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專(zhuān)題04恒定電流目錄TOC\o"1-2"\h\u 2清單01電源和電流 2清單02電阻 3清單03電功、電功率和焦耳定律 3清單04電源電動(dòng)勢(shì) 4清單05電源輸出功率和電源的效率問(wèn)題 4清單06串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 5清單07閉合電路的歐姆定律 6 7清單01電勢(shì)和電勢(shì)能 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。清單01電源和電流 7考點(diǎn)1:電流的微觀表達(dá)式 7考點(diǎn)2:等效電流 7清單02電阻 8考點(diǎn)1:電阻定律 8考點(diǎn)2:影響電阻的因素 8清單03電功、電功率和焦耳定律 9考點(diǎn)1:計(jì)算串并聯(lián)電路的電功和電功率 9考點(diǎn)2:計(jì)算混聯(lián)電路各電阻的電功和電功率 10考點(diǎn)3:含電動(dòng)機(jī)電路的綜合計(jì)算 11考點(diǎn)4:電動(dòng)機(jī)被卡主時(shí)的功率計(jì)算 11清單04電源電動(dòng)勢(shì) 12考點(diǎn)1:電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的對(duì)比 12考點(diǎn)2:判斷電源內(nèi)部帶點(diǎn)粒子移動(dòng)方向和能量轉(zhuǎn)化 13清單05串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 14考點(diǎn)1:動(dòng)態(tài)電路分析 14考點(diǎn)2:故障電路分析 15考點(diǎn)3:含容電路的分析 15清單06閉合電路的歐姆定律 16考點(diǎn)1:電源的U—I圖像 16考點(diǎn)2:利用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 17 17清單01電源和電流電源(1)電源可使導(dǎo)線中的自由電子在靜電力作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流;(2)電源能“搬運(yùn)”電荷,保持導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差,從而使電路中保持持續(xù)的電流;2.恒定電流(1)方向:規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向;外電路:電流從高電勢(shì)→低電勢(shì);內(nèi)電路:負(fù)極→正(2)電流有大小,有方向,但電流是標(biāo)量;(3)三個(gè)公式的比較表達(dá)式適用范圍定義式一切范圍決定式純電阻電路微觀表達(dá)式n:單位體積內(nèi)電荷的數(shù)目;S:導(dǎo)體的橫截面積;v電荷的定向移動(dòng)速率清單02電阻電阻(1)物理意義:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小,R越大,阻礙作用越大.(2)決定因素:①長(zhǎng)度;②橫截面積;③溫度;④材料;(3)兩個(gè)表達(dá)式表達(dá)式適用范圍區(qū)別定義式純電阻電路提供了一種測(cè)量電阻的方法,并不能說(shuō)明電阻R與U和I有關(guān)決定式粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液電阻的決定因素(4)電阻率與溫度的關(guān)系①金屬:電阻率隨溫度的升高而增大.②非金屬:電阻率隨溫度的升高而減?。鍐?3電功、電功率和焦耳定律電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系意義公式聯(lián)系電功電流在一段電路中所做的功W=UItW=Pt對(duì)純電阻電路,電功等于電熱,W=Q=UIt=I2Rt;對(duì)非純電阻電路,電功大于電熱,W>Q電熱電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功P=UIP=對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率,P電=P熱=UI=I2R;對(duì)非純電阻電路,電功率大于熱功率,P電>P熱熱功率單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量P=I2R非純電阻電路的分析方法(1)抓住兩個(gè)關(guān)鍵量:確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵.若能求出UM、IM,就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P=UMIM,根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可求出熱功率Pr=Ieq\o\al(2,M)r,最后求出輸出功率P出=P-Pr.(2)堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM:首先,對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等,利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算,確定相應(yīng)的電壓或電流.然后,利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流.(3)應(yīng)用能量守恒定律分析:要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解.清單04電源電動(dòng)勢(shì)1.電動(dòng)勢(shì)(1)電源:通過(guò)做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。例如:干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等;①計(jì)算:非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=eq\f(W,q);②物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源電路時(shí)兩極間的電壓.電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)分項(xiàng)目電動(dòng)勢(shì)E電勢(shì)差U物理意義非靜電力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能靜電力做功,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能定義式E=WU=W單位伏特(V)聯(lián)系E=U內(nèi)+U電源的內(nèi)阻定義:電源內(nèi)部是由導(dǎo)體構(gòu)成,所以也有電阻,這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻;決定因素:由電源本身的特點(diǎn)決定。一般來(lái)說(shuō),新電池電阻小,舊電池電阻大;清單05電源輸出功率和電源的效率問(wèn)題電源的輸出功率和電源效率的比較電源總功率任意電路:P總=EI=P出+P內(nèi)電源內(nèi)部消耗的功率純電阻電路:P總=I2(R+r)=eq\f(E2,R+r)P內(nèi)=I2r=P總-P出電源的輸出功率任意電路:P出=UI=P總-P內(nèi)純電阻電路:P出=I2R=eq\f(E2R,(R+r)2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路:η=eq\f(P出,P總)×100%=eq\f(U,E)×100%純電阻電路:η=eq\f(R,R+r)×100%電源輸出功率的極值問(wèn)題的處理方法對(duì)于電源輸出功率的極值問(wèn)題,可以采用數(shù)學(xué)中求極值的方法,也可以采用電源的輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律來(lái)求解.但應(yīng)當(dāng)注意的是,當(dāng)待求的最大功率對(duì)應(yīng)的電阻值不能等于等效電源的內(nèi)阻時(shí),此時(shí)的條件是當(dāng)電阻值最接近等效電源的內(nèi)阻時(shí),電源的輸出功率最大.假設(shè)一電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路有一可調(diào)電阻R,電源的輸出功率為:P出=I2R=eq\f(E2R,(R+r)2)=eq\f(E2,\f((R-r)2,R)+4r).由以上表達(dá)式可知電源的輸出功率隨外電路電阻R的變化關(guān)系為:(1)當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,為Pm=eq\f(E2,4r);(2)當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大,電源的輸出功率越來(lái)越小;(3)當(dāng)R<r時(shí),隨著R的增大,電源的輸出功率越來(lái)越大;(4)當(dāng)P出<Pm時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻阻值R1和R2,且R1R2=r2.清單06串并聯(lián)電路的特點(diǎn)1.串并聯(lián)電路的比較串聯(lián)并聯(lián)電路圖電流I=I1=I2=…=InI=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)n電壓U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un電阻R=R1+R2+…+Rneq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)+…+eq\f(1,Rn)比例關(guān)系W∝P∝U∝RW∝P∝I∝12.串并聯(lián)電路常用的四個(gè)推論(1)串聯(lián)電路的總電阻其中任一部分電路的總電阻.(2)并聯(lián)電路的總電阻其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻.(3)無(wú)論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是各個(gè)電阻耗電功率之和.(4)無(wú)論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個(gè)電阻時(shí),電路的總電阻.清單07閉合電路的歐姆定律1.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(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比;(2)公式:I=eq\f(E,R+r)(只適用于純電阻電路);(3)其他表達(dá)形式①電勢(shì)降落表達(dá)式:E=U外+U內(nèi)或E=U外+I(xiàn)r;②功率表達(dá)式:EI=UI+I(xiàn)2r.2.路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)一般情況:U=IR=eq\f(E,R+r)·R=eq\f(E,1+\f(r,R)),當(dāng)R增大時(shí),U增大;(2)特殊情況:①當(dāng)外電路斷路時(shí),I=0,U=E;②當(dāng)外電路短路時(shí),I短=eq\f(E,r),U=0.3.對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用在恒流電路中常會(huì)涉及兩種U-I圖線,一種是電源的伏安特性曲線(斜率為負(fù)值的直線),另一種是電阻的伏安特性曲線(過(guò)原點(diǎn)的直線).求解這類(lèi)問(wèn)題時(shí)要注意二者的區(qū)別.電源U-I圖象電阻U-I圖象關(guān)系式U=E-IrU=IR圖形物理意義電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系電阻兩端電壓與電阻中的電流的關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E,與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒(méi)有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小表示該電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源電阻r的大小若圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線,圖象斜率表示電阻的大小兩曲線在同一坐標(biāo)系中的交點(diǎn)表示電阻的工作點(diǎn),即將電阻接在該電源上時(shí),電阻中的電流和兩端的電壓清單01電源和電流考點(diǎn)1:電流的微觀表達(dá)式1.(23-24高二上·福建莆田·期中)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積導(dǎo)線有n個(gè)自由電子,電子的電荷量為e,此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v,在△t時(shí)間里,通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvS△t B.nv△t C. D.2.(多選)(23-24高二上·新疆省直轄縣級(jí)單位·期末)一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S,導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率v0,導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I,則下列說(shuō)法正確的有()A.自由電子定向移動(dòng)的速率v0 B.自由電子定向移動(dòng)的速率為C.電場(chǎng)傳播的速率為真空中的光速c D.自由電子定向移動(dòng)的速率為考點(diǎn)2:等效電流3.(22-23高二上·福建南平·期末)均勻帶電絕緣圓環(huán)所帶電荷量為Q?,F(xiàn)使圓環(huán)繞垂直圓環(huán)所在平面且過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的等效電流為()A. B. C. D.4.安培提出了著名的分子電流假說(shuō),根據(jù)這一假說(shuō),電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法,正確的是()A.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針清單02電阻考點(diǎn)1:電阻定律5.(23-24高二上·寧夏石嘴山·期中)一塊均勻的長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體,長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,如圖所示。電流沿AB方向時(shí)測(cè)得導(dǎo)體的電阻為R,該金屬的電阻率為()A. B. C. D.6.(23-24高二上·陜西渭南·期末)如圖所示,厚薄均勻的長(zhǎng)方體金屬片,邊長(zhǎng)ab=10cm,bc=5cm,當(dāng)A與B間接入的電壓為U時(shí),電流為1A,當(dāng)C與D間接入的電壓為U時(shí),其電流為()A.4A B.2A C.0.5A D.0.25A考點(diǎn)2:影響電阻的因素7.2019年3月19日,復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶材料,據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率就是電阻率的倒數(shù),即。下列說(shuō)法正確的是(
)A.電導(dǎo)率的單位是 B.材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C.材料的電導(dǎo)率越小,其導(dǎo)電性能越強(qiáng) D.電導(dǎo)率大小與溫度無(wú)關(guān)8.(23-24高二上·廣東廣州·期中)下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身決定,與溫度無(wú)關(guān)B.電阻率的單位是C.將一根均勻電阻絲拉長(zhǎng)為原來(lái)的2倍,則電阻絲的電阻也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流越大清單03電功、電功率和焦耳定律考點(diǎn)1:計(jì)算串并聯(lián)電路的電功和電功率9.(23-24高二上·上?!て谀┯袃芍活~定電壓都是110伏的燈泡A和B,A的額定功率是100瓦,B的額定功率是40瓦。為了使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光,電路消耗的功率又最省,圖所示中最合理的接法是()A. B.C. D.10.(23-24高二上·廣東·期中)某工程師設(shè)計(jì)一個(gè)多擋的發(fā)熱電路,通過(guò)開(kāi)關(guān)S1、S2的閉合或斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路如圖所示,R1=4R0,R2=3R0,R3=2R0,R4=R0,M、N加恒定電壓,最小功率100W,則電路的最大功率為()A.1000WB.200W C.333W D.520W考點(diǎn)2:計(jì)算混聯(lián)電路各電阻的電功和電功率11.(22-23高二上·上海浦東新·期末)一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖像如圖(a)所示,將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2組成如圖(b)所示電路,當(dāng)電鍵S接通位置1時(shí),三個(gè)用電器消耗的電功率均為P。將電鍵S切換到位置2后,電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2,下列關(guān)系中正確的是()A. B. C. D.12.(22-23高二上·山東濟(jì)寧·期中)在如圖所示電路中,燈L標(biāo)有“6V
3W”,定值電阻,,電源內(nèi)阻,當(dāng)滑片P滑到最下端時(shí),理想電流表讀數(shù)為1A,此時(shí)燈L恰好正常發(fā)光,試求:(1)滑動(dòng)變阻器最大值;(2)當(dāng)滑片P滑到最上端時(shí),電流表的讀數(shù);(3)若把電流表A與定值電阻互換位置,當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),整個(gè)滑動(dòng)變阻器消耗的功率??键c(diǎn)3:含電動(dòng)機(jī)電路的綜合計(jì)算13.(23-24高二上·福建龍巖·期末)夏天天氣炎熱,同學(xué)們常用手持式微型電風(fēng)扇來(lái)降溫解暑。某小組拆下一個(gè)小電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=3Ω,小燈泡的額定電壓為2.5V,額定功率為0.75W,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)R=7Ω時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)正常工作,根據(jù)以上信息,可以得出:(1)該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流為A,功率為W;(2)若已知該電動(dòng)機(jī)線圈電阻RM=2Ω,則其正常工作時(shí)的輸出功率為W。14.(23-24高二上·湖北十堰·期中)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì),E=8V,內(nèi)電阻r=1Ω,小燈泡標(biāo)有“3V3W”字樣,小燈泡標(biāo)有“2V4W”字樣,電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻rD=0.5Ω,當(dāng)閉合電鍵S,將滑動(dòng)變阻器R的阻值調(diào)到1Ω時(shí),兩燈泡和電動(dòng)機(jī)均能正常工作。求:(1)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流;(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率;(3)電源的輸出功率??键c(diǎn)4:電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)的功率計(jì)算15.(23-24高二上·山東淄博·期末)如圖所示為某品牌玩具的電動(dòng)機(jī)及其伏安特性曲線,由該圖像可知()A.該電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為2.5ΩB.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)損失的熱功率為0.2WC.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的輸出功率為0.4WD.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的總功率為0.6W16.(22-23高二上·北京西城·階段練習(xí))利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖如下。已知電源電動(dòng)勢(shì),電源內(nèi)阻,電動(dòng)機(jī)線圈電阻,定值電阻,重物質(zhì)量,當(dāng)電動(dòng)機(jī)勻速提升重物時(shí),理想電壓表的示數(shù),不計(jì)空氣阻力和摩擦,取。求:(1)流經(jīng)電源的電流和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓;(2)電動(dòng)機(jī)的熱功率和重物勻速上升時(shí)的速度;(3)由于人員使用不當(dāng),致使電動(dòng)機(jī)被卡住而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),求此時(shí)電動(dòng)機(jī)的熱功率。清單04電源電動(dòng)勢(shì)考點(diǎn)1:電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的對(duì)比17.(23-24高二上·四川樂(lè)山·期末)下列關(guān)于電壓、電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A.電源的電動(dòng)勢(shì)與外部電路有關(guān)B.電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特,路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)C.電源的電動(dòng)勢(shì)越大意味著電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng)D.由電動(dòng)勢(shì)公式可知,非靜電力做功越多電動(dòng)勢(shì)就越大18.(多選)(22-23高二上·江西贛州·期末)物理思想方法是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,等效替代法在處理許多問(wèn)題時(shí)可以帶來(lái)很大方便。電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,我們已經(jīng)知道電源電動(dòng)勢(shì)數(shù)值上等于電源的開(kāi)路電壓,如圖甲所示,如果我們?cè)陔娫磧啥薓、N之間接上一個(gè)理想電壓表,則理想電壓表測(cè)得的數(shù)值就是電動(dòng)勢(shì)大??;如果在電源兩端M、N之間接上一個(gè)理想電流表,則理想電流表測(cè)得的就是短路電流;而理想電壓表與理想電流表讀數(shù)之比為電源內(nèi)阻?,F(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻,將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源,如圖乙和丙中虛線框所示。設(shè)虛線框內(nèi)電路的等效電源的電動(dòng)勢(shì)為,等效內(nèi)電阻為,試根據(jù)以上信息,判斷下列說(shuō)法中正確的是()A.乙圖中的, B.乙圖中的,C.丙圖中的, D.丙圖中的,考點(diǎn)2:判斷電源內(nèi)部帶點(diǎn)粒子移動(dòng)方向和能量轉(zhuǎn)化19.(23-24高二上·廣東廣州·期末)鋰電池以碳材料為負(fù)極,以含鋰的化合物為正極。鋰電池在充電和工作時(shí)主要依靠鋰離子(Li+)在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。如圖為鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu),某過(guò)程中Li+從負(fù)極通過(guò)隔膜返回正極。鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V,工作電流為1A,則()
A.電源的路端電壓為3.7V B.此過(guò)程電池處于充電狀態(tài)C.電路中單位時(shí)間內(nèi)非靜電力做的功為3.7J D.電池中電荷量的單位通常標(biāo)識(shí)為“”20.(多選)(22-23高二上·天津津南·期末)如圖所示,用充電寶為一手機(jī)電池充電,其等效電路如圖所示。在充電開(kāi)始后的一段時(shí)間t內(nèi),充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的,設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,則時(shí)間t內(nèi)()A.充電寶輸出的電功率為 B.手機(jī)電池內(nèi)阻C.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為 D.手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為清單05串并聯(lián)電路的特點(diǎn)考點(diǎn)1:動(dòng)態(tài)電路分析21.(23-24高二下·安徽黃山·期末)如圖所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),V、A、、四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用U、I、、表示,下列判斷正確的是()A.I減小,減小B.I增大,增大C.電壓表V的示數(shù)與電流表A示數(shù)之比不變D.電壓表的示數(shù)的變化量與電流表A示數(shù)的變化量之比保持不變22.(23-24高二下·安徽阜陽(yáng)·期末)如圖所示,M、N是兩塊水平放置的平行金屬板,為定值電阻,和為可變電阻,開(kāi)關(guān)S閉合。質(zhì)量為m的帶正電荷的微粒從P點(diǎn)以水平速度射入金屬板間,沿曲線打在N板上的O點(diǎn)。若經(jīng)下列調(diào)整后,微粒仍從P點(diǎn)以水平速度射入,則關(guān)于微粒打在N板上的位置說(shuō)法正確的是()A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,M極板稍微上移,粒子依然打在O點(diǎn)B.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,N極板稍微下移,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,減小,粒子依然打在O點(diǎn)D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,增大,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)考點(diǎn)2:故障電路分析23.(23-24高二上·北京海淀·期中)如圖是“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)的電路圖。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表有示數(shù)且不變,電流表始終沒(méi)有示數(shù)。為查找故障,在其它連接不變的情況下,他將電壓表連接a位置的導(dǎo)線端分別試觸b、c、d三個(gè)位置,發(fā)現(xiàn)試觸b、c時(shí),電壓表有示數(shù);試觸d時(shí),電壓表沒(méi)有示數(shù)。若電路中僅有一處故障,則下面選項(xiàng)中正確的是(
)A.導(dǎo)線斷路 B.滑動(dòng)變阻器斷路 C.導(dǎo)線斷路 D.滑動(dòng)變阻器短路24.(多選)(23-24高二上·山東菏澤·期中)如圖所示,燈泡A、B都能正常發(fā)光,由于電路中發(fā)生故障,導(dǎo)致兩個(gè)燈泡都變亮,可能的原因是()A.?dāng)嗦?B.?dāng)嗦?C.?dāng)嗦?D.短路考點(diǎn)3:含容電路的分析25.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如圖所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí),關(guān)于燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是()A.L變暗,Q增多 B.L變暗,Q減少C.L變亮,Q增多 D.L變亮,Q減少26.(23-24高二下·江西九江·期中)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)20V、內(nèi)阻3Ω,定值電阻、、滑功變阻器可調(diào)節(jié)范圍0~10Ω,一對(duì)邊長(zhǎng)的正方形金屬板水平放置,板間距。閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后一質(zhì)量、電荷量的帶電微粒,從兩金屬板左側(cè)中點(diǎn)以速度沿平行于金屬板方向射入電場(chǎng)。不考慮空氣阻力,重力加速度(1)若微粒沿直線射出電場(chǎng),求此時(shí)兩金屬板間電壓和滑動(dòng)變阻器連入電路部分電阻;(2)為使微粒能夠射出金屬板間電場(chǎng)區(qū)域,求滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍。清單06閉合電路的歐姆定律考點(diǎn)1:電源的U—I圖像27.(23-24高二上·安徽滁州·期末)自1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射首顆人造衛(wèi)星以來(lái),截至2023年10月底,全球有近9500個(gè)航天器在軌工作,而這其中90%的發(fā)電比例都來(lái)源于太陽(yáng)能電池,因此太陽(yáng)能電池為人類(lèi)探索浩瀚星空插上了一雙強(qiáng)勁的“翅膀”。如圖所示,曲線I為某太陽(yáng)能電池在一定光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像,直線II是某定值電阻的圖像,M為曲線I和直線II的交點(diǎn),M點(diǎn)坐標(biāo)為。過(guò)M點(diǎn)作曲線I的切線,分別與坐標(biāo)軸相交于、?,F(xiàn)將該電池和定值電阻組成閉合回路,保持上述光照強(qiáng)度照射時(shí),下列計(jì)算式正確的是()A.電池的電動(dòng)勢(shì)為 B.此時(shí)電池的內(nèi)阻為C.電源的輸出功率為 D.電源的效率為28.(多選)(23-24高二下·河南漯河·期末)如圖所示,直線、分別是電源與電源的路端電壓隨輸出電流變化的圖線,曲線是一個(gè)小燈泡的圖線。曲線與直線、相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、。如果把該小燈泡分別與電源電源單獨(dú)連接,則下列說(shuō)法正確的是()A.電源與電源的內(nèi)阻之比是B.電源與電源的電動(dòng)勢(shì)之比是C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是考點(diǎn)2:電源的最大輸出功率和條件29.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如圖所示的電路中,已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,滑動(dòng)變阻器R的阻值可以從零連續(xù)增大到,定值電阻的阻值范圍為,則下列結(jié)論正確的是()A.外電路消耗的最大功率為 B.R消耗的最大功率可能為C.當(dāng)時(shí),r消耗的功率最小 D.當(dāng)時(shí),消耗的功率最大30.(多選)(23-24高二下·河南焦作·期末)如圖1所示,電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r恒定,定值電阻,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω。閉合S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由a滑至b時(shí),R上消耗的功率P隨接入電路電阻的變化關(guān)系如圖2所示,則()A.電動(dòng)勢(shì) B.內(nèi)阻 C.時(shí),R一定為3Ω D.時(shí),R可能為12Ω一、單選題1.(23-24高二上·安徽宣城·期末)如圖,一段通電直導(dǎo)線的橫截面積為S,長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻率為ρ,單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)為n,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v,電子的電荷量為e。則下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)直導(dǎo)線的電流為B.通電直導(dǎo)線的電阻為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為D.一電子從直導(dǎo)線右端運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)該電子做的功為2.(23-24高二上·河南·期末)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是半徑為R的圓形軌道,當(dāng)環(huán)中電子以光速的沿環(huán)運(yùn)動(dòng)而形成I的等效電流時(shí),環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為(已知光速為c,電子電荷量為e)()A. B. C. D.3.(2024·廣西·高考真題)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體、無(wú)縫連接成一段導(dǎo)體,總長(zhǎng)度為1.00m,接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P從M端滑到N端,理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙,則導(dǎo)體、的電阻率之比約為()A. B. C. D.4.(23-24高二上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí))甲、乙為不同材料制成的兩個(gè)長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)電板,長(zhǎng)、寬、高均分別為a、b、c,其中a>b>c,如圖,它們的外形完全相同?,F(xiàn)將甲、乙兩金屬導(dǎo)電板按下圖兩種方式接入同一電源時(shí),若回路中的電流相同,那么甲、乙兩金屬導(dǎo)電板的電阻率之比為()
A. B. C. D.5.(23-24高二上·廣西南寧·期末)如圖是某電路的一部分,其中、、、、,那么,電流表測(cè)得的電流為()A.,方向向左B.,方向向左C.,方向向右 D.,方向向右6.(23-24高二上·新疆烏魯木齊·期末)如圖所示的U-I圖像中,直線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系,直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線,用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖像可知()A.電源的輸出電壓為2V B.電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為3.0W D.電源的效率為60%7.(23-24高二上·安徽亳州·期末)如圖所示為額定電壓為2.5V小燈泡的伏安特性曲線。將該小燈泡與阻值為9Ω的定值電阻串聯(lián)接在電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻r=1的電源兩端,下列說(shuō)法中正確的是()A.小燈泡在額定電壓下的電阻值約為8.3 B.小燈泡的電阻值會(huì)隨其兩端電壓的升高而減小C.小燈泡的實(shí)際功率約為0.75W D.此時(shí)小燈泡的電阻為108.(23-24高二下·安徽宣城·期末)如圖所示,電表均為理想電表,電源內(nèi)阻的大小為r,兩燈泡的電阻均為2r。閉合開(kāi)關(guān),此時(shí),兩燈泡正常發(fā)光。將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng),電壓表、示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別、,電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為,則(
)
A.燈泡變亮,燈泡變暗B.和的示數(shù)都減小C.始終保持與的比值是與的比值的2倍D.電源輸出功率變大,效率增大9.(23-24高二上·陜西寶雞·期末)在如圖所示的電路中,開(kāi)關(guān)閉合后,由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障,理想電壓表讀數(shù)減小和理想電流表的讀數(shù)增大,則可能出現(xiàn)了下列哪種故障()A.短路 B.短路 C.短路 D.?dāng)嗦?0.(2024·湖北黃岡·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在平行板電容器中固定一個(gè)帶負(fù)電質(zhì)點(diǎn),電容器下極板接地,電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為和,電流表和電壓表均視為理想電表,電壓表和電流表示數(shù)為和。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向端移動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.電壓表和電流表示數(shù)都變大 B.質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能增加C.消耗的電功率變大 D.電源的輸出功率一定減小二、多選題11.(23-24高二上·福建三明·期末)如圖甲所示,用充電寶為一手機(jī)充電,其等效電路如圖乙所示,在某段時(shí)間t內(nèi),充電寶的輸出電壓U、輸出電流I恒定不變,手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,設(shè)手機(jī)電池獲得的電能除發(fā)熱外全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,則()A.充電寶輸出的電功率為 B.手機(jī)電池的熱功率為C.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為 D.手機(jī)電池增加的化學(xué)能為三、解答題12.(23-24高二下·湖南益陽(yáng)·期末)小明坐在汽車(chē)的副駕駛位上看到一個(gè)現(xiàn)象:當(dāng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),汽車(chē)的車(chē)燈會(huì)瞬時(shí)變暗。汽車(chē)的電源、電流表、車(chē)燈、電動(dòng)機(jī)連接的簡(jiǎn)化電路如圖所示,已知汽車(chē)電源電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)阻為。車(chē)燈接通電動(dòng)機(jī)未起動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)為;電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間,電流表示數(shù)達(dá)到。假設(shè)車(chē)燈的電阻保持不變,求:(1)車(chē)燈的電阻R;(2)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間,電動(dòng)機(jī)消耗的功率。13.(23-24高二下·四川眉山·期末)如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻,電阻,,,;電容器的電容C=10μF,電容器原來(lái)不帶電。求接通電鍵K并達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中流過(guò)的總電荷量。14.(23-24高二下·浙江·期中)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E=6V、內(nèi)阻為r,電壓表和電流表都可看作理想電表。調(diào)節(jié)變阻箱阻值為27.5Ω,此時(shí)電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)、電壓表和電流表的示數(shù)分別為0.4V和0.2A;再次調(diào)節(jié)變阻箱阻值為電機(jī)正常工作,電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)分別變?yōu)?V和0.3A。求∶(1)電源的內(nèi)阻r和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻rM;(2)求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率;(3)在變阻箱阻值為的情況下,正在運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)因某原因突然卡住不轉(zhuǎn),但沒(méi)有燒壞,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率又為多少?
專(zhuān)題04恒定電流目錄TOC\o"1-2"\h\u 2清單01電源和電流 2清單02電阻 3清單03電功、電功率和焦耳定律 3清單04電源電動(dòng)勢(shì) 4清單05電源輸出功率和電源的效率問(wèn)題 4清單06串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 5清單07閉合電路的歐姆定律 6 7清單01電勢(shì)和電勢(shì)能 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。清單01電源和電流 7考點(diǎn)1:電流的微觀表達(dá)式 7考點(diǎn)2:等效電流 8清單02電阻 8考點(diǎn)1:電阻定律 9考點(diǎn)2:影響電阻的因素 9清單03電功、電功率和焦耳定律 10考點(diǎn)1:計(jì)算串并聯(lián)電路的電功和電功率 10考點(diǎn)2:計(jì)算混聯(lián)電路各電阻的電功和電功率 12考點(diǎn)3:含電動(dòng)機(jī)電路的綜合計(jì)算 14考點(diǎn)4:電動(dòng)機(jī)被卡主時(shí)的功率計(jì)算 15清單04電源電動(dòng)勢(shì) 17考點(diǎn)1:電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的對(duì)比 17考點(diǎn)2:判斷電源內(nèi)部帶點(diǎn)粒子移動(dòng)方向和能量轉(zhuǎn)化 18清單05串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 19考點(diǎn)1:動(dòng)態(tài)電路分析 19考點(diǎn)2:故障電路分析 21考點(diǎn)3:含容電路的分析 22清單06閉合電路的歐姆定律 23考點(diǎn)1:電源的U—I圖像 23考點(diǎn)2:利用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 25 25清單01電源和電流電源(1)電源可使導(dǎo)線中的自由電子在靜電力作用下發(fā)生定向移動(dòng)形成電流;(2)電源能“搬運(yùn)”電荷,保持導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差,從而使電路中保持持續(xù)的電流;2.恒定電流(1)方向:規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向;外電路:電流從高電勢(shì)→低電勢(shì);內(nèi)電路:負(fù)極→正(2)電流有大小,有方向,但電流是標(biāo)量;(3)三個(gè)公式的比較表達(dá)式適用范圍定義式一切范圍決定式純電阻電路微觀表達(dá)式n:單位體積內(nèi)電荷的數(shù)目;S:導(dǎo)體的橫截面積;v電荷的定向移動(dòng)速率清單02電阻電阻(1)物理意義:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小,R越大,阻礙作用越大.(2)決定因素:①長(zhǎng)度;②橫截面積;③溫度;④材料;(3)兩個(gè)表達(dá)式表達(dá)式適用范圍區(qū)別定義式純電阻電路提供了一種測(cè)量電阻的方法,并不能說(shuō)明電阻R與U和I有關(guān)決定式粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液電阻的決定因素(4)電阻率與溫度的關(guān)系①金屬:電阻率隨溫度的升高而增大.②非金屬:電阻率隨溫度的升高而減?。鍐?3電功、電功率和焦耳定律電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系意義公式聯(lián)系電功電流在一段電路中所做的功W=UItW=Pt對(duì)純電阻電路,電功等于電熱,W=Q=UIt=I2Rt;對(duì)非純電阻電路,電功大于電熱,W>Q電熱電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功P=UIP=對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率,P電=P熱=UI=I2R;對(duì)非純電阻電路,電功率大于熱功率,P電>P熱熱功率單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量P=I2R非純電阻電路的分析方法(1)抓住兩個(gè)關(guān)鍵量:確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵.若能求出UM、IM,就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P=UMIM,根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可求出熱功率Pr=Ieq\o\al(2,M)r,最后求出輸出功率P出=P-Pr.(2)堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM:首先,對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等,利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算,確定相應(yīng)的電壓或電流.然后,利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流.(3)應(yīng)用能量守恒定律分析:要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解.清單04電源電動(dòng)勢(shì)1.電動(dòng)勢(shì)(1)電源:通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。例如:干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等;①計(jì)算:非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值,E=eq\f(W,q);②物理含義:電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小,在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的區(qū)分項(xiàng)目電動(dòng)勢(shì)E電勢(shì)差U物理意義非靜電力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能靜電力做功,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能定義式E=WU=W單位伏特(V)聯(lián)系E=U內(nèi)+U電源的內(nèi)阻定義:電源內(nèi)部是由導(dǎo)體構(gòu)成,所以也有電阻,這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻;決定因素:由電源本身的特點(diǎn)決定。一般來(lái)說(shuō),新電池電阻小,舊電池電阻大;清單05電源輸出功率和電源的效率問(wèn)題電源的輸出功率和電源效率的比較電源總功率任意電路:P總=EI=P出+P內(nèi)電源內(nèi)部消耗的功率純電阻電路:P總=I2(R+r)=eq\f(E2,R+r)P內(nèi)=I2r=P總-P出電源的輸出功率任意電路:P出=UI=P總-P內(nèi)純電阻電路:P出=I2R=eq\f(E2R,(R+r)2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路:η=eq\f(P出,P總)×100%=eq\f(U,E)×100%純電阻電路:η=eq\f(R,R+r)×100%電源輸出功率的極值問(wèn)題的處理方法對(duì)于電源輸出功率的極值問(wèn)題,可以采用數(shù)學(xué)中求極值的方法,也可以采用電源的輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律來(lái)求解.但應(yīng)當(dāng)注意的是,當(dāng)待求的最大功率對(duì)應(yīng)的電阻值不能等于等效電源的內(nèi)阻時(shí),此時(shí)的條件是當(dāng)電阻值最接近等效電源的內(nèi)阻時(shí),電源的輸出功率最大.假設(shè)一電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路有一可調(diào)電阻R,電源的輸出功率為:P出=I2R=eq\f(E2R,(R+r)2)=eq\f(E2,\f((R-r)2,R)+4r).由以上表達(dá)式可知電源的輸出功率隨外電路電阻R的變化關(guān)系為:(1)當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大,為Pm=eq\f(E2,4r);(2)當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大,電源的輸出功率越來(lái)越小;(3)當(dāng)R<r時(shí),隨著R的增大,電源的輸出功率越來(lái)越大;(4)當(dāng)P出<Pm時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻阻值R1和R2,且R1R2=r2.清單06串并聯(lián)電路的特點(diǎn)1.串并聯(lián)電路的比較串聯(lián)并聯(lián)電路圖電流I=I1=I2=…=InI=I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)n電壓U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un電阻R=R1+R2+…+Rneq\f(1,R)=eq\f(1,R1)+eq\f(1,R2)+…+eq\f(1,Rn)比例關(guān)系W∝P∝U∝RW∝P∝I∝12.串并聯(lián)電路常用的四個(gè)推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻.(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻.(3)無(wú)論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個(gè)電阻耗電功率之和.(4)無(wú)論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí),電路的總電阻變大.清單07閉合電路的歐姆定律1.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(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比;(2)公式:I=eq\f(E,R+r)(只適用于純電阻電路);(3)其他表達(dá)形式①電勢(shì)降落表達(dá)式:E=U外+U內(nèi)或E=U外+I(xiàn)r;②功率表達(dá)式:EI=UI+I(xiàn)2r.2.路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)一般情況:U=IR=eq\f(E,R+r)·R=eq\f(E,1+\f(r,R)),當(dāng)R增大時(shí),U增大;(2)特殊情況:①當(dāng)外電路斷路時(shí),I=0,U=E;②當(dāng)外電路短路時(shí),I短=eq\f(E,r),U=0.3.對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用在恒流電路中常會(huì)涉及兩種U-I圖線,一種是電源的伏安特性曲線(斜率為負(fù)值的直線),另一種是電阻的伏安特性曲線(過(guò)原點(diǎn)的直線).求解這類(lèi)問(wèn)題時(shí)要注意二者的區(qū)別.電源U-I圖象電阻U-I圖象關(guān)系式U=E-IrU=IR圖形物理意義電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系電阻兩端電壓與電阻中的電流的關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E,與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒(méi)有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小表示該電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源電阻r的大小若圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線,圖象斜率表示電阻的大小兩曲線在同一坐標(biāo)系中的交點(diǎn)表示電阻的工作點(diǎn),即將電阻接在該電源上時(shí),電阻中的電流和兩端的電壓清單01電源和電流考點(diǎn)1:電流的微觀表達(dá)式1.(23-24高二上·福建莆田·期中)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積導(dǎo)線有n個(gè)自由電子,電子的電荷量為e,此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v,在△t時(shí)間里,通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvS△t B.nv△t C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nevS在Δt時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量q=IΔt則在Δt時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目為故選A。2.(多選)(23-24高二上·新疆省直轄縣級(jí)單位·期末)一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體的橫截面積是S,導(dǎo)體單位長(zhǎng)度內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率v0,導(dǎo)體中通過(guò)的電流為I,則下列說(shuō)法正確的有()A.自由電子定向移動(dòng)的速率v0 B.自由電子定向移動(dòng)的速率為C.電場(chǎng)傳播的速率為真空中的光速c D.自由電子定向移動(dòng)的速率為【答案】CD【詳解】A.電流是由自由電子定向移動(dòng)形成的,與自由電子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;BD.由電流的微觀表達(dá)式可得,時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為由電流的定義式可知,可得自由電子定向移動(dòng)的速率為,故B錯(cuò)誤,D正確;C.電場(chǎng)在真空中傳播的速率與電磁波在真空中傳播的速率相同,等于光速c,故C正確。故選CD??键c(diǎn)2:等效電流3.(22-23高二上·福建南平·期末)均勻帶電絕緣圓環(huán)所帶電荷量為Q?,F(xiàn)使圓環(huán)繞垂直圓環(huán)所在平面且過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的等效電流為()A. B. C. D.【答案】D【詳解】ABCD.根據(jù)電流定義式有圓環(huán)繞垂直圓環(huán)所在平面且過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則有可求出等效電流,故A、B、C錯(cuò)誤;D正確。故選D。4.安培提出了著名的分子電流假說(shuō),根據(jù)這一假說(shuō),電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法,正確的是()A.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.電流大小為,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D.電流大小為,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針【答案】C【詳解】電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流,電子運(yùn)動(dòng)周期為根據(jù)電流的定義可得電流大小為,因?yàn)殡娮訋ж?fù)電,所以電流方向與電子定向移動(dòng)方向相反,即沿逆時(shí)針?lè)较?,故選C。清單02電阻考點(diǎn)1:電阻定律5.(23-24高二上·寧夏石嘴山·期中)一塊均勻的長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體,長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,如圖所示。電流沿AB方向時(shí)測(cè)得導(dǎo)體的電阻為R,該金屬的電阻率為()A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)電阻定律該金屬的電阻率為故選A。6.(23-24高二上·陜西渭南·期末)如圖所示,厚薄均勻的長(zhǎng)方體金屬片,邊長(zhǎng)ab=10cm,bc=5cm,當(dāng)A與B間接入的電壓為U時(shí),電流為1A,當(dāng)C與D間接入的電壓為U時(shí),其電流為()A.4A B.2A C.0.5A D.0.25A【答案】A【詳解】當(dāng)A、B間接入電壓,根據(jù)電阻定律知當(dāng)C與D間接入電壓,則根據(jù)歐姆定律得I,因?yàn)殡妷合嗟?,電阻之比?:1,則電流之比為1:4,所以當(dāng)C與D間接入的電壓為U時(shí),其電流為4A。故選A??键c(diǎn)2:影響電阻的因素7.2019年3月19日,復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶材料,據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率就是電阻率的倒數(shù),即。下列說(shuō)法正確的是(
)A.電導(dǎo)率的單位是 B.材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C.材料的電導(dǎo)率越小,其導(dǎo)電性能越強(qiáng) D.電導(dǎo)率大小與溫度無(wú)關(guān)【答案】A【詳解】A.根據(jù),可知,電導(dǎo)率的單位是,選項(xiàng)A正確;
B.材料的電導(dǎo)率與材料有關(guān),但是與材料的形狀無(wú)關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.材料的電導(dǎo)率越小,電阻率越大,則其導(dǎo)電性能越弱,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.電導(dǎo)率大小與溫度有關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。8.(23-24高二上·廣東廣州·期中)下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身決定,與溫度無(wú)關(guān)B.電阻率的單位是C.將一根均勻電阻絲拉長(zhǎng)為原來(lái)的2倍,則電阻絲的電阻也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量越多,導(dǎo)體中的電流越大【答案】B【詳解】A.導(dǎo)體的電阻除了與導(dǎo)體本身有關(guān),還與溫度有關(guān),故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電阻定律可得,可知電阻率的單位是,故B正確;C.將一根粗細(xì)均勻的電阻絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的2倍,則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的0.5倍,由電阻定律可知,其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)電流的定義式可知單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,電流越大。故D錯(cuò)誤。故選B。清單03電功、電功率和焦耳定律考點(diǎn)1:計(jì)算串并聯(lián)電路的電功和電功率9.(23-24高二上·上?!て谀┯袃芍活~定電壓都是110伏的燈泡A和B,A的額定功率是100瓦,B的額定功率是40瓦。為了使它們接在220伏的電路中仍能正常發(fā)光,電路消耗的功率又最省,圖所示中最合理的接法是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】A.由于A直接接入220V電路,超越了額定電壓,故無(wú)法正常發(fā)光,故A錯(cuò)誤;BCD.因?yàn)榧纫顾鼈兘釉?20伏的電路中仍能正常發(fā)光,電路消耗的功率又最省,所以可知燈泡A、B的功率皆為額定功率,且電路上額外接入的電阻器功率最小。而,所以按照BC選項(xiàng)的思路,則A必須在干路,B必須在支路,即對(duì)應(yīng)圖C。此時(shí)電阻器的電流大小為又因?yàn)殡娮杵鲀啥穗妷簽閯t電阻器消耗的功率為對(duì)于D選項(xiàng)電路圖,流過(guò)電阻器的電流為電阻器兩端電壓為則電阻器消耗的功率為,功耗大于C選項(xiàng),故BD錯(cuò)誤,C正確。故選C。10.(23-24高二上·廣東·期中)某工程師設(shè)計(jì)一個(gè)多擋的發(fā)熱電路,通過(guò)開(kāi)關(guān)S1、S2的閉合或斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路如圖所示,R1=4R0,R2=3R0,R3=2R0,R4=R0,M、N加恒定電壓,最小功率100W,則電路的最大功率為()A.1000WB.200W C.333W D.520W【答案】D【詳解】M、N加恒定電壓,令電壓為U,根據(jù)可知,電路總電阻最小時(shí),電路消耗功率最大,可知此時(shí)開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合,此時(shí)R1,R2,R3并聯(lián),并聯(lián)電阻有解得此時(shí)電路消耗功率最大,則有當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均斷開(kāi),電路總電阻最大,電路消耗功率最小,此時(shí)最小功率100W,則有,解得故選D??键c(diǎn)2:計(jì)算混聯(lián)電路各電阻的電功和電功率11.(22-23高二上·上海浦東新·期末)一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖像如圖(a)所示,將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2組成如圖(b)所示電路,當(dāng)電鍵S接通位置1時(shí),三個(gè)用電器消耗的電功率均為P。將電鍵S切換到位置2后,電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2,下列關(guān)系中正確的是()A. B. C. D.【答案】C【詳解】AB.當(dāng)電鍵S接通位置1時(shí),三個(gè)用電器消耗的電功率均為P,令,則有,則有且此時(shí)電阻R1、R2的電壓等于。而將電鍵S切換到位置2后,電阻器D和電阻R1并聯(lián)后再與電阻R2串聯(lián),由于電阻器D和電阻R1并聯(lián)后的總電阻的阻值小于電阻R2的阻值,則電阻R2的電壓大于,電阻器D和電阻R1的電壓小于,則,故AB錯(cuò)誤;C.由于電阻器D和電阻R1并聯(lián),則,又根據(jù)圖(a)可知,此時(shí)電阻器D的阻值大于,即,則有,故C正確;D.電鍵S接通位置1時(shí),電路的總電阻為電鍵S切換到位置2后,電路的總電阻為則,即,故D錯(cuò)誤。故選C。12.(22-23高二上·山東濟(jì)寧·期中)在如圖所示電路中,燈L標(biāo)有“6V
3W”,定值電阻,,電源內(nèi)阻,當(dāng)滑片P滑到最下端時(shí),理想電流表讀數(shù)為1A,此時(shí)燈L恰好正常發(fā)光,試求:(1)滑動(dòng)變阻器最大值;(2)當(dāng)滑片P滑到最上端時(shí),電流表的讀數(shù);(3)若把電流表A與定值電阻互換位置,當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),整個(gè)滑動(dòng)變阻器消耗的功率。【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)根據(jù)題意,由公式可得,燈L的電阻為當(dāng)P滑到最下端時(shí),被短路,燈L與整個(gè)滑動(dòng)變阻器R并聯(lián),此時(shí)燈正常發(fā)光,由公式可得,此時(shí)通過(guò)燈L的電流為通過(guò)滑動(dòng)變阻器R的電流為,則有即得滑動(dòng)變阻器最大值(2)根據(jù)題意,由閉合回路歐姆定律可得,電源電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)P滑到最上端時(shí),燈L、滑動(dòng)變阻器R及電阻都被短路,此時(shí)的電流表的讀數(shù)為(3)電流表A與定值電阻互換位置,當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),由閉合回路歐姆定律可得由歐姆定律可得,由公式可得,整個(gè)滑動(dòng)變阻器消耗的功率考點(diǎn)3:含電動(dòng)機(jī)電路的綜合計(jì)算13.(23-24高二上·福建龍巖·期末)夏天天氣炎熱,同學(xué)們常用手持式微型電風(fēng)扇來(lái)降溫解暑。某小組拆下一個(gè)小電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=3Ω,小燈泡的額定電壓為2.5V,額定功率為0.75W,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)R=7Ω時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)正常工作,根據(jù)以上信息,可以得出:(1)該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流為A,功率為W;(2)若已知該電動(dòng)機(jī)線圈電阻RM=2Ω,則其正常工作時(shí)的輸出功率為W?!敬鸢浮?1)0.31.95(2)1.77【詳解】(1)[1]因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)與小燈泡串聯(lián),所以電動(dòng)機(jī)的電流與小燈泡的電流大小小燈[2]電動(dòng)機(jī)兩端電壓電動(dòng)機(jī)功率(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率14.(23-24高二上·湖北十堰·期中)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì),E=8V,內(nèi)電阻r=1Ω,小燈泡標(biāo)有“3V3W”字樣,小燈泡標(biāo)有“2V4W”字樣,電動(dòng)機(jī)D的內(nèi)阻rD=0.5Ω,當(dāng)閉合電鍵S,將滑動(dòng)變阻器R的阻值調(diào)到1Ω時(shí),兩燈泡和電動(dòng)機(jī)均能正常工作。求:(1)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流;(2)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率;(3)電源的輸出功率?!敬鸢浮?1)1A (2)3.5W (3)12W【詳解】(1)由題意可知,兩燈泡和電動(dòng)機(jī)均能正常工作時(shí),由電功率公式可得,流過(guò)小燈泡的電流為小燈泡的電流由串、并聯(lián)電路特點(diǎn)可得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流(2)小燈泡的電阻則有電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為則有電動(dòng)機(jī)的輸入功率為電動(dòng)機(jī)的熱功率電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率(3)電源兩端電壓電源的輸出功率考點(diǎn)4:電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí)的功率計(jì)算15.(23-24高二上·山東淄博·期末)如圖所示為某品牌玩具的電動(dòng)機(jī)及其伏安特性曲線,由該圖像可知()A.該電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為2.5ΩB.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)損失的熱功率為0.2WC.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的輸出功率為0.4WD.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的總功率為0.6W【答案】C【詳解】A.由圖可知電壓為0.2V時(shí)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),電壓為0.2V時(shí)由歐姆定律得,故A錯(cuò)誤;B.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)損失的熱功率為,故B錯(cuò)誤;D.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的總功率為,故D錯(cuò)誤;C.電壓為1V時(shí)該電動(dòng)機(jī)的輸出功率為,故C正確;故選C。16.(22-23高二上·北京西城·階段練習(xí))利用電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖如下。已知電源電動(dòng)勢(shì),電源內(nèi)阻,電動(dòng)機(jī)線圈電阻,定值電阻,重物質(zhì)量,當(dāng)電動(dòng)機(jī)勻速提升重物時(shí),理想電壓表的示數(shù),不計(jì)空氣阻力和摩擦,取。求:(1)流經(jīng)電源的電流和電動(dòng)機(jī)兩端的電壓;(2)電動(dòng)機(jī)的熱功率和重物勻速上升時(shí)的速度;(3)由于人員使用不當(dāng),致使電動(dòng)機(jī)被卡住而無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),求此時(shí)電動(dòng)機(jī)的熱功率?!敬鸢浮浚?)5A,70V;(2)75W,0.55m/s;(3)300W【詳解】(1)流經(jīng)電源的電流,解得I=5A電動(dòng)機(jī)兩端的電壓,解得(2)電動(dòng)機(jī)的熱功率,解得重物勻速上升過(guò)程有,解得(3)電動(dòng)機(jī)被卡住,電路為純電阻,則電流為此時(shí)電動(dòng)機(jī)的熱功率,解得清單04電源電動(dòng)勢(shì)考點(diǎn)1:電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的對(duì)比17.(23-24高二上·四川樂(lè)山·期末)下列關(guān)于電壓、電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A.電源的電動(dòng)勢(shì)與外部電路有關(guān)B.電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特,路端電壓即為電動(dòng)勢(shì)C.電源的電動(dòng)勢(shì)越大意味著電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng)D.由電動(dòng)勢(shì)公式可知,非靜電力做功越多電動(dòng)勢(shì)就越大【答案】C【詳解】A.電動(dòng)勢(shì)是電源自身的屬性,與外電路無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;B.電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位相同,但物理意義不同,是兩個(gè)不同的物理量,故B錯(cuò)誤;C.電源的電動(dòng)勢(shì)越大意味著電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng),故C正確;D.電動(dòng)勢(shì)的物理意義是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量,非靜電力把單位正電荷從負(fù)極移到正極做功越多,則電動(dòng)勢(shì)越大,故D錯(cuò)誤。故選C。18.(多選)(22-23高二上·江西贛州·期末)物理思想方法是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容,等效替代法在處理許多問(wèn)題時(shí)可以帶來(lái)很大方便。電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,我們已經(jīng)知道電源電動(dòng)勢(shì)數(shù)值上等于電源的開(kāi)路電壓,如圖甲所示,如果我們?cè)陔娫磧啥薓、N之間接上一個(gè)理想電壓表,則理想電壓表測(cè)得的數(shù)值就是電動(dòng)勢(shì)大小;如果在電源兩端M、N之間接上一個(gè)理想電流表,則理想電流表測(cè)得的就是短路電流;而理想電壓表與理想電流表讀數(shù)之比為電源內(nèi)阻?,F(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻,將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源,如圖乙和丙中虛線框所示。設(shè)虛線框內(nèi)電路的等效電源的電動(dòng)勢(shì)為,等效內(nèi)電阻為,試根據(jù)以上信息,判斷下列說(shuō)法中正確的是()A.乙圖中的, B.乙圖中的,C.丙圖中的, D.丙圖中的,【答案】AD【詳解】AB.對(duì)于圖乙,當(dāng)M、N間斷開(kāi)時(shí),電路中無(wú)電流,此時(shí)M、N兩端電壓為等效電源的電動(dòng)勢(shì),即E'=E-0×(R+r)=E當(dāng)M、N間短路時(shí),短路電流為則等效電源內(nèi)阻為,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.對(duì)于圖丙,當(dāng)M、N間斷開(kāi)時(shí),此時(shí)M、N兩端電壓為等效電源的電動(dòng)勢(shì),即當(dāng)M、N間短路時(shí),R被短路,短路電流為則等效電源內(nèi)阻為,故C錯(cuò)誤,D正確。故選AD??键c(diǎn)2:判斷電源內(nèi)部帶點(diǎn)粒子移動(dòng)方向和能量轉(zhuǎn)化19.(23-24高二上·廣東廣州·期末)鋰電池以碳材料為負(fù)極,以含鋰的化合物為正極。鋰電池在充電和工作時(shí)主要依靠鋰離子(Li+)在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。如圖為鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu),某過(guò)程中Li+從負(fù)極通過(guò)隔膜返回正極。鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V,工作電流為1A,則()
A.電源的路端電壓為3.7V B.此過(guò)程電池處于充電狀態(tài)C.電路中單位時(shí)間內(nèi)非靜電力做的功為3.7J D.電池中電荷量的單位通常標(biāo)識(shí)為“”【答案】C【詳解】A.由于存在一定的內(nèi)電壓,所以電源的路端電壓小于鋰電池的電動(dòng)勢(shì),則電源的路端電壓小于3.7V,故A錯(cuò)誤;B.電池在放電狀態(tài)下,在電源內(nèi)部正電荷應(yīng)該由負(fù)極向正極移動(dòng),而圖中狀態(tài)下帶正電的鋰離子(Li+)從負(fù)極向正極移動(dòng),可知電池處于放電狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C.電路中單位時(shí)間內(nèi)非靜電力做的功為,故C正確;D.是能量單位,在電池中電荷量的單位通常表示為,故D錯(cuò)誤。故選C。20.(多選)(22-23高二上·天津津南·期末)如圖所示,用充電寶為一手機(jī)電池充電,其等效電路如圖所示。在充電開(kāi)始后的一段時(shí)間t內(nèi),充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的,設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,則時(shí)間t內(nèi)()A.充電寶輸出的電功率為 B.手機(jī)電池內(nèi)阻C.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為 D.手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為【答案】CD【詳解】A.充電寶的輸出電壓U、輸出電流I,則充電寶輸出的電功率為,故A錯(cuò)誤;B.手機(jī)電池內(nèi)阻,而,故B錯(cuò)誤;C.手機(jī)電池內(nèi)阻為r,電流I,根據(jù)焦耳定律,時(shí)間t內(nèi),手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為,故C正確;D.根據(jù)能量守恒定律,手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為,故D正確。故選CD。清單05串并聯(lián)電路的特點(diǎn)考點(diǎn)1:動(dòng)態(tài)電路分析21.(23-24高二下·安徽黃山·期末)如圖所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),V、A、、四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用U、I、、表示,下列判斷正確的是()A.I減小,減小B.I增大,增大C.電壓表V的示數(shù)與電流表A示數(shù)之比不變D.電壓表的示數(shù)的變化量與電流表A示數(shù)的變化量之比保持不變【答案】D【詳解】AB.滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電阻減小,電路總電阻減小,干路電流增大,則I增大,電源內(nèi)阻、定值電阻承擔(dān)電壓均增大,則增大,可知路端電壓減小,即減小,由于可知,減小,故AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)閉合電路歐姆定律有,滑動(dòng)變阻器接入電阻減小,可知,電壓表V的示數(shù)與電流表A示數(shù)之比減小,故C錯(cuò)誤;D.結(jié)合上述有,則有可知,電壓表的示數(shù)的變化量與電流表A示數(shù)的變化量之比保持不變,故D正確。故選D。22.(23-24高二下·安徽阜陽(yáng)·期末)如圖所示,M、N是兩塊水平放置的平行金屬板,為定值電阻,和為可變電阻,開(kāi)關(guān)S閉合。質(zhì)量為m的帶正電荷的微粒從P點(diǎn)以水平速度射入金屬板間,沿曲線打在N板上的O點(diǎn)。若經(jīng)下列調(diào)整后,微粒仍從P點(diǎn)以水平速度射入,則關(guān)于微粒打在N板上的位置說(shuō)法正確的是()A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,M極板稍微上移,粒子依然打在O點(diǎn)B.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,N極板稍微下移,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,減小,粒子依然打在O點(diǎn)D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,增大,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)【答案】AB【詳解】AB.設(shè)兩板間的電壓為U,兩板間的距離為d,粒子的電荷量為q,微粒從P點(diǎn)以水平速度射入金屬板間,沿曲線打在N板上的O點(diǎn),則根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為,方向垂直于板向下斷開(kāi)開(kāi)關(guān),平行板帶電量不變,平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為結(jié)合,,可得電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故加速度不變,M極板稍微上移,不會(huì)影響離子的運(yùn)動(dòng),故還打在O點(diǎn);N極板稍微下移,粒子在豎直方向運(yùn)動(dòng)的位移增大,由可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間增大,沿平行板方向運(yùn)動(dòng)的位移變大,粒子打在O點(diǎn)的右側(cè),故AB正確;C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,由串并聯(lián)電壓關(guān)系可知,R0兩端的電壓為減小,U將增大,電容器兩端的電壓增大,粒子向下運(yùn)動(dòng)的加速度減小,由可知粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng),沿平行板方向運(yùn)動(dòng)的位移變大,故粒子打在O點(diǎn)右側(cè),故C錯(cuò)誤;D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,增大R2,不會(huì)影響電阻R0兩端的電壓,故粒子打在O點(diǎn),故D錯(cuò)誤。故選AB。考點(diǎn)2:故障電路分析23.(23-24高二上·北京海淀·期中)如圖是“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”實(shí)驗(yàn)的電路圖。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表有示數(shù)且不變,電流表始終沒(méi)有示數(shù)。為查找故障,在其它連接不變的情況下,他將電壓表連接a位置的導(dǎo)線端分別試觸b、c、d三個(gè)位置,發(fā)現(xiàn)試觸b、c時(shí),電壓表有示數(shù);試觸d時(shí),電壓表沒(méi)有示數(shù)。若電路中僅有一處故障,則下面選項(xiàng)中正確的是(
)A.導(dǎo)線斷路 B.滑動(dòng)變阻器斷路 C.導(dǎo)線斷路 D.滑動(dòng)變阻器短路【答案】C【詳解】在實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表有示數(shù)且不變,電流表始終沒(méi)有示數(shù),說(shuō)明在電路中有斷路的地方。在其它連接不變的情況下,他將電壓表連接a位置的導(dǎo)線端分別試觸b、c、d三個(gè)位置,發(fā)現(xiàn)試觸b、c時(shí),電壓表有示數(shù);試觸d時(shí),電壓表沒(méi)有示數(shù),則說(shuō)明導(dǎo)線cd斷路,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。24.(多選)(23-24高二上·山東菏澤·期中)如圖所示,燈泡A、B都能正常發(fā)光,由于電路中發(fā)生故障,導(dǎo)致兩個(gè)燈泡都變亮,可能的原因是()A.?dāng)嗦?B.?dāng)嗦?C.?dāng)嗦?D.短路【答案】AD【詳解】A.若斷路,則外電路總電阻增大,路端電壓增大,總電流減小,兩端電壓減小,兩燈泡的電壓均增大,兩個(gè)燈泡都變亮,故A正確;BC.若斷路,則外電路總電阻增大,路端電壓增大,總電流減小,兩端電壓減小,兩端電壓增大,流過(guò)的電流增大,則流過(guò)B燈的電流和的電流之和減小,由于B燈和的電阻比不變,則流過(guò)B燈的電流和的電流均減小,則B燈變暗,同理可知,若斷路,A燈變暗,故BC錯(cuò)誤;D.若短路,則外電阻減小,總電流增大,由于除之外其它電阻的串并聯(lián)情況不變,則各支路的電流均變大,即流過(guò)兩燈泡的電流均變大,則兩個(gè)燈泡都變亮,故D正確。故選AD??键c(diǎn)3:含容電路的分析25.(23-24高二上·湖北孝感·期末)在如圖所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí),關(guān)于燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是()A.L變暗,Q增多 B.L變暗,Q減少C.L變亮,Q增多 D.L變亮,Q減少【答案】C【詳解】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,由閉合電路歐姆定律得知,干路電流減小,電源的內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,燈L變亮,通過(guò)燈L的電流增大,而干路電流又減小,則通過(guò)的電流減小,兩端的電壓減小,故滑動(dòng)變阻器兩端的電壓增大,電容器所帶電荷量Q增大。故選C。26.(23-24高二下·江西九江·期中)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)20V、內(nèi)阻3Ω,定值電阻、、滑功變阻器可調(diào)節(jié)范圍0~10Ω,一對(duì)邊長(zhǎng)的正方形金屬板水平放置,板間距。閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后一質(zhì)量、電荷量的帶電微粒,從兩金屬板左側(cè)中點(diǎn)以速度沿平行于金屬板方向射入電場(chǎng)。不考慮空氣阻力,重力加速度(1)若微粒沿直線射出電場(chǎng),求此時(shí)兩金屬板間電壓和滑動(dòng)變阻器連入電路部分電阻;(2)為使微粒能夠射出金屬板間電場(chǎng)區(qū)域,求滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍。【答案】(1)2V;2Ω;(2)【詳解】(1)微粒沿直線射出電場(chǎng),則由平衡可知,解得回路的電流滑動(dòng)變阻器連入電路部分電阻(2)若粒子從上極板右側(cè)射出,則,,其中聯(lián)立解得U1=4V,若粒子從下極板右側(cè)射出,則,,其中聯(lián)立解得U2=0V,則滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍。清單06閉合電路的歐姆定律考點(diǎn)1:電源的U—I圖像27.(23-24高二上·安徽滁州·期末)自1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射首顆人造衛(wèi)星以來(lái),截至2023年10月底,全球有近9500個(gè)航天器在軌工作,而這其中90%的發(fā)電比例都來(lái)源于太陽(yáng)能電池,因此太陽(yáng)能電池為人類(lèi)探索浩瀚星空插上了一雙強(qiáng)勁的“翅膀”。如圖所示,曲線I為某太陽(yáng)能電池在一定光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像,直線II是某定值電阻的圖像,M為曲線I和直線II的交點(diǎn),M點(diǎn)坐標(biāo)為。過(guò)M點(diǎn)作曲線I的切線,分別與坐標(biāo)軸相交于、?,F(xiàn)將該電池和定值電阻組成閉合回路,保持上述光照強(qiáng)度照射時(shí),下列計(jì)算式正確的是()A.電池的電動(dòng)勢(shì)為 B.此時(shí)電池的內(nèi)阻為C.電源的輸出功率為 D.電源的效率為【答案】D【詳解】A.根據(jù)閉合電路歐姆定律由題圖可得時(shí),可得電池的電動(dòng)勢(shì)為故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)兩圖線交點(diǎn)可知此時(shí)閉合回路的路端電壓,電流為,由解得此時(shí)電池的內(nèi)阻為注意內(nèi)阻并不等于曲線I在M點(diǎn)切線的斜率絕對(duì)值,故B錯(cuò)誤;C.此回路電源的輸出功率為故C錯(cuò)誤;D.此回路電源的效率為故D正確;故選D?!驹u(píng)析】本題考查了閉合電路歐姆定律與圖像的綜合問(wèn)題。注意當(dāng)電源的內(nèi)阻不恒定時(shí),即電源的圖像為曲線時(shí),其圖像的切線的斜率絕對(duì)值不等于電源的內(nèi)阻。28.(多選)(23-24高二下·河南漯河·期末)如圖所示,直線、分別是電源與電源的路端電壓隨輸出電流變化的圖線,曲線是一個(gè)小燈泡的圖線。曲線與直線、相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、。如果把該小燈泡分別與電源電源單獨(dú)連接,則下列說(shuō)法正確的是()A.電源與電源的內(nèi)阻之比是B.電源與電源的電動(dòng)勢(shì)之比是C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是【答案】BC【詳解】AB.由閉合電路歐姆定律可知,在電源的圖像中,圖像的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)、斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)電阻,可知電源1、電源2的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻分別為,,則電源1、電源2的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻之比分別為,,故A錯(cuò)誤、B正確;CD.燈泡伏安特性曲線與電源的伏安特性曲線的交點(diǎn)即為燈泡與這電源連接時(shí)的工作狀態(tài),則連接電源1時(shí)有,連接電源2時(shí)有,則在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比與消耗的功率之比分別為,,故C正確、D錯(cuò)誤。故選BC。考點(diǎn)2:電源的最大輸出功率和條件29.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如圖所示的電路中,已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,滑動(dòng)變阻器R的阻值可以從零連續(xù)增大到,定值電阻的阻值范圍為,則下列結(jié)論正確的是()A.外電路消耗的最大功率為 B.R消耗的最大功率可能為C.當(dāng)時(shí),r消耗的功率最小 D.當(dāng)時(shí),消耗的功率最大【答案】A【詳解】A.當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)外電路消耗的功率最大,但是由于,則只有當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的阻值為零時(shí),外電路消耗的功率最大,最大值為,選項(xiàng)A正確;B.將R1等效為電源的內(nèi)阻,則當(dāng)時(shí)R消耗的功率最大,此時(shí)最大功率為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.當(dāng)內(nèi)阻r消耗的功率最小時(shí),電路的電流最小,此時(shí)電路總電阻最大,此時(shí),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.當(dāng)消耗的功率最大時(shí),此時(shí)電路的總電流最大,此時(shí)總電阻最小,即此時(shí),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。30.(多選)(23-24高二下·河南焦作·期末)如圖1所示,電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r恒定,定值電阻,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω。閉合S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由a滑至b時(shí),R上消耗的功率P隨接入電路電阻的變化關(guān)系如圖2所示,則()A.電動(dòng)勢(shì) B.內(nèi)阻 C.時(shí),R一定為3Ω D.時(shí),R可能為12Ω【答案】BD【詳解】AB.將看成電源內(nèi)阻的一部分,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的阻值等于等效電源的內(nèi)阻時(shí),R上消耗的功率最大,即,解得內(nèi)阻R上消耗的最大功率為,解得電動(dòng)勢(shì),故A錯(cuò)誤,B正確;CD.當(dāng)時(shí),則,解得或,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。一、單選題1.(23-24高二上·安徽宣城·期末)如圖,一段通電直導(dǎo)線的橫截面積為S,長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻率為ρ,單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)為n,自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率為v,電子的電荷量為e。則下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)直導(dǎo)線的電流為B.通電直導(dǎo)線的電阻為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為D.一電子從直導(dǎo)線右端運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)該電子做的功為【答案】C【詳解】A.時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某一截面的電荷量q=nevtS由,可得,故A錯(cuò)誤;B.通電直導(dǎo)線的電阻,故B錯(cuò)誤;C.導(dǎo)體棒兩端的電壓U=IR,解得,故C正確;D.電子從直導(dǎo)線右端運(yùn)動(dòng)到左端過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)該電子做的功,故D錯(cuò)誤。故選C。2.(23-24高二上·河南·期末)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是半徑為R的圓形軌道,當(dāng)環(huán)中電子以光速的沿環(huán)運(yùn)動(dòng)而形成I的等效電流時(shí),環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為(已知光速為c,電子電荷量為e)()A. B. C. D.【答案】D【詳解】電子在圓形軌道運(yùn)動(dòng)的周期為根據(jù)電流定義式可得聯(lián)立可得環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為故選D。3.(2024·廣西·高考真題)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體、無(wú)縫連接成一段導(dǎo)體,總長(zhǎng)度為1.00m,接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P從M端滑到N端,理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙,則導(dǎo)體、的電阻率之比約為()A. B. C. D.【答案】B【詳解】根據(jù)電阻定律根據(jù)歐姆定律整理可得結(jié)合題圖可知導(dǎo)體、的電阻率之比故選B。4.(23-24高二上·山東濟(jì)寧·階段練習(xí))甲、乙為不同材料制成的兩個(gè)長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)電板,長(zhǎng)、寬、高均分別為a、b、c,其中a>b>c,如圖,它們的外形完全相同。現(xiàn)將甲、乙兩金屬導(dǎo)電板按下圖兩種方式接入同一電源時(shí),若回路中的電流相同,那么甲、乙兩金屬導(dǎo)電板的電阻率之比為()
A. B. C. D.【答案】A【詳解】甲、乙兩金屬導(dǎo)電板按下圖兩種方式接入同一電源時(shí),若回路中的電流相同,則由歐姆定律可知甲、乙兩金屬導(dǎo)電板的電阻相等,根據(jù)電阻決定式有則可得電阻率為甲、乙兩金屬導(dǎo)電板的電阻率之比為故選A。5.(23-24高二上·廣西南寧·期末)如圖是某電路的一部分,其中、、、、,那么,電流表測(cè)得的電流為()A.,方向向左B.,方向向左C.,方向向右 D.,方向向右【答案】A【詳解】?jī)啥说碾妷簝啥说碾妷鹤蠖说碾妱?shì)與的左端電勢(shì)相等,因,則右端的電勢(shì)低于右端的電勢(shì),兩端的電壓通過(guò)的電流上端電勢(shì)低,下端電勢(shì)高,電流方向由下向上,因此用節(jié)點(diǎn)法可知通過(guò)電流表的電流方向向左,設(shè)電流表的示數(shù)為,流入節(jié)點(diǎn)的電流等于流出節(jié)點(diǎn)的電流,即故電流表的示數(shù)為0.2A,方向向左。故選A。6.(23-24高二上·新疆烏魯木齊·期末)如圖所示的U-I圖像中,直線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系,直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線,用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖像可知()A.電源的輸出電壓為2V B.電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為3.0W D
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