高中物理-恒定电流知识点总结.doc

1 第第 1414 章章 恒定电流恒定电流 一 知识网络一 知识网络 二 重 难点知识归纳二 重 难点知识归纳 五 滑动变阻器的使用 1 滑动变阻器的作用 1 保护电表不受损坏 2 改变电流电压值 多测量几次 求平均值 减少误差 电流 定义 微观式 I q t I nqSv 电压 定义 计算式 U W q U IR 导体产生电流的条件 导体两端存在电压 电阻 定义 计算式 R U I R l s 金属导体电阻值随温度升高而增大 半导体 热敏 光敏 掺杂效应 超导 注意其转变温度 电动势 由电源本身决定 与外电路无关 是描述电源内部非静电力做功将其它形 式的能转化为电能的物理量 实验 恒 定 电 流 机械能 及其转化 定义 机械能是指动能和势能的总和 转化 动能和势能之间相互转化 机械能守恒 无阻力 动能和势能之间总量不变 部分电路 I U R 闭合电路 I E R r 或 E U内 U外 IR Ir 适用条件 用于金属和电解液导电 规律 电阻定律 R l s 基本 概念 欧姆定律 公式 W qU Iut 纯电阻电路 电功等于电热 非纯电阻电路 电功大于电热 电能还转化为其它形式的能 电功 用电器总功率 P UI 对纯电阻电路 P UI I2R U2 R 电源总功率 P总 EI 电源输出功率 P出 UI 电源损失功率 P损 I2r 电源的效率 100 100 E U P P 出 出 对于纯电阻电路 效率为 100 电功率 伏安法测电阻 R U I 注意电阻的内 外接法对结果的影响 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 R s l 测定电源电动势和内阻 电表的改装 多用电表测黑箱内电学元件 2 2 两种供电电路 滑动变阻器 接法 1 限流式 a 最高电压 滑动变阻器的接入电阻为零 E b 最低电压 滑动变阻器全部接入电路 c 限流式的电压调节范围 2 分压式 a 最高电压 滑动变阻器的滑动头在 b 端 E b 最低电压 滑动变阻器的滑动头在 a 端 0 c 分压式的电压调节范围 3 分压式和限流式的选择方法 1 限流式接法简单 且可省一个耗电支路 所以一般情况优先考虑限流式接法 2 但以下情况必须选择分压式 a 负载电阻 RX比变阻器电阻 RL大很多 RX 2RL b 要求电压能从零开始调节时 c 若限流接法电流仍太大时 三 典型例题三 典型例题 例 1 某电阻两端电压为 16 V 在 30 s 内通过电阻横截面的电量为 48 C 此电阻为 多大 30 s 内有多少个电子通过它的横截面 解析 由题意知U 16 V t 30 s q 48 C 电阻中的电流I 1 6 A t q 据欧姆定律I 得 R 10 R U I U n 3 0 1020个 e q 故此电阻为 10 30 s 内有 3 0 1020个电子通过它的横截面 点拨 此题是一个基础计算题 使用欧姆定律计算时 要注意I U R的同一性 对 x Lx R UE RR x xL R E E RR 0 E 3 同一个导体 小试身手小试身手 1 1 导线 A 电阻为 R A 中电流强度为 I 通电时间为 t 导线 B 的电阻为 R 2 B 中 电流强度为 I 4 通电时间为 2t 那么 1 相同的时间通过导线 A 与 B 横截面的电量之比为 A 2 1 B 1 2 C 4 1 D 1 4 2 时间 t 内电流通过 A 做功与时间 2t 内电流通过 B 做功之比为 A 32 1 B 16 1 C 8 1 D 1 4 1 2 A B C D 四个相同的灯泡按图 14 3 所示电路连接 M N 两端电压恒定 这四 个灯泡中 A C 灯比 D 为亮 B A 灯比 C 灯亮 C A 灯和 B 灯一样亮 D A 灯和 C 灯一样亮 例 2 两电阻R1 R2的伏安特性曲线如右图 14 4 所示 由图可知 1 这两电阻的大小之比R1 R2为 A 1 3B 3 1C 1 D 133 2 当这两个电阻上分别加上相同电压时 通过的电流之比为 A 1 3B 3 1C 1 D 133 解析 1 由欧姆定律I 可知 在I U图线中 图线的斜率k 即电阻 R U U I R 1 的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数 R1 R2 tan30 tan60 1 3 所以 A 选项正确 2 由欧姆定律I 可知 给R1 R2分别加上相同的电压时 通过的电流与电阻成 R U 反比I1 I2 R2 R1 3 1 故 B 选项正确 点拨 此题为一个理解题 考查对伏安特性曲线的认识和理解 小试身手小试身手 图 14 3 图 14 4 4 2 1 若加在某导体两端的电压变为原来的 3 5 时 导体中的电流减小了 0 4 A 如果 所加电压变为原来的 2 倍 则导体中的电流多大 2 2 甲 乙两个定值电阻分别接入电路中 通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关 系如图 14 5 所示 根据图线可知 A 甲的两端电压总比乙两端电压大 B 甲电阻比乙的电阻小 C 加相同电压时 甲的电流强度比乙的小 D 只有甲两端电压大于乙两端电压时 才能使甲 乙中电流强度相等 2 3 如图 14 6 所示 甲 乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系 图线 下列说法中正确的是 AC A 路端电压都为U0时 它们的外电阻相等 B 电流都是I0时 两电源的内电压相等 C 电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D 电源甲的内阻小于电源乙的内阻 例 3 如图 14 7 所示 R1 R2 R3 R 4 U 8V 求 1 安培计示数 2 用导线连接 A D 安培计示数 3 用导线同时连接 A D B C 导线 A D B C 不连接 安培计的示数 解析 1 电路连接是 R2 R3 R4串联 然后与 R1并联 R1 R2 R3 12 总电阻 R 3 412 412 2 67A 3 8 R U I 2 用导线连接 A D 导线 A D 与 R2 R3并联 导线把 R2 R3短路 电路便为 R4与 R1并联 电阻 R 2 安培计示数4A R U I2 3 同时导线连接 A D B C 电路如图 14 7 所示 导线 A D 把 4 个电阻的一端连在一 图 14 5 图 14 6 图 14 7 5 起 导线 C B 把 4 个电阻的另一端连接在一起 四个电阻的两端电势相等 四个电阻并联 电路总电阻为 R 1 安培计示数 I 8A 千万不能认为 A D 导线使 R2 R3短路 最后只有 R1一个电阻 点拨 此题为一个基础计算题 考查的是对电阻的计算和欧姆定律的应用 解决电学 问题时 电路一定要清 搞清楚电路是如何连接的是解题的关键 串联电路分压 并联电 路分流是经常使用的电学规律 必须熟练掌握 小试身手小试身手 3 1 1 一条粗细均匀的电阻丝电阻为 R 其横截面直径为 d 若将它拉制成直径为 d 10 的 均匀细电阻丝 其电阻变为 A 10000R B 1000R C 100R D R 100 3 2 下列关于电阻率的叙述 错误的是 A 当温度极低时 超导材料的电阻率会突然减小到零 B 常用的导线是用电阻率较小的铝 铜材料做成的 C 材料的电阻率取决于导体的电阻 横截面积和长度 D 材料的电阻率随温度变化而变化 3 3 一粗细均匀的镍铬丝 截面直径为 d 电阻为 R 把它拉制成直径为 d 10 的均匀细 丝后 它的电阻变为 A R 1000 B R 100 C 100R D 10000R 3 4 在一根长 l 5m 横截面积 S 3 5 10 4m2的铜质导线两端加 2 5 10 3V 电压 己知 铜的电阻率 1 75 10 8 m 则该导线中的电流多大 每秒通过导线某一横截面的电 子数为多少 3 5 如图 14 8 所示 电阻 R1 R2 R3 的电压 电流 消耗电功率分别为 U1 U2 U3 I1 I2 I3 P1 P2 P3 把此电路与电源接通后 求 1 U1 U2 2 I1 I2 3 P1 P2 图 14 8 6 例 4 一条电阻丝加上电压 U 后 经t s后放出热量为 Q 若得电阻丝截成等长的三 段并且关联在一起 再加上电压 U 需经多长时间放出热量仍为 Q 解析 设电阻丝电阻为 R Q 截成等三段 每段电阻为 R 3 并联后电阻为 R U 2 R 9 则 Q t R U t R U 2 2 9 9 tt 点拨 此题为一个简单计算题 主要考查电热公式的记忆和理解 电阻丝是纯电阻 计算热量三个公式都适用 结合题目给定的条件 电压不变 使用 Q 计算方便 R U 2 小试身手小试身手 4 1 某输电线总电阻为 2 0 若输送电功率保持 10KW 不变 在用 250V 电压输送时 线 路上损失功率为 KW 若改用 5000V 电压输送时 线路上损失电功率为 KW 4 2 如图 14 9 所示 电路两端电压恒定 电阻 R1 R2 R3 R3 电键闭合前 后电阻 2 R R2消耗电功率之比 电容器 C 所带电量之比 4 3 在闭合电路中 A 电流总是由高电势流向低电势 B 电流强度越大 电源输出功率越大 C 输出功率越大 电源效率越高 D 电源输出电压越大 电源效率越高 例 5 如图 14 10 所示 12V r 1 导线电阻不计 R 22 a K 闭合时 滑键 c 逐渐向右滑动时 干路电流将 路端电压将 A C 间电压将 电源消 耗总功率 电源内部消耗的功率 b K 闭合时 滑键 c 放在 R 中 间 干路电流为 路端电压为 A C 间电压为 B C 间电压为 电源内电压为 电源消耗总功率为 电源内 图 14 9 图 14 10 7 部消耗功率为 输出功率为 电源效率为 解析 a 电键 K 闭合时 滑键 c 向右滑动时 电路电阻逐渐减小 根据闭合电路欧 姆定律 干路电流将逐渐增大 路端电压 U路 Ir U路逐渐减小 A C 间电 rR I 压 UAC IRAC 因 RAC 0 不随 C 移动而变化 电源消耗总功率 P 总 I 因为 I 增大 而 增大 电源内部消耗功率 P内 I2r r 不变 P内增大 b K 闭合 C 放在 R 中间则外电路 电阻 R外 11 干路电流 I 路端电压 U路 IR外1A 111 12 rR 出 1 11 11V UAC 0V UBC U路 11V 电源内电压 U内 Ir 1V 电路消耗总功率 P总 I 12 1 12W 输出功率 P出 U路 I 11 1 11W 电源内部消耗电功率 P内 I2r P总 P 出 1W 电源效率 91 7 10 12 11 100 P P 出 出 点拨 此题为一个综合题 是对闭合电路的基本规律全面的检测 是对闭合电路的基 本概念 基本规律的综合练习使用 熟练掌握非常必要 小试身手小试身手 5 1 已知如图 14 11 电源内阻不计 为使电容器的带电量增大 可采取以下那些方 法 A 增大R1 B 增大R2 C 增大R3 D 减小R1 5 2 如图 14 12 所示的电路中 当滑动变阻器 R3 的滑动头 P 向 b 移动时 A 伏特表 V1 V2都增大 安培表 A1减小 A2增大 B 伏特表 V1 V2都减小 安培表 A1增大 A2减小 C 伏特表 V1增大 V2减小 安培表 A1 A2都减小 D 伏特表 V1减小 V2增大 安培表 A1 A2都增大 5 3 如图 14 13 所示电路中 电源内阻不能忽略 当滑片 P 向下移动时 电路中各电表示数如何变化 R1 R3 R2 EC A B B C C C 图 14 11 图 14 13 图 14 12 8 5 4 如图 14 14 所示 两个电源电动势皆为 60V 内电阻皆为 2 左边电阻 8 右边电阻 2 虚线框内是一个 6 和 1 个 8 电阻组成的电路 当只接通 K1 K2时 回 路电流为 6A 当只接通 K2 K3时 回路电流为 5A 求只接通 K1和 K3时 回路电流强度是 多大 例 6 在右图 14 15 中电池组的电动势为 3V 内阻为 0 6 R1 R2 R3 R4 4 求电压表与 电流表的示数 解析 当电路中元件连接比较复杂 同时又有电表时 应先把电表摘去 弄清各元件 的连接方式再分析各电表所测的物理量 摘表 的原则是电流表短路 电压表断路 如图 1 所示 然后改画出各元件连接标准图 搞清R1 R2 R3 R4的连接方式 如图 2 最后把电流表 电压表放回原处 由于各电阻的连接方式已清楚 可以较容易地画出电流 的走向 找出流过电流表的是哪些电流 如图 3 所示可知 通过电流表的电流是通过 R2的电流I2与通过R3的电流I3 而电压表量的是路端电压 解 解 R1与R2并联电阻R R 12 1 2 2 图 14 14 图 14 15 9 R12与R4串联电阻R串R串 246 电路总电阻R RR RR 串 串 3 3 64 64 24 总电流 I Rr AA 总 外 3 2406 1 路端电压 UIrV 310624 I U R AA 3 3 24 4 06 串联电路中电流I R RR IA 串 串 总 3 3 4 10 104 通过R2的电流I I A 2 2 04 2 02 串 通过电流表的电流IIAAA 23 020608 答 电压表示数 2 4V 电流表示数 0 8A 点拨 此题是一个综合计算题 接在电路中的电压表和电流表的示数不是作为已知量给 出 就是作为末知量待求 无论哪种情况必须弄清电压表测的是哪两点的电压 电流表 测的是通过哪些元件的电流 小试身手小试身手 6 1 在如图 14 16 所示电路中 当变阻器 的滑动头 向 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 6 2 如图 14 17 所示电路中 电源电动势 内阻不计 电阻R 2 电动 60V 机的内阻R0 1 6 电压表示数为 80V 电动机正常工作 求电动机输出的机械功率 图 14 16 10 6 3 如图 14 18 所示的电路中 已知R1 4 电流表的读数I 0 75 A 电压表读数 U 2 0V 经一段时间后一电阻断路 使电流表的读数变为 0 80 A 而电压表的读数变 I 为 3 2 V 求 U 1 发生断路的电阻是哪一个 2 电源电动势和内阻各是多少 例 7 如图 14 19 是欧姆表的工作原理图 1 若表头的满偏电流为Ig 500 A 干电池的电动势为 1 5 把灵敏电流表的电 流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中 图 14 17 图 14 18 11 电流刻度050 A100 A200 A250 A300 A400 A500 A 电阻刻度 2 这只欧姆表的总内阻为 表针偏转到满刻度的 1 3 时 待测电阻为 解析 1 对应电流 0 刻度和满偏电流 500 A 的 电阻刻度分别为 和 0 由闭合电路欧姆定律得 调零 时 0 RrR E I g g 所以欧姆表总内阻 3000 0 g g I E RrRR内 测量电阻Rx时 内 内 R I E R RR E I x x 当I 50 时 434 6 107 21031033000 1050 5 1 x R 同理可求出 100 200 250 300 400 时对应的电阻分别为 1 2 104 4 5 103 3 103 2 103 750 2 当表针偏转到满刻度的 1 3 处时 60003000 3 10500 15 6 内 R I E Rx 点拨 此题是一个计算实验题 考查的是对电流表改装的理解 这也是高考中的一个 难点 小试身手小试身手 7 1 如图 14 20 所示电路中 电压表和电流表的读数分别为 10 V 和 0 1 A 已知电流表的内阻RA为 0 2 那么待测电阻 的测量值比真实值 真实值为 7 2 在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中 如图 14 21 图 14 19 图 14 20 图 14 21 12 1 移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止 2 现备有以下器材 A 干电池 1 个 B 滑动变阻器 0 50 C 滑动变阻器 0 1750 D 电压表 0 3V E 电压表 0 15V F 电流 表 0 0 6A G 电流表 0 3A 其中滑动变阻器应选 电流表应选 电压 表应选 3 右图 14 22 是根据实验数据画出的U I图像 由此可知 这个干电池的电动势E V 内电阻r 例 8 图 14 22 1 为两个不同闭合电路中两个不同电源的 I U 图 象 则下述说法正确的是 A 电动势 E1 E2 发生短路时的电流强度 I1 I2 B 电动势 E1 E2 内阻 r1 r2 C 电动势 E1 E2 内阻 r1 r2 D 当两个电源工作电流变量相同时 电源 2 的路端电压变化较大 解析 闭合电路的 I U 图线 I 是电路的总电流强度 U 是路端电压 图象上图线与 U 轴 交点物理意义是电路电流强度为零 属断路 路端电压即电源电动势 图线与 I 轴交点的 物理意义是路端电压为零 属电源短路 交点坐标值即为短路电流 I E r 即 r E I 可 见图线的斜率的绝对值为电源的内电阻 从坐标中看出图线 1 2 与 U 轴交于一点表明电动 势 E1 E2 图线 1 斜率比图线 2 斜率小 表明 r1 r2 图线 1 与 I 轴交点坐标大于图线 2 与 I 轴交点坐标 表明 I1 I2 可见选项 A C 正确 两个电源电动势相等 内阻 r1 r2 当电流变化量 I1 I2时 I1r1 I2r2 即电源 1 内电压变化量小于电源 2 内电压变化量 所以电源 2 路端电压变化量大 D 选项正确 答案为 A C D 点拨 此题是一个分析题 处理图象问题时 应认真分析图线 确定各特殊点的物理意义 能帮助你找到解题思路 图 14 22 1 图 14 22 13 小试身手小试身手 8 1 在图 14 22 2 电路中 当滑动变阻器滑动键 P 向 下移动时 则 A A 灯变亮 B 灯变亮 C 灯变亮 B A 灯变亮 B 灯变亮 C 灯变暗 C A 灯变亮 B 灯变暗 C 灯变暗 D A 灯变亮 B 灯变暗 C 灯变亮 8 2 关于电源和直流电路的性质 下列说法正确的是 A 电源短路时 电路电流为无穷大 B 电源短路时 路端电压为零 外电阻无穷大 C 外电路断路时 路端电压为最大 外电阻为零 D 外电路总电阻值增大时 路端电压也增大 四 章节练习四 章节练习 一 填空题一 填空题 1 如图 14 23 用伏安法测电阻时 如果不知道待测电阻的大概 值时 为了选择正确的电路以减少误差 可将电压表一 个接头分别在a b两点接触一下 如果安培表读数没 有显著变化 则P应接在 处 如果伏特表读数 没有显著变化 则P应接在 处 2 由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应 太阳能电池就是依据光伏效应设计的单 晶硅太阳能电池 在正常阳光照射下 光电转化效率可达 23 单片单晶硅太阳能电 池可产生 0 6V 的电动势 可获得 0 1A 的电流 每秒种照射到这种太阳能电池上太阳光 的能量是 J 保留两位有效数字 3 如图 14 24 所示 直线A电源的路端电压U 与电流I的关系 图象 直线B是电阻R两端电压U与电流I的关系图象 把该电源与电阻R组成闭合电路 则电源的输出 P W 电源的电动势 V 电源的内电阻 E 图 14 24 B A 图 14 23 图 14 22 2 14 外电阻 r R 4 某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线 如图 14 25 所示 当 R 很大时 U 约为 3V 则电源的电动 势为 V 内电阻为 当U 2V 时 电 源的输出功率为 W 二 选择题二 选择题 1 我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为 240m 的近似圆 形轨道 当环中的电流是 10mA 时 设电子的速度是 3 107m s 则在整个环中运行的电子数目为 电子电量 e 1 6 10 19C A 5 1011 B 5 1010 C 1 102 D 1 104 2 如图 14 26 所示 均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ab边为 L1 ad边为L2 当端点 I 或 接入电路时 R I II R A L1 L2 B L2 L1 C L12 L22 D L22 L12 3 直流电动机线圈电阻为R 当电动机工作时通过的电流为I 两端电压是U 则其输出 功率是 A IU B IU I2R C IU一I2R D U2 R 4 如图 14 27 所示 三个电压表用满偏电流相同的电流表改装而成 已 知电压表V1的示数为 8V 电压表V3的示数为 5V 则关于电压表V2的示 数 下 列判定中正确的是 A 电压表V2的示数必为 3V B 电压表V2的示数必为 5V C 若三个电压表量程相同 则电压表V2的示数必为 3V D 即使三个电压表量程相同 电压表V2的示数也可能不等于 3V 5 两个电热器连接如图 14 28 所示 其中R1 R3 10 R2 R4 40 今将输入端接在电压U的电路中 那么它们功率的关系是 A P1 P2 P3 P4 B P1 P3 P2 P4 图 14 25 图 14 26 图 14 27 图 14 28 15 C P2 P1 P3 P4 D P4 P3 P2 P1 6 如图 14 29 所示为甲 乙两灯泡的I一U图象 根据图象 计算甲 乙两灯泡并联在电压为 220V 的电路中 实际发光的 功率约为 A 15W 30W B 30W 40W C 40W 60W D 60W 100W 7 如图 14 30 所示 直线OAC为某一直流电源的总功率P总 随电流I的变化图线 抛物线OBC为同一电源内部的发热功 率Pr随电流I的变化图线 若线段AB对应的横坐标为 2A 那 么AB的长度所表示的功率及电流I 2A 时所对应的外电阻分别 为 A 2W 0 5 B 4W 2 C 2W 1 D 6W 2 8 如图 14 31 所示 电源电动势E 80V 内阻r 5 6 各电阻阻值分 别为R1 6000 R2 4000 R3 0 3 R4 6000 R5 0 1 R6 0 2 R7 8000 估算R7消耗的功率 A 0 55W B 0 67W C 0 78W D 0 81W 9 在图 14 32 的电路中 已知电容C 2 F 电源电动势E 12V 内电阻不计 R1 R2 R3 R4 1 2 6 3 则电容器极板a所带的电荷量为 A 8 10 一 6C B 4 10一 6C C 4 10一 6C D 8 10一 6C 10 如图 14 33 所示 直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像 直线B为电源b的 路端电压与电流的关系图像 直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像 将这 个电阻R分别接到a b两电源上 那么 图 14 29 图 14 30 图 14 31图 14 32图 14 33 16 A R接到a电源上 电源的效率较高 B R接到b电源上 电源的输出功率较大 C R接到a电源上 电源的输出功率较大 但电源效率较低 D R接到b电源上 电阻的发热功率和电源的效率都较高 11 在如图 14 34 所示电路中 当变阻器R3的滑片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 12 关于电源电动势的说法错误的是 A 电源电动势等于内外电路电势降落之和 B 电源电动势等于外电路的路端电压 C 电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压 D 电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领 13 如图 15 35 所示 电路两端的电压保持不变 当滑动 变阻器的滑动触头P向右移动时 三个灯泡亮 度的变化情况是 A L1变亮 L2和L3皆变暗 B 变暗 不能确定 变暗 1 L 2 L 3 L C 变暗 变亮 变亮 1 L 2 L 3 L D 变亮 变亮 变暗 1 L 2 L 3 L 14 电源的电动势和内电阻都保持一定 在外电路的电阻逐渐变小的过程中 下面说法错 误的是 A 路端电压一定逐渐变小 B 电源的输出功率一定逐渐减小 C 电源内部消耗的电功率一定逐渐变大 D 电源的输出电流一定变大 15 如图 15 36 所示当可变电阻R的滑片向b端移动时 通过 电阻R1 R2 R3的电流强度I1 I2 I3的变化情况是 图 14 34 图 14 35 17 A I1变大 I2 I3 变小 B I1 I2 变大 I3 变小 C I1 变小 I2 I3 变大 D I1 I2 变小 I3 变大 16 如图 15 37 所示 电源E的电动势为 3 2V 电阻R的阻值为 30 小灯泡L的额定 电压为 3 0V 额定功率为 4 5W 当开关 S 接位置 1 时 电压表读数为 3V 那么当开 关 S 接位置 2 时 小灯泡L的发光情况是 A 很暗 甚至不亮 B 正常发光 C 不正常发光 略亮 D 小灯泡有可能被烧坏 17 在比较精密的电子设备中 其电源跟负载之间的保护不是用普通的保险丝 而是广泛 用保险电阻 当电流超过正常值时 这种保险电阻能够迅速熔断 它的阻值从 0 1 到 10 不等 关于它们的熔断时间跟阻值的关系 你认为正确的是 A 阻值越大 熔断时间越长B 阻值越小 熔断时间越短 C 阻值越大 熔断时间越短D 熔断时间长短与阻值大小无关 18 如图 15 38 所示电路中 下列说法中正确的是 通八达 1212 2 2RRCC 开关处于断开状态 电容 C2 的电量大于 C1 的电量 开关处于断开状态 电容 C1 的电量大于 C2 的电量 开关处于接通状态 电容 C2 的电量大于 C1 的电量 开关处于接通状态 电容 C1 的电量大于 C2 的电量 A B C D 19 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝 电动机带动风叶转动 电热丝给空气加热 得到热风将头发吹干 设电动机线圈电阻为R1 它与电热丝电阻值R2 串联后接到直 流电源上 吹风机两端电压为U 电流为I 消耗的电功率为P 则有 UIP 21 2 RRIP UIP 21 2 RRIP A B C D K C1 C2 R1 R2 图 14 36 图 14 37 图 14 38 18 20 有人在调试电路时 用一个 100k W 的电阻和一个 300k W 的电阻 8 1 8 1 串联 作为 400 k 的电阻使用 此时两只串联电阻允许耗散的最大功率为 A B C D 21 在图中 14 39 所示的电路中 A B C分别表示理想电流表或电压表 它们的示数以 安或伏为单位 当电键 S 闭合后 A B C三块表的示数分别为 1 2 3 时 灯L1 L2 恰好正常发光 已知灯L1 L2的额定功率之比为 3 1 则可判定 A A B C均为电流表 B A B C均为电压表 C B为电流表 A C为电压表 D B为电压表 A C为电流表 三 实验题三 实验题 22 图 14 40 甲为某一热敏电阻 电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的I一U 关系曲线图 1 为了通过测量得到图甲所示I一U关系的完整曲线 在图乙和图丙两个电路中应选择的 是图 简要说明理由 2 在图丁电路中 电源电压恒为 9V 电流表读数为 70mA 定值电阻R1 250 由热敏电 阻I一U关系曲线可知 热敏电阻两端的电压为 V 电阻R2的阻值为 3 举出一个可以应用热敏电阻的例子 23 我们都有这样的体验 手电筒里的两节干电池 用久了以后 灯丝发红 这就是我们常说的 电池没电了 有人为了 节约 在手电筒 W 2 1 W 4 1 W 6 1 W 8 1 图 14 39 图 14 40 图 14 41 19 里装一节新电池和一节旧电池搭配使用 为了检验此人的做法是否合理 某同学设计了 下面的实验 1 用图 14 41 甲所示的电路分别测量新旧电池的电动势和内阻 并把测量结果描绘成 14 41 乙图所示的图像 由图像可知 新电池的电动势El V 内阻r1 旧电池的电动势E2 V 内阻r2 2 已知小灯泡上标有 3V 2W 若把新旧干电池各一节串联做电源 则电源的效率 保留两位有效数字 3 上小题中 新 旧电池提供的电功率分别是 W和 W 旧电池本身 所消耗的电功率是 W 小灯泡实际消耗的电功率是 W 4 你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理 简述理由 24 如图 14 42 A中电源电动势为E 其内阻可以忽略 Rl为滑动变阻器 R2为电阻箱 A为电流表 用此电路 经以下步骤可近似测得A的内阻RA 闭合Sl 断开S2 调节 Rl 使电流表读数等于其量程I0 保持Rl不变 闭合S2 调节R2 使电源表读数等于 然后读出R2的值 取RA R2 2 o I 1 按图A所示电路 在图B所给出的实物图中画出连接导线 2 真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差 即 试导出 A A R RR 2 它与电源电动势E 电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式 图 14 42 20 25 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究这一现象 用实验得到如下 数据 I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压 I A 0 120 210 290 340 380 420 450 470 490 50 U A 0 200 400 600 801 001 201 401 601 802 00 1 在方框图中画出实验电路原理图 可用的器材有 电压表 电流表 滑动变阻器 0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在图中描出小灯泡 的 U I 曲线 3 现在测得一个电池 的电动势是 1 5V 内阻是 2 0 问 将本试验的小灯 泡接在该电池两端 小灯泡的 实际功率是多少 简要写出 求解过程 若需作图 可以在图中画出 四 计算题四 计算题 26 一台电风扇的额定功率是 60W 内电阻为 2 当它接在 220V 的电压下正常运转 求 1 电风扇正常运转时 通过它的电流强度多大 每秒钟有多少电能转化为机械能 2 若接上电源后 电风扇因故不能转动 这时通过它的电流强度多大 电风扇实际消耗 的电功率多大 1 6 1 2 0 8 0 4 U V I A 00 10 20 30 40 5 2 0 21 27 在如图 14 43 所示电路中 直流发电机E 250V r 3 R1 R2 1 电热器组中装有 50 只完全相同的电热器 每只电热器的额定电压为 200V 额定功率为 1000W 其他电阻 不计 并且不计电热器电阻随温度的变化 问 1 当接通几只电热器时 实际使用的电热器都能正常工作 2 当接通几只电热器时 发电机的输出功率最大 3 当接通几只电热器时 电热器组加热物体最快 4 当接通几只电热器时 电阻Rl R2上消耗的功率最大 5 当接通几只电热器时 实际使用的每只电热器中电流最大 28 在如图 14 44 所示的电路中 电源的电动势E 3 0V 内 阻r 1 0 电阻 R1 10 R2 10 R3 30 R4 35 电容器的电容C l00 F 电容器原来不带电 求 接通开关S后流过R4的总电荷量 图 14 43 图 14 44 22 29 图 14 45 是用高电阻放电法测电容的实验电路图 其原理是测出电容器在充电电压为 U时所带的电荷量Q 从而求出其电容C 该实验的操作步骤如下 按电路图接好实验电路 接通开关S 调节电阻箱R的 阻值 使微安表的指针接触满刻 度 记下这时的电压表读数 U0 6 2V 和微安表读数 I0 490 A 断开电键S并同时开始计时 每隔 5s 或 10s 读一次微安表的读数i 将读数记录在预 先设计的表格中 根据表格中的 12 组数据 以t为横坐标 i为纵坐标 在坐标纸上描点 图中用 表示 则 1 根据图示中的描点作出图线 2 试分析图示中i t图线下所围的 面积 所表示的物理意义 3 根据以上实验结果和图线 估算当电容器两端电压为U0时所带的电荷量Q0 并计 算电容器的电容 图 14 45 23 30 加速度计 作为测定运动物体加速度的仪器 已被广泛应用 图 14 46 甲所示为应变 式加速度计的原理图 支架AB固定在待测系统上 滑块穿在AB之间的水平光滑杆上 并用轻弹簧连接在A端 其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动 随着系统沿水 平方向做变速运动 滑块相对于支架将发生位移 并通过电路转换成电信号从电压表输 出 已知电压表量程为 8V 滑块质量m 0 1kg 弹簧劲度系数k 20N m 电源电动势 E 10V 内阻不计 滑动变阻器总电阻值R 40 有效总长度l 8cm 当待测系统静上时 滑动触头P位于变阻器R的中点 取A B方向为速度正方向 1 确定该加速度计测量加 速度的范围 2 为保证电压表能正常使 用 图甲电路中电阻R0至少 应为多大 3 根据R0的最小值 写出待测系统沿A B做变速运动时 电压表输出电压UV与加速度a 的关系式 4 根据R0的最小值 将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度 将对应的加速度 值填入图乙中电压表盘的小圆内 图 14 46 24 31 如图 14 47 所示的电路中 用电动势E 6V 的电池组向电阻R0 15 额定电压 U0 4 5V 的灯泡供电 移动滑动变阻器 R 的滑动片 使灯泡正常发光时 电流表的示 数为 0 6A 不计电源和电流表的电阻 求 1 变阻器消耗的电功率 PR 电路的效率 灯泡消耗的功率为有效功率 2 为了使灯泡正常发光 同时要求电路有尽可能大的效率 在只能利用原有器材的 情况下 如何选择变阻器的连接 此时效率 M为多少 第十四章节恒定电流参考答案 第十四章节恒定电流参考答案 参考答案已经改变间距和一些公式参考答案已经改变间距和一些公式 小试身手答案小试身手答案 1 1 1 C 2 B 1 2 C 2 1 1 A 2 0A 2 2 CD 2 3 AC 图 14 47 25 3 1 A 3 2 C 3 3 D 3 4 10A 6 25 1019个 3 5 32 321 3232 1 2 1 2 1 RR R RR R RRR R R R U U 3 32 2 1 2 3 3 2 R RR I I R R I I 2 32 2 321 22 21 22 11 2 1 RR R RR IU IU IU IU P P 4 1 3 2 8 10 3 4 2 16 9 2 1 4 3 D 5 1 BD 5 2 C 5 3 电压表示数变大 电压表示数变小 电流表示数变大 5 4 解析 电路只接通 K1 K2时 电路电动势 120V 设框内电阻为 R1 则 I 则 R1 R左 R右 2r 6 R1与 R左 R右串联 2rRRR 1出出 I 当电路只接 K2 K3时 R2 8 则 R2与 R右串联 5 2R2 60 I 2 在虚线框内 R1 R2组成电路应为图所示 当电路中只接通 K1 K3时 电路应是 R左 R1 R2串联2 5A 2886 60 rRRR 60 I 出21 6 1 B 6 2 解 解 通过R的电流为 I U R AA 6050 2 5 电动机的电功率PUIWW 505250 电动机的热功率PI RWW 热 22 51640 电动机的机械功率PWWW 机 25040210 6 3 解析 当其中一个电阻断路后 电流表 电压表均有示数 说明R1和R3都没有 断路 所以只能是R2发生断路 此时R1上没有电流通过 电压表测量的是路端电压 U 3 2 V 电流表测量的R3中电流也是干路中电流I 0 80 A 26 所以 R3 4 8 0 2 3 I U R2断路前 路端电压U0 I3R3 0 75 4 V 3 V 对R1和R2串联的支路 加在R1两端的电压 U1 3 V 2 V 1 V I1 0 25 A 1 1 R U 4 V 1 R2的大小 R2 8 A 0 25 V 2 则R2断路前 电路中总电流I0 I1 I3 0 25 0 75 1 A 根据全电路欧姆定律 R2断开前 E U0 I0r 3 V r R2断开后 E r 3 2 0 8r U I 联解上述两式得 E 4 V r 1 7 1 解析 因为电流表和Rx串联 其读数I等于通过Rx的电流IR 电压表并联在电 流表和 x的两端 故电压表读数U大于Rx两端的实际电压 R Rx的测量值 R测 Rx的真实值 真 R I U I U R R 1 0 2 01 010 I IRU I U R AR 真 99 8 答案 大 99 8 7 2 1 电表过载而把滑动片P放在a处 2 D F D 3 1 5 1 0 8 1 D 8 2 D 章节练习答案章节练习答案 一 填空题一 填空题 1 a b 2 0 26 3 6 4 5 0 75 1 5 4 3 1 2 二 选择题 1 A 2 D 3 C 4 C 5 C 6 C 7 A 8 C 9 D 10 C 11 B 12 B 13 D 14 B 15 D 16 A 17 C 18 A 19 B 20 C 21 D 三 实验题 22 1 乙 电压可以从0V调到所需电压 调节范围大 2 5 2 111 8 3 热敏温 27 度计 23 1 1 5 0 3 1 2 4 2 5l 3 0 46 0 37 0 38 0 42 4 不合理从 上述计算可见 由于旧电池内阻太大 使得旧电池本身消耗的电功率大于它所提供的电功 率 而小灯泡实际消耗的电功率远小于它的额定功率 24 1 电路如图 2 I I R2 R2 又有Io 联立 得 25 1 如图 1 2 见图 2 3 做出电池的 U E Ir图线如图 2 电池和灯泡串联在同 一电路中 流过它们 的电流相同 为 0 35A 灯泡两端电压 为 0 8V 得小灯泡实际功率为 0 28