供电时，(等效于如图所示的电路)当rr时，具有最大值，最大值为，如右图所示。应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小推论：要使电路中某电阻r的功率最大；条件r=电路中其余部分的总电阻输出功率随外电阻变化的图线op出pmrr对应非最大值输出功率可有两个不同的外电阻r1和r2，不难证明，且外阻和内阻值相差越大，则输出功率越小。（5）电源的效率：即当rr时，输出功率最大，但效率仅为50%，且r增大效率随之提高。题型解析类型题： 根据电流的定义计算导体的电流 金属导体中电流的计算：【例题1】如图所示，横截面积为s的导体中，单位体积内的自由电子数为n，每个电子的电量为e，在电场力的作用下电子以速度v定向移动。求导体中的电流。如果导体中单位长度内的自由电子数为n，则导体中的电流又是多少？电解液导电电流的计算：【例题2】电解液导电中，如果5s内沿相反方向通过导体横截面的正负离子的电量均为5c，则电解液中的电流为多少？ 【例题3】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？环形电流的计算【例题4】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为r的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？【例题5】通常一次闪电过程历时约02o3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅4080s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为10v，云地间距离约为l km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 c，闪击持续时间约为60s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是a闪电电流的瞬时值可达到1a b整个闪电过程的平均功率约为lw c闪电前云地间的电场强度约为l106v/m d整个闪电过程向外释放的能量约为6 j类型题： 伏安特性曲线 【例题6】 实验室用的小灯泡灯丝的i-u特性曲线可用以下哪个图象来表示：iuioouabuioouicd【例题7】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率p与电压平方u 2之间的函数关系的是以下哪个图象pu2poou2abpu2poou2cd类型题： 电功、电功率相关试题 【例题8】有一电源，电动势e=30v，内阻r=1，将它与一盏额定电压ul=6v，额定功率pl=12w的小灯泡及一台内阻r1=2的电动机串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，问电动机的输出功率是多少？mvur【例题9】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 ， r=10 ，u=160 v，电压表的读数为110 v，求（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？【例题10】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3v的电压时，通过的0.3a，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0v时，电流0.8a，电机正常工作，则吸尘器的效率是多少？【例题11】某一电动机，当电压u1=10v时带不动负载，因此不转动，这时电流为i1=2a。当电压为u2=36v时能带动负载正常运转，这时电流为i2=1a。求这时电动机的机械功率是多大？【例题12】汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 a,电动机启动时电流表读数为58 a,若电源电动势为12.5 v，内阻为0.05 ,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了a.35.8 w b.43.2 w c.48.2 w d.76.8 w【例题13】某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况。电源e电动势、内电阻恒定，r1为滑动变阻器，r2、r3为定值电阻，a、v为理想电表。（1）若滑动片p由a滑至b时a示数一直变小，则r1和r2必须满足的关系是_。（2）若r16w，r212w，电源内电阻r6w，当滑动片p由a滑至b时，电源e的输出功率p随外电路总电阻r的变化关系如图（b）所示，则r3的阻值应该选择（）（a）2w。（b）4w。（c）6w。（d）8w。【例题14】如图所示，已知电源电动势=20v，内阻r=1，当接入固定电阻r=4时，电路中标有“3v 4.5w”的灯泡l和内阻r=0.5的小型直流电动机恰能正常工作，求(1)电路中的电流强度？(2)电动机的额定工作电压？(3)电源的总功率？【例题15】电动机m和电灯l并联之后接在直流电源上，电动机内阻r=1，电灯灯丝电阻r=10，电源电动势=12v，内阻r=1，当电压表读数为10v时，求电动机对外输出的机械功率。【例题16】图示电路中，r112w，r26w，滑动变阻器r3上标有“202a”字样，理想电压表的量程有0-3v和0-15v两档，理想电流表的量程有0-0.6a和0-3a两档。闭合电键s，将滑片p从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5v和0.3a；继续向右移动滑片p到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为_a，该电源的电动势为_v。【例题26】四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380v，此时输入电动机的电功率为19kw，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为，重力加速度取10。求（1）电动机内阻消耗的热功率；（2）将蓄水池蓄入864的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。r1r2r3类型题： 简单的电路分析 【例题13】已知如图，r1=6，r2=3，r3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。【例题14】已知如图，两只灯泡l1、l2分别标有“110v，60w”和“110v，100w”，另外有一只滑动变阻器r，将它们连接后接入220v的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？l1 l2 l1 l2 rrabl1 l2 rl1l2rcd【例题26】如图所示，ab两端接直流稳压电源，uab100v，r040w，滑动变阻器总电阻r20w，当滑动片处于变阻器中点时，c、d两端电压ucd为_v，通过电阻r0的电流为_a。类型题： 电表的改装 -+3v+30v【例题17】如图所示，一个有3 v和30 v两种量程的电压表，表头内阻为15 ，满偏电流为1 ma，求r1、r2的阻值各为多大？【例题18】有一只电流计，已知其ig=500a，rg=100，现欲改装成量程为6v的电压表，则应该_联_的电阻；由于所用电阻不准，当改装表与标准表比较时，发现当标准值为3v时，改装电压表读数为3.2v，则实际所用的电阻值偏_（填“大”或“小”）_类型题： 动态电路的分析方法 闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。r1r2raibe【例题20】在如图所示的电路中，当可变电阻r的阻值增大时a、ab两点间的电压增大；b、ab两点间的电压减小；c、通过r的电流i增大；d、通过r的电流i减少。评析：电路中某一种部分的电阻发生变化，必造成电路其他部分也发生变化，真可谓“牵一发而动全身”一般分析此类题的特点和步骤可如下进行（1）电路中某电阻增大（减小），全电路的总电阻必增大（减小）（2）由可得：干路电流必减小（增大），路端电压必增大（减小）（3）再分析局部的电压、电流的变化。这样从局部全局再局部，必可奏效【例题21】如图所示，电源电动势为e，内电阻为r当滑动变阻器的触片p从右端滑到左端时，发现电压表v1、v2示数变化的绝对值分别为u1和u2，下列说法中正确的是 v2v1l1l2l3pa小灯泡l1、l3变暗，l2变亮 b小灯泡l3变暗，l1、l2变亮cu1u2e，racbrs【例题23】如图所示的电路，闭合开关s后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势e恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器r的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ ）aa灯变亮，b灯和c灯变暗ba灯和c灯变亮，b灯变暗ca灯和c灯变暗，b灯变亮da灯和b灯变暗，c灯变亮var1r2r3r4r5rab【例题24】在如图所示的电路中，r1、r2、r3和r4皆为定值电阻，r5为可变电阻，电源的电动势为e，内阻为r。设电流表a的读数为i，电压表v的读数为u。当r5的滑动触点向图中a端移动时（ ）ai 变大，u变小 bi 变大，u变大ci 变小，u变大 di 变小，u变小【例题25】在如图所示电路中，当变阻器r3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 【例题26】在如图所示电路中e为电源，其电动势e=9.0 v，内阻可忽略不计，ab为滑动变阻器，其电阻r=30 ，l为一小灯泡，其额定电压u=6.0 v，额定功率p=1.8 w；k为电键.开始时滑动变阻器的触头位于b端，现在接通电键k，然后将触头缓慢地向a方滑动，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 【例题27】在如图所示电路中，闭合电键s，当滑动变阻器的滑动触头p向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用i、u1、u2和u3表示，电表示数变化量的大小分别用i、u1、u2和u3表示.下列比值正确的是（ ） au1/i不变，u1/i不变bu2/i变大，u2/i变大cu2/i变大，u2/i不变du3/i变大，u3/i不变【例题28】如图所示，a、b、c是相同的三盏灯，在滑动变阻器的滑动触头由c端向b端滑动的过程中（各灯都不被烧坏），各灯亮度的变化情况为（ ）ac灯变亮，a、b灯变暗ba、b灯变亮，c灯变暗ca、c灯变亮，b灯变暗da灯变亮，b、c灯变暗【例题26】在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如题20图所示。电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动的变阻器的触头置于左端，闭合s，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a电珠l不亮；电流表示数几乎为零b电珠l亮度增加；电流表示数增大c电珠l开始不亮；后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d电珠l不亮；电流表从示数增大到线圈烧断与上述a b c d 四种现象对应的电路序号为abcd【例题26】一个t型电路如图所示，电路中的电, .另有一测试电源，电动势 为100v，内阻忽略不计。则a. 当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40b. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40c. 当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 vd. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 v【例题26】如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关s闭合后，在变阻器r0的滑动端向下滑动的过程中a电压表与电流表的示数都减小b电压表与电流表的示数都增大c电压表的示数增大，电流表的示数减小d电压表的示数减小，电流表的示数增大。【例题26】如图，e为内阻不能忽略的电池，r1、r2、r3为定值电阻，s0、s为开关，v与a分别为电压表与电流表。初始时s0与s均闭合，现将s断开，则a的读数变大，的读数变小b的读数变大，的读数变大c的读数变小，的读数变小d的读数变小，的读数变大【例题26】如图7所示，电动势为e、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关s1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上s2，则下列表述正确的是a电源输出功率减小 bl1上消耗的功率增大c通过r1上的电流增大 d通过r3上的电流增大【例题26】电动势为e、内阻为r的电源与定值电阻r1、r2及滑动变阻器r连接成如图3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【例题26】如图所示电路中，闭合电键s，当滑动变阻器的滑动触头p从最高端向下滑动时，(a)电压表v读数先变大后变小，电流表a读数变大(b)电压表v读数先变小后变大，电流表a读数变小(c)电压表v读数先变大后变小，电流表a读数先变小后变大(d)电压表v读数先变小后变大，电流表a读数先变大后变小类型题： 电路的故障分析 电路出现的故障有两个原因：短路；断路（包括接线断路或者接触不良、电器损坏等情况）一般检测故障用电压表如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，则可能电压表所在支路有断路，或并联路段内有短路如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路【例题29】如图所示，电路中灯泡l1和l2都不亮，用电压表测得各部分电压为：uab=0，ubc=u，udc=0，uda=u。则电路的故障为（ ）a变阻器r短路b变阻器r断路c灯泡l1断路d灯泡l1和l2都断路【例题30】如图所示，、是三个完全相同的小灯泡，串联后接在电压为6v的电路中，原来三个小灯泡都正常发光，现在三个小灯泡都不亮了用电压表接在a、c两端时，示数是6v；接在a、b两端时，示数是0接在b、d两端时，示数也是0，那么灯丝断了的小灯泡是（ ）a、这三个小灯泡中的某一个b、和 c、和 d、和类型题： 闭合电路的u-i图象 uo ieu0 m（i0,u0）b ani0 im右图中a为电源的u-i图象；b为外电阻的u-i图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。u/vi/ao2015105ab【例题33】如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_w。【例题26】.为探究小灯泡l的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的u-i图象应是【例题26】电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内 电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，i为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、。由图可知、的值分别为a.、 b.、 c.、 d.、类型题： 电源输出功率随外电阻变化的关系 e rr2r1【例题34】已知如图，e =6v，r =4，r1=2，r2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；r1上消耗的最大功率；r2上消耗的最大功率。【例题35】如图所示，电源电压保持不变，变阻器r1的最大值大于r2的阻值，在滑片p自右向左滑动过程中，r1的电功率如何变化？【例题36】有四个电源，电动势均为8v，内阻分别为1、2、4、8，今要对r=2的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使r上获得的功率最大？（ ）a、1 b、2c、4 d、8【例题26】某实物投影机有10个相同的强光灯l1l10(24v/200w)和10个相同的指示灯x1x10(220v/2w)，将其连接在220v交流电源上，电路见题18图，若工作一段时间后，l2 灯丝烧断，则（ ）a. x1的功率减小，l1的功率增大b. x1的功率增大，l1的功率增大c. x2功率增大，其它指示灯的功率减小d. x2功率减小，其它指示灯的功率增大类型题： 含容电路的分析 电容器是一个储存电能的元件在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上（1）解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定中间变化过程（2）只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路（3）电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻电压（4）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上（5）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。（6）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和ca u br1 r2r3 r4+ p【例题37】如图所示，电源电动势=9v，内电阻r=0.5，电阻r1=5.0、r2=3.5、r3=6.0、r4=3.0，电容c=2.0f。当电键k由a与接触到与b接触通过r3的电量是多少？【例题38】已知如图，r1=30，r2=15，r3=20，ab间电压u=6v，a端为正c=2f，为使电容器带电量达到q =210- 6c，应将r4的阻值调节到多大？c1kc2r1r2【例题39】在如图所示的电路中，