专题八恒定电流

专题八恒定电流文档ppt第1页，共49页。考点欧姆定律电阻定律焦耳定律1.(2013江苏单科,4,3分)在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警

装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端

电压U增大,装置发出警报,此时

()

A.RM变大,且R越大,U增大越明显B.RM变大,且R越小,U增大越明显C.RM变小,且R越大,U增大越明显五年高考A组自主命题·江苏卷题组D.RM变小,且R越小,U增大越明显第2页，共49页。答案

C当传感器接触药液时,其阻值发生变化,导致S两端电压U增大,则M两端电压减小,可

知RM应变小;R与RM构成并联电路,其并联总电阻为R并=

=

,可知当R越大,RM减小相同值时,R并减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。考查点本题考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联与并联以及传感器等知识,要求考生有较

强的分析推理能力,属于中等难度题。解题方法本题用“极限法”求解非常便捷。假设R很小,甚至为零,则传感器被短路,那么RM

的变化对电压U就不再产生影响,因此,R越大,U随RM的变化越明显。第3页，共49页。2.(2018江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80V时,闪光

灯瞬间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电

和放电,闪光灯就周期性地发光。该电路

()

A.充电时,通过R的电流不变B.若R增大,则充电时间变长C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变第4页，共49页。答案

BCD本题考查含容电路和电容器的充电与放电。因电容器属于非线性元件,电容器

在充电过程中,充电电流是非线性减小的,故A错。若R增大,充电电流减小,充电时间变长,故B

正确。由Q=CU且U=80V为定值可见,C增大时Q增大,闪光灯闪光一次通过的电荷量增大,故C

正确。闪光灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关,故D正确。难点突破含容电路中电容器充电和放电电流是非线性变化的,回路中电阻越大,充、放电的

速度越缓慢。第5页，共49页。3.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻

值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有

()

A.路端电压为10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A第6页，共49页。答案

AC外电路的总电阻R=10Ω,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I=

=1A,因此路端电压U=E-Ir=12V-1×2V=10V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12W,B选项错误;由

图(a)可知Uab=UaO-UbO=-15×0.5V+5×0.5V=-5V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效

电路如图(b)所示,电路中的外电阻R'=7.5Ω,电路中总电流I'=

=

A≠1A,D选项错误。

图(a)

图(b)第7页，共49页。考查点本题考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联与并联、电功率、电势与电势差等知识,

要求考生有扎实的基本功和较强的分析推理能力,属于中等难度题。方法技巧两部分电路间的电势差Uab=φa-φb,可知Uab=φa-φb+φO-φO=(φa-φO)-(φb-φO)=UaO-UbO。第8页，共49页。1.(2017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值

如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是

()

A.a和b

B.b和d

C.a和c

D.c和dB组统一命题、省(区、市)卷题组答案

A本题考查U-I图像的意义。根据R=

知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。方法技巧图像题的解决方法图像题是物理中最常见的题型之一。解题步骤是:一看轴,即看清横轴及纵轴的意义;二看点,

即看清图像中坐标点的位置;三看斜率,即看清斜率的意义及大小;四看面,即看清图像与坐标

轴所包围面积的意义。第9页，共49页。2.(2016课标Ⅱ,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示

电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电

荷量为Q2。Q1与Q2的比值为

()

A.

B.

C.

D.

第10页，共49页。答案

C当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=

E,所带的电荷量Q1=CU=

CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U'=

E,所带的电荷量Q2=

CE。所以

=

,C项正确。

图1

图2方法技巧简化电路时会熟练应用电势排列法,才能又准又快地画出等效电路。第11页，共49页。3.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,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,则金属棒内的电场强度大小为

()

A.

B.

C.ρnev

D.

第12页，共49页。答案

C金属棒的电阻R=

,自由电子定向移动形成的电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E=

=

=nevρ,选项C正确。第13页，共49页。4.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,电压表示数为

U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中

()

A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3

第14页，共49页。答案

BC据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变阻器R1的等效阻值R1'先增大后减小,又R1'、R2两端总电压不变,且R1+R1'=

,所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。第15页，共49页。5.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改

变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。

(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说

明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输

出功率;b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路

电势降落之和。第16页，共49页。解析(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标

值为短路电流。(2)a.如图所示。

b.电源输出的电功率P=I2R=

R=

当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为Pmax=

答案见解析第17页，共49页。(3)电动势定义式E=

根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产

生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq得E=Ir+IR=U内+U外

第18页，共49页。试题评析闭合电路及U-I图像(1)本题考查闭合电路中路端电压U随干路电流I变化的关系图线,电源的输出功率及其最大值,

以及最大值的产生条件。考查内容为教材的基本知识。此题作为一道高考中分值不小的计

算题,提示考生要注重基本知识的学习。(2)电动势是电源的最基本特征量,在学习中学生不仅仅要掌握其定义式,更要深刻理解其内

含,并能灵活应用。第19页，共49页。1.(2014天津理综,2,6分)如图所示,电路中R1、R2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,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果

仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是

()

A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离

D.断开开关SC组教师专用题组第20页，共49页。答案

B

设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有

q=

q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E场=

知,增大d,U不变时,E场减小,油滴将向下加速;断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将

向下加速,故只有B项正确。第21页，共49页。2.(2014上海单科,18,4分)(多选)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V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电

流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则

()

A.A的示数增大B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2

第22页，共49页。答案

ACD滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器连入电路的阻值变小,总电阻变小,又电源电动势不变,则电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V1测量定值电阻R两

端的电压,因电流变大,所以V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压

即路端电压,示数变小,选项B错。ΔU1=ΔI×R,ΔU2=ΔI×r,所以ΔU1>ΔU2,选项D对。电压表V3测

量滑动变阻器两端的电压,电压表V3示数的变化量ΔU3=ΔI×(r+R),所以

=r+R>r,选项C对。第23页，共49页。考点欧姆定律电阻定律焦耳定律1.(2018江苏南通一模,2)如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω,电阻R1=4.0Ω,R2=7.5Ω,R3=

5.0Ω,电容器的电容C=10μF,闭合开关S,电路达到稳定后电容器所带的电荷量为

()

×10-5×10-5C×10-5×10-4C答案

B闭合开关S,R1和R3串联,电容器两端的电压等于R3两端的电压,U=

E=6.0V,电容器上所带的电荷量Q=CU=6.0×10-5C,故选B。三年模拟A组2016—2018年高考模拟·基础题组第24页，共49页。2.[2017江苏金陵中学调研(一),2]一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500Ω,要把它改装成

一个量程为0~10V的电压表,则应在电流表上

()A.串联一个10kΩ的电阻B.并联一个10kΩ的电阻答案

C由欧姆定律U=Ig(rg+R)得R=

-rg=9.5kΩ。故C正确。第25页，共49页。3.[2017江苏如皋中学调研(二),5]如图所示的电路中,电流表A和电压表V均可视为理想电表。

现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,下列说法中正确的是

()

A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大B.电阻R2消耗的功率变大C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大答案

A滑片P向左移动,R2接入阻值变大,根据“串反并同”可知:A的示数变小,V的示数变大,电容器C上电荷量增大,所以A对,C错;R2消耗的功率为P2=U2I2,不能确定P2的变化情况,B

错;电源总功率P=E·I,而I减小,所以P变小,D错。第26页，共49页。4.(2018江苏苏州调研,10)(多选)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所

示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池电动势不变,内阻不是

定值),图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列说法中正确

的是

()

A.硅光电池的内阻为8ΩD.若将R换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大第27页，共49页。答案

AC由图像信息可知,电动势E=3.6V,定值电阻阻值R=

Ω=10Ω,回路工作电流I=0.2A。由闭合电路欧姆定律知I=

,代入数据解得r=8Ω,故A正确。总功率P总=EI=3.6×0.2W=0.72W,故B错。内阻发热功率Pr=I2r=0.22×8W=0.32W,故C正确。由图像可以看出,换更大电

阻后,回路的工作电流减小,但工作电压增大,则UI可能增大,也可能减小或不变,故D项错。第28页，共49页。5.(2018江苏苏锡常镇一模联考,6)(多选)光敏电阻是用硫化钙或硒化镉等半导体材料制成的

特殊电阻器,其电阻值会随光照强度的增大而减小,光敏电阻的这种特殊性能,在科技生活中有

广泛应用,某应用电路如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增

大时

()

A.电压表的示数增大

B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大

D.R3的功率增大第29页，共49页。答案

ABC光照强度增大时,R3电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,R1两端的电压和内

阻的电压增大,电压表的示数增大,故A正确;根据E=Ur+U1+U2,知U2减小,根据I2=U2/R2知,R2中电

流减小,故B正确;流过灯泡的电流增大,根据PL=I2RL,小灯泡的功率增大,故C正确;流过R3的电流

增大,电压减小,功率的变化无法确定,故D错误。第30页，共49页。6.(2017江苏六市二模,6)(多选)如图所示的闭合电路中,R是半导体光敏电阻,R1为滑动变阻器。

现用一束光照射光敏电阻,则

()

A.电流表读数变大

B.电压表读数变大C.电源的总功率变大

D.电源内阻的功率变大第31页，共49页。其他解法

R减小,则回路中的电流增大,UR=E-IR1,故UR增大;P总=EI也变大,P内=I2r显然也变大,

故A、C、D均正确。考查点本题为动态电路分析问题,电路简单。为容易题。答案

ACD当光照射光敏电阻时,其阻值R减小,由“串反并同”可知A对,B错;又由P=EI和P内=I2r知,C、D均正确。第32页，共49页。7.(2018江苏扬州期中,14)在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距

离d=4.0cm。电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω。闭合开关S,待电路稳定后,

将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球

恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射

入小球对电路的影响,取g=10m/s2。求:(1)A、B两金属板间电压的大小U;(2)滑动变阻器消耗的电功率P滑;(3)电源的效率η。

第33页，共49页。解析(1)小球从B板上的小孔射入,恰好到达A板的过程中,在电场力和重力的作用下做匀减

速直线运动,设A、B两极板间电压为U,根据动能定理有-qU-mgd=0-

m

解得U=200V(2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R滑,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流I=

根据部分电路欧姆定律可知U=IR滑解得R滑=2.0×103Ω滑动变阻器消耗的电功率P滑=

=20W(3)电源的效率η=

=

=99.5%答案(1)200V(2)20W(3)99.5%第34页，共49页。8.(2018江苏泰州月考,15)如图所示的电路中,电源的电动势E=4V,内电阻r=1Ω,电阻箱R1可

调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2=6Ω,R3=3Ω,求:(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时

A、B间消耗的最大电功率是多少?

第35页，共49页。解析(1)开关S断开时,I1=

=0.4A;开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=

=2Ω,I1'=

=

A(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2Ω为定值,所以,只有当R1=0时,总电流最大,A、B之间

的电功率才最大。I总=

=

APAB=

RAB=

×2W=

W答案(1)0.4A

A(2)0

W第36页，共49页。9.[2017江苏金陵中学调研(一),17]如图所示,电源的电动势E=7.5V,内电阻r=1.0Ω,定值电阻R2

=12Ω,电动机M的线圈电阻R=0.50Ω。开关S闭合,电动机转动稳定后,电压表的示数U1=4.0V,

电阻R2消耗的电功率P2=3.0W。不计电动机的摩擦损耗,求:

(1)电源的路端电压;(2)电动机的输出机械功率。第37页，共49页。解析(1)电阻R2两端的电压即电源的路端电压,因P2=U2/R2,所以U=

=6V(2)由E=U+Ir得,干路上的电流I=(E-U)/r=1.5A。通过电阻R2的电流I2=U/R2=0.5A,则通过电动机的电流I1=I-I2=1.0A,所以电动机的输出机械功率P机=I1U1-

R=3.5W。答案(1)6V(2)3.5W友情提醒电动机为非纯电阻电路,部分电路欧姆定律对其不成立;P=

对其也不成立。第38页，共49页。1.(2018江苏南通二模,3)图甲电路中,D为发光二极管,其伏安特性曲线如图乙所示。在图甲电

路中,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P从左端右移的过程中

()A.二极管D变亮B.二极管D两端的电阻变大C.通过二极管D的电流减小D.电源的功率减小B组2016—2018年高考模拟·综合题组时间:20分钟分值:35分一、单项选择题(每小题3分,共6分)第39页，共49页。答案

A滑片从左端右移过程中,R的接入电阻减小,则回路中电流增大,由乙图可知U也增

大,则二极管消耗的电功率UI增大,即二极管变亮,故A正确,C错。I-U图线与O点连线的斜率等

于电阻的倒数,由图可知随U增大,二极管的电阻变小,故B错。电源的功率P=EI,显然,P随I增大

而增大,故D错。第40页，共49页。2.(2018江苏泰州二模,3)可变电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源E连接成如图所示的

电路。闭合S,当R1的滑片在图示位置时,C1、C2所带的电荷量相等。现要使C1所带的电荷量大

于C2所带的电荷量,可采用的方法是

()

A.只增大R2的电阻

B.只增大C2的电容C.只增大C1的电容

D.只将R1的滑片向A端移动第41页，共49页。答案

C两电容器的带电荷量分别为Q1=C1U1=C1IR1左,Q2=C2U2=C2IR1右,则

=

,可见A、B均错,C正确。只将R1的滑片向A端移动,则R1左减小,R1右增大,结果恰与题中要求相反,故D错。考查点本题考查电容器、动态电路分析、电阻分压、电容器的带电荷量等知识,题目情景

简单,重在考查考生的基本功,属于容易题。解题关键弄清等效电路是解决本题的关键。电容器隔直流,所以C1和C2对电路中的电流以

及电阻的分压没有任何影响。第42页，共49页。3.(2018江苏徐州期中,6)将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同。电

池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2,电池组内阻消耗的功率分别是P1'和P2',电池组的效

率分别是η1和η2,电阻两端的电压分别是U1和U2。若已知电流I1<I2,则有

()A.R1<R2

B.U1<U2C.η1>η2

D.P1‘<P2’二、多项选择题(每小题4分,共12分)答案

CD根据题意画出电源及电阻R1、R2的U-I图像,由图像不难得出R1>R2,U1>U2,由P内=I2r

知,P1'<P2',设R1、R2消耗的电功率均为P,则η1=

,η2=

,显然有η1>η2,选项C、D正确。

解题技巧通过画图像分析各量的关系,常常事半功倍,所以,我们要熟悉并掌握一些常用图

像,并在解题时应用。第43页，共49页。4.(2018江苏盐城期中,7)某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,当吊车以0.1m/s的速

度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,g取10m/s2,则

()B.电动机的输出电压为285V×103WD.电动机的工作效率为75%解题思路电动机的输出功率为电动机对集装箱牵引力做功的功率,由P=Fv可求之。电动机

的工作效率=

。答案

AD电动机输出功率为P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W;由UI=P+I2R解得R=4.75

Ω,选项A正确,C错误;电动机没有输出电压,选项B错误;电动机的工作效率为η=P/UI=75%,选项

D正确。第44页，共49页。5.[2017江苏金陵中学调研(一),11]如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,

这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后,干路电流为0.25A,则此时

()

A.L1两端的电压为L2两端电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75WC.L2的电阻为12ΩD.L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1第45页，共49页。答案

BD由甲图知,当干路电流为0.25A时,I1=