2021年高考物理二轮复习专题08恒定电流教学案(含解析)

1、专题08恒定电流本专题的高频考点主要集中在电能、电功率的有关计算、闭合电路的动态分析、电路的 实际应用等方面，难度适中，另外与本专题有关的电学实验是每年高考必考的内容，复习时 应理清各个根本概念，熟记各公式及其适用条件。恒定电流主要考查以电路为核心的三局部内容：一是以局部电路的欧姆定律为中心考查直流电路的根本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题；二是以闭合电路的欧姆定律为中心，考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动 势和内阴天的关系；三是以电路中的电工仪表的使用为中心，考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识

2、联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点.欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电 功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也 是高考命题热点内容之一。历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、 磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的根本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势 .重点知识梳理一、直流电路1 .电功和电热2电功 W= qU= Ult ;电热 Q= I Rt.1对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯

3、电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，2U2所以 w= Q= Ult = I Rt = t.R2对非纯电阻电路如电动机和电解槽，电能一局部转化为内能，另一局部转化为其他形式的能如机械能或化学能等，所以电功必然大于电热，即W>Q这时电功只能用W= Ult计算，电热只能用 Q= I 2Rt计算，两式不能通用.2闭合电路欧姆定律E表达形式：E= U外+ U内；I = I、R间关系：U= E IrU、丨间关系：U=R十rRR+ rEU、R间关系.注意：当外电路断开时I = 0，路端电压U等于电动势E.假设用理想电压表测量，那么读数 等于电动势，在进行断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，

4、何处两端电压等 于电动势但用电压表直接测量时，读数却略小于电动势因为有微弱电流流过电源而产生内压降 当外电路短路时R = 0，因而U外=0，电流最大，为Im E不允许出现这种情况，因为这会把电源烧坏3.电源的功率与效率1电源的功率P:也称电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式 为：P= IE普遍适用；P= = l2R+ r只适用于外电路为纯电阻的电路.R十r2电源内阻消耗功率 P内：是电源内阻的热功率，也称电源的损耗功率，计算式为：P内=I2r.3电源的输出功率 P外：是外电路上消耗的功率，计算式为：P外=IU外普遍适用;P外2E2R=I 2R= r+ r 2只适用于外电路

5、为纯电阻的电路4电源的效率：n =P夕卜UI U R P EI E_ R十 r电源的输出功率P外与外电阻R的关系:P夕卜=rER+ rE2R rR2-+ 4r由图可以看出:当R r时，电源的输出功率最大，p= E，此时电源效率n = 50%.当R> r时，随着R的增大输出功率越来越小.当R< r时，随着R的增大输出功率越来越大.当R由小于r增大到大于r时，随着R的增大输出功率先增大后减小 非单调变化.4 含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的 电压一定为零有阻无流，那么无电压二、直流电路动态分析1. 引起电路特征发生变化的主

6、要原因有：滑动变阻器滑片滑动， 使电路的电阻发生变化；开关的闭合、断开或换向 双掷开关使电路结构发生变化；电路发生短路和断路电路故障2电路动态变化问题的分析思路当电路中某处的电阻发生变化时，先由局部电阻的变化推出外电路电阻R外的变化，再由闭合电路的欧姆定律 I总= 二和U端=E I总r讨论干路电流I总的变化和路端电压 U端的 圈+ r变化，最后分析对其他局部电路产生的影响，从而分别确定各元件上其他量的变化情况使用的公式是局部电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系等注意：电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，随任一电阻的减小而减小； 电阻并联的数目越多，总阻值越小； 从电路分析角

7、度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是电路 某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题； 对电路进行简化时，电压表和电容器视为断路，电流表视为短路； 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，其所在电路中 有充、放电电流，电路到达稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无穷大的电阻，那么电容器 所在电路处可视为断路分析计算含有电容器的直流电路时应注意：电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容 器两极间的电压就等于该支路两端的电压.电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器充放电.三、与电功、电功率、电热相关问

8、题的综合分析 明晰电功、电功率、电热的概念与相互关系.电功W电热Q电功率P物理意义电流通过电路做的功，即使电荷定向移动时电场力做的功电流通过导体所做的功，电阻上所产生的热量表征电流做功快慢的 物理量，用电流所做 的功与所用时间的比 值来表示能量转化消耗的电能转化为其他形式的 能量内能、机械能、化学能等消耗的电能转化为内能任何电路W=qU=UItQ = IzRl < 焦耳 定律?W *P = =t7J t纯电阻 电路消耗的电能全*15转化为内mw =T TZUh = I2Rt = tP = UI =说明：纯电阻电路中，电功率等于热功率；非纯电阻电路中，电功率只有一局部转化成 热功率纯电阻电

9、路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉、白炽灯等；非纯电阻电路中常含有 电动机、电解槽等.四、含容电路问题的综合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到达稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，电容器所处电路看做是断路，简化电路时可去掉它简化后假设要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上在具体方法上要注意以下几点：(1) 根据Q=Cl?A Q=CXU可知，要求电容器所带电荷量以及充放电时所带电荷量的变化，关键是求电容器两端的电压(2) 在电路分析时要注意电容器所在支路的连接情况电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以此支路中的电

10、阻上无电压降，可以把与电容器串联的电阻看成导线，电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压(3) 对于较复杂的电路，经常需要将电容器两端的电势与基准点的电势进行比拟后才能确 定电容器两端的电压五、U-I图像的意义复习时注意电源的伏安特性曲线反映的是电源自身的性质，具有丰富的内涵(如图所示):1.图线与纵轴的截距表示电源的电动势；2.与横轴的截距表示短路电流3斜率的绝对值表示电源内阻；4.图线上任意一点所对应的电压和电流的比值(或者说任意一点与坐标原点0连线的斜率)表示接在外电路的电阻；5.阴影局部面积表示电流为I时，外电路电阻两端的输出功率，四边形AEOI的面积表示电源的总功率。tvvE-4、

11、 «导体的伏安特性曲线反映导体的性质如果是遵循欧姆定律的线性元件，这是一条直线电阻恒定不变(如图中直线 b所示);如果是不遵循欧姆定律的非线性元件，如气体?半导体等，就是一条曲线电阻不断变化，其曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是此时导体的电阻 或说成此点与坐标原点连线的斜率表示此时导体的电阻.六、直流电路的图象问题1三种图象的比拟图象物理意义注意问题咖絆定律 匚反映1跟U的正比关系图象的斜率表示导体的电阻，斜率越大，电阻越大图像u反映导体的伏安特 性，图象是直线表示导体 为线性元件，是曲线表示 导体为非线性元件线性元件图象斜率的倒数为导体的电阻闭E、O合电路的C/T图像U、%Zo

12、 1表示电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻注意纵坐标数值在坐标原点是否从零值开始2. 方法技巧在某段电路的U I图象中，图上任意一点的 U与I所对应的矩形面积，就是该段电路消 耗的功率，如果是电源的 U-1图象，那么图上任意一点的 U与I所对应的矩形面积，就是电源 的输出功率，通过图象的面积变化，可以分析功率的变化情况。解决图象问题应注意(1) 明确图象的研究对象。根据题目反映的物理规律确定各物理量之间的关系。(2) 识别图象中横坐标、纵坐标所代表的物理量及物理意义，明确图象的截距、斜率、图 象交点、峰值、“面积等的物理意义。(3) 对图象进

13、行分析、比拟、判断，找出规律得出结论。高频考点突破考点一、欧姆定律 电阻定律【例1】AB两地间铺有通讯电缆，长为 L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成 的，通常称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两 导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻，检查人员经过下面的测量可以 确定损害处的位置：令B端的双线断开，在 A处测出双线两端间的电阻 FA;令A端的双线断开，在 B处测出双线两端的电阻 FB；在A端的双线间加一电压 Ua,在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB.试由以上测量结果确定损害处的位置，【解析】设双线电缆每单位长度的电阻为r,漏

14、电处电阻为 R,漏电处距 A为x，题设测量过程可用如图 A-10-43-3电路表示，那么 AA/间电阻Ra伏R ； BB/间电阻RB r(LR当AA/间加电压Ua时，在BB/间用内阻很大的电压表测出的电压 Ub等于R两端电压(电缆上近U A Ubx Ra2a Ub) l似看作无电流无电势降落)，根据欧姆定律得 齐下 点，联立解得RbUa 2RaUb考点二、电功电功率电热【例2】不考虑温度对电阻的影响，对一个 "220 v , 40 w的灯泡，以下说法正确的选项是A. 接在110 V的电路上时的功率为 20 wB. 接在110 V的电路上时的功率为 10 wC. 接在440 v的电路上

15、时的功率为 160 wD. 接在220 v的电路上时的功率为 40 w【解析】解法1:由事1厂丁得灯泡的电阻二电压为no V时电压为440V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0.解法2:由，貢可知尺一定时"贸，【变式探究】有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是 0.4 A;假设把电动机接入 2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流 是1.0 Ao求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【解析】当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于 纯

16、电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时，一局部电能转化成机械能输出，但因线圈有 电阻，故又在线圈上产生内能，输入的电功率 P电=P热+ P 机 o接対电於办电动机不轻，电流FQ.4A,丰豳欧姆走律，线圈电阻卫二眾二当 援电压时，电邃尸二L0A,故输入电巩率P鱼=刃=2414 W=20 W消耗热功率P鼻=戶丘=1"如一5 W=M W故输出功率即机械功率卩机=尸 *=(2 0-0.5) W=l.5 Wcam正常工作时肄子嘏卡住，那么电能全需化成内能，故其凱功率p戶普二暂=z【答案】1.5 W 8 W考点三、闭合电路欧姆定律【例3】 在如图A-10-45-4所示电路中，电池电动势 E=5

17、V，内阻r=10 Q,固定电阻 R=90 Q, R)是可变电阳.在 R)由零增加到400Q的过程中.求：图 A-10-45-4可变电阻Ro上消耗热功率最大的条件和最大热功率.电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.【解析】回路中电流EIR r Ro，贝U R)上热功率P1i2Ro25%2(100 Ro)2252(Ro 100)2R0_400当R)=100Q时，Pi有最大值,PmaxW16内阻r和固定电阻R上消耗的热功率之和2 2P2 I 2R 12r2(90 10)(100 R0)2当 R)=400Q 时，P2有最小值，Pmin °.01W .考点四、直流电路的分析闭合电路

18、的动态分析方法(1 )程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化或开关的通断，弓I起各局部电压、电流 或灯泡明暗 发生变化，分析此类问题的根本步骤是： 由局部电阻变化判断总电阻的变化；E 由1 = F7判断总电流的变化；，据U= E Ir判断路端电压的变化；由欧姆定律及串并联电路特点判断各局部电流、电压变化。(2) 极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两 个极端去讨论。(3) 特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论。(4) 结论法：“串反“并同即某一电阻阻值变化，那么与该电阻相串联的用电器，两端电压、通过 的电流、消耗的功率都将与该电阻

19、阻值变化情况相反；与该电阻相并联的用电器，两端电压、 通过的电流、消耗的功率都将与该电阻阻值变化情况相同。例4、如下图电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器 R)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【解析】滑动变阳器皿的滑片向下滑冇 皿接入电路的电阻轉卜电踣的总电皑变小，总电浇变大， 电源的內电压娈大'外电压变小，电压表的示数变卜 山两端的电压变扎 鸟两端的电压变小，电漪表的 示数变小，A顶正确。【答案】A考点五、含电容电路的分析(1) 电容器在直

20、流电路中，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)的电阻，在电容器处电路可视为断路，分析时可以等效于拆去电容器，从而简化电路；简化后假设求电容器所带电荷量，可接在相应的位置上。(2) 电路稳定后，电容器两极的电压等于与它并联电路的电压值。(3) 当电容器与电阻串联时，电阻两端不分电压。(4) 电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。(5) 电容器带电荷量或带电荷量变化的求解方法：电容器所带电荷量用Q= CU计算，电容器所带电荷量变化用 Q= CU计算。例5、在如下图的电路中，R、R

21、、R3均为可变电阻。当开关S闭合后，两平行金属板 MN中有一带电液滴正好处于静止状态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是()1/6&11- -HIEV=XN1sitA. 增大R的阻值B.减小F2的阻值C.减小R的阻值D.增大M N间距【解析】因为册与亍板电容器串联故无论悶阻值喪大还是奕卜电容器两极板间的电压都等于 厲两端电氐 故迦页A错误，当爲阻倩减小时，电踣的电阻变小，那么电路的总电阻变小电流变犬，厲的分 压变大，电容器两极板间的电圧变大所以电场力变大油滴冋上运动，应选项B正确,甘制小比的阻11 时电路的电流也变尢 因此內电压和局的分压变大，那么局的分压变小，所以电场力变小油滴

22、向下运动, 应选项C错误；当鬻大极板间的距禽时，由E二务 电场强度变小，故电场力变小，油滴向下运动，选项D 错误，应选Be【答案】B【变式探究】科学家研究发现，磁敏电阻 GMR的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随 所处空间磁场的减弱而变小，如下图电路中，GMR为一个磁敏电阻，R R2为滑动变阻器，R、F3为定值电阻，当开关 Si和S2闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。贝U B. 只调节电阻 R当Pi向右端移动时，带电微粒向下运动C. 只调节电阻 R,当F2向下端移动时，电阻 R消耗的电功率变大D. 只调节电阻 R，当F2向下端移动时，带电微粒向下运动解析：选Ao r问右&諺M

23、寸左接入电踣阻倩増大，左侧电踣中电浣誠小，晞场减弱，此时鐵型电阻 GMRJffi值减小，右侧闭合回路中电浚吠 由*皿 可得局消耗的电功率交大，此时局两塢电 眾妻丸带电戒粒所曼电场方増大，故蒂电黴枝将向上翻b俳以A正确，E错浪j形向下謂移如h局 接入电路用值不变电路中电流不变，鼬消耗的电功率不变貼两皑电压不变，电容器两端分压埴大，芾 电続粒冋上运动故CD错误。考点六、考查U-I图像电源的伏安特性曲线反映的是电源自身的性质，具有丰富的内涵如下图：1. 图线与纵轴的截距表示电源的电动势；2. 与横轴的截距表示短路电流；3. 斜率的绝对值表示电源内阻；4. 图线上任意一点所对应的电压和电流的比值或者说

24、任意一点与坐标原点0连线的斜率表示接在外电路的电阻；5. 阴影局部面积表示电流为I时,外电路电阻两端的输出功率，四边形AEOI的面积表示电源的总功率。(7/V导体的伏安特性曲线反映导体的性质 如果是遵循欧姆定律的线性元件，这是一条直线,电阻恒定不变如图中直线b所示;如果是不遵循欧姆定律的非线性元件,如气体？半导体等,就是一条曲线电阻不断变化,其曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是此时导体的电阻 或说成此点与坐标原点连线的斜率表示此时导体的电阻.例6、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

25、压表得到的多组读 数描绘出的U-I图像应是FS【解析】由于小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，在图像上某点到原点连线的斜率应越来越大,C正确【答案】C【变式探究】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率R和电源内部的发热功率 Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知尸A. 反映Pr变化的图线是bB. 电源电动势为 8 VC. 电源内阻为1 QD. 当电流为0.5 A时，外电路的电阻为 6 Q【解析】宙题意可知R二4变化曲线应该是巾且由图象可求得电源内阻rWG,选项A, C错误j 由見二瓯 可求得电源

26、电动势Q4 ,选项B错误：由圈象及闭合电踣欧姆罡律片帀 +盘可枫 当电流0.5盅时外电路的电阻为6选项D 1E确。应选恥【答案】D真题感悟1 . 2021 -全国卷H】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1-所示电路开关 S断开且电流稳定时， C所带的电荷量为 Q;闭合开关S,电流再次稳定后，C所带的电荷量为 Q.Q与Q的比值为E图1-2代5 B.3 C- D.5【答案】C【解析】 由条件及电容定义式 C= Q可得：Q= UC, Q = L2C,那么Q = U.J£ (X+R)H書聲J嗚二技+ 丘+北+RS闭合时等效电路如图乙所示U2=R- RR+ RR. RR+

27、 RE=3e，那么卜U2=5故C正确2.【2021 江苏卷】如图1-所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Q,四个电阻的阻值已在图中标出闭合开关S,以下说法正确的有UOU V.图1-A. 路端电压为10 VB. 电源的总功率为 10 WC. a、b间电压的大小为 5 V【答案】AC【解析】设四个电阻的尊效电阻为心，由瓷二":罰虎二° 由冈舍电賂欧肖运律絶 &缶和沪 Z设路端电压为S那么*耳尸LmiMROS选 项左正确M电源的总功率P二也二口 W,选项B请團 盪电源员极电势为0卩 那么口点电势辄二0"巧12 -0=2.5 V点电势利二O3A*L,I2

28、 0二了予 V,那么两点的电势差 la=2J V-7.5 V= - 5 V, 所以g力间电压的大小対选顷C正确 当将趴也两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时 »两点电势相羊，其移效电路凰如團断示声中一个并麻电路的等散电阻为切5显然总电阴为初0, 电溢片佥=焉亠 应选项D 瞬snInis n(hisiTsn12V.2 Q Q1| -3. 【2021 天津卷】如图1-所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.以下说法正确的选项是 A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表 V示数变大C.当滑动变阻器的滑动

29、触头P向上滑动时，电流表 Al示数变大D. 假设闭合开关S,那么电流表Ai示数变大，A示数变大【答S1B【解析】滑动变阻器的消动触头尸向上滑动吋，滑动变阻器接入电踣的阻信变大，总电 阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减心凡消耗的功率变小，A错误干路中 的电溢娈小，陌两端的电压娈小，并嚴电略的电压变犬，即电JE表V示数变大，B正确由于变压器副线 圈干路中的軸極卜所次原线圈中的电卞施卜，即电流表旳的示数变小，£错误管闭合幵关S后，并联 电路的阻值变叽总电阻也变小，干齬中的电流更匕局两醐的电压变九并脈电踣的电JE变小通过鹿 的电流变小，即电漩表角示数变小，因变压器的功率

30、变大J故电流表吗示数喪大P D错罠4. 【2021 天津卷】3某同学想要描绘标有“ 3.8V,0.3A字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整可供该同学选用的器材除了开关、导线外, 还有：电压表V量程03 V，内阻等于3 k Q电压表V2量程015 V，内阻等于15 k Q电流表A量程0200 mA,内阻等于10 Q电流表A量程03 A，内阻等于0.1 Q滑动变阻器 R010 Q,额定电流 2 A滑动变阻器 R01 k Q,额定电流 0.5 A定值电阻F3阻值等于1 Q定值电阻F4阻值等于10 Q定值电阻F5阻值等于1 k Q电源EE= 6 V，内阻不计 请画出实验电路图

31、，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁. 该同学描绘出的I - U图像应是图中的 .图1-【答案】 电路如图1-所示 B图1-【解析】电压表和定值电咀咼串联，刖改装成量程为0-4 V的电圧表电流表扣与定值电阻屁并联，可改装成量程为0-0.4A的电流喪，待测小灯泡的电阻很小故电溢表采用夕除法.小灯泡的电阻随着溫度的升高而变尢，所以E正确.5. 【2021 浙江卷】某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kQ分连线图，待测电阻为图 2中的R,其阻值约为5 Q.S1ffil图1-8、导线连接测R阻值的最优连接方式为导线连接 (填“ a或“ b)填 “ c 或“ d.艮的边长是R

32、正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R的阻值为Q.U/V0.400.801.201.602.002.40I /A0.090.190.270.350.440.53(3)图2中艮与R是材料相同、厚度相等、外表为正方形的两导体,1的币，假设测F2的阻值，那么最优的连线应选 (填选项)A. 连接a,连接c B 连接a,连接dC.连接b,连接c D 连接b,连接d【答案】a d(2) 如下图 4.44.7B又知滑动匍阳器采用分压【解析】因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值故采用电溢表外接法电路接线，故测山阻值的最优连接方式为导线连接血导线连接也作圍如團所示，那么島二等二磊 24一4Q3根据电阻定律可得

33、 R= p dL=_d，故R,要测Ra的阻值，与测量 R样，最优的 连线应连接a,连接d,故B正确.6. 【2021 北京卷】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合.为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是A. 个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B. 个伏特表和多个定值电阻C. 一个安培表和一个电阻箱D. 两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D【解析】 由闭合电路欧姆定律可知 E= UIr，经变形可得U- rI + E测量 电源电动势和内阻的实验通过改变外电路的电阻可以得到多组I和U,再通过描点法得到 U-I图像，图像的斜率 k =- r，

34、从而得到r = - k,图像的纵截距 b= E.选项A中可以通过安培表和伏特表的读数得到外电压和干路电流，如下图，所以选项A可取.选项B中可以通过伏特表的读数和假设干定值电阻的实际阻值大小计算出干路的电流大小, 实验电路图如下图，所以选项B可取.选项C中可以通过安培表的读数和电阻箱的取值得到外电压的大小，实验电路图如图所 示，所以选项C可取.选项D中无法得到外电压，所以选项D不可取.7. 【2021 四川卷】 n. J7用如图1-所示电路测量电源的电动势和内阻实验器材：待 测电源电动势约3 V，内阻约2 Q，保护电阻 R阻值10 Q 和 艮阻值5 Q ，滑动变阻 器R,电流表A,电压表V,开关

35、S,导线假设干.实验主要步骤:(i) 将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ii) 逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I ；(iii) 以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U I都用国际单位)；(iv) 求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.持测电瀬 图1-答复以下问题：(1) 电压表最好选用 ；电流表最好选用 .A. 电压表(03 V，内阻约15 k Q)B. 电压表(03 V，内阻约3 k Q)C. 电流表(0200 mA,内阻约 2 Q)D. 电流表(030 mA,内阻约 2 Q)(2) 滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表

36、示数增大两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是.A. 两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B. 两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C. 一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D. 条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3) 选用k、a、R和R表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=, r =，代入数值可得 E和r的测量值.【答案】(1)A C (2)C(3) ka k R【解析】(1)电压表内阻越大，分得的电流越小，误差也就越小，所以选内阻较大的A电压表；当滑动变阻器接入电路阻值最小时通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小

37、 约为I = E疋176 mA所以选量程为 200 mA的C电流表.R + R?+ r60 C时阻值为650.0 Q.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.电源电阴霜rf.厂箱敏电阻报警胖开关潯动变阻體图1-电路中应选用滑动变阻器(填“ R 或“ R').按照以下步骤调节此报警系统: 电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为Q;滑动变阻器的滑片应置于填“ a或“ b端附近，不能置于另一端的原因是 将开关向 填“ c或“ d端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至4保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.由电路分析可知滑片从左向

38、右滑动，电压表示数娈大，意味着滑动冬阻器接人电路局部的阻值増 大，一导线接金属杆左端一导线接电阻丝左端那么滑片从左向右滑训邯目值增大J符合题意.3由E= U+Ir + R2，得U=-I r + R+ E,比照U-I图线可知，图像斜率的绝对值k=r + R，所以电源内阻r = k R;令U= 0，得I =-,图线在横轴上的截距为 a,所以r 十 r> kEa= I = k，贝V E= ka.8. 【2021 -全国卷I】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度到达或超过 60 C时，系统报警提供的器材有：热敏电阻，报警器内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警，电阻箱最大阻

39、值为999.9 Q,直流电源输出电压为U,内阻不计，滑动变阻器R最大阻值为1000 Q，滑动变阻器 R最大阻值为2000 Q，单刀双掷开关一个，导线假设干.在室温下对系统进行调节，U约为18 V, Ic约为10 mA流过报警器的电流超过 20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在2R2 3650.0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏c报警器开始报警【解析】1电路如下图.在室温下对系厮8行调节，己知/约內18 V, 约为10 mAj流过报警器的电流超过MmA时，1 Q1 fl报警器可能损坏，可知外电卩目的取值范围是亦磊押=900ZW远卷前=

40、1他血报雲器的电阻是650.0劭所決滑动变阻器阻值的取值范围在到1150 n之间，所決滑动变期器应 该选忌3电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻，阻值应为650.0 Q,滑动变阻器刚开始应置于b端，假设置于另一端，接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏；实验调试时，将开关置于 c端，缓慢调节滑动变阻器，直至报警器开始报警.9.【2021 北京卷】1热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中图1-为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力选填“增强或“减弱；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更选填“敏感【答案】增强敏感

41、【解析】由题目图像可知，随温度升高热敏电阻的阻值明显减小，所以导电能力增强.又由图像可知，随温度变化，热敏电阻的电阻变化更明显，所以更加敏感.10. 【2021 全国卷H】 某同学利用图a所示电路测量量程为 2.5 V的电压表V的内阻内 阻为数千欧姆，可供选择的器材有：电阻箱 &最大阻值99 999.9 Q，滑动变阻器 R最大 阻值50 Q ，滑动变阻器 R最大阻值5 k Q ，直流电源 巳电动势3 V，开关1个，导线假设干.实验步骤如下:图1-按电路原理图(a)连接线路; 将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S； 调节滑动变阻器，使电压

42、表满偏； 保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值.答复以下问题:(1) 实验中应选择滑动变阻器 (填“ R或“ R'). 根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.图1-(3) 实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 Q,假设认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 Q (结果保存到个位).(4) 如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号)A. 100 卩 A B . 250 iAC. 500 A D .1 mA【解析】1此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验

43、，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R.近佩认为电压表所在支踣的总电压不变，且济过电压表与电阻箱的电流相等由串联分压特点知瓷= 2 5-2,那么 宇二 4J?二 2 戏0 罷竹因电压表是由一个表头和电职串联构亦表头允许的最大电流不会因此改变那么由欧脚定律可絶1 l乔一刼畑1认11. 2021 全国卷川】某同学用图1-中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁未画出的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直.图1-1在图中画出连线，完成实验电路要求滑动变阻器以限

44、流方式接入电路，且在开关闭 合后，金属棒沿箭头所示的方向移动.2为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A. 适当增加两导轨间的距离B. 换一根更长的金属棒C. 适当增大金属棒中的电流其中正确的选项是填入正确选项前的标号(2) AC【解析】眼谎武接注姜求滑动剩且器搂线时只能连接上一下硒个接线柱；祗铁N极位于上方, 说明确感线问下孑开关闭合后金属棒往右运动说明棒爱到向右的安培力F由左手定那么可知电流应垂 直纸面向外圉指向讪?所次应撕电源正极令关动变阻器接线柱-滑动变阳器上接线林十电溢 表7旳电源员极啲顺序连接回路.1 2(2)由动能定理BIL s= 2mV 0可知，要增大金属棒离

45、开导轨时的速度 v,可以增大磁感 应强度B增大电流I、增大两导轨间的距离 L或增大导轨的长度 s ;但两导轨间的距离不变 而只是换一根更长的金属棒后，等效长度L并不会发生改变，但金属棒的质量增大，故金属棒离开导轨时的速度 v减小.12. 2021 江苏卷】小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系该金属电阻在常温下的阻值约10 Q, R随t的升高而增大实验电路如下图，控温箱用以调节金属电阻的温度.实验时闭合S,先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1, t2,和电流表的相应示数 丨1,丨2,.然后将开关 K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次 为11, 1

46、2,，分别记下电阻箱相应的示数R, F2,.图1-(1) 有以下两种电流表，实验电路中应选用 .A. 量程0100 mA,内阻约 2 QB. 量程00.6 A，内阻可忽略 实验过程中，要将电阻箱的阻值由 9.9 Q调节至10.0 Q,需旋转图中电阻箱的旋钮a “ b “ c，正确的操作顺序是 将旋钮a由“0旋转至“ 1 将旋钮b由“9旋转至“ 0 将旋钮c由“9旋转至“ 0(3) 实验记录的t和R的数据见下表:温度t ( C)20.040.060.080.0100.0阻值R Q)9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在方格纸上作出F-t图线.图1-由图线求得R随t的变化关系为R

47、= Q.【答案】(1)A(2)(或)(3) (见以下图)0. 04t + 8.8(0.04 t + 8.6 0.04 t + 9.0 都算对)6080 100 120E 1.5 V总电阻为 20 Q,那么电流 I = 0.075 A = 75 mA<100 mA,应选量程为 0100 mARR、20 L2的电流表比拟精确，即选 A.(2) 调电阻箱时要注意的是不能使电流超过电流表的量程，也就是不能先将b、c旋钮先旋转至“0，因为此时电阻箱相当于导线，电流表可能会烧坏因此必须先将a旋钮由“ 0旋转至“ 1 ，再将b、c旋钮旋转至“ 0.根拐農中数瘗在方格纸上描点，并ffitS点的分布特点作

48、出皿團像，如上色且使直尽可能通过 更多的点、把两个在直线上的点的数据代入直线方程虛二加+D,列出方程组，求出*=0一仏 28$即丘 二Qg 十 &&1. 【2021 安徽 17】3.根长为L,横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为p。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。那么金属棒内的电场强度大小为2a. mv 2eL【答案】CB2mv SneC.p nev D . evSLULUIRE【解析】R , I=neSv ,S ,L，联立得E=p nev，应选Co2. 【2021 北京 19】6

49、.如下图，其中电流表 A的量程为0.6A，表盘均匀划分为 301个小格，每一小格表示0.02A ; R的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的22倍。假设用电流表 A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，那么以下分析正确的选项是A. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示 0.01A【答案】C【解析】A.B.当接线柱1、2接入电路时，电阻Rl与电流表内阻并联后等效阻值为电流表电阻的3，由于电流表的满偏电压为定值，故量程扩大为原

50、来的3倍，那么每小格变为 0.02 X3=0.06A，选项A.B均错误。C.D.当接线柱1、3接入电路时，电阻 Rl与电流表内阻并联后再和电阻R2串联，但串联的电阻 R2对于电流表量程无影响，故每一小格仍为0.06A，选项C正确，选项D错误。应选Co1. 【2021 天津卷】如下图，电路中 R、F2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,电路到达稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变以下某一个条件，油滴仍能静止不动的是A. 增大R的阻值B. 增大R的阻值C. 增大两板间的距离D. 断开开关S【答案】B【解析】此题考查含有电容器的动态电路及曼力平衡等

51、知识点，为了保证带电油滴悬睜在两槻之间静 止不动，就要使电容器两板之间的场强左不基电路稳定后，和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压 不产生影朝而馱局的阻值将使电容器两端的电压增大，根据*舸知E増大,故麒局 的咀值，电容器两端的电压不变起不变，故E正甌 増犬两板间的距离减小，故空错曷断开开关脇 电春器两端的电圧发生改娈D错误.2. 2021上海18.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 V V V3示数变化量的绝对值分别为"、 *、 V3,理想电流表A示数变化量的绝对值 I，那么(© V3与厶I的比值大于r (D) Vi大于

52、V2【答案】ACD【解析】此题考查闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点，滑片向下滑动，连入电路中的电阻R变减小，由l=E/(R+R变+r)，A表示数增大，故 A正确；V2表测量的是电源的输出 电压U2=E- lr减小，故 B错误；U3= E- lr IR，那么有 /= I X (R+r), V3与厶I的比值 等于R+r,大于r，故C正确。 V2= I X r , V = I X R,又因为题目告知 R>r，得 V大于厶V2，故D正确。3. 2021 浙江卷】小明对 2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值.(1) 图1是局部连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1

53、中画出.第22题图1(2) 小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图 2所示在图中，由电流表外接法得到的数据点是用(选填“O或(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为【答案】(1)如下图第22题图1第22题图2“X3作图见第22题图2用“X连线 R= 1.11.3 Q;用“O连线R= 1.51.7 Q【解析】1由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V,电流表采用外接法.外接法宙于电压表分瀆，测得的电咀比內接法测得的装亿 故电流表外接法得到的数据点是用“嗪 示的用“心做据点连直线斜