高三总复习恒定电流练习[1].doc

恒定电流知识梳理一、导体中的电场和电流 1. 导线中的电场形成因素：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。2. 电流导体形成电流的条件：要有自由电荷导体两端形成电压。电流定义：通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。公式：电流是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。单位：A， 1A=103mA=106A微观表达式:I=nqvs，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷电荷量，s是导体的横截面积，v是自由电荷的定向移动速率。（适用于金属导体）.电流的分类：方向不改变的电流叫直流电流，方向和大小都不改变的电流叫恒定电流，方向改变的电流叫交变电流。二、电动势1. 物理意义：反映电源把的能其他形式转化为电势能本领的大小的物理量，它由电源本身的性质决定。2. 大小（在数值上等于）在电源内部把1C的正电荷在从负极送到正极非静电力所做的功。 电源没有接入电路时两极间的电压。在闭合电路中内外电势降落之和。三、电阻定律、电阻率1. 电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料及温度有关，公式：2. 电阻率：上式中的比例系数（单位是m） ，它与导体的材料温度有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量，数值上等于长度1m，截面积为1m2导体的电阻值。金属导体的电阻率随温度的升高而变大可以做电阻温度计用，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。四、欧姆定律 1. 内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。2. 公式：3. 适用条件：适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体元件并不适用。4. 导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U，表示纵坐标电流I，画出的I-U关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。五、电功和电功率、焦耳定律1. 电功 ：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流，在此过程中电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功，用W=Uq=UIt来计算。IU2. 电功率：单位时间内电流所做的功，P=W/t=UI3. 焦耳定律：电流流过导体产生的热量，有Q=I2Rt来计算六、伏安特性曲线：1. 定义：导体的电流随电压变化的关系曲线叫做伏安特性曲线。如图所示2. 意义：斜率的倒数表示电阻。3. 对于金属、电解液在不考虑温度的影响时其伏安特性曲线是过原点的倾斜的直线，这样的导体叫线性导体，否则为非线性导体。七、闭合电路的欧姆定律1. 主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。闭合电路欧姆定律的表达形式有：（1）E=U外+U内 （2） （I、R间关系）（3）U=E-Ir（U、I间关系） （4）（U、R间关系）o RP出Pmr从（3）式看出：当外电路断开时（I = 0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。2. 电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率P出=UI电源内部消耗的功率Pr=I 2r 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。R1R2R3R4E r3. 变化电路的讨论。Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im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。以右图电路为例：设R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。总结规律如下：总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；变化电阻本身和总电路变化规律相同；和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）。a bA1 A A2PE r4. 闭合电路的U-I图象。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）。IRXa bUPIXI /r5. 滑动变阻器的两种特殊接法。在电路图中，滑动变阻器有两种接法要特别引起重视：右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。右图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I / 先减小后增大。6. 断路点的判定。当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判定断路点：凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的；两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。题型讲解1. 电阻定律、电阻的串联l 材料的电阻率随温度变化的规律为0(1+at),其中称为电阻温度系数，0是材料在t=0 时的电阻率.在一定的温度范围内是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0 时，铜的电阻率为1.710 8 m,碳的电阻率为3.510 -5m,附近，在0 时，.铜的电阻温度系数为3.910 3 -1,碳的电阻温度系数为-5.010-4-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。2. 电路结构R1R2VPAab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40 C. 当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 V D. 当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 V3. 电路的动态变化问题如图电路中，当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（ ） A.电压表示数增大，电流表示数减少B.电压表示数减少，电流表示数增大C.两电表示数都增大D.两电表示数都减少4. 电功和电功率如图8所示，电阻和电动机串连接到电路中，且电阻和电动机线圈的电阻相等，接通电键后，电动机正常工作，设电阻和电动机两端的电压分别为和。经过时间，电流通过电阻所做的功为，产生的热量为；而电流通过电动机所做的功为，产生的热量为。则有 .，= .=，= .， .，=12年高考真题1.（2012浙江卷）.功率为10w的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代。估算出全国一年节省的电能最接近（ ）A.8108KWh B. 81010KWh C. 81011KWh D. 81013KWh 2（2012上海卷）当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）（A）3V，1.8J（B）3V，3.6J（C）6V，1.8J（D）6V，3.6J3（2012上海卷）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）（A）总功率一定减小（B）效率一定增大（C）内部损耗功率一定减小（D）输出功率一定先增大后减小4(2012全国理综).一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为A.3.910-2度B.5.510-2度C.7.810-2度D.11.010-2度5(2012全国理综).在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1，2、3接线柱之间的电阻为1.5，1、3接线柱之间的电阻为2.5。（1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式；（2）如果将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为_。6（2012北京高考卷） 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为_mm（该值接近多次测量的平均值） （2）用伏安法测金属丝的电阻Rx实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020，额定电流2A)、开关、导线若干某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_图(选填“甲”或“乙”)VARSRxRS图2乙甲VARx （3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端0 I/A 图4U/V 0.5 1.5 2.5 2.0 1.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表 不至于被烧坏PRx图3 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出UI图线由图线得到金属丝的阻值Rx=_(保留两位有效数字) （5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_(填选项前的符号) A110-2m B110-3m C110-6m D110-8m （6）任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_(有多个正确选项) A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差7.（2012四川卷）（16分） 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9kW，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为1l03kg/m3，重力加速度取10m/s2。求： (1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。8（2012天津卷）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻，他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示，已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验。实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 （填步骤的字母代号）A合上开关S2B分别将R1和R2的阻值调至最大C记下R2的最终读数D反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为rE合上开关S1F调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数仍为I1，记下此时G1的示数仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻Rs的表达式，Rs= 9.（2012安徽卷）.（8分）图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V。（1）完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， 闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ；断开开关， 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。VA(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。21答案：（1）使滑片移到变阻器最左端；逐渐增