高二恒定电流6-8节.doc

第6节 电阻定律1.导体的电阻是导体本身的一种 ，它是由导体 决定的，导体的电阻跟它的 有关；跟它的 有关；跟它的 有关。2.电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成 ，与它的横截面积成 ；导体的电阻与 有关。表达式R= ，式中是比例系数，它与导体的材料有关，是表征 的一个重要的物理量。3.各种材料的电阻率 都随温度的变化而 ，金属的电阻率随温度的升高而 ，而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作 。1. 控制变量法： 物理学中，如果想研究一个量与其他几个量的关系时，可以采用保持其他量不变，只让某一个量发生变化去研究量的变化规律。2.比较与是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式计算电阻。时电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积和长度共同决定。提供了一种测量R的方法：只要测出U、I就可求出R。提供了一种测导体的方法：只要测出R、L和S就可以求出。例1 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为( )A、4 A B、2 A C、 A D、 A例2 某用电器离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为，该输电线的横截面积最小值是( )A、L/R B、2LI/UC、U/LI D、2UL/I例3如图所示，两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了，经搭丝后与L2. 串联，重新接在原电路中，则此时L1的亮度与灯丝未断时比较( )A.不变B.变亮 C.变暗D.条件不足，无法判断当堂达标1.根据电阻定律，电阻率对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率()A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料的本身特性决定2.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是( )A.将金属丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4LC.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍3.一段粗细均匀的镍铬合金丝，横截面的直径为d，电阻为R，如果把它拉成直径为的均匀细丝，电阻值将变为（ ）A B16R C256R D 4.滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是()A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变5.有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是()A.灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮B.灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗C.灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据，电灯变亮D.灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据，电灯变暗6. 两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后拧成一股，然后分别加上相同的电压，则它们的电阻之比RA:RB为_，相同时间内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为_拓展提高1.关于材料的电阻率，下列说法中正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段，每段的电阻率是原来的B.金属的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量2.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去，再拉长至L，则导线电阻变为( )A.B.C.D.nR3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为()A.1:4B.1:8C.1:16D.16:l4.一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为 （ ）AR3 B3R CR9 DR5.甲乙两条铜导线质量之比M甲:M乙=4:1,长度之比为L甲:L乙=1:4，则其电阻之比R甲：R乙为（ ）A1:1B1:16C64:1D1:646.白炽灯接在220V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压逐渐增大到220V，则下列说法正确的是()A.电流将逐渐变大B.电流将逐渐变小C.每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的D每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的7.有四个阻值为R的电阻全部使用，经过不同组合可以获得不同阻值的等效电阻，下列阻值中可以获得的阻值为()A.4RB.2RC.RD.0.6R8.已知铜的电阻率小，合金的电阻率大，铂的电阻率随温度有明显变化，锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用_，电炉的电阻丝用_，电阻温度计用_，标准电阻用_9. 两导线长度之比为12，横截面积之比为34，电阻率之比为56，则它们的电阻之比为_。10.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A，今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为_.11. 一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，求金属丝的电阻率。12. A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800，若A、B之间某处E两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10V，小量程电流表读数为40mA，如图所示，则短路处距A多远?第7节 闭合电路的欧姆定律1.内、外电路： 、导线组成外电路， 是内电路。在外电路中，沿电流方向电势 。2.闭合电路的电流跟电源电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。这个结论叫做闭合电路欧姆定律。3.电动势和电压：断路时的路端电压 电源电动势；闭合电路中，电动势等于 电势降落之和。1.路端电压U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：有：（1）外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；（2）外电路断开时，R=，路端电压U=E;（3）外电路短路时，R=0，U=0，I= (短路电流)，短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾.2.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U=E-Ir，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，如图所示.依据公式或图线可知：（1）路端电压随总电流的增大而减小（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，UI图象在纵轴上的截距表示电源的电动势（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I=.图线斜率绝对值在数值上等于内电阻（4）电源的UI图象反映了电源的特征（电动势E、内阻r)例1 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。3.闭合电路中的电功率和电源的效率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路的反映.由E=UU可得EI=UI+UI或EIt=UIt+UIt（1）电源的总功率：P=EI=I（U+U)若外电路是纯电阻电路，还有P=I2（R+r)= (2)电源内部消耗的功率：P内=I2r=UI=(3)电源的输出功率：P出=P总-P内=EI-I2r=UI若外电路为纯电阻电路，还有P出=I2R（4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。4. 闭合电路中局部电阻的变化而引起电流、电压的变化是典型的电路的动态变化问题。此类问题应在明确各用电器或电表所对应的电流、电压的基础上，按局部（R的变化）全局（I总、U端的变化）局部（U分、I分的变化）的逻辑思维进行分析推理，使得出的每一个结论都有依据，这样才能得出正确的判断。例2 如图所示的电路中，若将滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时，试判断图中八只表的示数将怎样变化(各电表内阻对电路的影响均不考虑)?例3 图(a)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知。两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.(2)如图(b)所示，将两个这样的灯并联后再与10的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值.当堂达标1.在闭合电路中，下列叙述正确的是()A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B.当外电路断开时，路端电压等于零C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于D.当外电阻增大时，路端电压也增大2.有一电动势为3V，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R，1C电荷通过R时.在R上产生的热量()A.大于3JB.小于3J C.等于3JD.电源内阻未知，无法确定3.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是( )A.电动势E1=E2，短路电流I1I2B.电动势E1=E2.内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大4.一个电源分别接上8和2的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为( )A.1B.2C.4D.85如图所示电路中.A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，P为滑动片，若将滑动片向下滑动，则()A.A灯变亮 B.B灯变亮C.R1上消耗功率变大 D.总电流变小6如图所示的电路中，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7. 如图所示的电路中，电阻R1=6，R2=3，S断开时，电流表示数为0.9A，S闭合时，电流表示数为0.8A，则电源电动势为E=_V，内阻r=_。8. 如图所示的电路中，电源电动势E10V、内阻r1.0，当滑动变阻器的阻值调节为R13.0Q后，开关S断开和接通时，A、B之间电路消耗的电功率都为P4.0W.求:开关S闭合的前、后，通过R2的电流各是多大?9.如图所示电路中，R3=4，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，由于某一电阻断路，使电流表读数为0.8A，而电压表读数为3.2V，问:(1)哪一只电阻断路?(2)电源电动势和内电阻各多大?10. 如图所示的电路中，R1=3，R2=6，R3=1.5，C=20F当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W求:(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S时，电源的输出功率；(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少?拓展提高1.关于电源电动势的说法，正确的是()A.在某电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5VB.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多2.单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于( )A.电流的大小，且与电流的平方成正比B.电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比C.路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比D.各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比3.在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为()A.电炉从电灯上分出了一部分电流B.输电线上电压增大，电灯上电压下降C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉4.一电源(电动势为E，内阻为r)，当它和一标有“6V，3W”的小灯泡构成闭合回路时，小灯泡恰好正常发光.如果该电源与一标有“6V，6W”的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡()A. 正常发光 B.比正常发光暗B. C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小，故无法确定5. 如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略.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.1.9V C.1.6VD.1.3V6.如图所示电路中，当开关S闭合时，电流表和电压表读数的变化是( )A.两表读数均变大B.两表读数均变小C.电流表读数增大，电压表读数减小D.电流表读数减小，电压表读数增大7.如图所示的电路中，当可变电阻R的阻值增大时()A.UAB增大B.UAB减小 C.IR增大D.IR减小8.如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定()A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路9.电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示，设R0=r，Rab=2r.当变阻器的滑动片自a端向b端滑动时，下列各物理量中随之减小的是()A.电池的输出功率 B.变阻器消耗的功率C.固定电阻R0上消耗的功率 D.电池内电阻上消耗的功率10.如图所示的电路中，当S断开时，电源内部消耗的功率与输出功率之比为1:3；当S闭合时，它们的比为1:1,则下列说法正确的是()A.R1:r=1:1B.R1:R2=2:1C.两次输出功率之比为1:1D.S断开与S闭合时输出功率之比为3:411如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与其中电流I的关系图象，用该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出功率为_W，电源的效率为_12.如图所示的电路中，电池的电动势E=.0 V，内电阻r=2.0 ，固定电阻R1=1.0 ，R2为可变电阻，其阻值在010 范围内调节，问：取R2= 时，R1消耗的电功率最大.取R2= 时，R2消耗的电功率最大.13.如图所示的电路中，电源电动势为10V，R1=4，R2=6，电容C=30F，电源内阻忽略不计。求:(1)闭合开关S，稳定后通过电阻R1的电流；(2)将开关S断开，再次稳定后，求通过R1的总电荷量14如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R3=5 ，电源的内电阻r=1 ，当开关S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W.此时电灯R1正常发光，求：(1)电灯阻值R1是多少?(设R1阻值恒不变)(2)当开关S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?第8节 多用电表 1. 在直流电源对小灯泡供电的情况下，测量电路某两点的电压用 ，测量电路通过的电流用 ，粗测导体的电阻用 。2.在直流电源对小灯泡供电的情况下，用多用电表测小灯泡的电压，应将多用电表的选择开关旋至 ，其量程应 小灯泡两端电压的估计值，注意红表笔接触点的电势比黑表笔 。3.用多用电表测量通过小灯泡的电流，应将多用电表的选择开关旋至 ，其量程应 通过小灯泡电流的估计值，电流应从 表笔流入电表。4.多用电表做欧姆表使用时，电表内部的电源接通，电流从欧姆表的 表笔流出，经过被测电阻，从 表笔流入，指针指在刻度盘 所测的电阻较准确。1.多用电表的原理如图是简化的多用电表电路图。它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成。图中1、2为电流测量端，3、4为电阻测量端，5、6为电压测量端。测量时，黑表笔插入“”插孔，红表笔插入“”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。（1）测直流电流和直流电压原理与第四节分流和分压原理相同，注意读数时要读取跟选择开关挡位相对应的刻度值。（2）多用电表电阻挡“欧姆挡”原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制作的，可直接读出电阻之值.欧姆表的结构如图所示，其中G为灵敏电流表，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻r，R0为调零电阻.当红黑表笔不接触时，电流表示数为零，红黑表笔间电阻为无限大.当红黑表笔短接时，调节R0使指针满偏.Ig=.当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流I=，每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀.当欧姆表指针指向表盘中央时，有解得 即 2.多用电表的使用（1）使用多用电表测直流电压或直流电流时，先插好表笔，再调整定位螺丝使表指针指在左端电流刻度为零处，然后把选择开关旋到直流电压挡或直流电流挡上，就可当做电压表或电流表使用了。注意接通时应使电流从“”插孔流入多用电表，从“”插孔流出多用电表；选择量程时，应使指针偏转角尽量大一些。(2)用多用电表测电阻时，要用欧姆挡，把选择开关旋到欧姆挡某量程上后，除机械调零外，还要把两表笔接触在一起，调整调零旋钮，使指针指到最右端电阻刻度为零处.然后把两表笔接在待测电阻的两端，指针示数乘以倍率即指出该电阻阻值。注意：测量时不要用手接触电阻的两引线；为减小误差，指针应指表盘中央部分，可通过换挡实现，而每次换挡，必需重新调零；测量完毕，将选择开关旋转到OFF挡或交流最大电压挡，拔出表笔，若长期不用应取出电池。【例1】某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是_。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_。改变挡位调整倍率后，要特别注意重新_。【例2】调整欧姆零点后，用“10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是A这个电阻值很小B这个电阻值很大C为了把电阻值测得更准确些，应换用“1”挡，重新调整欧姆零点后测量。D为了把电阻值测得更准确些，应换用“100”挡，重新调整欧姆零点后测量。【例3】如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300A，内阻rg=100，调零电阻最大值R=50k，串联的定值电阻R0=50，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是A3080 k B.38 k C. 300800 D.3080【例4】用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨到_挡，然后把多用电表 联在电路中，则电流应从 表笔流入，从 表笔流出。当堂达标1. 下图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300A，内阻rg=100W，调零电阻最大阻值R=50k，串联的固定电阻R0=50，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是()A30k80k B3k8kC30080 D30802. 用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项,下列说法中哪些是错误的 （ ）A. 测量前必须调定位螺丝 , 待指针指零 , 而且每测一次电阻都要重新调零B. 每次换挡后必须重新进行电阻调零C. 待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量D. 两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此,应当用两个手分别将两个表笔与电阻