第七章 恒定電流(教師).doc

2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)資料第七章 恒定電流高三物理組2011/11/7337.1 電流、部分電路歐姆定律、探究決定導(dǎo)線電阻的因素【知識網(wǎng)絡(luò)】負(fù)極流向正極正極流向負(fù)極正電荷定向移動的方向電荷的定向移動形成電流1電流I=q/t標(biāo)（1）電流的形成： 。方向： ，外電路由 ，內(nèi)電路由 ，電流是 量。（2）電流的宏觀表達(dá)式： 。金屬導(dǎo)電或電解液導(dǎo)電，不適用氣體導(dǎo)電。I=nqvS注意：在電解液導(dǎo)電時，正、負(fù)離子向相反方向定向移動形成電流，用公式Iqt計算電流強度時應(yīng)注意電量的理解。（3）電流的微觀表達(dá)式： n為單位體積內(nèi)的自由電荷個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率。2部分電路歐姆定律（1）內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。（2）公式：I=U/R（3）適用條件： 。（4）圖像導(dǎo)體的電阻電阻的倒數(shù)注意：I-U曲線與U-I曲線的區(qū)別。對電阻一定的導(dǎo)體，圖線為過原點的直線，I-U圖像的斜率表示 ，U-I圖像的斜率表示 。當(dāng)考慮電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲線不是過原點的直線。3電阻定律（1）內(nèi)容：導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比，。BCAC導(dǎo)電性能的物理量（2）電阻率意義：是反映材料 ，數(shù)值上等于長度為1m、橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻。單位：m純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。材料的電阻率與溫度有關(guān)：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（鉑較明顯，可用于做溫度計）；合金錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減?。崦綦娮?、光敏電阻）。超導(dǎo)現(xiàn)象：有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0K時，電阻率突然減小到零的現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體?！镜湫屠}】例1有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強度為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線內(nèi)有n個自由電子，電子電量為q，此時電子定向移動的速率為v，在t 時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為 Anvst Bnvt CIt/q DIt/sq解：I=Q/t，可知Q=It，故t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為It/q，選項C正確；又因為單位體積內(nèi)有n個自由電子，在t時間內(nèi)，體積為導(dǎo)線長度導(dǎo)線橫截面面積=vts中的自由電子均可通過導(dǎo)線的某個橫截面，所以t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子的總數(shù)為nvts，即選項A也正確。例一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，兩端加上電壓U時，通過導(dǎo)線中的電流強度為I，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速度為v。若均勻拉長導(dǎo)線，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，再給它兩端加上電壓U，則次時A通過導(dǎo)線的電流為I/2B通過導(dǎo)線的電流為I/4C自由電子定向移動的平均速率為v/2D自由電子定向移動的平均速率為v/4【自我檢測】1某電解槽中，如果在1s內(nèi)共有51018個二價正離子和11019個一價負(fù)離子通過面積為0.1m2的某橫截面，則通過該橫截面的電流為多大？解：CB2一個標(biāo)有“220V60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V，在此過程中電壓U和電流I的的關(guān)系可用下圖所示在給出的四個圖線中肯定符合實際的是3把兩根同種材料電阻絲分連在兩個電路中，甲電阻絲長度為，直徑為；乙電阻絲長度為，直徑為，要使兩電阻絲消耗的功率相等，加在兩電阻絲上的電壓應(yīng)滿足A B C DACDD【課后練習(xí)】1關(guān)于電流下列說法正確的是 A由I=q/t可知，電流I與電量q成正比 B由可知，電流I與電量q成正比 C電流有方向，因而電流是矢量 D電流單位安培是國際單位制中的基本單位2若不考慮電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是A電流通過導(dǎo)體時沿電流方向電勢逐漸降低B由RU/I可知，一段導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流強度成反比C由IU/R可知，通過一段導(dǎo)體的電流強度跟加在它兩端的電壓成正比D對一段確定的導(dǎo)體來說，比值U/I恒定，不隨U或I的改變而改變AD3計數(shù)器因射線照射，內(nèi)部氣體電離，在時間t內(nèi)有n個二價正離子到達(dá)陰極，有2n個電子到達(dá)陽極，則計數(shù)器中的電流強度為 A0 B2ne/t C3ne/t D4ne/t4北京正負(fù)電子對撞機的儲存環(huán)是長240m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流強度為10mA時，若電子的速率為十分之一光速,則在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為A51011 B51019 C1010-3 D10103A解：，代入數(shù)據(jù)解得n=510115關(guān)于電阻率，下列說法中不正確的是A電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導(dǎo)電性能越好B各種材料的電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度升高而增大C所謂超導(dǎo)體，當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，它的電阻率突然變?yōu)榱鉊某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻3BBABC6下圖所列的4個圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U 2之間的圖象，是以下哪個？ 7下列說法正確的是 A導(dǎo)體的電阻可以通過測量它兩端的電壓和電流而得到B導(dǎo)體的電阻由本身物理條件決定，與電壓、電流無關(guān)C歐姆定律不適用交流電D某一電動機工作時兩端電壓為U，通過電流為I，則電動機電阻為R=U/I8在截面積為S的粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)體中流過恒定電流 I，銅的電阻率為，電子電量為e，則電子在銅導(dǎo)體中運動時受到的電場力大小為 A0 B C D解：，而，則9用電器由距離它為L的電源供電，輸電線上的電流為I，若要輸電線上的電壓損失不超過U，已知輸電線的電阻率為，那么，輸電線的橫截面積最小為 A B C D10如圖所示，電源可提供U=6 V的恒定電壓，R0為定值電阻，某同學(xué)實驗時誤將一電流表（內(nèi)阻忽略）并聯(lián)于Rx兩端，其示數(shù)為2 A，當(dāng)將電流表換成電壓表（內(nèi)阻無限大）后，示數(shù)為3 V，則Rx的阻值為_。 11設(shè)氫原子中電子在半徑為r的軌道上做圓周運動，電子的電量為e，質(zhì)量為m，靜電力常量為k，試求等效電流的電流強度。解：7.2 串并聯(lián)電路 電功和電熱【知識網(wǎng)絡(luò)】1串、并聯(lián)電路W=I2Rt=U2tRW=qU=UItP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2U=U1=U2=U3=I=I1+I2+I3+I=I1=I2=I3=（1）串聯(lián)電路的特征如下：U=U1+U2+U3+I：R=R1+R2+R3+U：R：P：（2）并聯(lián)電路的確良特征如下：I：U：R：P：（3）混聯(lián)電路一些較復(fù)雜的混聯(lián)電路，可簡化為串、并聯(lián)關(guān)系明確的等效電路。方法有：分支法、等勢法。在畫等效電路時，理想電流表可視為短路，理想伏特表和電容可視為斷路，等勢點間的電阻可以去掉或視為短路，等勢點之間的導(dǎo)線可以任意變形。 （4）用電器正常工作及電路故障用電器在額定電壓下，必然通過是額定電流，這時用電器以額定功率正常工作，滿足P0=I0U；電路若不能正常工作，就是發(fā)生了故障，其原因可能是由于電路中某處發(fā)生了斷路、短路等現(xiàn)象。（5）電路中有關(guān)電容器的計算電容器充放電時形成電流，穩(wěn)定時視為斷路，解題的關(guān)鍵是確定電容器兩極間的電勢差。2電功與電熱Q=UIt=U2tRQ=I2Rt電功：電流所做的功,計算公式為 .（適用于一切電路），考慮到純電阻電路中有U=IR，所以還有 (適用于純電阻電路)。電熱：電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量。計算公式為 (適用于一切電路)，考慮到純電阻電路中有U=IR，所以也有 (適用于純電阻電路)。電功與電熱的關(guān)系純電阻電路：電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以電功等于電熱 Q=W非純電阻電路：電流做功將電能轉(zhuǎn)化為熱能和其它能（如機械能、化學(xué)能等）所以電功大于電熱，由能量守恒可知或 3電功率與熱功率(1)電功率：單位時間內(nèi)電流做的功。計算公式P=W/t=UI(適用于一切電路)，對于純電阻電路P=I2R=U2/R。用電器的額定功率是指電器在額定電壓下工作時的功率；而用電器的實際功率是指用電器在實際電壓下工作時的功率。（2）熱功率：單位間內(nèi)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量。計算公式P=Q/t=I2R(適用于一切電路)，對于純電阻電路還有P=UI= U2/R。（3）電功率與熱功率的關(guān)系純電阻電路中,電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率大于熱功率。 【典型例題】A例1如圖所示，把兩相同的電燈分別拉成甲、乙兩種電路，甲電路所加的電壓為8V，乙電路所加的電壓為14V調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的電功率分別為P甲和P乙，下列關(guān)系中正確的是 AP甲 P乙 BP甲 P乙CP甲 = P乙 D無法確定 解：設(shè)燈正常發(fā)光時的電壓U、電流I，則有V、V，而，可解得P甲 P乙例2如圖所示，阻值較大的電阻R1和R2串聯(lián)后，接入電壓U恒定的電路。現(xiàn)用同一電壓表依次測量R1與R2的電壓 U1與U2，已知電壓表內(nèi)阻與R1、R2相差不大。則：AU1+U2=U BU1+U2UCU1/U2=R1/R2 DU1/U2R1/R2解： ，則U1+U2U，U1/U2=R1/R2例3一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20，接上220伏的電壓后，正常運轉(zhuǎn)時它消耗的電功率是66W，求：（1）通過電動機的電流是多少？（2）轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功率各是多少？電機的效率多大？（3）如接上電源后，扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流為多大？電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率又各是多少？解：（1）I=P/U=0.3A （2）線圈電阻發(fā)熱功率PQ=I2r=1.8w，機械功率P機=PPQ=64.2W，效率為機械功率與總功率之比為=P機/P=97.3 （3）當(dāng)葉片不轉(zhuǎn)動時，作純電阻，I=U/r=11A，P=UI=I2r=2420w例4如圖所示，三只電流表的內(nèi)阻都可忽略，已知這三只表的示數(shù)之比是I1I2I3=357，求R1R2R3值。解：142（畫出等效電路，弄清各電表示數(shù)是通過哪些電阻的電流，再由并聯(lián)電路規(guī)律求解【自我檢測】B1如圖所示是演示位移傳感器的工作原理，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x.假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是A物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C物體M不動時，電路中沒有電流D物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)解：因為電壓表為理想電壓表，所以電路中電流保持不變.設(shè)和電壓表并聯(lián)部分的滑動變阻器的阻值為Rx，則電壓表的示數(shù)UV=IRx，當(dāng)物體M運動時，帶動滑動變阻器的滑桿P運動，使Rx的阻值發(fā)生變化，UV也發(fā)生了變化，即電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化；當(dāng)M不動時，Rx的阻值不發(fā)生變化，電路中電流又保持不變，電壓表的示數(shù) UV=IRx保持不變CD2如圖所示為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、b與220V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為220V由此可知：Aab間電路通，cd間電路不通Bab間電路不通，bc間電路通Cab間電路通，bc間電路不通Dbc間電路不通，cd間電路通R/4解：由于用交流電壓表測得b、d兩點間為220V，這說明ab間電路是通的，bc間電路不通或cd間電路不通；由于用交流電壓表測得a、c兩點間為220V，這說明cd間電路是通的，ab間電路不通或bc間電路不通；綜合分析可知bc間電路不通，ab間電路通和cd間電路通3如上圖所示，所有電阻均為R，則A、B兩點間的總電阻為_（中間兩導(dǎo)線交叉處不連接）。B4一平行板電容器C極板水平放置，它和三個可變電阻R1、R2、R3及電源連接，如圖所示，今有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩極板之間靜止不動，要使油滴上升，可采用的方法是 A增大R1 B增大R3 C增大R2 D減小R15一輛電動自行車的銘牌上給出了如下表的技術(shù)參數(shù)：質(zhì)量為M=70kg的人騎此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力f恒為車和人總重的k=0.02倍取g=10m/s2，求：（1）此車的永磁轂電機在額定電壓下正常工作的效率；（2）僅在永磁轂電機以額定功率提供動力的情況下，人騎車行駛的最大速度規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁轂電機車型26電動自行車額定輸出功率120W整車質(zhì)量30kg額定電壓40V最大載重120kg額定電流3.5A解：（1）由表可知，電機的額定電壓為U0=40V，額定電流為I0=3.5A電機正常工作時輸入功率P入=U0I0=140W又電機的輸出功率為P出=120W電機的效率為（2）行駛時所受阻力為f = k (M+m) g，式中m為車的質(zhì)量m=30kg當(dāng)達(dá)到最大速度vm時，有P出=fvm得【課后練習(xí)】CD1在圖中電源電動勢為E，內(nèi)電阻不計，當(dāng)滑動變阻器的滑片由a向b滑動過程中，下列說法中正確的是A. 電阻R兩端的電壓增大B. 電容器C兩端電壓減小C. 電路消耗的功率增大D. 電容器C上所帶的電量增加BCDCB2如圖甲所示電路中，電流表A1與A2內(nèi)阻相同，A2與R1串聯(lián)當(dāng)電路兩端接在電壓恒定的電源上時，A1的示數(shù)為3A，A2的示數(shù)為2A；現(xiàn)將A2改為與R2串聯(lián)，如圖乙所示，再接在原來的電源上，那么AA1示數(shù)必增大，A2示數(shù)必增大 BA1示數(shù)必增大，A2示數(shù)必減小C.A1示數(shù)必減小，A2示數(shù)必增大 DA1示數(shù)必減小，A2示數(shù)必減小解：R1R乙，再根據(jù)串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律分析得出答案D3如圖所示，D為一插頭，可接入電壓恒定的照明電路中，a、b、c為三只相同且功率較大的電爐，a靠近電源，b、c離電源較遠(yuǎn)，而離用戶電燈L很近，輸電線有電阻關(guān)于電爐接入電路后對電燈的影響，下列說法中正確的是 A使用電爐a時對電燈的影響最大 B使用電爐b時對電燈的影響比使用電爐a時大 C使用電爐c時對電燈幾乎沒有影響 D使用電爐b或c時對電燈影響幾乎一樣C4如上圖所示,將規(guī)格為“110V， 60W”和“110V， 40W”的A燈和B燈接到電路中去，既要使燈正常發(fā)光，又要使電路消耗的功率最小，如圖所示四種電路中接法最合理的是 解：使燈正常發(fā)光，C圖中電流最小，功率也最小B5一盞電燈直接接在恒壓的電源上，其功率為100W，若將這盞燈先接上一段很長的導(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時電燈實際消耗的電功率 A等于91W B小于91W C大于91W D條件不足，無法確定6.如圖所示，電路中開關(guān)K1接1，K2斷開時，A燈最亮，B、D最暗且亮度相同現(xiàn)在將K1接2，并將K2閉合，則 AA燈最亮，B燈最暗BC燈最亮，B燈最暗CA燈最暗，C燈最亮DA燈最亮，D燈最暗解：開關(guān)K1接1，K2斷開時，四燈串聯(lián)，由亮暗程度及P=I2R知RARCRB=RD現(xiàn)在將K1接2，并將K2閉合，則AB燈并聯(lián)后再與CD串聯(lián)，再由功率的公式可得.7如圖所示，R1、R2、R3、R4均為可變電阻，C1、C2均為電容器，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計當(dāng)改變4個電阻中的1個阻值時 A減小R1，C1、C2所帶電量都增加 B增大R2，C1、C2所帶電量都增加C增大R3，C2所帶電量增加D減小R4，C1、C2所帶電量都增加7.5VAD8. 電阻R和電動機M相串聯(lián)接到電壓恒定的電路中，如圖所示，電阻R與電動機的阻值相等，電路接通后，電動機正常工作，設(shè)電阻R和電動機兩端的電壓分別為U1和U2 ，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功W1，產(chǎn)生的電熱Q1；電流通過電動機M做的功W2，產(chǎn)生的電熱Q2，則有 AU1U2 Q1= Q2BW1= W2 Q1= Q2 CW1 W2 Q1 Q2DW1 W2 Q1= Q29在圖示的電路中，電源電壓恒為U15V，電阻R1、R2、R3的阻值均為10，S為單刀三擲電鍵，求下列各種情況下電壓表的讀數(shù)：10V0（1）電鍵S接B（2）電鍵S接A （3）電鍵S接C 10如圖所示的電路中，U=12V，滑動變阻器AB的總電阻為42，現(xiàn)要使標(biāo)著“6V 1.8W”的燈泡L正常發(fā)光，那么A、P間的電阻應(yīng)為多少？此時滑動變阻器上消耗的功率多大？解：12，4.2W 11用直流電動機提升重物的裝置如圖所示，其中重物質(zhì)量m=50kg，電源電壓U0=110V且保持不變，電阻R=1，當(dāng)電動機以V=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=5A 求電動機線圈電阻R/和電動機的效率.mVR若電動機不慎被卡住而靜止，電動機的功率又為多大？(g取10m/s2)解：由解得，R/ =3 ， =85.7% ；電動機不慎被卡住而靜止，變?yōu)榧冸娮桦娐?，可求電動機的功率為2268.75W12如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點（103）時會自動斷開；S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60時會自動閉合，溫度高于80時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈限流電阻R1=R2=500，加熱電阻絲R3=50，兩燈的電阻不計 （1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程 （包括加熱和保溫的過程） （2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？ （3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比解：（1）電飯煲煮飯時，接上電源,S2自動閉合，同時把手動開關(guān)S2閉合，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)加熱到80時，S2自動斷開，S1仍閉合，繼續(xù)加熱，待水燒干后，溫度升高到103時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于電飯煲散熱，待溫度下降到60時，S2自動閉合,電飯煲又處于加熱狀態(tài)，待加熱到上升到80時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)（2）不能，因為這種情況下只能加溫到80（3）設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時消耗的電功率為P1，保溫狀態(tài)電功率為P2則：P1=, P2=,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得p1：p2=12：17.3 電動勢 閉合電路歐姆定律【知識網(wǎng)絡(luò)】表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量非靜電力1電動勢(1)電源是通過 做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置；(2)電源電動勢是表示 ；(3) 電源電動勢數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功即有：E=W/q2閉合電路歐姆定律(1) 內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比這個結(jié)論通常叫做閉合電路的歐姆定律(2) 閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式：或EU+Ir，(3) 適用范圍: 純電阻電路3閉合電路中的電壓關(guān)系(1) 電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和；注意:U不一定等于IR （純電阻電路中U=IR，非純電阻電路中UIR）（2）路端電壓與電流的關(guān)系電源電動勢降低閉合電路歐姆定律可變形為UEIr，E和r可認(rèn)為是不變的，由此可以作出電源的路端電壓U與總電流I的關(guān)系圖線，如圖所示。依據(jù)公式或圖線可知：E內(nèi)電阻電源的電動勢路端電壓隨總電流的增大而 。電流為零時，即外電路斷路時的路端電壓等于 在圖象中，UI圖象在縱軸上的截距表示 。路端電壓為零時（即外電路短路時）的電流Im（短路電流）圖線斜率絕對值在數(shù)值上等于 。RUOE（3）純電阻電路中，路端電壓U隨外電阻R變化關(guān)系由歐姆定律可知： 由此可以作出電源的路端電壓U與外電阻R的關(guān)系圖線，如圖所示，U與R為非線性關(guān)系依據(jù)公式或圖線可知：（1）外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；Im =E/r0（2）外電路斷開時，R，路端電壓U （3）外電路短路時，R0，U ，I 4閉合電路中的功率關(guān)系IE(1)電源總功率、電源的輸出功率、電源內(nèi)消耗功率及關(guān)系IU電源提供的總功率: P= UI P出=I2R(純電阻)電源內(nèi)耗功率: P內(nèi)= 電源輸出功率: P出= 三者關(guān)系: P=P內(nèi)+P出【典型例題】B例如圖所示電路中，R14 W，R26 W，電源內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)電鍵S1閉合時，電流表A的示數(shù)為3 A，則當(dāng)S1斷開時，電流表示數(shù)可能為A3.2 A B2.1 AC1.2 A D0.8 A 某同學(xué)認(rèn)為當(dāng)S1斷開后，電路總電阻變大，電路總電流變小，因此，B、C、D三種情況都是可能的。你同意該同學(xué)的判斷嗎？若同意，請簡述你的理由；若不同意，請說明理由并推導(dǎo)出你認(rèn)為正確的結(jié)果。解：設(shè)電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則（1）當(dāng)r=0時，I2=1.2A（2） 當(dāng)r時，I2=3A由于電源的內(nèi)阻不能不計，所以1.2AI23A，所以答案應(yīng)該選BACD例在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P 向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用I、U1、U2和U3表示下列比值正確的是AU1/I不變，U1/ I不變BU2/I變大，U2/ I變大CU2/I變大，U2/ I不變DU3/I變大，U3/ I不變解：,由于不變，故不變不變。同理，由于變大，所以變大。但是，所以不變。而，所以變大,由于，所以不變例如圖所示，電阻R34 ，電表為理想表。開始時R1、R2、R3中都有電流通過，電壓表示數(shù)為2 V，電流表示數(shù)為0.75 A后來三個電阻中有一個發(fā)生斷路，使電壓表示數(shù)變?yōu)?.2 V，電流表示數(shù)變?yōu)?.8 A。（1）哪個電阻斷路？（2）求電阻R1、R2的阻值各為多少？（3）電源電動勢和內(nèi)阻各為多少？解：（1）由于電流表A、電壓表V的示數(shù)都不為零，所以斷路的電阻為R1（2）R1斷后，電壓表V示數(shù)即為R2兩端電壓所以 R2U/2/I/24 R1斷路前R2兩端電壓U2I2R20.754 3 VR3兩端電壓U3U2U1321 V由串聯(lián)電阻的分壓特點R1/R3=U1/U3所以 R18 通過R1、R3的電流 I1U1/R10.25 A（3）R1斷路前EU2（I1I2）r0.754（0.750.25）rR1斷路后EU2I2r3.20.8r聯(lián)立以上兩式得E4 V，r1 BCBA【自我檢測】1鉛蓄電池的電動勢為2V，這表明 A電路每通過1C電量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B電路每通過1C電量，電源把2J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C電源每1s時間，把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比干電池小2在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E ，內(nèi)電阻為r，L1、L2是兩個小燈泡。閉合S后，兩燈均能發(fā)光。當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時E,rSL1L2RAL1變暗，L2變暗BL1變暗，L2變亮CL1變亮，L2變暗DL1變亮，L2變亮3高溫超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖。超導(dǎo)部件有一個超導(dǎo)臨界電流Ic，當(dāng)通過限流器的電流I Ic時，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)（電阻為零）轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)（一個純電阻）。以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流，已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1 = 3，超導(dǎo)臨界電流Ic = 1.2A，限流電阻R2 = 6，小燈泡L上標(biāo)有“6V，6W”的字樣，電源電動勢E=8V，內(nèi)阻r =2，原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則A短路前通過R1的電流為2/3A B短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)C短路后通過R1的電流為4/3AD短路后通過R1的電流為2A如圖所示，R3=0.5，S斷開時，兩表讀數(shù)分別為0.4A和2.4V, S閉合時，它們的讀數(shù)分別變化了0.3A和0.3V，電壓表、電流表均視為理想電表。求： R1、R2的阻值 電源的電動勢和內(nèi)阻解：（1） （2）V 如圖所示，電源的電動勢為50V，電源內(nèi)阻為1.0，定值電阻R=14，M為直流電動機，電樞電阻R=2.0，電動機正常運轉(zhuǎn)時，電壓表讀數(shù)為35V，求在100s時間內(nèi)電源做的功和電動機上轉(zhuǎn)化為機械能的部分是多少？解：內(nèi)阻和電阻R上的電壓為 由歐姆定律得電路電流為 在100s內(nèi)電源做的功 在100s內(nèi)電動機轉(zhuǎn)化為機械能的部分有CC【課后練習(xí)】1關(guān)于電源電動勢，下列說法中正確的是A電動勢與電壓的單位相同，它們是同一概念B電動勢就等于電源正、負(fù)極間的電壓C電動勢是表示電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量 D電動勢的大小不僅與電源有關(guān)，還與外電路的組成有關(guān)2如圖所示，電源電動勢E=3.2V，電阻R1=30，R2=15，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W。當(dāng)開關(guān)S接位置1時，電流表的讀數(shù)為0.1A,那么當(dāng)開關(guān)S接到位置2時小燈泡L的發(fā)光情況是 A正常工作 B比正常發(fā)光略亮 C不能正常發(fā)光 D有可能被燒壞CACCDABB3如圖所示的電路中，閉合電鍵S后，燈L1和L2都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷，這故障可能是AL1燈燈絲燒斷 B電阻R2斷路C電阻R2短路D電容器被擊穿短路4在圖示的電路中，當(dāng)用電壓表測量電阻R1兩端的電壓時，測得電壓值與電源兩端的電壓相同，則電路中可能發(fā)生的故障是AR1斷路B R2短路CR1短路 DR1、R2同時斷路5如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1，R1=4，R2=2，電容C=40F，可變電阻器的阻值由15變?yōu)?的過程中 A流過R2的電流方向是由b到aB電容器充電C電容器的上極板一直帶負(fù)電 D電容器極板的帶電量減小6如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P隨總電流I的變化圖線；拋物線O為同一電源內(nèi)部消耗的功率Pr隨總電流I變化的圖線，則當(dāng)通過電源的電流為1A時，該電源的輸出功率為A1W B3WC2W D2.5W解：結(jié)合圖象，由得E=3V，由得；當(dāng)電流為1A時，路端電壓為2V，則P=IU=2W7調(diào)整如圖所示電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大U，在這個過程中A.通過R1的電流增加，增加量一定等于U/R1B.R2兩端的電壓減小，減少量一定等于UC.通過R2的電流減小，但減少量一定小于U/R2D.路端電壓增加，增加量一定等于U8如圖，電源的內(nèi)阻不可忽略已知定值電阻R1=10，R2=8當(dāng)電鍵S接位置1時，電流表的示數(shù)為0.20A那么當(dāng)電鍵S接位置2時，電流表的示數(shù)可能是下列的哪些值A(chǔ)0.28A B0.25AC0.22A D0.19A解：電鍵接2后，電路的總電阻減小，總電流一定增大，所以不可能是0.19A電源的路端電壓一定減小，原來路端電壓為2V，所以電鍵接2后路端電壓低于2V，因此電流一定小于0.25A所以只能選C9. 如圖所示，每個電池的電動勢都為2V，內(nèi)阻為025，R2 阻值為18，電流表A1的示數(shù)為05A, 電流表A2的示數(shù)為03A，電壓表示數(shù)為3V，求 R1、R3、R4的阻值 電池組的輸出功率解：12 10 2；2.88 W10如圖所示，直流電動機和電爐并聯(lián)后接在直流電源上，已知電源的內(nèi)阻 電爐的電阻 ，電動機繞組的電阻 ，當(dāng)開并斷開時，電爐的功率是475W，當(dāng)開關(guān)S閉合時電爐的功率是402.04W求：（1）直流電路的電動勢E；（2）開關(guān)S閉合時，電動機的機械功率多大？解：S斷開時，電爐的功率代入已知數(shù)據(jù)P、R1、r解出 S閉合時，有電動機的支路較復(fù)雜，且不能求歐姆定律求解，故先分析電爐所在支路設(shè)該支路的電流強度 ，電爐的功率代入 數(shù)值求出 A 兩端電壓也就是端電壓 V，設(shè)干路電流I，由閉合電路歐姆定律 A通過電動機的電流強度： A由已求出 和 （也是電機兩端電壓），可求出電機消耗功率（電功率）：W電機消耗的熱功率：W由能量守恒可知，通過電動機轉(zhuǎn)化成機械功率的是：W7.4電學(xué)實驗的兩個基本問題 描繪小燈泡的伏安特性曲線與多用電表【知識網(wǎng)絡(luò)】一、電學(xué)實驗的兩個基本問題1、在高中電學(xué)實驗中，涉及最多的問題就是電阻的測量，電阻的測量方法也比較多，最常用的有：（1）伏安法測電阻中的安培表內(nèi)、外接法電路圖：誤差分析：外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表分流引起，電流的測量值大于真實值，電阻測量值小于真實值，小電阻應(yīng)采用外接法；內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表分壓引起，電壓的測量值大于真實值，電阻測量值大于真實值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。內(nèi)外接法的選擇：若 ，則采用外接法。若 ，則采用內(nèi)接法。（2）歐姆表測量：能對電阻進行直接測量的儀表。但是一般用歐姆表測量只能進行粗測，為下一步的測量提供一個參考依據(jù)。（3）替代法：替代法的測量思路是等效的思想，可以是利用電流等效、也可以是利用電壓等效。替代法測量電阻精度高，不需要計算，方法簡單，但必須有可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻（一般給定的儀器中要有電阻箱）。替代法是用與被測量的某一物理性質(zhì)等效，從而加以替代的方法。2、滑動變阻器的限流接法、分壓接法電路圖：兩種接法的比較：分壓接法時，被測電阻RX上的電壓調(diào)節(jié)范圍大（電壓從零開始逐漸增大），應(yīng)該選用總阻值較小的滑動變阻器；限流接法時，RX上的電壓不能從零開始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍小，為使電壓的調(diào)節(jié)范圍大些，應(yīng)該選用總阻值和被測電阻接近的滑動變阻器。限流接法、分壓接法的選擇要求RX上的電壓變化范圍大（如從零開始變化）限流接法耗能少、連接方便，應(yīng)優(yōu)先使用，但下列情況必須采用分壓接法RX遠(yuǎn)大于變阻器的最大阻值，采用限流接法時，RX對電路調(diào)節(jié)能力差（調(diào)變阻器時RX兩端電壓變化?。?。采用限流接法時，電路中所能調(diào)節(jié)的最小電流超過電表的量程或用電器額定電流（a） (b) 。(c) 。增大外接法二、描繪小電珠的伏安特性曲線升高而增大左端分壓接法零逐漸增大到額定電壓因為小電珠（即小燈泡）的電阻較?。?0左右）所以應(yīng)該選用安培表 。小燈泡的電阻會隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而 ，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由 。所以滑動變阻器必須選用 （如右圖所示）。閉合電鍵時滑動觸頭應(yīng)該位于 （使小燈泡兩端的電壓為零）。由實驗數(shù)據(jù)作出的I-U曲線如右，說明燈絲的電阻隨溫度 ，也就說明金屬電阻率隨 。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）機械調(diào)零升高而增大U/VI/AO若選用的是標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程；電壓表開始時應(yīng)選用0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近3V時，再改用0-15V量程。三、多用電表的使用（1）使用前查看指針是否指在刻度盤左端零刻線處，如不在應(yīng)進行 ；OFF歐姆調(diào)零倍率（2）根據(jù)被測物理量及其數(shù)量級將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時注意選用刻度盤上對應(yīng)的量程刻度；交流電壓最高擋（3）使用歐姆擋時，先選好 ，再進行 。如果指針偏轉(zhuǎn)角度太?。粗羔?biāo)傅目潭戎堤螅?，?yīng)增大倍率重新調(diào)零后再測；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大（即指針?biāo)傅目潭戎堤。瑧?yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測。測量中，兩只手不能同時接觸表筆上的金屬部分。測量完畢后，應(yīng)將選擇開關(guān)扳到 或 ；（4）二極管是用半導(dǎo)體材料制成的電子元件。二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)二極管加上一定的正向電壓時，它的電阻值很小；當(dāng)給二極管加上反向電壓時，它的電阻值變得很大。【典型例題】FEC例欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些下列器材中電流表應(yīng)選用的是（填選項代號，下同），電壓表應(yīng)選用的是 ，滑動變阻器應(yīng)選用的是 。在上面的方框內(nèi)畫出應(yīng)采用的電路圖。A電池組E（6V，內(nèi)阻很?。〣電流表A1（03A，內(nèi)阻約0.0125）C電流表A2（00.6A，內(nèi)阻約0.125）D電壓表V1（03V，內(nèi)阻約3k）E電壓表V2（06V，內(nèi)阻約6k）F滑動變阻器R1（05，2A）G滑動變阻器R2（01000，1A）H電鍵、導(dǎo)線例電流表G的內(nèi)阻Rg=1000,滿偏電流Ig=100A,現(xiàn)把它改裝為量程是6V的電壓表和量程為0.6A的電流表，設(shè)計電路如圖所示。（1）S1、S2均斷開時是什么表？S1、S2均閉合時是什么表？（2）R1和R2各應(yīng)等于多少？ (3) S1閉合S2斷開時是什么表？量程多大？解：（1）電壓表 電流表；（2）59000 0.17；（3）電壓表 3.54104V例一同學(xué)使用多用電表測量某一電阻Rx的值，他在調(diào)好多用電表后,用“100檔”測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過大，為了更準(zhǔn)確的測量，他又進行了如下的操作：(1) 把選擇開關(guān)撥至“1000檔”。(2) 使兩表筆接觸，然后用螺絲刀輕輕旋動定位螺絲，使指針指零。(3) 把兩表筆分別與Rx的兩端接觸,為使它們接觸良好,用雙手捏住接觸處,然后讀數(shù)。(4) 把表筆從測試插孔中撥出，將多用電表放回原處，實驗完畢。該同學(xué)的操作有哪些錯誤?請改正之。解：指針偏轉(zhuǎn)過大，說明待測電阻的阻值不大，應(yīng)換用小量程 ；調(diào)好多用表后，不能再轉(zhuǎn)動定位螺絲；雙手捏住接觸處，會造成人體電阻與待測電阻并聯(lián)，測量值會偏??；表筆撥出后，應(yīng)把選擇開關(guān)置于OFF檔，久放應(yīng)取出電池?！咀晕覚z測】6.5B、一個標(biāo)有“220V60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V，在此過程中電壓U和電流I的的關(guān)系可用下圖所示在給出的四個圖線中肯定符合實際的是圖為一正在測量中的多用電表表盤。3.25（1）如果是用直流10V檔測量電壓，則讀數(shù)為_V.800（2）如果是用直流5mA檔測量電流，則讀數(shù)為_mA.（3）如果是用100檔測量電阻，則讀數(shù)為_.一阻值在100200間，額定功率為0.25W 的電阻，現(xiàn)用伏安法較準(zhǔn)確測定其阻值，實驗室備有：A量程為50mA，內(nèi)阻約20的電流表B量程為3A，內(nèi)阻約0.01的電流表C量程為10V，內(nèi)阻約20k的電壓表 D量程為5V，內(nèi)阻約10k的電壓表 E標(biāo)有“50，2”的滑動變阻器F標(biāo)有“3k，0.5”的滑動變阻器EADG12伏的直流電源 H電鍵, 導(dǎo)線（1）電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 ，滑動變阻器應(yīng)選 。（2）根據(jù)題意在右側(cè)空白處作出實驗電路圖。圖14.如圖甲所示，為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的IU特性曲線的實驗電路圖 A 根據(jù)電路圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的實驗電路連接完整 開關(guān)S閉合之前，圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于 端（選填“A”、“B”或“AB中間”） 實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27圖2根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖丙中畫出小燈泡的IU特性曲線.15801650 若已知小燈泡燈絲在27時電阻值約為1.5,并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度T成正比,試估算該燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為 。（提示：T=273+t）B【課后練習(xí)】1關(guān)于歐姆表及其使用中的問題,下列說法中正確的是 A. 接表內(nèi)電源負(fù)極的應(yīng)是黑表筆B. 換檔后，都要重新調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使指針指到滿刻度C. 表盤上所標(biāo)明的電阻阻值刻度是均勻的D. 表盤刻度最左邊所表示的電阻阻值為零CA2在圖示電路中，三根導(dǎo)線中有一根是斷的，電源、電阻器R1 、R2.為了查出斷導(dǎo)線，某同學(xué)想先將多用表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察多用表指針的示數(shù)在下列選項中,符合操作規(guī)程的是A. 直流10V檔B. 直流0.5A檔 C. 直流2.5V檔 D. 歐姆檔3如圖所示，黑盒中有一個單向?qū)щ娫?，?dāng)元件中電流沿箭頭方向時，單向?qū)?，其電阻為零；反之，則截止，反向電阻無窮大。還有兩個阻值均為1 k的電阻，它們與黑盒的接線1、2、3接成電路，用多用表的電阻擋對這三個接線柱間的電阻進行測量，得到的數(shù)據(jù)如表格所示，那么黑盒中的線路是下面電路中的哪一個？黑筆觸點112紅筆觸點231表頭讀數(shù)00.5 k2 kDFEB4有一多用電表，它的歐姆刻度線中心刻度值是15，當(dāng)用R10檔去測量某待測電阻（阻值約為1000）時，指針偏轉(zhuǎn)角度較小。為了減小測量誤差，應(yīng)該重新測量。其實驗步驟的順序是 。A. 將多用電表的選擇開關(guān)扳至交流高壓檔B. 將待測電阻兩端分別與兩表筆連接，并讀出數(shù)據(jù)C. 將選擇開關(guān)扳至R1檔D. 將選擇開關(guān)扳至R100檔E. 調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表頭指針滿偏F. 將歐姆表兩表筆短接BC5用伏安法測未知電阻Rx時，若不知道Rx的大概值，為了選擇正確的電路接法以減小誤差，可將電路如圖所示連接，只空出電壓表的一個接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下，觀察電壓表和電流表示數(shù)變化情況，那么（ ）A.若電流表示數(shù)有顯