第十章 第1講 電路的基本概念和規(guī)律-2025屆高三一輪復(fù)習物理

第十章電路及其應(yīng)用電能核心素養(yǎng)考點內(nèi)容高考真題備考建議物理觀念電流、電壓、電阻、電阻率、電動勢、電功、電功率、焦耳熱、供電效率2023全國乙T20(電學(xué)黑箱)2023全國甲T22(研究小燈泡伏安曲線)2023全國乙T23(測金屬絲電阻率)2023江蘇T13(探究電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響)2023遼寧T12(測導(dǎo)電漆電阻率)2023廣東T12(測導(dǎo)電液電阻率)2023北京T16(測金屬絲電阻率)2023湖北T12(測電源電動勢與內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻)2023湖南T12(探究壓膜電阻及應(yīng)用)2023浙江T18(測電源電動勢與內(nèi)阻)2022全國甲T10(測電表內(nèi)阻)2022全國乙T10(伏安法測電阻)2022河北T12(用多用電表分析電路故障)2022湖南T12(自制歐姆表實驗)2022浙江T12(非純電阻電路能量的轉(zhuǎn)化)2022山東T4(伏安法測電阻)試題特點:電學(xué)實驗試題涉及的理論主要有閉合電路及部分電路的歐姆定律,串、并聯(lián)電路的規(guī)律等;近幾年來試題難度呈逐年降低趨勢;試題設(shè)計主要表現(xiàn)在兩個方面:(1)完成基本實驗的能力。試題源于教材,重點考查基本的實驗知識、技能與方法(2)設(shè)計新實驗的能力。創(chuàng)新點主要是實驗器材、原理、方法、數(shù)據(jù)處理等方面,旨在考查探究能力備考建議:立足教材上的實驗,在實驗原理、器材選擇、電路設(shè)計、實驗方法、安全意識及誤差分析等方面進行全面復(fù)習科學(xué)思維伏安法測電阻、伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻等實驗電路的結(jié)構(gòu)(模型)、基于電路理論及數(shù)據(jù)的推理論證(原理、數(shù)據(jù)處理及誤差分析)、創(chuàng)新思維設(shè)計新的實驗方案等科學(xué)探究用傳統(tǒng)實驗器材去設(shè)計、完成新的實驗方案(電表電阻、電容器電容、電源電動勢和內(nèi)阻的測量等)科學(xué)態(tài)度與責任具有安全意識、尊重實驗數(shù)據(jù)、具有嚴肅認真及實事求是的科學(xué)態(tài)度第1講電路的基本概念和規(guī)律對應(yīng)學(xué)生用書P213考點一電流的理解與計算一、電源及其作用1.電源是能把①從正極“搬運”到負極的裝置。

2.電源的作用:維持電路兩端有一定的②,使電路中保持③的電流。

二、電流:電荷的定向移動形成電流。1.形成條件內(nèi)因:導(dǎo)體中有大量的可以自由移動的電荷——④電荷。

外因:導(dǎo)體兩端存在⑤差。

2.電流的方向:物理學(xué)上規(guī)定,⑥電荷定向移動的方向為電流正方向。

在⑦電路中電流由電源正極流向負極;

在⑧電路中電流由電源負極流向正極。

3.電流是標量。電流雖然既有大小又有方向,但它的運算遵循代數(shù)運算法則,是標量。4.電流的大小和單位(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與時間的比值。(2)定義式:I=⑨。

(3)單位:⑩。1A=1C/s。

三、電流的微觀表達式及其推導(dǎo)從微觀上看,電流大小取決于導(dǎo)體中單位體積的自由電荷數(shù)n、每個自由電荷的電荷量q、定向移動的速率v、導(dǎo)體的橫截面積S。電流的微觀表達式為I=。

推導(dǎo):如圖所示,設(shè)柱形導(dǎo)體的橫截面的面積為S,自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自由電子數(shù))為n,自由電荷定向移動的平均速率為v,自由電荷的電荷量為q,則時間t內(nèi)通過導(dǎo)體的橫截面的自由電荷數(shù)N=,時間t內(nèi)通過橫截面的電荷量Q==,根據(jù)電流的定義可得,導(dǎo)體中的電流I=Qt=。

答案①電子②電壓③持續(xù)④自由⑤電勢⑥正⑦外⑧內(nèi)⑨qt⑩安培(A)nqSvnSvtNqnSvtqnqSv鋰電池以碳材料為負極,以含鋰的化合物為正極。在充電過程中,通過化學(xué)反應(yīng),電池正極產(chǎn)生鋰離子,鋰離子通過電解液運動到負極,嵌在有很多微孔的負極碳材料中,嵌入的鋰離子越多,電池中充入的電荷量也就越多,在放電時,負極的鋰離子又會通過電解液返回正極,則圖示時刻,鋰離子電池處于放(選填“放”或“充”)電狀態(tài),電場力對鋰離子做負(選填“正”或“負”)功,兩端的電壓正在逐漸減小(選填“增大”或“減小”)。

四個模型情境圖示應(yīng)用I=qt電解液中正、負離子定向移動形成的電流1.電荷量q是通過電解液橫截面的電荷量而不是單位面積的電荷量;2.電荷量不相等的同種電荷同向通過某一橫截面時,q=q1+q2,異種電荷反向通過某一橫截面時,q=|q1|+|q2|金屬導(dǎo)體中自由電子定向移動形成的電流1.電荷量q是通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的總電荷量,而不是單位面積的自由電子的電荷量;2.若已知單位體積的自由電子數(shù)為n,則利用I=qt推導(dǎo)可得金屬導(dǎo)體內(nèi)的電流I=neSv,式中v為電子定向移動的速率,S為金屬導(dǎo)體的橫截面面積,e電荷持續(xù)做圓周運動時形成的環(huán)形電流(等效電流)計算環(huán)形電流時,除了要弄清運動電荷q的大小外,還要弄清時間t的含義。計算環(huán)形電流時一般取一個周期的時間,即I=qT,T續(xù)表情境圖示應(yīng)用I=qt帶電粒子流定向移動形成的電流(等效電流)計算某一橫截面的電流時,首先計算時間t內(nèi)打在該橫截面的粒子數(shù)N,再利用I=qt=Nq0t進行計算,角度1電流的定義與計算如圖所示,電解池通電后,在t秒內(nèi)有n1個二價正離子及n2個二價負離子通過溶液內(nèi)中間某截面S。設(shè)e為元電荷,關(guān)于電解池中電流大小及電流方向的描述,正確的是()。A.當n1=n2時,電流為零B.當n1>n2時,電流方向從A→B,電流I=2(C.當n1<n2時,電流方向從B→A,電流I=2(D.無論n1、n2大小如何,電流方向均從A→B,電流I=2(答案D解析流過容器中間某截面上的電荷量q=2(n1+n2)e,則電流I=2(n1+n2)et,方向與正電荷定向移動方向相同(多選)如圖所示,真空中有一長直細金屬導(dǎo)線MN,沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出速率相同的電子,已知電子質(zhì)量為m、電荷量大小為e,不考慮出射電子間的相互作用,與導(dǎo)線同軸有一半徑為R的假想圓柱面。柱面某位置放置一個弧長為a、長度為b的金屬片,如圖所示。在該金屬片上檢測到出射電子形成的電流為I,電子流對該金屬片的壓強為p。下列說法正確的是()。A.導(dǎo)線沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出的電子速率v0=pabB.導(dǎo)線沿垂直導(dǎo)線方向均勻射出的電子速率v0=peabC.單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)射出的電子的總動能Ek=πD.單位長度導(dǎo)線單位時間內(nèi)射出的電子的總動能Ek=p答案BC解析設(shè)單位時間單位長度射出的電子數(shù)為n,則單位時間打在金屬片的粒子數(shù)N=nab2πR,金屬片上形成的電流I=qt=Ntet=Ne,所以n=2πRIeab,根據(jù)動量定理得金屬片上的壓強p=Fab=mv0Nab=mv0ab·Ie,解得v0=eabpmI,A項錯誤,B角度2電流的微觀表達式及應(yīng)用(改編)來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度不計),經(jīng)電壓為U的加速器加速后,形成細柱形的質(zhì)子流。已知細柱形的質(zhì)子流的橫截面積為S,該質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)為n。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,其電荷量為e,則質(zhì)子運動形成的等效電流為()。A.neS2eUm B.2C.2neS2eUm D答案A解析質(zhì)子經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后,有eU=12mv2,根據(jù)電流微觀表達式,有I=neSv,聯(lián)立解得I=neS2eUm(2024屆江西聯(lián)考)某均勻?qū)w,長度為l、橫截面積為S,單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n,在導(dǎo)體兩端加上電壓U,于是導(dǎo)體中有勻強電場產(chǎn)生,在導(dǎo)體中自由電荷的電荷量為q,自由電荷受勻強電場的作用而加速,但又和做熱運動的陽離子發(fā)生碰撞而減速。若阻礙電荷定向移動的阻力大小與電荷移動的平均速率v成正比,其大小為f=kv(k為常量)。當電場力與阻力達到動態(tài)平衡時,在宏觀上導(dǎo)體中便形成了穩(wěn)定電流,則該導(dǎo)體的電阻及單位時間內(nèi)流過該導(dǎo)體橫截面的自由電荷數(shù)分別為()。A.klqnS,nqSU2kl B.C.klq2nS,nqSUkl D答案C解析由題意知,當電子受到的電場力F與碰撞的阻力f平衡時,導(dǎo)體中便形成了穩(wěn)定電流,即F=f。已知f=kv,F=Eq=qUl,由歐姆定律有U=IR,自由電荷定向運動形成的電流,由微觀表達式有I=nqSv,解得R=klq2nS;由電流的定義式,有I=ΔqΔt=Δn考點二歐姆定律及電阻定律一、電阻:表征導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量。1.定義:導(dǎo)體兩端的電壓U與通過導(dǎo)體的電流I的比值,即R=①。

2.單位:在國際單位制中,電阻的單位是歐姆,簡稱歐(Ω);1Ω=1V/A。3.決定因素:導(dǎo)體的電阻大小由②決定,與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)。同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的③成正比,與它的④成反比。導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

4.電阻定律:R=⑤,其中l(wèi)是導(dǎo)體的長度,S是導(dǎo)體的橫截面積,ρ是導(dǎo)體的電阻率。

二、電阻率1.電阻率是反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能的物理量,它是導(dǎo)體材料本身的屬性。2.電阻率的國際單位是歐·米,符號為Ω·m。3.電阻率與溫度的關(guān)系:ρ=ρ0(1+αt),式中ρ0為導(dǎo)體在0℃時的電阻率,α為電阻溫度系數(shù),t為溫度。金屬導(dǎo)體:α>0,電阻率隨溫度升高而增大;半導(dǎo)體:α<0,電阻率隨溫度升高而減小;超導(dǎo)現(xiàn)象及超導(dǎo)體:一些金屬及化合物,當溫度降低到某一數(shù)值時,它的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象。處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體叫作超導(dǎo)體。三、歐姆定律1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟⑥成正比,跟⑦成反比。

2.表達式:I=⑧。

3.適用范圍:金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,不適用于⑨導(dǎo)體或⑩元件。

答案①UI②導(dǎo)體本身③長度l④橫截面積⑤ρlS⑥導(dǎo)體兩端的電壓⑦導(dǎo)體的電阻⑧UR⑨氣態(tài)在實際應(yīng)用中,常用橫坐標表示電壓,縱坐標表示電流,這樣畫出的I-U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線。根據(jù)圖1、圖2所示的伏安特性曲線,回答下列問題:(1)圖1中直線A、B對應(yīng)的元件是線性元件還是非線性元件?A、B相比較,誰的阻值較大?(2)圖1中,若用量角器測得直線A、B與橫軸的夾角分別為45°、53°,則能否根據(jù)R=k=1tanθ來計算A、B的電阻?能否夠根據(jù)R=k=1tanθ來計算A(3)在圖2中,圖線的切線的斜率的倒數(shù)能否表示導(dǎo)體在該狀態(tài)的電阻?若要表示導(dǎo)體在該狀態(tài)的電阻,則應(yīng)用哪條線的斜率的倒數(shù)?答案(1)線性元件A(2)不能能(3)不能圖線上的點(Un,In)與坐標原點連線的斜率的倒數(shù)角度1對歐姆定律的理解與應(yīng)用歐姆定律I=UR和電阻的定義式R=U比較項目歐姆定律I=UR電阻的定義式R=前后物理量的關(guān)系I與U成正比,與R成反比R是導(dǎo)體本身的性質(zhì),不隨U、I的改變而改變適用條件適用于金屬導(dǎo)體、電解液等適用于計算一切導(dǎo)體的電阻說明歐姆定律的表達式是I=UR,而公式R=UI應(yīng)該理解成電阻的比值定義式,比值定義的魅力就在于被定義的物理量與比值中的那兩個物理量無關(guān),但R=UI告訴了我們一種測量導(dǎo)體電阻的方法,即伏安法。對于定值電阻,由于U與I成正比,對某一導(dǎo)體,若其電阻阻值為R,加在其兩端的電壓為U,流經(jīng)電阻的電流為I。若不計溫度對電阻的影響,下列論述正確的是()。A.該電阻兩端電壓增至2U,則電阻阻值可能增至2RB.該電阻兩端電壓增至2U,則通過電阻的電流可能為2IC.該電阻兩端電壓增加ΔU,則通過電阻的電流一定為ΔD.若該電阻兩端電壓增加ΔU,電流增加ΔI,則一定有R=Δ答案B解析題中給出的導(dǎo)體,不一定是金屬導(dǎo)體,若為金屬導(dǎo)體則歐姆定律成立,否則不成立,B項正確。由歐姆定律知,電阻R=UI。若電壓U、電流I的變化量分別為ΔU、ΔI,則對于電阻阻值保持不變的純電阻,有R=UI=ΔUΔI。而對于一般情形,由于U=IR,取較小的變化量,有ΔU=R·ΔI+I·ΔR,即ΔUΔI=R+IΔRΔI≠R。因此,小燈泡發(fā)光時,因溫度對電阻的影響,溫度升高時,顯然ΔU在中山、珠海兩地之間地下埋設(shè)有兩條40km的輸電線,現(xiàn)輸電線的某處發(fā)生了短路,為確定短路的位置,首先是中山檢修員用如圖所示的裝置接入輸電線A、B兩端,電流表的示數(shù)為0.2A,檢測完畢后,珠海檢修員用相同的裝置接入輸電線C、D兩端,電流表的示數(shù)為0.3A,已知輸電線的電阻與其長度成正比,則短路位置離中山()。A.24km B.20km C.16km D.10km答案A解析由題知,兩地相距40km,輸電線的電阻與其長度成正比,設(shè)每千米輸電線的電阻為R0,短路位置離中山的距離為s,則短路位置離珠海的距離為40km-s,則CD間兩條輸電線的總長度為2(40km-s),總電阻RCD=2(40km-s)R0;同理可得,AB間的總電阻RAB=2sR0。用測量儀進行檢測時,電源電壓U不變,所以由歐姆定律得U=IABRAB,U=ICDRCD,因電源電壓不變,所以可得IABRAB=ICDRCD,代入數(shù)據(jù)有0.2A×2sR0=0.3A×2(40km-s)R0,解得s=24km,A項正確。角度2伏安特性曲線名稱伏安特性曲線圖示注意U-I圖像不能等同于伏安特性曲線(多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點,PN為圖線的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線。下列說法正確的是()。A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大B.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻R=UC.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻R=UD.對應(yīng)P點,小燈泡電阻為圖中矩形PQOM所圍的面積答案AB解析圖線上的點與坐標原點O的連線的斜率的倒數(shù)表示電阻,由題圖可知隨著所加電壓的增大,斜率減小,即小燈泡的電阻增大,A項正確;由歐姆定律可得,對應(yīng)P點,小燈泡的電阻R=U1I2,B項正確,C項錯誤;對應(yīng)P點,小燈泡的功率P=U1I2,與題圖中PQOM所圍的面積相等角度3電阻定律R=ρlS電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式?jīng)Q定式定義式R=ρlR=U區(qū)別給出了決定電阻大小的因素提供了一種測定電阻的方法,電阻與U和I無關(guān)適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和分布均勻的導(dǎo)電介質(zhì)適用于純電阻導(dǎo)體(2024屆杭州質(zhì)檢)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻的截面圖如圖所示,導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ,制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分),半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心作為一個引出電極,在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼鍍上一層電阻不計的金屬膜作為另外一個電極。設(shè)該電阻的阻值為R,通過一定的物理分析,下列表達式中合理的是()。A.R=ρ(b+aC.R=ρab2π(b答案D解析根據(jù)電阻定律R=ρlS可知,導(dǎo)體的電阻在ρ、S不變的情況下,R與l成正比,對應(yīng)題中a到b距離(b-a),在ρ、l不變的情況下,電阻R與面積S成反比,對應(yīng)題中2πab,A、B、C三項錯誤,DR1、R2是用相同金屬材料制成的電阻,其上、下表面分別是邊長為a、b的正方形,厚度分別為d1、d2,連接方式如圖所示。下列說法正確的是()。A.電阻R1、R2之比為d1∶d2B.通過R1、R2的電流之比為b∶aC.R1、R2的電功率之比為d12D.R1、R2兩端電壓之比為d2∶d1答案D解析由電阻定律知,R1、R2的電阻之比R1∶R2=ρaad1:ρbbd2=d2∶d1,A項錯誤;兩個電阻串聯(lián),則通過R1、R2的電流之比為1∶1,B項錯誤;R1、R2消耗的電功率之比P1P2=I2R1I2R2=d2d1,C項錯誤考點三焦耳定律與電路功率一、電功和電功率1.電功(用W表示):電路中①力對定向移動的電荷所做的功(或者說電路中的電流所做的功)。

(1)電功的計算公式:W=②。

(2)在國際單位制中的單位:焦耳,符號為J。常用的單位:千瓦時(kW·h),也稱“度”,1kW·h=3.6×106J。(3)電流做功的過程就是③能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。

2.電功率(用P表示):電流在一段電路中所做的功與通電時間的比值。(1)電功率的計算公式:P=Wt=④(2)在國際單位制中的單位:瓦特,符號為W。(3)電功率是表示電流做功快慢的物理量。二、電熱和熱功率1.電熱(用Q表示):電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。(1)電熱的計算公式:Q=⑤。

(2)注意:Q=⑥,物理學(xué)上叫作焦耳定律。

※焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比,即Q=I2Rt。2.熱功率:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量。(1)熱功率的計算公式:P熱=⑦。

(2)熱功率是表示電流發(fā)熱快慢的物理量。三、電路中的能量轉(zhuǎn)化從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看,電動機從電源獲得能量,一部分轉(zhuǎn)化為機械能,還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱能),即P電=⑧+⑨,其中P電=⑩,P熱=。

答案①靜電力②UIt③電④UI⑤I2Rt⑥I2Rt⑦I2R⑧P機⑨P熱⑩UII2R如圖所示,當電動機接上電源后,會帶動風扇轉(zhuǎn)動,回答下列問題:(1)電動機未轉(zhuǎn)動時,線圈電阻如何計算?(2)電動機轉(zhuǎn)動時,探究線圈兩端電壓與線圈電阻損失電壓之間的大小關(guān)系。(3)風扇正常工作時,涉及哪些功率?各功率間的關(guān)系如何?答案(1)電動機未轉(zhuǎn)動時,線圈可視為純電阻電路,電阻可由兩端電壓與通過的電流來確定。(2)設(shè)線圈兩端電壓為U,線圈因電阻損失電壓為Ur,若電流為I,機械功率為ΔP,由能量守恒定律,有IU=ΔP+IUr>IUr,即U>Ur。(3)風扇正常工作時,涉及的功率有輸入功率、發(fā)熱功率、機械功率或輸出功率。機械功率等于輸入功率減去發(fā)熱功率。角度1串、并聯(lián)電路的分析與計算(多選)有三個電阻的阻值及額定電流分別為R1=10Ω、I1=1A,R2=20Ω、I2=2A,R3=5Ω、I3=2A。將它們以不同方式組合,組成的電路分別如圖1、圖2、圖3所示。下列說法正確的是()。A.圖1中電路兩端允許加載的最大電壓為60VB.圖2中電路允許通過的最大電流為3.5AC.圖3中電路兩端允許加的最大電壓為17.5VD.圖3中電路允許通過的最大電流為2A答案BC解析圖1中三個電阻是串聯(lián)關(guān)系,串聯(lián)電路中的電流處處相等,所以圖1中要保證三個電阻的安全,電路中的最大電流I1=1A,根據(jù)歐姆定律可得,電路兩端允許加載的最大電壓Umax=I1(R1+R2+R3)=35V,A項錯誤;圖2中三個電阻是并聯(lián)關(guān)系,并聯(lián)電路各支路電壓相等,根據(jù)U=IR計算出各電阻兩端允許加載的最大電壓,分別是U1=10V,U2=40V,U3=10V,要保證三個電阻安全,圖2中電路兩端允許加載的最大電壓為10V,當電路兩端加載的電壓為10V時,電路允許通過的最大總電流Imax=UmaxR1+UmaxR2+UmaxR3=1010+1020+105A=3.5A,B項正確;在圖1和圖2的分析中,已經(jīng)知道,R1、R2的額定電壓分別是10V和40V,故圖3中并聯(lián)部分允許承受的最大電壓Umax'=10V,該部分的最大電流Imax'=Umax'R1+Umax'R2=1010+1020A=1.5A,又知R3的額定電流I3=2A,故整個電路允許通過的最大電流Imax″=Imax'=1.5在串聯(lián)電路中,會出現(xiàn)限流現(xiàn)象,即不同電阻允許通過的電流不一樣,串聯(lián)電路允許通過的最大電流由額定電流最小的那個電阻決定。在并聯(lián)電路中,會出現(xiàn)限壓現(xiàn)象,即不同電阻兩端允許加載的電壓不一樣,并聯(lián)電路兩端允許加載的最大電壓由額定電壓最小的那個電阻決定。另外,要謹記:對于串聯(lián)電路,R總大于任一電阻阻值,一個大電阻和一個小電阻串聯(lián)時,總電阻接近大電阻。對于并聯(lián)電路,R總小于任一電阻阻值,一個大電阻和一個小電阻并聯(lián)時,總電阻接近小電阻。但是,無論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,其中任一電阻增大或減小,總電阻都隨之增大或減小。(2024屆海淀區(qū)模擬)某實驗小組設(shè)計的具有兩個量程的電流表如圖所示,已知表頭的滿偏電流為Ig,定值電阻R1、R2的阻值均等于表頭的內(nèi)阻。當使用1和2兩個端點時,電流表的量程為I1,當使用1和3兩個端點時,電流表的量程為I2。下列說法正確的是()。A.I1=2IgB.I2=3IgC.若僅使R1阻值變小,則I1和I2均變大D.若僅使R2阻值變小,則I1和I2均變大答案C解析設(shè)R1=R2=Rg=R,根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知I1=Ig+Ig(R2+Rg)R1=3Ig,I2=Ig+IgRgR1+R2=1.5Ig,A、B兩項錯誤;因為I1=Ig+Ig(R2+Rg)R1,I2=Ig+IgRgR1電表的改裝問題,就是串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的分析問題。當小量程的電流表改裝成電壓表時,采用串聯(lián)電路,這時要抓住串聯(lián)電路電流相等的特點,采用歐姆定律列式分析;當小量程的電流表改裝成大量程的電流表時,采用并聯(lián)電路,這樣要抓住并聯(lián)電路電壓相等的特點,采用歐姆定律列式分析。角度2電路中的能量轉(zhuǎn)化問題純電阻電路與非純電阻電路的比較比較項目純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗等工作中的電動機、電解槽、日光燈等能量轉(zhuǎn)化電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W=Q電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為其他形式的能W>Q電功的計算W=UIt=I2Rt=U2W=UIt電熱的計算Q=UIt=I2Rt=U2Q=I2Rt電功率的計算P=UI=I2R=UP=UI熱功率的計算P熱=UI=I2R=UP熱=I2R在現(xiàn)代社會中電熱水壺已進入千家萬戶,如果將一電熱水壺接在220V的電源兩端,經(jīng)時間t0電熱水壺的開關(guān)自動斷開。若不計熱量損失、電阻絲的阻值不受溫度的影響。下列說法正確的是()。A.如果將電熱水壺接在110V的電源兩端,需經(jīng)2t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動斷開B.如果將電熱水壺接在110V的電源兩端,需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動斷開C.如果將電熱水壺接在55V的電源兩端,需經(jīng)4t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動斷開D.如果將電熱水壺接在55V的電源兩端,需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動斷開答案D解析設(shè)電熱水壺電熱絲的電阻為R,則經(jīng)過t0的時間,220V的電壓產(chǎn)生的熱量Q=U2Rt0=(220V)2Rt0。若U1=110V,需要產(chǎn)生相同的熱量Q=U12Rt1=(110V)2Rt1,解得t1=4t0,A、B兩項錯誤;若U2=55V,需要產(chǎn)生相同熱量開關(guān)才能自動斷開,由Q=U22Rt1=(55某款小型電風扇的銘牌如圖。當在該小電風扇上加3V電壓時,它不轉(zhuǎn)動,測得此時通過它的電流為0.6A,則下列說法正確的是()。FS-69電風扇規(guī)格100mm額定電壓6V額定功率2.4WA.小電風扇的內(nèi)阻為0.5ΩB.當在小電風扇上加6V電壓時,通過的電流為1.2AC.小電風扇正常工作時的機械功率為2.4WD.小電風扇正常工作時的熱功率為0.8W答案D解析小風扇不轉(zhuǎn)時,電路為純電阻電路,根據(jù)歐姆定律可得R=UI=5Ω,A項錯誤;當電壓為6V時,風扇正常工作,由公式可得I=PU=2.46A=0.4A,B項錯誤;風扇正常工作時機械功率P機械=UI-I2R=2.4W-(0.4)2×5W=1.6W,C項錯誤;風扇熱功率P熱=I2R=0.8W解決電路中的能量轉(zhuǎn)化問題,關(guān)鍵是明確電能的轉(zhuǎn)化情況。對于純電阻電路,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此有P電=P熱。對于非純電阻電路問題,例如含電動機的電路,當電動機正常工作時,從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看,電動機從電源獲得能量,一部分轉(zhuǎn)化為機械能,還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能,即P電=P機+P熱,其中P電=UI,P熱=I2R。當電動機不能正常工作(轉(zhuǎn)動)時,P機=0,電路轉(zhuǎn)化為純電阻電路,此時電動機從電源獲得的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能,即P電=P熱。見《高效訓(xùn)練》P731.氚核

13H發(fā)生β衰變成為氦核

23He。假設(shè)含氚材料中

13H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動,在3.2×104s時間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10-8A。已知電子的電荷量為1.6×10-19C,則在這段時間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核

A.5.0×1014 B.1.0×1016C.2.0×1016 D.1.0×1018答案B解析由q=It,ne=q聯(lián)立解得n=1.0×1016。2.某款理發(fā)用的電吹風的電路如圖所示,它主要由電動機M和電熱絲R構(gòu)成。在閉合開關(guān)S1、S2后,電動機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進風口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額定電壓為220V,吹冷風時的功率為120W,吹熱風時的功率為1000W。關(guān)于該電吹風,下列說法正確的是()。A.電熱絲的電阻為55ΩB.電動機的電阻為12103C.當電吹風吹冷風時,電熱絲每秒鐘消耗的電能為120JD.當電吹風吹熱風時,電動機每秒鐘消耗的電能為880J答案A解析電吹風吹熱風時,電熱絲消耗的功率P=1000W-120W=880W;對電熱絲,由P=U2R可得電熱絲的電阻R=U2P=2202880Ω=55Ω,A項正確。因為不知道電動機線圈的發(fā)熱功率,所以電動機線圈的電阻無法計算,B項錯誤。當電吹風吹冷風時,電熱絲沒有工作,C項錯誤。當電吹風吹熱風時,3.(多選)對于一根常溫下阻值為R的均勻金屬絲,下列說法正確的是()。A.常溫下,若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?0RB.常溫下,若將金屬絲從中點對折起來,則電阻變?yōu)?4C.若加在金屬絲兩端的電壓從零逐漸增大到U0,則任一狀態(tài)下的UID.若把金屬絲的溫度降低到絕對零度附近,則電阻率可能會突然變?yōu)榱愦鸢窧D解析設(shè)金屬絲的體積為V,原長為L,橫截面積為S,由電阻定律可得R=ρLS=ρL2V,常溫下,若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?00R,A項錯誤;常溫下,若將金屬絲從中點對折起來,則電阻變?yōu)?4R,B項正確;若加在金屬絲兩端的電壓增大,金屬絲發(fā)熱,金屬絲的電阻率隨溫度的升高而增大,由R=ρLS可知,電阻變大,由R=UI可知,UI的比值變大,C項錯誤;若把金屬絲的溫度降低到絕對零度附近4.用某種半導(dǎo)體材料制成的電阻的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示,在圖線上取一點M,其坐標為(U0,I0),其中過M點的切線與橫軸正向的夾角為β,MO與橫軸的夾角為α。下列說法正確的是()。A.該電阻的阻值隨其兩端電壓的升高而減小B.該電阻的阻值隨其兩端電壓的升高而增大C.當該電阻兩端的電壓U=U0時,其阻值為1tanαD.當該電阻兩端的電壓U=U0時,其阻值為tanβΩ答案A解析由題圖可知,圖線上點與坐標原點O點的連線的斜率表示電阻的倒數(shù),隨著電壓的增大,斜率變大,該電阻的阻值變小,A項正確,B項錯誤;當該電阻兩端的電壓U=U0時,該電阻的阻值R=U0I0,因為縱坐標與橫坐標的標度不確定,所以不能用R=1tanα計算電阻的阻值,也不能用R=tanβ計算電阻的阻值5.(多選)在如圖1所示的電路中,L1、L2、L3為三個規(guī)格相同的小燈泡,這種小燈泡的I-U特性曲線如圖2所示。在開關(guān)S閉合后,電路中的總電流為0.25A,則此時()。A.L1兩端電壓為L2兩端電壓的2倍B.L1消耗的電功率為0.75WC.L2的電阻為4ΩD.L1、L2消耗的電功率的比值大于12答案BD解析電路中的總電流為0.25A,則L1中電流為0.25A,由小燈泡的伏安特性曲線可知,L1兩端電壓為3.0V,L1消耗的電功率P1=U1I1=0.75W,B項正確;根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知,L2中電流為0.125A,由小燈泡的伏安特性曲線可知,L2兩端電壓小于0.5V,所以L1兩端電壓比L2兩端電壓的6倍還大,A項錯誤;由歐姆定律可知,L2的電阻R2=U2I2=0.40.125Ω=3.2Ω≠4Ω,C項錯誤;L2消耗的電功率P2=U2I2<0.5×0.125W=0.0625W,L1、L2消耗的電功率的比值P1P26.(多選)導(dǎo)體a、b的伏安特性曲線如圖所示,若導(dǎo)體a的電阻為R1,導(dǎo)體b的電阻為R2,則下列說法正確的是()。A.R1∶R2=1∶3B.把R1拉長到原來的3倍長后電阻等于R2C.將R1與R2串聯(lián)后接于電源上,則二者功率之比P1∶P2=1∶3D.將R1與R2并聯(lián)后接于電源上,則通過二者的電流之比I1∶I2=1∶3答案AC解析在線性元件的伏安特性曲線(I-U圖像)中,圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)。由圖可得R1∶R2=1∶3,A項正確;把R1拉長到原來的3倍長后,橫截面積變?yōu)樵瓉淼?3,由電阻定律可得,電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,B項錯誤;在串聯(lián)電路中,通過各元件的電流相等,所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上后電流之比I1∶I2=1∶1,由公式P=I2R得,功率之比P1∶P2=1∶3,C項正確;在并聯(lián)電路中,各元件的電壓相等,電流與電阻成反比,所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上,電流之比I1∶I2=3∶1,D7.一車載加熱器發(fā)熱部分的電路如圖所示,a、b、c是三個接線端點。當該電路以3種不同的方式接在輸出電壓為u的電源兩端時,它們的功率分別為Pab、Pac、Pbc,則下列關(guān)系式正確的是()。A.Pab>Pbc B.Pab=PacC.Pac=Pbc D.Pab<Pac答案D解析接a、b時,電路的總電阻Rab=90R19;接a、c時,電路的總電阻Rac=18R19;接b、c時,電路的總電阻Rbc=90R19。不管是接哪兩個點,電壓不變,根據(jù)P=U2R,可知P8.長度為L的均勻金屬絲總電阻為R,將它彎成如圖所示的圓形閉合導(dǎo)線環(huán),A、B、C、D四點將圓環(huán)等分。將A、C兩點接入輸出電壓恒為U的電源上,則圓環(huán)消耗的功率為P。若將A、B兩點接入同樣的電源上,則圓環(huán)消耗的功率為()。A.43P B.34P C.316P D答案A解析導(dǎo)線環(huán)每一等份的電阻為14R。當A、C點接入電路中時,總電阻R1=14R;當A、B點接入電路中時,總電阻R2=316R;由P=U2R得P2∶P1=R1∶R2=4∶3,又P1=P,可得P2=9.(多選)刀片電池的電池包