202X届高考物理总复习第八章恒定电流8.1电流电阻电功及电功率课件新人教版

1、第八章恒 定 电 流第1讲电流电阻电功及电功率【秒判正误秒判正误】(1)(1)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。越多。( )( )(2)(2)电流电流I I随时间随时间t t变化的图象与坐标轴所围面积表示通变化的图象与坐标轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量。过导体横截面的电荷量。( )( )(3)(3)由由R= R= 可知，导体的电阻与导体的长度成正可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。比，与导体的横截面积成反比。( )( )Sl(4)(4)由由= = 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成可知，导体的电阻率与导

2、体的横截面积成正比，与导体的长度成反比。正比，与导体的长度成反比。( )( )(5)W=UIt(5)W=UIt适用于任何电路，而适用于任何电路，而W=IW=I2 2Rt= tRt= t只适用于纯只适用于纯电阻电路。电阻电路。( )( )(6)(6)在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，UIIUII2 2R R。( )( )(7)(7)焦耳热公式适用于任何电路。焦耳热公式适用于任何电路。( )( )RSl2UR考点考点1 1电流电阻和电阻定律的理解与应用电流电阻和电阻定律的理解与应用【典题突破典题突破】题型题型1 1“柱体微元模型柱体微元模型”的应用的应用【典例典例1 1】 (2018 (2018

3、长沙模拟长沙模拟) )来自质子源的质子来自质子源的质子( (初初速度为零速度为零) )，经一加速电压为，经一加速电压为800 kV800 kV的直线加速器加的直线加速器加速，形成电流强度为速，形成电流强度为1 mA1 mA的细柱形质子流。已知质子的细柱形质子流。已知质子电荷量电荷量e=1.60 e=1.60 1010-19-19 C C。这束质子流每秒打到靶上的。这束质子流每秒打到靶上的个数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场个数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距是均匀的，在质子束中与质子源相距L L和和4L4L的两处，各的两处，各取一段极短的相等

4、长度的质子流，其中的质子数分别取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为为N N1 1和和N N2 2，则，则N N1 1NN2 2等于多少？等于多少？【解题思维解题思维】1.1.题型特征：带电粒子在柱体内做匀加速直线运动题型特征：带电粒子在柱体内做匀加速直线运动( (或或匀速直线运动匀速直线运动) )。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)模型构建：带电粒子在外加电场的作用下，形成定模型构建：带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即为象，即为“柱体微元柱体微元”模型。模型。(2)(2)处理方法

5、：处理方法：选取一小段粒子流为柱体微元。选取一小段粒子流为柱体微元。运用运动规律，结合柱体微元和整体的关系进行分运用运动规律，结合柱体微元和整体的关系进行分析计算。析计算。【解析解析】质子流每秒打到靶上的质子数由质子流每秒打到靶上的质子数由I= I= 可知，可知， = =6.25= =6.2510101515个。建立如图所示的个。建立如图所示的“柱体微柱体微元元”模型，设质子经过距质子源模型，设质子经过距质子源L L和和4L4L处时的速度分处时的速度分别为别为v v1 1和和v v2 2，在，在L L和和4L4L处作两个长为处作两个长为L(L(极短极短) )的柱体的柱体netntIe微元，因微

6、元，因LL极短，故极短，故L L和和4L4L处的两个柱体微元中的质处的两个柱体微元中的质子的平均速度可分别视为子的平均速度可分别视为v v1 1、v v2 2，对于这两个柱体微，对于这两个柱体微元，设单位体积内质子数分别为元，设单位体积内质子数分别为n n1 1和和n n2 2，横截面积为，横截面积为S S，可知，可知I= = =neSvI= = =neSv，I I1 1=n=n1 1eSveSv1 1，I I2 2=n=n2 2eSveSv2 2，作为串联电路电流处处相等，所以作为串联电路电流处处相等，所以I I1 1=I=I2 2，故，故qtneSvtt1221nvnv，根据动能定理分别有

7、根据动能定理分别有eEL= eE4L= eEL= eE4L= 可得可得 所以有所以有 因此两个柱体微元中的质子因此两个柱体微元中的质子数之比为数之比为 答案：答案： 6.256.2510101515个个2121211mv ,2221mv2，21v2v1，12n2n1，1122Nn2Nn1。【触类旁通触类旁通】 一根长为一根长为L L、横截面积为、横截面积为S S的金属棒，其的金属棒，其材料的电阻率为材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，棒内单位体积自由电子数为n n，电，电子的质量为子的质量为m m、电荷量为、电荷量为e e。在棒两端加上恒定的电压。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，

8、自由电子定向运动的平均速率为时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v v，则金属棒内的电场强度大小为则金属棒内的电场强度大小为 ( () ) 【解析解析】选选C C。由电流定义可，。由电流定义可，I= =neSvI= =neSv，由，由欧姆定律可得欧姆定律可得U=IR=neSv =neLvU=IR=neSv =neLv，又因为，又因为E= E= ，故，故E=nevE=nev，选项，选项C C正确。正确。22mvmv SnA. B.2eLeevC. nev DSLqnvtSettLSUL题型题型2 2电阻定律的应用电阻定律的应用【典例典例2 2】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，如图

9、甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P P、Q Q为电极，设为电极，设a=1 ma=1 m，b=0.2 mb=0.2 m，c=0.1 mc=0.1 m，当里面注，当里面注满某电解液，且满某电解液，且P P、Q Q加上电压后，其加上电压后，其U-IU-I图线如图乙所图线如图乙所示。当示。当U=10 VU=10 V时，求电解液的电阻率时，求电解液的电阻率是多少？是多少？【解题思维解题思维】1.1.题型特征：图象信息题型特征：图象信息+ +实物模型。实物模型。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)分析图象信息获取电解液的电阻。分析图象信息获取电解液的电阻。(2)(2)从实物材料三维空间分析电阻定律公

10、式从实物材料三维空间分析电阻定律公式R= R= 中中各对应的物理量。各对应的物理量。Sl【解析解析】由题图乙可求得电解液的电阻为由题图乙可求得电解液的电阻为R= =2 000 R= =2 000 由题图甲可知电解液长为由题图甲可知电解液长为l=a=1 m=a=1 m横截面积为横截面积为S=bc=0.02 mS=bc=0.02 m2 2根据电阻定律根据电阻定律R= R= 得得= m=40 m= m=40 m。答案：答案：40 m40 m3U10I5 10SlRS2 000 0.021l【触类旁通触类旁通】神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学

11、认为，髓鞘是由多层无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层( (几十几十层到几百层不等层到几百层不等) )类脂物质类脂物质髓质累积而成的，髓质髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有有2 m2 m左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达却高达1.61.610105 5 。(1)(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。(2)(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为3

12、2 cm32 cm3 3，当在其两底面上加上，当在其两底面上加上1 000 V1 000 V的电压时，通的电压时，通过该圆柱体的电流为过该圆柱体的电流为10 A10 A，求圆柱体的圆面半径，求圆柱体的圆面半径和高。和高。【解析解析】(1)(1)由电阻定律知由电阻定律知R= R= ，则，则= = 所以所以= m=8= m=810106 6 m m(2)(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：R= R= ，由由R= R= 得得 = = ，联立联立rr2 2h=Vh=V代入数据解得代入数据解得h=0.02 mh=0.02 m，r=0.04 mr=0.04 m答案

13、：答案：(1)8(1)810106 6 m m(2)4 cm(2)4 cm2 cm2 cmSlSRl5461.6 101.0 102 10UI2hr2hrUI【提分秘籍提分秘籍】1.1.计算电流的三个公式：计算电流的三个公式：公式公式适用范围适用范围公式含义公式含义定定义义式式I= I= 一切电路一切电路反映了反映了I I的大小，但不能的大小，但不能说说IqIq，I I qt1t公式公式适用范围适用范围公式含义公式含义微微观观式式I=I=nqSvnqSv一切电路一切电路从微观上看从微观上看n n、q q、S S、v v决决定了定了I I的大小的大小决决定定式式I= I= 金属金属电解液电解液I

14、 I由由U U、R R决定，决定，IUIU、I I UR1R2.2.电阻与电阻率的区别：电阻与电阻率的区别：(1)(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大。电阻率是反映制作阻大的导体对电流的阻碍作用大。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好。导电性能好。(2)(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小

15、的导体对电流的阻碍作用不一定小。电流的阻碍作用不一定小。(3)(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。导体的电阻、电阻率均与温度有关。 3.3.电阻的决定式和定义式的区别：电阻的决定式和定义式的区别：公式公式R= R= R= R= 区别区别电阻的决定式电阻的决定式电阻的定义式电阻的定义式说明了电阻的决定因说明了电阻的决定因素素提供了一种测定电阻提供了一种测定电阻的方法，并不说明电的方法，并不说明电阻与阻与U U和和I I有关有关只适用于粗细均匀的只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀金属导体和浓度均匀的电解质溶液的电解质溶液适用于任何纯电阻导适用于任何纯电阻导体体UISl【加固训练加固训练】如图所

16、示，一根横截面积为如图所示，一根横截面积为S S的均匀长直的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设棒单橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为位长度内所含的电荷量为q q，当此棒沿轴线方向做速度，当此棒沿轴线方向做速度为为v v的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为流大小为( () )A.vqA.vqB. B. C.nqvC.nqvD.D. qvqvS【解析解析】选选A A 。在垂直棒的运动方向选取一截面，设。在垂直棒的运动方向选取一截面，设棒长为棒长为L L，则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间，则棒上所有电荷通过

17、这一截面所用的时间t= t= ，从而得电流，从而得电流I= =qvI= =qv，选项，选项A A正确。正确。LvLqLqLtv考点考点2 2欧姆定律与伏安特性曲线欧姆定律与伏安特性曲线 【典题突破典题突破】题型题型1 1对欧姆定律的理解对欧姆定律的理解【典例典例3 3】( (多选多选)(2018)(2018亳州模拟亳州模拟) )如图甲所示电路，如图甲所示电路，小灯泡通电后其两端电压小灯泡通电后其两端电压U U随所通过的电流随所通过的电流I I变化的图变化的图线如图乙所示，线如图乙所示，P P为图线上一点，为图线上一点，PNPN为图线的切线，为图线的切线，PMPM为为U U轴的垂线，轴的垂线，P

18、QPQ为为I I轴的垂线，下列说法中正确的是轴的垂线，下列说法中正确的是( () )A.A.随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大B.B.对应对应P P点，小灯泡的电阻为点，小灯泡的电阻为R= R= 12UIC.C.在电路中灯泡在电路中灯泡L L两端的电压为两端的电压为U U1 1时，电阻时，电阻R R两端的电两端的电压为压为I I1 1R RD.D.对应对应P P点，小灯泡的功率为图中矩形点，小灯泡的功率为图中矩形PQOMPQOM所围的面积所围的面积【解题思维解题思维】1.1.题型特征：电路连接题型特征：电路连接+ +图象信息。图象信息。2.2.题型解码：题

19、型解码：(1)(1)小灯泡在实际电路中工作时电阻是变化的。小灯泡在实际电路中工作时电阻是变化的。(2)U-I(2)U-I图象中某一点所对应的电压和电流瞬时性关系。图象中某一点所对应的电压和电流瞬时性关系。【解析解析】选选A A、B B、D D。由欧姆定律知，。由欧姆定律知，U-IU-I图中任意一图中任意一点的电阻为该点与坐标原点的连线的斜率，随着所加点的电阻为该点与坐标原点的连线的斜率，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，选项电压的增大，小灯泡的电阻增大，选项A A正确；对应正确；对应P P点，小灯泡的电阻为点，小灯泡的电阻为O O、P P连线的斜率，即连线的斜率，即R= R= ，选项，选项

20、B B正确；对应正确；对应P P点，小灯泡的功率为点，小灯泡的功率为P=UP=U1 1I I2 2，即图中矩，即图中矩12UI形形PQOMPQOM所围成的面积，选项所围成的面积，选项D D正确；在电路中灯泡正确；在电路中灯泡L L两两端电压为端电压为U U1 1时，通过电阻时，通过电阻R R的电流为的电流为I I2 2，其两端的电压，其两端的电压为为I I2 2R R，选项，选项C C错误。错误。【触类旁通触类旁通】如图甲所示的电路中，如图甲所示的电路中，R R1 1、R R2 2均为定值均为定值电阻，且电阻，且R R1 1=100 =100 ，R R2 2阻值未知，阻值未知，R R3 3为一

21、滑动变阻器。为一滑动变阻器。当其滑片当其滑片P P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中A A、B B两两点是滑片点是滑片P P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求：在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求：(1)(1)电源的电动势和内阻。电源的电动势和内阻。(2)(2)定值电阻定值电阻R R2 2的阻值。的阻值。(3)(3)滑动变阻器的最大阻值。滑动变阻器的最大阻值。 【解析解析】(1)(1)将题图乙中将题图乙中ABAB线延长，交线延长，交U U轴于轴于20 V20 V处，处，交

22、交I I轴于轴于1.0 A1.0 A处，所以电源的电动势为处，所以电源的电动势为E=20 VE=20 V，内阻，内阻r= =20 r= =20 。(2)(2)当当P P滑到滑到R R3 3的右端时，电路参数对应题图乙中的的右端时，电路参数对应题图乙中的B B点，即点，即U U2 2=4 V=4 V、I I2 2=0.8 A=0.8 A，得，得R R2 2= =5 = =5 。EI短22UI(3)(3)当当P P滑到滑到R R3 3的左端时，由题图乙知此时的左端时，由题图乙知此时U U外外=16 V=16 V，I I总总=0.2 A=0.2 A，所以，所以R R外外= =80 = =80 。因为

23、。因为R R外外= = +R+R2 2，所以滑动变阻器的最大阻值为，所以滑动变阻器的最大阻值为R R3 3=300 =300 。答案：答案：(1)20 V(1)20 V20 20 (2)5 (2)5 (3)300 (3)300 UI外总1313R RRR题型题型2 2对伏安特性曲线的理解对伏安特性曲线的理解【典例典例4 4】 导体导体A A、B B、C C的伏安特性曲线分别是图线的伏安特性曲线分别是图线1 1、2 2、3 3，其中导体，其中导体C C为一非线性电阻，当它们串联后接在为一非线性电阻，当它们串联后接在电压恒为电压恒为6 V6 V的直流电源两端时，它们的电阻分别为的直流电源两端时，它

24、们的电阻分别为R R1 1、R R2 2、R R3 3。则下列说法中正确的是。则下列说法中正确的是( () )A.A.此时流过三导体的电流均为此时流过三导体的电流均为1 A1 AB.RB.R1 1RR2 2RR3 3=123=123C.C.若将三导体串联后接在若将三导体串联后接在3 V3 V的直流的直流电源上，则三导体的阻值之比不变电源上，则三导体的阻值之比不变D.D.若将三导体并联后接在若将三导体并联后接在3 V3 V的直流电源上，则通过它的直流电源上，则通过它们的电流之比们的电流之比I I1 1II2 2II3 3=231=231【解题思维解题思维】1.1.题型特征：分析线性和非线性图象的

25、物理意义。题型特征：分析线性和非线性图象的物理意义。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)图象的斜率表示电阻的倒数。图象的斜率表示电阻的倒数。(2)(2)由图象可以知道两定值电阻的电阻，根据串并联电由图象可以知道两定值电阻的电阻，根据串并联电路的规律可明确电流关系。路的规律可明确电流关系。【解析解析】选选A A。由图可以知道，。由图可以知道，R R1 1为为1 1 ，R R2 2为为3 3 ，当三个电阻串联时，通过各个电阻的电流相等，则三当三个电阻串联时，通过各个电阻的电流相等，则三个电阻两端的电压之和应为个电阻两端的电压之和应为6 V6 V，则由图可以知道，则由图可以知道，三个电阻中的电流

26、应为三个电阻中的电流应为1 A1 A；电压分别为；电压分别为1 V1 V、3 V3 V、2 V2 V，则由欧姆定律可以知道，电阻之比为，则由欧姆定律可以知道，电阻之比为R R1 1RR2 2RR3 3=132=132，所以选项，所以选项A A正确，正确，B B错误；若将三个电阻串错误；若将三个电阻串联接在联接在3 V3 V的电源上时，两定值电阻的阻值不变，而的电源上时，两定值电阻的阻值不变，而C C因为电压变化，则电阻一定变化，比值即变化，故因为电压变化，则电阻一定变化，比值即变化，故C C错错误；若将三个电阻并联在误；若将三个电阻并联在3 V3 V的电源上，各电阻的电流的电源上，各电阻的电流

27、分别为分别为3 A3 A、1 A1 A、2 A2 A，故，故D D错误。错误。【触类旁通触类旁通】 (2019(2019武汉模拟武汉模拟) )在如图甲所示的电路在如图甲所示的电路中，电阻中，电阻R R1 1和和R R2 2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中别如图乙中a a、b b所示。现在电路两端所示。现在电路两端BCBC之间加上恒定之间加上恒定的电压的电压U U0 0=7.0 V=7.0 V。调节滑动变阻器。调节滑动变阻器R R3 3，使电阻，使电阻R R1 1和和R R3 3消消耗的电功率恰好相等，求此时电阻耗的电功率恰好相等，求此时电阻R R1 1

28、和和R R2 2的阻值为多的阻值为多大？大？R R3 3接入电路的阻值为多大？接入电路的阻值为多大？ 【解析解析】R R1 1、R R2 2和和R R3 3串联，故电流相等。当电阻串联，故电流相等。当电阻R R1 1和电和电阻阻R R2 2消耗的电功率相等时，得消耗的电功率相等时，得R R1 1=R=R2 2，由图乙中的伏安，由图乙中的伏安特性曲线特性曲线a a、b b可知，此时电路中的电流可知，此时电路中的电流I=2.5 mAI=2.5 mA，加，加在电阻在电阻R R1 1和和R R2 2上的电压上的电压U U1 1=U=U2 2=2.5 V=2.5 V由欧姆定律得由欧姆定律得R R1 1=

29、R=R2 2= =1 000 = =1 000 滑动变阻器滑动变阻器R R3 3两端电压为两端电压为U U3 3=U=U0 0-U-U1 1-U-U2 2=2 V=2 V由欧姆定律得由欧姆定律得R R3 3= =800 = =800 。答案：答案：R R1 1=R=R2 2=1000 =1000 R R3 3=800 =800 1UI3UI【提分秘籍提分秘籍】1.1.公式公式R= R= 、I= I= 和和U=IRU=IR的对比：的对比：公式公式物理意义物理意义适用条件适用条件R= R= 导体电阻的定义式，导体电阻的定义式，反映导体对电流的阻反映导体对电流的阻碍作用碍作用R R由导体本身决定，与

30、由导体本身决定，与U U、I I无关，适用于所无关，适用于所有导体有导体I= I= 某段导体中电流与两某段导体中电流与两端电压和电阻的关系端电压和电阻的关系适用于纯电阻电路适用于纯电阻电路UIUIURUR公式公式物理意义物理意义适用条件适用条件U=IRU=IR沿电流方向电势逐渐沿电流方向电势逐渐降低降低( (外电路外电路) )，电压，电压等于等于I I和和R R的乘积的乘积适用于金属导体、电适用于金属导体、电解液解液2.2.线性元件和非线性元件的伏安特性曲线对比：线性元件和非线性元件的伏安特性曲线对比：区别区别线性元件线性元件非线性元件非线性元件图象图象 区别区别线性元件线性元件非线性元件非线

31、性元件特点特点伏安特性曲线是过坐标伏安特性曲线是过坐标原点的直线原点的直线伏安特性曲线不是伏安特性曲线不是直线直线物理物理意义意义电流与电压成正比电流与电压成正比电流与电压不成正电流与电压不成正比比区别区别线性元件线性元件非线性元件非线性元件性质性质直线斜率的倒直线斜率的倒数表示电阻，数表示电阻，R= R= 斜斜率越大，电阻率越大，电阻越小，图示中越小，图示中R Ra aRRb b。曲线上的点曲线上的点f f的电阻用的电阻用OfOf直线斜直线斜率的倒数表示，率的倒数表示， R Rf f= = 图线图线c c表示元件电阻随电压增大而增表示元件电阻随电压增大而增大，图线大，图线d d表示元件电阻随

32、电压表示元件电阻随电压增大而减小。增大而减小。U1,IkU1,Ik11UI【加固训练加固训练】一个小灯泡，当它两端的电压在一个小灯泡，当它两端的电压在3 V3 V以下时，电阻等于以下时，电阻等于15 15 不变；当它两端的电压增大到不变；当它两端的电压增大到4 V4 V时，钨丝温度时，钨丝温度明显升高，它的电阻为明显升高，它的电阻为16 16 ；当电压增大到；当电压增大到5 V5 V时，时，它的电阻为它的电阻为18 18 ，它在，它在0 05 V5 V电压范围内的伏安特性电压范围内的伏安特性曲线与下列哪个图象相符曲线与下列哪个图象相符( () ) 【解析解析】选选B B。电压在。电压在0 03

33、 V3 V范围内小灯泡的电阻不范围内小灯泡的电阻不变，则变，则I-UI-U图象是过原点的直线，当电压为图象是过原点的直线，当电压为3 V3 V时，电时，电流为流为I I1 1= A=0.2 A= A=0.2 A；当它两端的电压增大到；当它两端的电压增大到4 V4 V时，时， 钨丝温度明显升高，电阻增大，钨丝温度明显升高，电阻增大，I-UI-U图象是曲线，电压图象是曲线，电压为为4 V4 V时，电流为时，电流为I I2 2= A=0.25 A= A=0.25 A；电压为；电压为5 V5 V时，电时，电流为流为I I3 3= A0.28 A= A0.28 A。画出。画出0 05 V5 V电压范围内

34、的伏电压范围内的伏安特性曲线如题图安特性曲线如题图B B所示。所示。315416518考点考点3 3串并联电路规律及应用串并联电路规律及应用 【典题突破典题突破】题型题型1 1串并联电路规律及其应用串并联电路规律及其应用 【典例典例5 5】 (2018 (2018南昌模拟南昌模拟) )如图所示电路中，电源如图所示电路中，电源电动势电动势E=12 VE=12 V，内阻，内阻r=2 r=2 ，R R1 1=4 =4 ，R R2 2=6 =6 ，R R3 3= =3 3 。(1)(1)若在若在C C、D D间连一个理想电压表，其读数是多少？间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)(2)若在若在C C

35、、D D间连一个理想电流表，其读数是多少？间连一个理想电流表，其读数是多少？【解题思维解题思维】1.1.题型特征：电路的连接题型特征：电路的连接+ +电路规律应用。电路规律应用。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)理解电压表、电流表在电路中的连接方式。理解电压表、电流表在电路中的连接方式。(2)(2)利用串并联电路的规律求解。利用串并联电路的规律求解。【解析解析】(1)(1)若在若在C C、D D间连一个理想电压表，根据闭合间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有电路欧姆定律，有I I1 1= =1 A= =1 A。理想电压表读数为理想电压表读数为U UV V=I=I1 1R R2 2

36、=6 V=6 V。12E12 ARRr462(2)(2)若在若在C C、D D间连一个理想电流表，这时电阻间连一个理想电流表，这时电阻R R2 2与与R R3 3并并联，并联电阻大小联，并联电阻大小R R2323= =2 = =2 根据闭合电路欧姆定律，有根据闭合电路欧姆定律，有I I2 2= A=1.5 A= A=1.5 A。理想电流表读数为理想电流表读数为I= II= I2 2= = 1.5 A=1 A1.5 A=1 A。答案：答案：(1)6 V(1)6 V(2)1 A(2)1 A2323R R6 3RR63123E12RRr422233RR23【触类旁通触类旁通】 在如图所示的电路中，在

37、如图所示的电路中，R R1 1=2 =2 ，R R2 2=R=R3 3=4 =4 ，当电键，当电键K K接接a a时，时，R R2 2上消耗的电功率为上消耗的电功率为4 W4 W，当电键，当电键K K接接b b时，电时，电压表示数为压表示数为4.5 V4.5 V，试求：，试求： (1)(1)电键电键K K接接a a时，通过电源的电流和电源两端的电压。时，通过电源的电流和电源两端的电压。(2)(2)电源的电动势和内电阻。电源的电动势和内电阻。(3)(3)当电键当电键K K接接c c时，通过时，通过R R2 2的电流。的电流。【解析解析】(1)K(1)K接接a a时，时，R R1 1被短路，外电阻

38、为被短路，外电阻为R R2 2，根据电，根据电功率公式功率公式P=IP=I2 2R R可得通过电源电流可得通过电源电流I I1 1= =1 A= =1 A，再根，再根据据P= P= ，得电源两端电压，得电源两端电压U U1 1= =4 V= =4 V。2PR2UR2PR(2)K(2)K接接a a时，有时，有E=UE=U1 1+I+I1 1r rK K接接b b时，时，R R1 1和和R R2 2串联，串联，R R外外=R=R1 1+R+R2 2=6 =6 通过电源电流通过电源电流I I2 2= =0.75 A= =0.75 A这时有：这时有：E=UE=U2 2+I+I2 2r r解得解得E=6

39、 VE=6 V，r=2 r=2 。212URR(3)(3)当当K K接接c c时，时，R R2 2、R R3 3并联，并联，R R2323= =2 = =2 R R总总=R=R1 1+r+R+r+R2323=6 =6 总电流总电流I I3 3= =1 A= =1 A通过通过R R2 2的电流的电流I= II= I3 3=0.5 A=0.5 A。答案：答案：(1)1 A(1)1 A4 V4 V(2)6 V(2)6 V2 2 (3)0.5 A(3)0.5 A2323R RRRER总12题型题型2 2电表的改装电表的改装【典例典例6 6】某电流表内阻某电流表内阻R Rg g为为200 200 ，满偏

40、电流，满偏电流I Ig g为为2 mA2 mA，如图甲、乙改装成量程为，如图甲、乙改装成量程为0.1 A0.1 A和和1 A1 A的电流的电流表，试求：表，试求： (1)(1)图甲中，图甲中，R R1 1和和R R2 2各为多少？各为多少？(2)(2)图乙中，图乙中，R R3 3和和R R4 4各为多少？各为多少？(3)(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？从安全角度分析，哪种改装方法较好？【解题思维解题思维】1.1.题型特征：电路的连接分析题型特征：电路的连接分析+ +电表改装计算。电表改装计算。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)准确地判断出电路的连接方式。准确地判断出电路的连接方式

41、。(2)(2)利用串、并联电路的基本规律、特点求解。利用串、并联电路的基本规律、特点求解。【解析解析】(1)(1)按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得反比，可得R R1 1= R= Rg g= = 200 =4.08 200 =4.08 ，R R2 2= R= Rg g= = 200 =0.4 200 =0.4 。(2)(2)按图乙接法，量程为按图乙接法，量程为1 A1 A时，时，R R4 4和和R Rg g串联后与串联后与R R3 3并联；并联；量程为量程为0.1 A0.1 A时，时，R R3 3和和R R4 4串联后与串联后与R Rg g并联，

42、分别得并联，分别得ggI0.1 I332 100.1 2 10 ggI1 I332 101 2 10 I Ig g(R(Rg g+R+R4 4)=(1-I)=(1-Ig g)R)R3 3I Ig gR Rg g=(0.1-I=(0.1-Ig g)(R)(R3 3+R+R4 4) )解得解得R R3 3=0.41 =0.41 ，R R4 4=3.67 =3.67 。(3)(3)乙图接法较好。乙图接法较好。甲图中，若开关甲图中，若开关S S接触不良而没有接通，或换量程的过接触不良而没有接通，或换量程的过程中，电流将全部流经表头，可能把表头烧坏。程中，电流将全部流经表头，可能把表头烧坏。答案：答案：

43、(1)4.08 (1)4.08 0.4 0.4 (2)0.41 (2)0.41 3.67 3.67 (3)(3)见解析见解析【触类旁通触类旁通】 如图所示，其中电流表如图所示，其中电流表A A的量程为的量程为0.6 A0.6 A，表盘均匀划分为，表盘均匀划分为3030个小格，每一小格表示个小格，每一小格表示0.02 A0.02 A；R R1 1的的阻值等于电流表内阻的阻值等于电流表内阻的 ；R R2 2的阻值等于电流表内阻的阻值等于电流表内阻的的2 2倍。若用电流表倍。若用电流表A A的表盘刻度表示流过接线柱的表盘刻度表示流过接线柱1 1的的电流值，则下列分析正确的是电流值，则下列分析正确的是

44、( () )12A.A.将接线柱将接线柱1 1、2 2接入电路时，每一小格表示接入电路时，每一小格表示0.04 A0.04 AB.B.将接线柱将接线柱1 1、2 2接入电路时，每一小格表示接入电路时，每一小格表示0.02 A0.02 AC.C.将接线柱将接线柱1 1、3 3接入电路时，每一小格表示接入电路时，每一小格表示0.06 A0.06 AD.D.将接线柱将接线柱1 1、3 3接入电路时，每一小格表示接入电路时，每一小格表示0.01 A0.01 A【解析解析】选选C C。设电流表。设电流表A A的内阻为的内阻为R RA A，用电流表，用电流表A A的表的表盘刻度表示流过接线柱盘刻度表示流过

45、接线柱1 1的电流值时，若将接线柱的电流值时，若将接线柱1 1、2 2接入电路，根据并联电路的特点，接入电路，根据并联电路的特点，(I(I1 1-I-IA A)R)R1 1=I=IA AR RA A，解，解得得I I1 1=3I=3IA A，则每一小格表示，则每一小格表示0.06 A0.06 A；若将接线柱；若将接线柱1 1、3 3接入电路，则接入电路，则(I(I2 2-I-IA A)R)R1 1=I=IA AR RA A，解得，解得I I2 2=3I=3IA A，则每一小，则每一小格表示格表示0.06 A0.06 A，选项，选项C C正确。正确。【提分秘籍提分秘籍】1.1.串、并联电路的三个

46、结论：串、并联电路的三个结论：(1)(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。中任意一个电阻变大时，总电阻变大。(2)(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。一个电阻变大时，总电阻变大。(3)(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P P总总等于各个电阻消耗的电功率之和。等于各个电阻消耗的电功率之和。2.2.两表改装对比：两表改装对比：改装成电压表改装成电压表V V改装成电流

47、表改装成电流表A A内部电路内部电路 扩大后扩大后的量程的量程U UI I改装成电压表改装成电压表V V改装成电流表改装成电流表A A电阻电阻R R的作用的作用分压分压分流分流电阻电阻R R的数值的数值电表的电表的总内阻总内阻ggggURR(n 1)RIU(n)U gggggI RRRIIn1I(n)IVggURRRI gggAgRRI RRRRI改装成电压表改装成电压表V V改装成电流表改装成电流表A A注注意意两两点点(1)(1)无论表头无论表头G G改装成电压表还是电流表，它的改装成电压表还是电流表，它的三个特征量三个特征量U Ug g、I Ig g、R Rg g是不变的，即通过表头是不

48、变的，即通过表头的最大电流的最大电流I Ig g并不改变。并不改变。(2)(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的满偏时对应的R R与表头串联电路的电压；改装与表头串联电路的电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的应的R R与表头并联电路的总电流。与表头并联电路的总电流。【加固训练加固训练】( (多选多选) )四个相同的小量程电流表四个相同的小量程电流表( (表头表头) )分别改装成两分别改装成两个电流表个电流表A A1 1、A A2 2和两个电压表和两个电压表V V1 1、V V2 2。已

49、知电流表。已知电流表A A1 1的的量程大于量程大于A A2 2的量程，电压表的量程，电压表V V1 1的量程大于的量程大于V V2 2的量程，改的量程，改装好后把它们按图示接法连入电路，则装好后把它们按图示接法连入电路，则( () )A.A.电流表电流表A A1 1的读数大于电流表的读数大于电流表A A2 2的读数的读数B.B.电流表电流表A A1 1的偏转角小于电流表的偏转角小于电流表A A2 2的偏转角的偏转角C.C.电压表电压表V V1 1的读数小于电压表的读数小于电压表V V2 2的读数的读数D.D.电压表电压表V V1 1的偏转角等于电压表的偏转角等于电压表V V2 2的偏转角的偏

50、转角【解析解析】选选A A、D D。改装后的电流表。改装后的电流表A A1 1的量程大于电流的量程大于电流表表A A2 2的量程，故电流表的量程，故电流表A A1 1的电阻值小于电流表的电阻值小于电流表A A2 2的电阻的电阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A A1 1的读数大于电流表的读数大于电流表A A2 2的读数，选项的读数，选项A A正确；两电流表的正确；两电流表的表头并联，电压相同，故偏转角相等，选项表头并联，电压相同，故偏转角相等，选项B B错误；错误；改装后，电压表改装后，电压表V V1 1的电阻值大于电压表的电阻值大于电压

51、表V V2 2的电阻值，的电阻值，故电压表故电压表V V1 1的读数大于电压表的读数大于电压表V V2 2的读数，选项的读数，选项C C错误；错误；两电压表的表头串联，电流相等，故偏转角相等，选两电压表的表头串联，电流相等，故偏转角相等，选项项D D正确。正确。考点考点4 4电功、电热、电功率电功、电热、电功率 【典题突破典题突破】题型题型1 1纯电阻电路纯电阻电路【典例典例7 7】(2018(2018梅州模拟梅州模拟) )如图甲是一种家用电熨斗如图甲是一种家用电熨斗的电原理图的电原理图( (额定电压为额定电压为220 V)220 V)。R R0 0是定值电阻，是定值电阻，R R是是可变电阻可

52、变电阻( (调温开关调温开关) )，其电阻值均不受温度影响。，其电阻值均不受温度影响。(1)(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W121 W，温度最，温度最高时的耗电功率为高时的耗电功率为484 W484 W，求，求R R0 0的阻值及的阻值及R R的阻值变化的阻值变化范围。范围。(2)(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量假定电熨斗每秒钟散发的热量Q Q跟电熨斗表面温度跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 20 的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要

53、求熨斗表面温度为温度为220 220 ，且保持不变，问应将，且保持不变，问应将R R的阻值调为多大？的阻值调为多大？【解题思维解题思维】1.1.题型特征：电路连接题型特征：电路连接+ +图象信息。图象信息。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)理解电熨斗为纯电阻用电器。理解电熨斗为纯电阻用电器。(2)(2)不同温度下图象信息获取相关物理量。不同温度下图象信息获取相关物理量。【解析解析】(1)(1)由温度最低时可知由温度最低时可知P P1 1= = 温度最高时温度最高时P P2 2= = ， 解得解得R R0 0=100 =100 ， R Rmaxmax=300 =300 所以可变电阻所以可变

54、电阻R R的阻值范围是的阻值范围是0 0300 300 。2max0URR，20UR(2)(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差此时电熨斗表面温度与环境温度之差t=220 -t=220 -20 =200 20 =200 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量由图象知电熨斗每秒钟散发的热量Q=440 JQ=440 J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=440 WP=440 W，则，则P= P= ，20URR解得解得R=10 R=10 ，应将，应将R R调至调至10 10 。答案：答案：(1)100 (1)100 变阻器阻值范围是变阻器阻值范围是0

55、0300 300 (2)(2)应将应将R R调至调至10 10 【触类旁通触类旁通】( (多选多选) )一个用半导体材料制成的电阻器一个用半导体材料制成的电阻器D D，其电流其电流I I随它两端的电压随它两端的电压U U的关系图象如图甲所示，将的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻它与两个标准电阻R R1 1、R R2 2并联后接在电压恒为并联后接在电压恒为U U的电源的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P P。现。现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器两端，设电阻器D

56、 D和电阻和电阻R R1 1、R R2 2消耗的电功率分别为消耗的电功率分别为P PD D、P P1 1、P P2 2，它们之间的大小关系有，它们之间的大小关系有( () )A.PA.P1 1=4 P=4 P2 2B.PB.PD DPP2 2C.PC.P1 14 PPP2 2【解析解析】选选B B、C C。当三个电阻并联接到电压为。当三个电阻并联接到电压为U U的电源的电源上时，消耗的功率都是上时，消耗的功率都是P P，说明此时三个电阻的阻值相，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻等，因此两个定值电阻R R1 1=R=R2 2，有，有P= P= 。若将它们连。若将它们连接成如题图丙所示

57、的电路，仍然接在该电源的两端，接成如题图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，则则R R2 2与与D D并联的阻值小于电阻并联的阻值小于电阻R R1 1，所以，所以R R1 1两端电压两端电压U U1 1 U U，D D与与R R2 2两端电压两端电压U U2 2 URR2 2，设图丙中总电流为，设图丙中总电流为I I，则流过则流过R R2 2的电流关系是的电流关系是I I2 2 I I，由，由P=IP=I2 2R R得得P P1 14P4P2 2，选，选项项A A错误，错误，C C正确。由正确。由P= P= 得得P PD DPP2 2，选项，选项D D错误，错误，B B正正确。确。122UR题

58、型题型2 2非纯电阻电路非纯电阻电路【典例典例8 8】如图所示，如图所示，A A为电解槽，为电解槽，M M为电动机，为电动机，N N为电为电炉子，恒定电压炉子，恒定电压U=12 VU=12 V，电解槽内阻，电解槽内阻r rA A=2 =2 ，S S1 1闭闭合，合，S S2 2、S S3 3断开时，电流表断开时，电流表A A示数为示数为6 A6 A，当，当S S2 2闭合，闭合，S S1 1、S S3 3断开时，电流表断开时，电流表A A示数为示数为5 A5 A，且电动机输出功，且电动机输出功率为率为35 W35 W；当；当S S3 3闭合，闭合，S S1 1、S S2 2断开时，电流表断开时

59、，电流表A A示数为示数为4 A4 A。求：。求：(1)(1)电炉子的电阻及发热功率。电炉子的电阻及发热功率。(2)(2)电动机的内阻。电动机的内阻。(3)(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。【解题思维解题思维】1.1.题型特征：非纯电阻电路分析与计算。题型特征：非纯电阻电路分析与计算。2.2.题型解码：题型解码：(1)(1)理解电动机和电解槽工作时为非纯电阻用电器。理解电动机和电解槽工作时为非纯电阻用电器。(2)(2)从能量守恒角度分析非纯电阻用电器。从能量守恒角度分析非纯电阻用电器。【解析解析】(1)(1)电炉子为纯电阻元件，由

60、欧姆定律得：电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R= =2 R= =2 其发热功率为：其发热功率为：P=UIP=UI1 1=12=126 W=72 W6 W=72 W。(2)(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UIUI2 2= r= rM M+P+P输出输出所以所以r rM M= =1 = =1 。1U12I622I2222UIP12 535I5 输出(3)(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P P化化=UI=UI3 3- r- rA A所以所以P P化化=(12=(124-44-42 22) W