2019版浙江选考一轮复习物理(选考部分B版)训练:第7章恒定电流第7章_第1页
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1、第七章 恒定电流加试要求.电源和电流(c) 2.电动势(c) 3.欧姆定律、U I图象及I U图象(c) 4.串联电路和 并联电路5.焦耳定律6.导体的电阻(c) 7.闭合电路的欧姆定律(d) 8.实验:探究 导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系(同时练习使用螺旋测微器)(,)第1讲部分电路及其规律考纲解读(1)知道电流的定义式,并会用来解决导线中的电流问题及运动电荷所 产生的等效电流。(2)会用电动势定义式实行简单计算。(3)理解欧姆定律,并会用 来解决相关问题。(4)理解导体的U-I图象和I U图象(伏安特性曲线)。(5)知道 焦耳定律,会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。考点一电流 欧

2、姆定律 导体的电阻知识梳理.电源和电流电流形成的机制:自由电荷的定向移动形成电流、一是要有自由电荷,二是要 有电势差。(2)恒定电流的含义:大小和方向都不变的电流称为恒定电流。电流方向的确定方法:电流是标量(填“标量”或“矢量”),电流方向跟正儿荷 定向移动的方向相同,外电路由电源正极流向电源负极,内电路由电源负极流向 电源正极。(4)电流的定义式及单位:I=q/t,其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量、电 流的单位:支应符号:A.电动势的定义式和单位物理意义:反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。(2)定义:电源在移动电荷过程中,非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。

3、定义式:E=?;单位:伏特,符号:Vo q电源内部也是由导体组成的,电源内部的电阻叫电源的内仁.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,跟导体的电阻 R成反比。(2)公式:I=R。适用条件:适用于金属和电解液导电、适用于纯电阻电路。.导体的电阻(1)电阻定义式:R=?。物理意义:导体的电阻反映了导体对电流防碍作用的大小,R越大,防碍作用越(2)电阻定律内容:同种材料的导体,具电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料相关。表达式:R= so(3)电阻率计算式:p=埼o物理意义:反映导体的导电性能、是导体材料本身的属性。电阻率与温度的关系金属:电阻

4、率随温度升高而增大:半导体:电阻率随温度升高而减小。规律方法1.电阻的决定式和定义式的区别公式R=七R=T电阻的决定式电阻的定义式区别说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由01、S共同决止提供了一种测电阻的方法一一伏安 法,R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体2.导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下“三点”:导体的电阻率不变。导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比。在0 1、S都确定之后,应用电阻定律 R=(求解。 S题组训练1 .(基础考点一电流方向的理解)关于电流的方向,下列叙述中准确的是() A.金属导体中电

5、流的方向就是自由电子定向移动的方向B.在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子,电流方向不能确定C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向 TOC o 1-5 h z 相同 解析 电流方向是人为规定的。物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方 向,则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。故准确答案为Co答案C2.(基础考点一电流大小的计算)(2019慈溪市调研)在示波管中,2 s内有6X 1013 个电子通过横截面积大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为()_6_ 一一13A. 4.8X10 6 A B.

6、 3X10 13 AC. 9.6X10 6 A D.无法确定一 13、,/“T9解析 由q=It得,I = ;=ne=2A = 4.8X10-6 A,故选项A准确。答案A3.(基础考点一电动势概念的理解)(多选)1个蓄电池的电动势为2 V,这表示()A.电路中每通过1 C的电荷,电源把2J的化学能转化为电能B.蓄电池两极间的电压为2 VC.蓄电池在1秒内把2 J的化学能转化为电能D.1个蓄电池把化学能转化为电能的本领比一节干电池的大解析 根据电动势的定义和表达式 E = W 非静电力移送1 C电荷所做的功W= qE q= 1X2 J = 2 J,由功能关系可知电源把2 J的化学能转化为电能,A

7、对,C错;蓄 电池接入电路中时,其两极间电压不一定为2 V,所以B错误;电动势是反映电源 把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,D准确。故准确答案为A、Do答案AD4.(基础考点一欧姆定律的理解)对于欧姆定律,下列说法准确的是()A,从1 =可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比 RB.从R=芋可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比C,从R=/可知,导体的电阻跟导体中的电流成反比D.从R=?可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零解析 对于欧姆定律1=可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比, 跟它的R电阻成反比,选项 A对;导体的电阻由导体本身决定,跟导体两端

8、的电压和通过 导体的电流无关,选项B、C、D错。答案A5.(高考必考点一电阻定律的应用)一段长为1,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制 成31长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()RRA.3 B. 3R C.9 D. R解析 根据电阻公式R=4,在拉伸过程中电阻丝的体积不变,当长度变为原来的1 一31913倍后,横截面积变为原来的3,所以R =密=9R,平分成3段后,每段3s的电阻为3R,故根据并联电路规律可得并联后的电阻为 二2+白+白,解得R rw 3R 3R 3R=R,故选项D准确。答案D6.(高考预测一等效电流的求法)(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电

9、荷 量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度 匀速转动,则由 环产生的等效电流()A.若不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B.若电荷量Q不变而使变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若使,Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变大D.若使,Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,电流将变小解析 截取圆环上的任一截面S,在橡胶圆环运动一周的时间 T内,通过这个截面 的电荷量为q,则有:i=q=T,又丁=孑,所以i=Q3由上式可知,选项a、B准确。答案AB考点二U I图象及I U图象知识梳理,、图象比较内容f、I-U图象(伏安特性曲线)U-I图象斜率图线上

10、的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻线性元件RlR2RlR2非线性元件匕二,电阻随电压U的增大而增大电阻随电压U的增大而减小规律方法.根据伏安特性曲线求电阻图甲中,图线a、b表示线性元件,图乙中图线 c、d表示非线性元件。(2)图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra Q电热电流通过导体产生的热量Q=I2Rt电功率单位时间内电流所做的功P=UI对纯电阻电路,电功率等于热功率,P电 = P热=UI= i2R;对非纯电阻电路,电功率 大于热功率,P电P热热功率单位时间内导体产生的热量p=i2r2.电功和电热的处理方法首先要分清所研

11、究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,准确选择计算公式。(2)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能 量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。题组训练1.(基础考点一焦耳定律的应用)通过电阻R的电流为I时,在时间t内产生的热量为Q;若电阻为2R,电流为g时,则在时间t内产生的热量为()Q QA. 4Q B. 2Q C.2 D,解析 由焦耳定律可得Q=I2Rt, Q =(gl)2X2Rt= g|2Rt= 2q,故选项C准确。答案C.(基础考点一对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解)随着我国人民生活水平的持 续提升,家庭中使用的电器越来越多。下列电器中主

12、要利用电流的热效应工作的 是()A.电风扇 B.电动轿车C.洗衣机 D.电饭煲解析 电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能,而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能,故选项D准确。答案D.(高考热点纯电阻电路的计算)(2019嶂州市调研)(多选)把标有“ 220 V 100 W”的A灯和“220 V 200 W”的B灯串联起来,接在电压包为220 V的电源两端, 不计导线电阻及灯泡电阻随温度的变化,则下列判断中准确的是()A.两灯的电阻之比Ra : Rb = 2 : 1B.两灯的实际电压之比Ua : Ub=1 : 2C.两灯实际消耗的功率之比 Pa : Pb=1 : 2D

13、.在相同时间内,两灯实际发热之比 Qa : Qb = 2 : 1U2解析 由P=Ut可知两灯的电阻之比Ra : Rb=2: 1,两灯串联,故通过两灯的电流 R相等,由U = IR可知,两灯的实际电压之比 Ua:Ub = 2:1,由P=|2R可知,两 灯实际消耗的功率之比为2: 1;相同时间内,两灯实际发热之比为 2 : 1。答案AD4.(高考热点一非纯电阻电路的计算)有一台标有“ 220 V, 50 W”的电风扇,其线 圈电阻为0.4 Q,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中,准 确的是()P 5I = j = 22 A, Q=UIt = 3 000 JQ=Pt=3 000 J

14、八 P 5 八 2I = u = 22 A, Q=I2Rt= 1.24 JQMUt:220-X60 J= 7.26X 106 JR 0.4解析 电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能,又产生内能的用电器,其功、一 P 5率P=IU,则I = P=252 A,而产生的热量只能根据 Q=I2Rt实行计算。所以,选项C准确。答案C课时作业一、选择题.下列说法中准确的是()A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B,电源的电动势在数值上等于两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高解析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的

15、物理量,而电压是电场中两点间的电势差,电动势与电压有着本质的区别,所以A选项错,C选项对;当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源的电动势,但在闭合电路中, 电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小;当 电源短路时,R外=0,这时路端电压为零,所以B、D选项错。答案C.关于导体的电阻和电阻率,下列说法中准确的是 ()A,由R= U可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比B.由R=七可知,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c,由尸R%知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比D.由 尸R)知导体的电阻越大,其电

16、阻率越大解析 导体的电阻是导体本身的性质,与两端电压和电流无关,选项 A错,B对; 电阻率是材料本身的性质,只与材料和温度相关,与导体的长度和横截面积无关, 选项C、D均错。答案B. (2019诸暨市期末)某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量实行抽查,结 果公布如下:十几个不合格产品中,绝大部分存有导体电阻不合格,主要是铜材 质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜;再一个就是铜材质量可能合格, 但把横截面积缩小,买2.5平方毫米的电线,拿到手的仅为1.5平方毫米,载流量 不够;另一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料作电线外皮,电阻率达不到要求。则以下说法准确的是()A.横截面积减小的铜

17、的电阻率增大B.再生铜或含杂质很多的铜的电阻率很小C.再生塑料作电线外皮,使电线的绝缘性能下降D.铜是导体,电阻为零,横截面积和杂质对其没有影响答案C.关于电流,下列说法中准确的是()A.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大B.导体两端没有电压时,导体中的自由电荷也在运动,所以导体中也有电流C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量解析 电流为单位时间内通过截面的电荷量,是由电荷量与时间共同决定的,电荷 量多电流不一定大,故选项 A错误,选项C准确;电荷的定向移动形成电流,若 不是定向移动则不是电流,选项 B错误;一个量有方向并不能定义为

18、矢量,矢量 的运算必须遵循平行四边形定则,电流有方向但不符合矢量合成法则,不是矢量, 选项D错误。答案C.对于电动势的定义式E = ?的理解,准确的是()qE与W成正比E与q成反比E的大小与W、q无关W表示静电力做的功解析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量,其大小 由电源性质决定,与 W、q无关,而公式中W为非静电力做的功,故选项C准确。 答案C.已知导体A的电阻是导体B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电 压的一半,那么通过A和B的电流Ia和Ib的关系是()A. Ia=2Ib B. Ia= Ib/2C. Ia=Ib D. Ia=Ib/4解析由欧姆定律得lA=咎,

19、lB = UB,所以 揩=1,即lA = 1iB。RaRbIbUbRa44答案D(2019宁波二模)QQ是一款流行的互联网即时通讯工具,新版本QQ推出了 “在 线时长”新功能,用户通过积累在线时长能够获得更高等级、享受更多服务,很 多网友为追求虚拟的等级而纯粹地开机在线,造成大量的电能浪费。如图所示是 某网友QQ界面的电脑屏幕抓拍图,请你估算他升到下一级还要消耗多少电能(假等级;I 在线血长:260小时升线剩余时间:10小时定QQ用户使用台式电脑)()8000血破QQ好友A. 0.2 kWh B. 2 kW hC. 20 kW h D. 200 kW h解析 电脑正常工作时的功率约为200 W

20、,该网友升到下一级还要消耗的电能为 W = Pt=2 kW h,选项B准确。答案B(2019义乌市联考)两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B串联在电路中,A 的长度为L,直径为d; B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内 产生的热量之比为()A.Qa:Qb=1 : 1B.Qa:Qb = 2 : 1C.Qa:Qb=1 : 2D.Qa:Qb = 4 : 1解析两电阻丝直径之比为1 : 2,则横截面积之比为1 : 4,根据电阻公式R=上可 知,电阻之比为2 : 1,根据Q=I2Rt,因为电流相等,则产生的热量之比为 2 : 1。 答案B.如图所示是饮水机的工作电路简化图,S是温控开关

21、,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;Ro是饮水机加热管电阻,R是与加热管串联的电阻。表格是从其说明书中摘录的一些技术数据。不考虑Ro、R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率。当 S闭合时,下列关于饮 水机的工作状态和Ro的阻值准确的是()220 V50 Hz加热功率550 W保温功率22 WA.加热,220 Q B.加热,88 QC.保温,88 Q D.保温,220 Q解析 当S闭合时,因为电路中的有效电阻只有 R。,故此时电路中的总电阻最小,U2对应的加热管电阻功率最大,故为加热状态。由R0 = *可得其电阻为88 Q, B准确。答案B.(多选)如图所

22、示是电阻R的I U图象,图中a= 45,由此得出() 山A.通过电阻的电流与两端电压成正比H /B.电阻 R=0.5 QQ 20 由VC.因I U图象的斜率表示电阻的倒数,故 R=1.0。 tanD.在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是 3.0 C解析 由I U图象可知,图线是一条过原点的倾斜直线,即 I和U成正比,A准确;而电阻R= 3 =与。=2 Q, B错误;因为纵、横坐标的标度不一样,故不能用tan a计算斜率表示电阻的倒数,C项错误;在R两端加上6.0 V电压时I=U =R6 02 A = 3.0 A,每秒通过电阻横截面的电何重 q=It = 3.0Xl C

23、= 3.0 C,选项D准确。答案AD(2019连阳市联考)(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大行驶速度行驶,则 ()自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA.电动机的输入功率为576 WB.电动机的内电阻为4 QC.该车获得的牵引力为104 ND .该车受到的阻力为63 N解析 因为U = 48 V, I = 12 A,则P=IU =576 W,故选项A准确;因P入=P出 +I2r,576 350r .2r122113 72Q,故选项B错误;由P出=Fv=

24、Ffv,F= Ff = 63 N,故选项C错误,D准确答案AD二、非选择题3 .(2019奉化市调研)若加在某导体两端的电压变为原来的 时,导体中的电流减5小了 0.4 Ao如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?解析依题意和欧姆定律得:Uo3Uo/5R=R Io Io0.4 A所以 Io=1.0 Ao又因为 R=H= I 所以 |2=2Io = 2.0 Ao10I2答案2.0 A第2讲 电路 闭合电路的欧姆定律考纲解读(1)知道串联电路和并联电路中电流、电压的关系。(2)会推导串联电路和并联电路的总电阻公式,并会用来实行相关计算。(3)知道表头在电路中相当于一个电阻,知道满偏电流、满

25、偏电压及其关系。(4)理解路端电压与电流的关系,知道断路时的路端电压值等于电动势。(5)能结合其他电学知识解决简单的综合性 问题。(6)能分析外电路为简单的申、并联电路的动态电路问题。考点一串联电路和并联电路知识梳理1.电路的用、并联串联电路并联电路电路此 ft 乩一t1电流I = Il = 12=InI = I1 + I2 + , + In电压U = Ul + U2+Unu = 5 = U2=Un总电阻R 总=Ri + R2 + +Rn工=工”R 总 R1R2Rn功率分配P1R1P2 = R2P 总=P1+ P2 + +PnP1R2P2=R1P 总=P1 + P2 + + Pn2.电表的改装

26、改装成电压表改装成电流表内部电路kiv十/i 处bUH改装原理串联分压并联分流改装后 的量程U = Ig(R+ Rg)R+ Rg I= R Ig量程扩大的倍数U n-UgI n=7 Ig接入电阻的阻值R= 丁一 Rg= (n 1)RgIgRg = RgI I g n 1改装后的 总内阻Rv = Rg+R=nRgRA R+Rgn规律方法. “三个”常用的电阻结论并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。一,、,1(2)n个相同的电阻R并联,总电阻R jnRo在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小).电表改装后的特点改装后的电压表改装后的电流表(1)改装后示数等于表头与分压电阻两 端电压

27、之和(1)改装后示数等于通过表头与分流电 阻的电流之和(2)改装后量程等于满偏时表头与分压 电阻两端电压之和(2)改装后量程等于满偏时通过表头与 分流电阻的电流之和(3)改装后表头满偏电压不变(3)改装后表头满偏电流不斐题组训练1.(基础考点一审、并联电阻的计算方法)(多选)有两个电阻Ri = 2 Q, R2=3 Q, 则有()Ri、R2串联总电阻为5 QRi、R2并联总电阻为1 QRi、R2串联总电阻为2.5 QRi、R2并联总电阻为1.2 Q解析 因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和,即R串=R1 + R2=5 Q;两个电阻R1R2并联,其总电阻R并=丁等早=1.2 Q,选项A、D准确。R

28、i 十 R2答案AD2.(高考必考点一电路的分析与计算) TOC o 1-5 h z 如图所示电路,开关S断开和闭合时电流表示数之比是 i : 3,则可知电用阻Ri和R2之比为()fA. i : 3 B. i : 2丫C. 2 : i D. 3 : i解析 开关闭合时电路中只有电阻 R2,根据欧姆定律可得:I=U,开关断开时电 R2路中两电阻串联,根据欧姆定律可得,I =dm,则RR2=3,解得:Ri : R2 Ri+ R2R2i=2 : i。选项C准确。答案C.(高考热点一电表的改装)(20i9金华十校调研)有两个相同的电流表,允许通过 的最大电流(满偏电流)为Ig=i mA,表头电阻Rg=

29、30 Q,若改装成一个量程为3 V 的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别()A.串联一个2 990。的电阻和并联一个0.i5 Q的电阻B,并联一个2 990。的电阻和串联一个0.i5 Q的电阻C.串联一个2 970。的电阻和并联一个0.05 Q的电阻D,并联一个2 970。的电阻和串联一个0.05 Q的电阻解析 若改装成一个量程为3 V的电压表需串联一个分压电阻,由U = Ig(R+Rg)得,所串联分压电阻阻值R=1_Rg= 1c 3 Q 30 Q=2 970 Q;若改装成一个量程Ig i X iU为0.6 A的电流表需并联一个分流电阻,由IgRg= (I-Ig)R得,所并联的分流电阻

30、R-3IgRg 1.0X10 X30 ing= 0.60.0010.05 Q,故选项C准确。答案C.(高考预测一电路故障分析)如图所示,灯泡A、B不亮,但电路中只有一处断开,今用电压表测得:Uab= 0, Uac=6 V, Ubd=6 V, Ucd=0,则可知()A. B灯断 B. A灯断C. R断 D.电源断解析 若电路有断开之处,导体中的正常部分因为电流为零,所以电压为零,即电压表读数为零,若电压表有读数,说明该部分出现断路,其余部分完好, Uab= 0, 说明A灯完好,Uac= 6 V,说明a、b、c间存有断路,B灯完好,Ubd= 6 V说明b、 c、d间存有断路。由此可知选项 C准确。

31、答案C考点二闭合电路的欧姆定律知识梳理.闭合电路(如下图)内电路:电源内部的电路。内电阻所降落的电压、 称为内电压。组成1外电路:电源外部的电路。其两端电压称为外电、 压或f路端电压卜(2)内、外电压的关系:E=U4 + U内。.闭合电路欧姆定律内容闭合电路的电流跟电源的电动势成正比、跟内、外电阻之和成反比(2)公式i = rE7(只适用于纯电阻电路);E=U外+Ir(适用于所有电路).路端电压与外电阻的关系一般情况U-IR-R+r R-r,当R增大时,U翅大1 + R特殊情况(1)当外电路断路时,i = 0, u=e(2)当外电路短路时,I短衅,U = 0规律方法1.判定总电阻变化情况的规律

32、当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)/ R并(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。在如图所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成, 其中一段R并与用 电器并联,另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 2.电路动态分析的方法程序法:电路结构的变化 一R的变化一R总的变化一I总的变化一U外的变化一周定支路并联分流I中联分压U一支路的变化。(2)极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑 动端分别滑至两个极端去讨论。题组训练.(基础考

33、点一对电动势概念的理解)(多选)关于电源的电动势,下面叙述准确的是()A.同一电源接入不同电路,电动势不会发生变化B .电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压C.电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小D.在外电路接通时,电源的电动势等于内外电路上的电压之和解析 电源的电动势等于内外电路上的电压之和,所以闭合电路中接在电源两极问的电压表测得的电压,即外电路上的电压要小于电源的电动势,选项 A、C、D均 准确。答案ACD.(高考必考点一闭合电路欧姆定律的应用)某电路如图所示,已知电I一池组的总内阻r=1 Q,外电路电阻R=5 Q,理想电压表的示数U = 3.0 t

34、4口V,则电池组的电动势E等于()A. 3.0 V B. 3.6 VC. 4.0 V D. 4.2 V解析 因为电压表的示数为路端电压,而U = IR,则1=募=0.6 A,由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+ r)=0.6X (5+1) V=3.6 V,故选项B准确。答案B3.(高考热点一电路的动态分析)(2019余姚市调研)电动11H势为E、内阻为r的电源与定值电阻Ri, R2及滑动变阻器 令十 时111H r连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑j向b端时,下列说法准确的是()A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表读数减小D.电压表读数

35、减小,电流表读数增大解析 由图可知滑动变阻器的触头由中点滑向 b端时,滑动变阻器连入电路中的阻值R增大,则外电路的总阻值 R总增大,干路电流I = g,因R总增大,所以I Rr减小;路端电压U = EIr,因I减小,所以U增大,即电压表的读数增大;R2两端电压U2=EI(Ri + r),因I减小,所以U2增大,由12=9知,I2增大,即电流 R2表的读数增大。故准确答案为Ao答案A.(高考热点一应用闭合电路欧姆定律解决实际问题)如图 1 所 示,电源E的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Q,小灯 / J _s 泡L的额定电压为3.0 V。额定功率为4.5 W,当开关S接位置1 时, 电压

36、表的读数为3 V,那么当开关S接到位置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 .比正常发光略亮 D.有可能被烧坏解析当开关S接位置1时,U 3上/日 EU3.2 3I=R=30 A = 0.1 A,由 E=U+Ir 得 r = -=-0 . U232Q= 2 Q,当开关S接到位置2时,小灯泡L的电阻RL = pL = 4 Q=2 Qo因r = E 3 2 一Rl,所以UL = 5=32 V=1.6 V,即小灯泡很喑,甚至不亮,选项 A准确答案A.(高考热点一欧姆定律、闭合电路欧姆定律的综合应用)(2019诸暨市期末)如图1 所示为小明爷爷家里的老式手电筒。小明按下开关

37、,小灯光正常发光,然后他打开后盖,发现里面装有三节1.5 V的干电池,打开电筒前盖,观察到里面的小灯泡 上标有“3.8/Q.3 A”字样。其结构简图如图2所示,不计导线和接触电阻。求小灯泡正常发光时的电阻;(2)求第一节干电池的内阻;(3)求小灯泡正常发光时整个电路每分钟消耗的电能。解析(1)由小灯泡标有3.8 V,0.3 A”字样。根据部分电路欧姆定律 R=U3 8 V代入数据可得:R=31V=12.7 Q0.3(2)电源电动势:E = 3E0= 4.5 V闭合电路欧姆定律:E= I(R+ 3r)代入数据可得:r=0.77 Q(3)电路每分钟消耗的电能:E电=代代入数据可得:E电=81 J答

38、案(1)12.7 Q (2)0.77 Q (3)81 J考点三 电源的功率及U I图象的应用知识梳理1.电源的功率和效率电源总功率任意电路:P总 = EI = P出 + P内纯电阻电路:P总=I2(R+r)=sE R+r电源内部消耗 的输出功率P内=I2r= P总一 P出电源的输出功率任意电路:P出 = UI = P总一P内纯电阻电路:P出= I2R=R2 (R+ r)P出与外电阻R的关系-iH电源的效率,一一P 出U任意电路: MX 100%=工x 100%P总E R纯电阻电路:c x 100%R+ r2.对电源U-I图线的理解及应用图象上的特征电源U-I图象电阻U- I图象图形RJ图象表述

39、的物理量变化关 系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表小电源电动 势E,与横轴交点表示电 源短路电流Er过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零图线上令点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率续表图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小,/、同 点对应的外电阻大小/、同瓦-点对应的此值均等 大,表示此电阻的大小图线的斜率的大小内电阻r电阻大小规律方法.用电器获得最大功率问题的分析方法定值电阻上皿 2U2根据P=I2R或P=U讨论,要功率P最大,需通过该电阻的电流或电阻两端的电R压最大。(2)可变电阻通常采用等效电源法,解

40、题时根据需要选用不同的等效方式,将用电器获得最大 功率问题转化为电源最大输出功率问题。. U-I图象的一般分析思路(1)明确纵、横坐标的物理意义。(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义。找出图线上对应状态的参量或关系式。结合相关概念或规律实行分析、计算。题组训练1 .(高考热点一闭合电路中的功率与负载的关系)(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片 P向右移动时,下列说法准 一I1 确的是()A.总功率一定减小B.滑动变阻器的功率一定增大C.内部消耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小解析当P向右移动时,接入电路中的电阻变大,根据闭合电路欧姆定律1=白, R+ r总电流减小。所以总功率

41、IE变小,选项A对;内部消耗功率12r变小,选项C对; 输出功率即滑动变阻器的消耗功率,因为电源内阻与滑动变阻器接入电路中的电阻大小关系未知,输出功率的变化情况无法确定。所以选项B、D均错答案AC2.(高考必考点一电源U I图象的应用)如图所示是某电源的路端 电压与电流的关系图象,下列结论准确的是()A.电源的电动势为5.0 VB.电源的内阻为12 QC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Q解析 当电流为零时,路端电压等于电源电动势,由此可知电源的电动势为6.0 V,选项A错误;图线的斜率表示电源内阻r = 6J Q=2 Q,选项B错误;只有当路0.5端电压为零时

42、的电流才是短路电流,因为图线没有从原点开始,所以图线与横轴 交点不是短路电流,选工K C错误;当电流为0.3 A时,由闭合电路欧姆定律IRE;知R=E=京 Q-2Q=18 Q,选项D准确。 I 0.3答案D3.(高考热点一闭合电路中的功率图象问题)(2019温岭市联考)tlrJ W如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率 P内随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A,那么线段AB表示的功率及此时对应的外电阻是()A. 2 W,0.5 Q B. 4 W,2 QC. 2 W,1 Q D. 6 W,2 Q解析C点表示电源总功率,也

43、等于电源内部的热功率,此时电路中只有内阻,由P总 = EI,可得E = 3 V,由P内=I2r,可得r = 1 Q,当电路电流等于2 A时,由E = I(R+r)可得 R=0.5 Q, P 出= I2R=2 W,选项 A 准确。答案A4.(高考热点一根据闭合电路欧姆定律分析实际问题)电动势为E,内阻为r的电源, 当它和一标有“6V,3 W的小就泡构成闭合回路时,小灯泡恰好正常发光。若该电 源与一标有“W,6 W的小灯泡构成一闭合回路,该灯泡()A.正常发光B.比正常发光暗C.比正常发光亮D.因不知电源内阻的大小,故无法确定解析 灯泡是否正常发光或者变亮、亮暗,关键取决于实际功率。根据题意,当接

44、6 V,3 W”的灯泡时,灯正常发光,此时灯的电阻为 12 Q,两端电压为6 V;当接 “6 V, 6 W”灯时,灯的电阻为6 Q,相比于6 V,3 W”的灯来说,电阻变小,故电路中的电流变大,内电压变大,外电压变小,此时,灯两端的电压小于6 V,故灯变暗。答案BJt5.(高考预测一非纯电阻电路中的功率计算)(多选)如图所示,一直流电动机与阻值 R=9 Q的电阻用联,电源电动势 E = 30V,内阻r=1 Q,用理想电压表测出电动机两端电压U = 10 V,已知电动机线圈电阻Rm=1 Q,则下列说法中准确的是()A.通过电动机的电流为10 AB.通过电动机的电流小于10 AC.电动机的输出功率

45、大于16 WD.电动机的输出功率为16 W解析 根据闭合电路欧姆定律有:E=U + I(r+R),解得I=2 A, A错误,B准确; 电动机的输出功率PfH=PP热=UI I2Rm = 16 W,故C错误,D准确。答案BD6.(高考预测一含电容器电路的分析)(多选)电源、开关S、 定值电阻R1、於、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示的电 路,电容器的两平行板水平放置。当开关 S闭合,并且无光 照射光敏电阻R3时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M点,当用强光照射光敏电阻 R3时,光敏电阻的阻值变小,则()A.液滴向下运动B.液滴向上运动C.电容器所带电荷量减少D.电容器两极板间电压变大解析

46、 电路稳定时电容器两端电压等于电阻Ri两端电压,当用强光照射光敏电阻R3时,光敏电阻的阻值变小,电路中的电流变大,电阻Ri两端电压变大,电容器继续充电,电荷量增加,并且带电液滴所受电场力增大,液滴向上运动。答案BD课时作业一、选择题1.在电源一定的电路里,下面说法准确的是 ()A.外电阻增加一倍,路端电压也增加一倍B.电源电动势等于内电压与外电压之和C.外电路短路时,路端电压等于电源电动势D.路端电压一定大于内电压解析 由U外 = RER可知,当R变为原来的两倍时,路端电压不等于原来的两倍, 故A错误;根据闭合电路的欧姆定律 E=U内+ U外,可知B准确;当外电路短路 时,U外=0, C错误;

47、U外=IR, U内=Ir, R与r关系未知,故D错误。故准确答 案为Bo答案B. (2019湖州市联考)将一块内阻为600 Q,满偏电流为50后的电流表G改装成 量程为3 V的电压表,应该()A.串联一个60.0 kQ的电阻B.并联一个60.0 kQ的电阻C.串联一个59.4 kQ的电阻D,并联一个59.4 kQ的电阻解析 改装电压表需要串联一个电阻分压,选项 B、D错误;根据欧姆定律可知: R+Rg=U-,解得 R= 59.4 kQ,选项 C 准确。Ig答案C.如图是一同学将变阻器与一只 ”W,8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的 电源E上,当S闭合时,发现灯泡发亮。按此图的接法,当滑

48、片 P向右滑动时,灯泡将()A .变暗 B .变亮C.亮度不变 D.可能烧坏灯泡答案B.如图所示四个相同的灯泡按如图所示连接, 关于四个灯泡的亮度,下列结论中准 确的是()Li灯、L2灯一样亮,L3灯次之,L4灯最暗Li灯最亮、L3灯次之,L2与L4灯最暗且亮度相同Li灯最亮、L2与L3灯一样亮,L4灯最暗Li与L2灯一样亮,L3与L4灯一样亮,但比Li与L2灯暗些解析 电路的连接特点是:L2灯与L4灯串联和L3灯并联再和Li灯串联,Li灯在干 路上通过它的电流最大,Li灯最亮,L3灯中的电流大于L2与L4灯中的电流,L3 灯较亮,L2灯与L4灯最暗且亮度相同,综合以上分析得 B准确,A、C、

49、D错误。答案B. (20i9余姚市联考)如图为小灯泡的U I图线,若将该小灯泡与一节电动势 E = i.5 V、内阻r=0.75 Q的干电池组成闭合电路时,电源的总功率和小灯泡的实际A. i.5 W i.0 W B, 0.75 W 0.5 WC. 0.75 W 0.75 W D. i.5 W 0.75 W解析 由闭合电路的规律可知,U=1.50.75I由此可作出电源的路端电压和电流的关系图象,两图象的交点就是电源和小灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流,图象交点坐标是(1.0,0.75),电源的总功率P总= IE = 1X1.5 W= 1.5 W,灯泡的实际功率P实=UI =0.75 Wo故选项

50、D准确。答案D.(多选)如图所示,Ri为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中准确的是()A.当R2=Ri十时,R2获得最大功率B.当R = R2+ r时,Ri获得最大功率C.当R2 = 0时,Ri上获得最大功率D.当R2 = 0时,电源的输出功率最大解析 将Ri等效为电源内阻,电上的功率为电源的输出功率,当外电阻变化时, 电源的输出功率随外电阻的变化而变化,当外电阻等于内阻,即R2=Ri+r时,输出功率最大,即R2上的功率最大,故选项A准确;对电路中的定值电阻Ri,电流 最大时其功率最大。当外电阻 R2=0时,电流最大,故选项 B错误,C准确;当 外电阻等于内阻

51、时,即Ri+R2=r时,电源的输出功率最大,故选项 D错误。答案AC7. (20i9诸暨市调研)如图所示的电路中,电源的电动势 E和内电阻r恒定不变, 电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向 b端滑动,则()-I-P UmJa % h %A.电灯L更亮,电流表的示数减小 B.电灯L更亮,电流表的示数增大 C.电灯L更暗,电流表的示数减小 D.电灯L更暗,电流表的示数增大解析 变阻器的滑片P向b端滑动,Ri接入电路的有效电阻增大,外电阻R外增大, 干路电流I减小,安培表的示数减小,路端电压 U增大,电灯两端电压增大,电 灯L更亮,A准确,B、C、D错误。答案A.(2019迂宁营口)如图所示是某直

52、流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下列说法准确的是()A.阴影部分的面积表示电源输出功率B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C.当满足a= B时,电源效率最高D.当满足a= B时,电源效率小于50%解析根据闭合电路的欧姆定律和 U-I图象特点可知,阴影部分的面积表示负载 电阻消耗的功率,即电源输出功率,A准确,B错误;当满足时,负载电阻 等于电源内阻,电源的效率为50%,输出功率最大,C、D错误。答案A.(2019慈溪市调研)如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,Ri和R3 均为定值电阻,电为滑动变阻器。当R2的滑动触点

53、在a端时合上开关S,此时三 个电表Ai, A2和V的示数分别为Ii, I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A . Ai示数减小, B. Ai示数减小, C. Ai示数增大, D. Ai示数增大,A2示数不变,A2示数增大,A2示数减小,A2示数增大,V示数减小V示数减小V示数减小V示数增大解析R2的滑动触点向b端移动时,R2减小,整个电路的总电阻减小,总电流增大,内电压增大,外电压减小,即电压表示数减小,R3电压增大,Ri, R2并联电压减小,通过Ri的电流Ii减小,即Ai示数减小,而总电流I增大,则流过R2的电流I2增大,即A2示数增大。故A、C、D错误,B

54、准确,故准确答案为Bo答案B.(多选)如图所示的电路中,电源电动势 E=6 V,内阻r=0.5 Q, Ri=i Q, K = 2 Q, R3=0.5 Q,滑动变阻器R的最大阻值为2 Qo那么,在滑片P从R的最上端 滑至最下端的过程中,下列说法准确的是()国B F M111 JVA.电路中通过Ri的电流最大值为3 AB.电路中通过Ri的电流可能为i AC.电源两端的电压最小值为 4.5 VD.电源两端的电压可能值为5.5 V解析 由闭合电路欧姆定律知,通过 Ri的电流Ii= 3,电源两端的电r + Ri + R3 + RMN压 U = Er + Ri + R3+ Rmn R2REo式中,Rmn为

55、R2与R的并联电阻,Rmn=h所R2十RE6以由题意知,RMN的取值范围是01 Q, |imax=r+Ri+R3+0 =0A = 3Iimin = r + Ri+R3+i 32 A,A准确,B错误;Umax=Ri + R3+ i Q i.5+i Z -E=- r+Ri + R3+ i Q0.5+i.5+ iX6 V = 5 V,D错误Ri + R3 + 0Umer + R + R+OE=4.5 V,C 准确, 答案AC二、非选择题ii. (20i9温州市调研)如图所示的电路中,当S2闭合时,电压表和电流表(均为理 想电表)的示数分别为i.6 V和0.4 Ao当S2断开时,它们的示数分别改变 0

56、.i V和 0.i A,求电源的电动势和内电阻。解析 当S2闭合时,Ri、R2并联接入电路,由公式E=U外+Ir,得E=i.6+0.4r。当S2断开时,只有Ri接入电路,由公式E=U外+卜得E=(i.6+0.i)+(0.4 0.i)r解以上两式得E = 2 V, r=1 Q答案2 V 1 Q12.一量程为0100 pA的电流表,内阻为100 Q,表盘刻度均匀,现串联一个9 900Q的电阻将它改装成电压表。求:该电压表的量程;(2)用该电压表测量电压时,表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数是多少?解析(1)量程较小的电流表与一较大的电阻串联即可改装为量程较大的电压表,其量程 U 满足 U =

57、Ig(R+ Rg)= 10 4X(100+9 900) V= 1 V。(2)因为满刻度电压为1 V,所以指针所指位置电压为0.8 V。答案(1)01 V (2)0.8 V第3讲实验 探究导体电阻与其影响因素的定量关系考纲解读(1)探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。(2) 掌握控制变量法在物理实验中的应用。(3)掌握用累积法测量金属丝直径的方法。掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率。知识梳理一、影响导体电阻的因素1.长度:移动滑动变阻器的滑片能够改变其阻值, 说明导体电阻跟它的长度相关。2,横截面积:在

58、相同电压下,灯泡的灯丝越粗越亮,说明导体电阻跟横截面积相关。3.材料:电线常用铜丝制造而不用铁丝,说明导体电阻跟其材料相关。二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系.实验器材电源,开关,滑动变阻器,电压表,刻度尺,四段不同的金属导体a、b、c、d(a、 b、c为锲铭合金丝,d为康铜丝;a、b长度不同,横截面积相同;c横截面积与a 不同,长度相同;d的横截面积与长度都与a相同)。.实验步骤测量各段金属丝的横截面积。(2)请按照如图所示的电路图连接好电路,并将滑动变阻器调到阻值最大处。厂a br dII1 S R测量金属丝接入电路的有效长度。闭合开关,用电压表分别测量 a、b、c、d四段金属丝两端的

59、电压,从而知道它 们的电阻比。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比;比较 a、c的电阻之比与它们的横截 面积之比;比较a、d的电阻是否相等。(6)改变滑动变阻器滑片的位置,获得多组实验数据。总结得出导体的电阻与它的长度、横截面积、材料这三个因素的关系。规律方法.累积法测直径取一段新的紧密绕制的金属丝,如图所示。用刻度尺测出它的宽度,除以圈数,便可得到金属丝的直径。012345luil mini Im hIiii nln In lull. “五个”注意事项(1)通电时间不宜太长,电流要小。(2)开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要取最大值。注意电表的正、负接线柱接线是否准确,量程要适当。通过滑动变阻

60、器调节,得到多组 U、I值,分别计算R,再取平均值,或依据这 些数据做出U I图象,由图象的斜率求得 R的值。导线长度测量要注意测导线接入电路的有效长度。题组训练.(高考热点一实验探究过程)(2019舟山市联考)“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图所示,a、b、c、d是四种不同的金属丝现有四根锲铭合金丝和两根康铜合金丝,其规格如下表所示。-;s 5编号材料长度/m板截面/mmA锲铭合金0.80.8B锲铭合金0.50.5C锲铭合金0.30.5D锲铭合金0.31.0E康铜合金0.30.5F康铜合金0.80.8电路中四种金属丝应分别选用上表中的 州编号表示)。(2)某学生对

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