高二物理恒定电流复习专题

1、恒定电流专项训练欧姆定律【例题精选】例题一个电阻元件两端电压是1.5V时,通过它的电流是4.5mA,如果这个电阻元件两端加的电压为24V时,20秒内有多少电子通过这个电阻器。电阻定律电阻率【专项训练】:1、电流强度是描述物理量。叫电流强度。2、规定叫电流方向,电源工作时,在电源内部电流的方向是由。3、叫直流电,恒定电流是。4、电流强度与电量的关系是I= ,在金属导体中,电流强度和自由电子定向移动速率的关系是I= 。5、在温度不变时,金属导体的电阻跟成正比,跟成反比。由电阻定律可知R= 。其中是由决定。6、欧姆定律的内容是。7、下列说法中正确的有A.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小。B.加在

2、导体两端的电压变化时,导体中的电流也发生变化。但电压与电流的比值对这段导体来说保持不变。C.通过导体的电流强度,跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。D.导体的电阻,跟加在它两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比。8、甲、乙两个电阻,它们的伏安曲线画在一个坐标系中如图所示, A.甲的电阻是乙的电阻的两倍B.把两个电阻两端加上相同的电压通过甲的电流是通过乙的两倍C.欲使通过两个电阻有相同的电流,加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D.若两电阻是由同一种规格的电阻丝制成,甲电阻丝的长度是乙的3倍9、试述“测定金属材料电阻率”的实验必须具备的器材。电功和电功率例:一台电扇的额定电压220V

3、,正常工作时的电流是0.8A,若它的线圈电阻是2.5,求这台电扇的耗电功率、发热功率和工作效率。串联电路、并联电路【例题精选】:例1:用滑动变阻器可以控制电流。如右图所示,有一个白炽灯泡的电阻R =20 。把它与一个滑动变阻器相串联接成分压限流电路。A 、B 两端接在电压恒定的电源上。希望通过调整滑动变阻器使白炽灯的发光功率在1.25W 至45W 之间可调。那么,外加在A 、B 端的电压应为多高,对滑动变阻器的规格有什么要求。 例2:现有一个标称值“30V ,18W ”的白炽灯泡,还有一个电压为50V 的电源,欲使灯泡正常发光,找来一个总电阻R L =95的滑动变阻器,连接成如右图所示的电路。

4、试求电灯正常工作时,滑动变阻器上的滑片P 应置于AP 间的电阻多大,此时电路的耗电功率是多大。 例3:有一个灵敏的电流表它指针满偏时通过的电流I m g =100A ,该表自身的电阻R g =20.。欲把这块表接到5A 的电路中,又不便该表因为电流过大而烧毁,应在该表两接线柱间并联一个阻值R s 最大是多大的电阻。例4:若用上题中的灵敏电流表去测电压,当指针指到最大刻度时,它两个接线柱两端的电压是多高?若要把它改装成一个能测10V 电压的电压表可采取什么措施。【专项训练1】: 1、一台2.2千瓦(KW ,220V 的电动机,线圈电阻为0.5,在电动机正常工作时,通过电动机的电流为 ,每秒钟电流

5、做的功是 。电功比电热多 ,只有在 电路中,电功才等于电流放出的热。 2、电功有个单位俗称“度”,它在技术上称做 ,它的大小等于 J 。 3、三个相同的灯泡如右图连接,若电路两端电压U 保持不变,设灯泡电阻不变,且不会被烧毁。那么开关K 闭合前后灯L 2消耗电功率的比为 。 4、甲、乙两根相同材料制成的圆导线,甲的长度和截面直径均是导线乙的n 倍,则两条导线的电阻关系是:A .甲、乙两条导线电阻相等B .甲导线电阻是乙导线电阻的n 倍C .甲导线的电阻是乙导线电阻的n 分之一倍D .乙导线电阻是甲导线电阻的n 2倍 5、如图所示,R R 313=,R R 212=,则MN 两点间的总电阻是:A

6、 .1151R B 、11 102R C .11153RD .122523R R6、两个电阻R 1、R 2,且R 1R 2,下列说法中正确的是: A .由P=I 2R 可知,电阻大的消耗功率多,则P 1P 2B .由P=U R2可知,电阻小的消耗功率多,P 2P 1 C .当R 1与R 2串联后,电阻大的消耗功率多,则P 1P 2D .当R 2与R 1并联后,电阻大的消耗功率多,则P 1P 2 7、若将额定值为“220伏,25瓦”、“220伏,60瓦”的两个灯泡串联后接在220伏的电源上工作,则: A .两个灯泡均不能正常工作 B .25瓦的灯泡比较亮 C .60瓦的灯泡比较亮 D .两个灯泡

7、工作都正常 8、有一个满度电流为2毫安的电流表,内阻为100欧,现在要把它改装成量程为10安培的安培表,应配用多大电阻,怎样连接? 9、有一个电路如右图,各已知电阻值及端电压在图中标出,求当滑动变阻器的阻值调为多大时,安培表的示数为1安。 10、在右图所示电路中,已知安培表的示数为2.2安培,求伏特表示数。闭合电路欧姆定律【例题精选】:例1:在右图电路中,已知R 1=3,R 2=R 3=6,路端电压U=30V ,求: (1K K 12、都断开时I 1I 2I 3=? U 1U 2U 3=?P 1P 2P 3=? 电路消耗总功率P =?(2K K 12、都闭合时又如何?(3K 1闭合,K 2断开

8、又如何?例2:把3K 的R K R U 124与的串联起来接到电压恒定为40V 电路中。现在用一个电压表接到R 2的两端,测得R 2两端电压的示数为20V 。若把这个电压表接到电阻R 1 的两端其示数为多少?此时电路中的总电流是多少? 例3:如右图所示,一个变阻箱与电流表串联后接到电源上,用一个电压表直接连接在电源两端,开关K 闭合后调整变阻箱的阻值,发现电路中的电流为0.4A 时,电压表的示数为2.8V ,当电阻变小电流变为0.6A 时,电压表示数为2.7V 。求:(1电源的电动势和内电阻。(2变阻器阻值调为零时,电流表、电压表的示数。(3开关K 断开时,电流表、电压表的示数。 例4:如图所

9、示,电源电动势4V ,电阻R 14=,R 22=,R 310=,R 46=,已知安培表的示数为0.3A 。求;(1伏特表的示数多大?(2 源内阻r 多大?【专项训练2】:1、有关电动势的说法中正确的是:A .电源的电动势等于内、外电路电势降落之和B .电源提供的电能越多,电源的电动势越大C .当外电路断开时,电源的路端电压与电源电动势相等D .当电路中通过1库仑电量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值 2、一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是: A .当外电阻增大时,路端电压增高 B .当外电阻减小时,路端电压增高 C .当外电阻减小时,电池的输出功率一

10、定增大D .电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越小3、如右图所示,电路中M 、N 两个灯泡均发光,当变阻器R 的滑动头向下滑动时则:A .M 灯变暗,N 灯变亮B .M 灯变亮,N 灯变亮C .电阻R 消耗功率增大D .变阻器两端电压降低 4、用电动势为,内阻为r 的电池直接向电阻为R 的电动机供电,电动机正常工作后通过电动机的电流为I ,电动机的端电压为U ,经t 秒种后,则:A .电池提供的总电能为:(I r I U t 2+ B .电池提供的总电能为:I t C .电动机做的机械功为:It I R rt -+2( D .电池输出的总功率:2+RR r5、如右图所示,电源电动势为

11、3伏,电路接通后发现电灯L 不工作,用一个伏特表分别测得各处电压值为:U a b =0,U b c =3伏,U U c d a d =03,伏,又知电路中只有一处出现故障,由此可知: A .灯L 发生断路或短路 B .电阻R 1一定发生断路C .电阻R 2 一定发生短路D .电池组中两电池间发生断路6、两个电阻R 1 R 2串联后接到300伏的电源上(如右图,用内电阻为200千欧的电压表接到图中a 、b 端电压表的示数为150伏,若改用内电阻为600千欧的电压表接到图a 、b 端电压表的示数为180伏,求在不接电压表时a 、b 两点的电压值。7、在右图所示电路中,电源内 电阻为2欧,外电阻R

12、R 124=欧,R 32=欧,求电键K 断开与闭合时电源输出功率之比。8、两个2欧的电阻串联后接在电源上,通过每个电阻的电流为1安培,若把这两个电阻并联后接在同一个电源上,通过每个电阻的电流为1.5安培 ,求电源的电动势和内电阻。【专项训练3】:电阻的测量1、有两个灯泡,L 1标有“220V ,60W ”,L 2标有“220V ,40W ”。将它们串联后接在电源上,则: A 、路端电压为220伏时,L 1 、L 2都不能正常发光 B 、路端电压为440伏时,L 1 、L 2都能正常发光 C 、无论路端电压为多少伏,L 1 、L 2都不可能正常发光 D 、无论路端电压为多少伏,L 1 肯定不能正

13、常发光2、如右图所示,滑动变阻器的总电阻R A B =30欧,路端电压12伏,要使额定电压为6伏,额定功率为1.8瓦的小灯泡正常发光,调整滑动变阻器应使BC 间的电阻为: A 、8欧 B 、10欧 C 、12欧 D 、20欧3、有两个相同的电池,电动势为,内电阻为r ,连接成右图所示电路,安培表的示数为: A 、R r + B 、22R r +C 、2R r+D 、R r+24、将阻值为R 1、R 2两个电阻串联后接在电压U 恒定的电源上,现在用一个伏特表测量电阻 R 1两端的电压。伏特表示数为0.6 U 。如果这个伏特表改测电阻R 2两端的电压。则可能发生的是: A 、若R 1、R 2都很大

14、,则读数小于0.4 U B 、若R 1、R 2都很小,则读数等于0.4 U C 、若R 1很大,而R 2很小,则读数大于0.4 U D 、若R 1很小,而R 2很大,则读数大于0.4 U 5、右图是两个电源的路端电压与电流的关系图线,由图线可知: A 、两电源电动势不等,且12 B 、两电源电动势相等C 、两电源内电阻不等,且r r 12D 、两电源内电阻相等 6、在右图所示电路中,AB 两端接在电压220伏的电源上, 电阻R 1为10欧,滑动变阻器R 2的最大阻值为100,滑动头滑至R 2的 端时,伏特表的读数最大,且是 _伏,滑动头滑至R 2的 端时,伏特表的示数最小,且是 伏。7、有一只

15、量程为15伏的电压表,串联一只3千欧的电阻 后,再去测量15伏的电压时,电压表的示数为12伏,由此可知这个电压表的内电阻为 _欧。若用这只串联电阻后的电压表测量某段电路的电压时,若指针指在4伏,那么被测电路的电压实际是 伏。 8、右图是欧姆表的原理图,电流表的满度电流值是125微安,电池的电动势是1.5伏。若把表盘改画成欧姆数的刻度,则表盘正中央的电阻刻度值应是 欧。右端电阻刻度值应是 欧。 9、在下图A 所示电路中,由于滑动变阻器滑键的移动,伏特表的示数增加了。由此可知,在这个过程中安培表的示数一定 ,电源的路端电压 。 10、如下图B 所示,U =12伏,R 1=10欧,R 2=20欧,C

16、 =3微法。电键K 闭合的瞬间通过电阻R 2的电流为 。稳定后,通过电阻R 1的电流是 ,过一段时间,断开电键K ,通过电阻R 2的电量是 。 11、为了测定一个玩具上用的电动机的机械功率,把电池组、滑动变阻器、伏特表、安培表、电键接成右图所示电路,实验时先捏住电动机的机轴不使转动,变阻器调成R ,当伏特表示数为2伏时,安培表示数为1.6安。放开机轴,变阻器调整为R 时,电动机正常动转,此时伏特表和安培表的示数分别为4伏、1.2安。试计算电动机正常工作时的机械功率和它工作的效率。*12、某电热器铭牌上标明“10V 、40W ”现有电动势为1.5伏、内阻为0.2欧,允许通过的最大电流为2.5安的

17、电池若干,用这样的电池组合起来给电热器供电,并使其正常工作。 (1至少应用多少节这样的电池 (2还需要用阻值为多大的一个分压电阻 (3分压电阻消耗功率是多大 13、电源电动势为225伏、内电阻为2.5欧,电路中装有“220V 、40W ”的灯泡数盏,若使它们正常发光电路中应装几盏灯?电源输出功率是多少?电源消耗功率是多少?电源效率是多高? 14、如右图电路所示,电源电动势为6伏,内电阻为1欧,电阻R 为多大时,每个电阻消耗功率均最大,每只电阻消耗功率是多少?欧姆定律例题: 解:根据欧姆定律有I U R I U R 112212=(1式除以(2式得I U U I 2211= 电流的定义 Q I

18、t =2得 Q U U I t =211=-24154510201443.c通过的电子数 N Qe=-14416109101918.(个 答:当电阻两端的电压为24V 时,在20秒内将有91018个电子通过该电阻器。电阻定律【答案】: 1、电流强弱的物理量,通过导体截面的电量与所用时间的比值。 2、正电荷移动的方向为,负极流向正极。 3、电流方向不变的,电流方向和强弱均不变化的电流。 4、Qt n e s v /,。5、导体长度,横截面积,lg,材料本身。6、略7、B 、C8、C9、待测金属丝,电源、电流表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、刻度尺、千分尺。电功电功率分析与解:电扇实际上是一台线

19、圈有电阻的电动机。它的耗电功率由电流和工作电压决定;它工作时的发热功率由电阻和电流决定。说到它的工作效率,原则上是有用功(率与总功(率的比值。对于电扇来说它的有用功率是指它向外扇风的机械功率。 那么,电扇消耗的电功率(P U I =220V 0.8A 176W 电扇的发热功率 (PI R Q=20.8A 2.51.6W 2 电扇输出的机械功率为:P PP J Q =-=1744.W电扇的工作效率为:=P P J 1744176991%. 串并联电路例题例1分析:把滑动变阻器串联接在电路中,当电源一定时,改变电阻就可以改变电流。如上图所示,当变阻器的滑片滑右端时,电路总电阻最大R R R L 总

20、=+,电路中的电流最小,灯泡消耗电功率最小;当变阻器的滑片滑至左端时,电路的总电阻最小R R 总=,电流最大,灯泡消耗的电功率也最大。由此分析题解如下:解:由题意先求出灯泡工作时的最大电流I m和最小电流I n 值:P I R I P R I P Rm mn n=215025.A A 根据欧姆定律,通过灯泡最亮的情况求出电路两端的电压:U I R V m=30再次运用欧姆定律,通过灯泡最暗时求出滑动变阻器的阻值R L(U I R R R UI R n L L n=+=-=100答:A 、B 两端的电压应是30V ,滑动变阻的规格应选:总电阻为100,额定电流不小于1.5A 。 小结:这道题的解

21、法正规,思路清楚。其实也有别的办法解决。如在灯泡最亮时,依据P U Rm =2可直接求出端电压U PR m =30V 。依据同样的公式灯泡最亮、最暗时功率之比等于端电压平方比:P P U U m n mn =22,可求得U n =5V 。由串联分压道理:R L R=U L U n = (U -U n U n 可得R L =100。一般关于恒定电流的问题,处理的途径是很多的,同学们应该多想几种方法来处理同一个问题,这样有利于提高大家的解题能力。例2分析:这个电路叫做分压式电路,它的特点是通过改变滑片的位置,可以向用电器提供由0U 连续变化的电压。其缺点是耗电功率较大。这种电路实际上是混联,其等效

22、电路如右图所示。 灯泡正常工作时,PB 间的电压应是30V ,AP 间的电压是20V ,才能满足题目给的条件。 电路消耗的总功率应等于灯泡R ,电阻R X 和电阻R R L X -消耗电功率的总和。 解决这道题一定先把电路看懂,该电路是R 和R X 并联后再与R R L X -串联。解:PB 间的总电阻R 2是R 与R X 并联所得,故1112R R R X =+R RR R R XX2=+AP 间的电阻R R R L X1=-。其中R 可用U P2求得。因为灯泡正常发光,所以PB 间的电压为U 230=V ,那么AP 间的电压UU U 1220=-=V 。 根据串联电路电压分配的特点,可知:

23、U U R R R R R R R R L X X X1212=-+ 变换后(U U R R R R R R L X X X12=-+ 代入数值(2030953018301822=-+ R R R X X X经解得 R R X=5075, AP 间的电阻R R R L X120=-=对于AP 这段电路,因为U 120=V ,R 120=,根据欧姆定律可知这段电路通过的电流强度I 就是电路中的总电流为1.0A 。全部电路消耗的电功率等于总电压与总电流的乘积,即50W 。 答:当把滑动变阻器的滑片P 滑至距A 端电阻值为20时,灯泡恰能正常发光。此时整个电路消耗的电功率是50W 。其实同学们自己还

24、可以分别计算一下,此时灯泡消耗的功率P R =18W ,变阻器PB 段消耗的电功率是P 212=W ,变阻器AP 部分消耗的电功率是P 120=W 。如果题目中要问及滑动变阻器消耗的功率P ,应等于P P 12、的和,即32W 。同学们不妨想一想,若这道题目中把滑动变阻器接成分压限流式(如例一那样,把变阻器跟灯泡串联再看一看灯泡正常发光时,整个电路消耗的电功率是多少。是不是会小一些。 (参考答案:消耗的电功率是30W 例3分析:如右图所示,在灵敏电流表上并联的电阻R s 主要起分流作用。当它分流的电流大于总电流I 与电流表满度电流I g 的差时,电流表就不会因电流过大而烧毁。当分流电阻R s

25、分得的电流I s 恰好等于I I g -时,R s 则是分流电阻可取的最大值。 解:如上图所示,根据并联电路的分流作用可知 I I I g s =+(1又根据并联电路两端电压相等,有 I R I R g g s s = (2(1、(2式联立得:R I I I R s g gg =-代入数值得R s =0041.小结:在这个灵敏电流计(俗称“表头”的两个接线柱上并联一个0041.的电阻时,把它接到5A 的电流上不会被烧毁,且指针刚好满偏(指向最大刻度。这道题实际上是扩大电流表量程的问题。一个表头它的满度电流值I g 是有限的。为了测定大电流,把电流表的量度范围扩大是十分必要的,扩大量程的方法也是

26、很方便的 。其理论根据就是并联电路的特点和欧姆定律。如要将量程为I g 的电流表扩大成I 的量程,则分流电阻R s 满足: IR I I R g g g s=-(R I R I I s g g g=-分子和分母同时除以I g ,则R R s gI I g=-1即:R n R s g =-11式中n I I g=就是扩大量程的倍数。一般是把分流电阻放在电流表外壳的内部,再将表盘换一下。如原题中表盘满度的值是100mA ,表盘的中值是50mA ,我们另制一个表盘满偏值是5A ,中值是2.5A 就可以当作一个量程较大的新表来使用了。应该指出的是,扩大量程后的表只是增加了分流,满度时通过表头的最大电流

27、值并没有改变,仍是I g 。例4分析:电流表有内阻R g 和满度电流值I g 。这是电流表的两个主要参数。对于题中给的电流表来讲,当表的两端接上200mV 电压时,通过表的电流URgg恰好等于该表的满度电流值I m A g (100。从广泛意义讲,灵敏电流计也可以看作是最大量程为U I R g g g =的毫伏表。要使满度值为U m V V g = =200020.的电压表能测U V =10的电压只能给它串联一个分压电阻R s ,使分压电阻分得U U g -的电压后方可接在电压较高的电路中,具体解法如下: 解:欲使灵敏电流表能测10V 电压可以按右图给它串联一个分压电阻来解决。 根据串联电路的

28、特点和欧姆定律可得:I UR R g s g =+R UI R s gg =- 代入数值R s =98 答:在灵敏电流计上串联一个98的电阻这个表就可以接到10V 的电压上。小结:这道题实际上是电压表扩大量程问题。一个量度范围较小为U g 的表,要想测量较高的电压,扩大它的量程是十分必要的。理论根据就是串联电路的特点和欧姆定律。如上图所示,对于串联电路因为电流强度处处相等。所以:UR R U R s g g g+=U R U R U R g g s g g =+U R U U R g s g g=-(R UURsg g=-(1设n =UUg,即表量程扩大的倍数。R n Rs g=-(1一般把分

29、压电阻R s装在表壳内,把表的度盘重新画一个就改成了量度范围扩大了的电压表。如果按右图来改进,还可制成多量程的电压表。闭合电路欧姆定律例1分析:在处理有关电路问题时,首先要对电路进行分析,画出等效电路。所谓对电路进行分析,就是找出各元器件的串、并联关系。就本题来说,第(1问的等效电路是下图A,第(2问和最后一问的等效电路可画成图B和图C,看懂电路问题就迎刃而解了。 A B C简解如下:(1三个电阻串联,则I1I2I3=111;U1U2U3=R1R2:R3=122;P1P2P3=I1U1I2U2:I3U3=122;经计算电路总电流I A=2,电路消耗总功率P W=60。(2三个电阻是并联,则I1

30、I2I3=211;U1U2U3=111;P1P2P3=I1U1I2U2I3U3=I1I2I3=211。经计算电路的总电流为20A,电路消耗的总功率P=600W。(3由上图C中看出电阻R R12、串联后被短路,电路实际有效电阻仅有R3,则:I I I AUUUVPPPW 123123123050300150 =,;,;,电路消耗的总功率P P W=3150。例2分析:参照右图,在一般情况,此时电压表的示数应为47U,而题中给出示数为12U,分析其原因是由于电压表与电阻R2并联后电阻变小所致。显然此题是要求我们考虑电压表电阻对电路的影响。因此先求出电压表的电阻RV成了解决此问题的关键。 解:根据串

31、、并联电路的特点及已知条件U U U 21=- 显然R R R R R v v221+=代入数值可得:R K v =12现将电压表与电阻R 1并联,其等效电路如右图所示。R V 与R 1并联后的总电阻=+=R R R R R K v v 11124.,+=R R R U U1121经解得 U V 115=电路中的总电流I UR R m A=+=12625. 小结:在一般情况下我们在处理电路问题时,不考虑电流表、电压表对电路的影响。但在有些情况下是要考虑的。特别是有些题目以隐含的条件出现(如本题,更需要我们对题目进行细致分析。例3分析:此题是典型的用伏安法测电源电动势和内电阻的问题。此时电压表测的是路端电压。后两问求的分别是短路情况下的短路电流值和路端电压,以及断路时的电流和路端电压。解:根据闭合电路欧姆定律 =+U U 有 =+U Ir 11 (1=+U Ir 22 (2(1(2方程联立并代入数值得:=305V r ,.当处电阻R=0时电流表的示数I rA =6电压表的示数U IR =0当电键K 断开时,即R =时,电流