高三物理大一轮复习第七章热点强化突破(七)恒定电流

恒定电流考试内容范围及要求高考统计高考命题解读内容 要求 2015 2016 2017 2018 1.考查方式 高考对本章内容的高频考点主要是电学实验的知识．同时也会考查电路的相关知识，一般难度较小，常以选择题的形式出题，而电学实验知识主要考查闭合电路欧姆定律、仪器的选取、电路的设计与创新知识，有一定的难度．常以实验填空、作图等形式出题． 2．命题趋势(1)应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路的动态分析．(2)非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功、电热的关系． (3)实验及相关电路的设计与创新.30.电阻定律 Ⅰ T 13 31.电阻的串联与并联Ⅰ32.电流 电源的电动势和内阻 Ⅰ33.欧姆定律 闭合电路欧姆定律 Ⅱ T 8 T 1134.电功 电功率 焦耳定律 Ⅰ T 13实验六：决定导线电阻的因素 T 10实验七：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验八：测量电源的电动势和内阻T 10 T 10实验九：练习使用多用电表T 11第1讲 电路的基本概念和规律一、电流 部分电路欧姆定律 1．电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压．(2)标矢性：电流是标量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．(3)三个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝UR；③导体中电流的微观表达式I ＝nqvS .2．部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比． (2)表达式：I ＝UR.(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气体导电或半导体元件． (4)导体的伏安特性曲线(I －U 图线)①比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图1中R 1＞R 2(选填“>”“<”或“＝”)；②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律； ③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．图1自测1 (多选)如图2所示是电阻R 的I －U 图象，图中α＝45°，由此得出( )图2A ．通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比B ．电阻R ＝0.5ΩC ．因I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，故R ＝1tan α＝1.0Ω D ．在R 两端加上6.0V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C 答案 AD二、电阻及电阻定律 1．电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻．(2)公式：R ＝UI ，其中U 为导体两端的电压，I 为通过导体的电流．(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)．(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关． 2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比，导体电阻还与构成它的材料有关． (2)公式：R ＝ρlS.其中l 是导体的长度，S 是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液． 3．电阻率(1)计算式：ρ＝R Sl.(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小．自测2 (2018·兴化一中模拟)两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ) A ．1∶4 B ．1∶8 C ．1∶16 D ．16∶1答案 C三、电功、电功率、电热、热功率 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝Wt ＝IU (适用于任何电路)．3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)公式：Q ＝I 2Rt (适用于任何电路)． 4．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .(2)对于纯电阻电路而言：P 电＝P 热＝IU ＝I 2R ＝U2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P 电＝IU ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U2R＋P 其他．自测3 (多选)如图3所示，电阻R 1＝20Ω，电动机的绕线电阻R 2＝10Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )图3A ．I ＝1.5AB ．I <1.5AC ．P ＝15WD ．P <15W答案 BD 四、串、并联电路 1．串联电路的基本特点(1)电路中各处的电流相同，即I 1＝I 2＝…＝I n .(2)电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U ＝U 1＋U 2＋…＋U n . (3)总电阻：R ＝R 1＋R 2＋…＋R n . (4)电压分配：U1R1＝U2R2＝…＝UnRn .2．并联电路的基本特点(1)电路中各支路两端的电压相等，即U 1＝U 2＝…＝U n . (2)电路的总电流等于各支路电流之和，即I ＝I 1＋I 2＋…＋I n . (3)总电阻：1R ＝1R1＋1R2＋…＋1Rn.命题点一 电流与电阻利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路：设柱体微元的长度为L ，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，电荷定向移动的速率为v ，则： (1)柱体微元中的总电荷量为Q ＝nLSq . (2)电荷通过横截面的时间t ＝Lv.(3)电流的微观表达式I ＝Qt＝nqvS .例1 如图4所示，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( )图4A.mv22eLB.mv2Sne C ．ρnev D.ρevSL答案 C解析 由电流定义可知：I ＝q t ＝neSv .由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρLS ＝ρneLv ，又E ＝UL，故E ＝ρnev ，选项C 正确． 例2 (2018·东台创新学校月考)现有一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉成3L 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( ) A.R 3B ．3R C.R9D ．R 答案 D解析 把这段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝拉成3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，整体的长度和横截面积与原来一样，电阻与原来一样，D 项正确． 变式1 (多选)(2018·盐城市三模)电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全．如图5所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220V ，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)，因而人体两端的电压不高于12V ，下列说法正确的是( )图5A ．曲长管道应选用导电性能好的材料制成B ．曲长管道应选用不易导电的材料制成C ．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联D ．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过 答案 BC命题点二 欧姆定律与伏安特性曲线1．欧姆定律(1)公式I ＝UR，电流正比于电压，反比于电阻．(2)公式中的I 、U 和R 三个量必须对应同一段电路或同一段导体．(3)适用范围：适用于金属导电、电解质溶液导电等纯电阻电路，对于气体导电、含有电动机、电解槽等非纯电阻电路不适用．2．对伏安特性曲线的理解(如图6甲、乙所示)图6(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件． (2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，R a ＞R e . 在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，R d ＜R f .(3)图线b 的斜率变小，电阻变小，图线c 的斜率变大，电阻变小．注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R ＝UI ，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数．例3 (多选)(2018·东台创新学校月考)如图7所示，图线1、2、3分别表示导体A 、B 、C 的伏安特性曲线，其中导体C 为一非线性电阻，当三导体串联接在电压恒为6V 的直流电源两端时，它们的电阻分别为R 1、R 2、R 3，则下列说法正确的是( )图7A ．此时流过三导体的电流均为1AB ．R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶2C ．若将三导体串联后改接在3V 的直流电源上，则三导体的阻值之比不变D ．若将三导体并联后接在3V 的直流电源上，则通过它们的电流之比为I 1∶I 2∶I 3＝3∶2∶1 答案 AB解析 由题图可知，R 1为1Ω，R 2为3Ω，当三个导体串联接在电压恒为6V 的直流电源两端时，通过各个导体的电流相等，三个导体两端的电压之和为6V ；由题图可知，此时三个导体中的电流均为1A ，对应电压分别为1V 、3V 、2V ；由欧姆定律可知，此时导体电阻之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶3∶2，故A 、B 正确；若将三个导体串联后接在3V 的电源上时，两定值导体R 1、R 2阻值不变，而C 由于电压变化，则导体电阻R 3变化，三个导体的阻值之比变化，故C 错误；若将三个导体并联后接在3V 的电源上，由题图可知，三导体的电流分别为：3A 、1A 、2.2A ，故D 错误．变式2 (多选)(2018·东台创新学校月考)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图8所示，P 为图线上一点，PN 为图线在P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )图8A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U1I2C ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U1I2－I1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积大小 答案 ABD解析 由欧姆定律知，I －U 图线上任意一点的电阻为该点与坐标原点连线的斜率的倒数，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故A 正确．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U1I2，故B正确，C 错误．小灯泡的功率P ＝U 1I 2，即题图中矩形PQOM 所围面积大小，故D 正确．命题点三 串、并联电路及用电器功率问题1．并联电路电阻特点(1)R 总小于任一支路电阻，即R 总小于其中最小电阻(与最小电阻接近)； (2)多并一个支路，R 总减小(并的越多越小)； (3)n 个R 并联，R 并＝Rn；(4)其中一个支路电阻增大，R 总增大；相反，其中任一支路电阻减小，R 总减小． 2．非纯电阻电路分析方法 (1)抓住两个关键量：以含电动机的电路为例，确定电动机的电压U M 和电流I M 是解决所有问题的关键．若能求出U M 、I M ，就能确定电动机的电功率P ＝U M I M ，根据电流I M 和电动机的电阻r 可求出热功率P r ＝I M2r ，最后求出输出功率P 出＝P －P r .(2)坚持“躲着”求解U M 、I M ：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压U M 和电流I M .例4 (2018·高邮市段考)如图9所示的电路中，R 1＝R 2＝2k Ω，电压表的内阻为6k Ω，电压表的内阻为3k Ω.AB 间的电压U 保持不变．当开关S 闭合后，它们的示数变化是( )图9A.表的示数变大，表的示数变小B.表的示数变小，表的示数变大C.、表的示数均变小D.、表的示数均变大答案 B解析 S 断开时，两电阻串联，两电压表串联，然后两条支路并联，根据串联电路中电压与电阻成正比可得，的示数为RV1RV1＋RV2U ＝6k Ω6k Ω＋3k ΩU ＝23U ，的示数为U －23U ＝13U ；当S闭合时，相当于与R 1并联，R 2与并联，然后再串联，与R 1并联后的总电阻为2×62＋6k Ω＝1.5k Ω；R 2与并联后的总电阻为2×32＋3k Ω＝1.2k Ω，可得，电压之比为5∶4，故的示数为59U ，的示数为49U ，因此的示数变小，的示数变大，B 项正确．例5 如图10所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12V ，电解槽内阻r A ＝2Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，示数为6A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，示数为5A ，且电动机输出功率为35W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，示数为4A ．求：图10(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？ 答案 (1)2Ω 72W (2)1Ω (3)16W 解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得R ＝U I1＝126Ω＝2Ω其发热功率为P N ＝I 12R ＝62×2W＝72W(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI 2t ＝I 22r M t ＋P 输出t所以r M ＝UI2－P 输出I22＝12×5－3552Ω＝1Ω(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P 化t ＝UI 3t －I 32r A t所以P 化＝(12×4－42×2) W＝16W.1．(多选)(2018·东台创新学校月考)下列说法正确的是( ) A ．由R ＝UI 知，导体两端的电压越大，电阻就越大B ．由R ＝UI知，导体中的电流越大，电阻就越小C ．由I ＝UR 知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．由I ＝UR 知，通过一段定值电阻的电流跟加在它两端的电压成正比答案 CD解析 导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，故A 、B 错误．由欧姆定律可知，通过一段导体的电流与导体两端电压成正比，与导体电阻成反比，故C 、D 正确．2．(多选)(2017·扬州市高三期末)关于电阻率，下列说法正确的是( ) A ．有些材料的电阻率随温度的升高而减小 B ．电阻率大的导体，电阻一定大C ．用来制作标准电阻的材料的电阻率几乎不随温度的变化而变化D．电阻率与导体的长度和横截面积无关答案ACD解析有些材料的电阻率随温度的升高而减小，如负温度系数半导体材料，A正确；电阻与电阻率、长度和横截面积都有关，故电阻率大的导体，电阻不一定大，B错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可以用来制成标准电阻，C正确；电阻率是描述材料导电能力的物理量，材料的电阻率由材料本身性质决定，受温度影响，与导体长度和横截面积无关，D正确．3.如图11所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝10cm，bc＝5cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为( )图11A．0.5AB．1AC．2AD．4A答案 A解析设金属薄片厚度为d′，根据电阻定律公式R＝ρlS，有R CD＝ρlbclab·d′，R AB＝ρlablbc·d′，故RCDRAB＝12×12＝14，根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为4∶1，故第二次电流为0.5A，选A.4.(2019·铜山中学月考)电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图12所示)，下列说法正确的是( )图12A．开关接通时比开关断开时电路消耗的总电功率大B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，电路消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变答案 A5．(2018·徐州三中月考)A、B两盏电灯的额定电压都是110V，额定功率P A＝100W，P B＝40W，若接在电压是220V的下列电路上，则使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的是( )答案 C解析 由P ＝U2R 得，R A <R B .对于A 选项中电路，由于R A <R B ，所以U B >110V ，U A <110V ，无法满足题目要求；对于B 选项中电路，由于R A <R B ，A 灯与滑动变阻器并联，并联电阻更小于R B ，U B >110V ，U A <110V ，无法满足题目要求；对于C 选项中电路，B 灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于R A ，所以可能有U A ＝U B ＝110V ，两灯可以正常发光；对于D 选项中电路，若滑动变阻器接入电路的电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 选项中两个电路，由于C 选项中电路的滑动变阻器功率为P 1＝(I A －I B )×110V，而D 选项中电路的滑动变阻器功率为P 2＝(I A ＋I B )×110V，所以C 选项中电路消耗的功率最小，故选C.1．(2018·南京市多校第一次段考)下列说法正确的是( )A ．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功B ．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关C ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比D ．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由C ＝QU可知电容的大小是由Q (带电荷量)与U (电压)决定的答案 A2．(多选)下列说法正确的是( )A ．根据I ＝UR 可知，流过导体的电流与加在它两端的电压成正比，与其电阻的大小成反比B ．根据R ＝UI 可知，导体电阻的大小与加在它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比C ．欧姆定律适用于金属导电、电解质溶液导电、电离后气体导电和晶体二极管导电D ．欧姆定律只适用于纯电阻电路 答案 AD3．(多选)两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图1所示．从图线可判断( )图1A ．两电阻阻值的关系是R 1＞R 2B ．电阻一定时，电流随着电压的增大而减小C ．电压相同时，通过R 1的电流较大D ．两电阻串联接入电路时，R 1消耗的电功率小 答案 CD解析 I －U 图象的斜率k ＝I U ＝1R ，即图象的斜率越大，电阻越小，故有R 1＜R 2，A 错误；根据I －U 图象可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B 错误；从I －U 图象中可得电压相同时，通过电阻R 1的电流较大，C 正确；两电阻串联接入电路时，通过两电阻的电流相同，根据公式P ＝I 2R 可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D 正确．4.如图2所示均匀的长薄片合金电阻板abcd ，ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R 12∶R 34为( ).图2A ．L 1∶L 2B ．L 2∶L 1C ．1∶1D ．L 12∶L 22答案 D解析 设长薄片合金电阻板厚度为h ，根据电阻定律R ＝ρl S 得，R 12＝ρL1hL2，R 34＝ρL2hL1，则R12R34＝L12L22，故选D. 5.(2017·盐城市第三次模拟)甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在I －U 坐标系中描点，如图3所示．四个导体中电阻率最大的是( )图3A ．甲B ．乙C ．丙D ．丁 答案 A解析 由I －U 图象的斜率的倒数表示电阻，知甲的电阻最大，又根据电阻定律，知甲的电阻率最大，故选A.6.(多选)如图4所示的电路中，电阻R 1＝10Ω，R 2＝120Ω，R 3＝40Ω.另有一测试电源，电动势为100V ，内阻忽略不计．则( )图4A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80V 答案 AC7．(2018·淮安市、宿迁市学业质量检测)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l 和d ；乙电阻丝的长度和直径分别为2l 和2d .将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足( ) A.U 甲U 乙＝1 B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 答案 C 解析U 甲2U 乙2＝P 甲R 甲P 乙R 乙＝R 甲R 乙＝ρl π(d2)2∶ρ2lπ(2d 2)2＝2，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足U 甲U 乙＝2，故C 正确．8．如图5所示，电源电动势为12V ，电源内阻为1Ω，电路中的电阻R 0为1.5Ω，小型直流电动机M 的内阻为0.5Ω，闭合开关S 后，电动机转动，理想电流表的示数为2A ．则以下判断中正确的是( )图5A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7VC．电动机产生的热功率为4WD．电源输出的功率为24W答案 B解析由题意得电动机两端的电压U＝E－I(R0＋r)＝7V，则电动机的总功率P＝UI＝14W，热功率P热＝I2R M＝2W，输出功率P出＝P－P热＝12W．电源的输出功率P′＝EI－I2r＝20W，故B 正确，A、C、D错误．9．小亮家有一台电风扇，内阻为20Ω，额定电压为220V，额定功率为66W，将它接上220V电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动，则此时电风扇消耗的功率为( )A．66WB．2420WC．11WD．不确定答案 B10．(2019·伍佑中学模拟)某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，关于该导体的电阻，以下说法正确的是( )图6A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω答案 B解析A点电阻R A＝31.0×10－1Ω＝30Ω，B点电阻R B＝61.5×10－1Ω＝40Ω，故A错误，B正确．ΔR＝R B－R A＝10Ω，故C、D错误．11．(多选)(2018·东台创新学校月考)在如图7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，电路中的总电流为0.25A，则此时( )图7A．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答案BD解析电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝3.0V×0.25A＝0.75W，选项B正确；根据并联电路规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V，L1两端的电压大约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律知，L2的电阻约为R2＝0.30.125Ω＝2.4Ω，选项C错误；L2消耗的电功率为P2＝0.3×0.125W＝0.0375W，L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确．。

第七章恒定电流(一)电学实验的3大创新考查角度在高考中对电学实验一般不直接考查课本上的学生实验，而是在学生实验的基础上进行创新，比如常常在实验原理、实验器材、数据处理等方面加以改进；学生应以常规实验为依据，从实验电路图入手，结合实验的具体要求进行推理分析。

角度一对实验原理的创新考查在高考的电学实验中，并不仅仅测量电阻的阻值或测定电源的电动势和内阻，有时可能会测定二极管的导电特性、电容器的充、放电规律等。

处理此类问题时，首先要掌握被测实验器材的电学特性，其次要熟练把握控制电路、测量电路的特点。

[典例1] 二极管具有独特的单向导电性，当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时，二极管的电阻很大(1×106Ω，甚至更大)，而当正向电压超过某值时，二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小。

为了探究二极管的导电特性：(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性。

步骤如下：A．将多用电表置于欧姆表“×100”挡，短接红、黑表笔，调整________，使指针指向表盘右侧“0”位置；B．将二极管串接在两表笔之间，多用电表示数如图甲中a所示；C．将二极管两极对调，多用电表示数如图甲中b所示，则此时与红表笔接触的是二极管的________(填“正”或“负”)极。

(2)实验小组设计了如图乙所示的实验电路，通过实验测得相关数据如下表。

接在位置________；②根据表中数据，在图丙中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹)，由图线可知，二极管是________(填“线性”或“非线性”)元件。

(3)若此二极管为发光二极管，正常发光时通过的电流为3.00 mA ，若用1.5 V 的电源供电，则应该给二极管________(填“串”或“并”)联一个约________ Ω的电阻。

[解析] (1)A.欧姆表选挡后要进行欧姆调零，即短接两表笔，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧“0”位置；C ．步骤B 中欧姆表示数很大，而步骤C 中示数很小，由题中所给条件知，当示数很小时红表笔所接为二极管负极。

第七章恒定电流(1)从近三高考试题考点分布可以看出；高考对本章内容的考查重点有对电路基本概念和规律的考查以及对闭合电路欧姆定律的考查。

电路动态分析；故障判断题；以非常高的频率出现在各地的高考题中。

高考一直非常重视对四个实验的考查；电学实验除了考查大纲要求的实验；还有一些设计型的实验；考查学生独立完成实验的能力；包括理解实验原理、实验目的及要求；了解器材的使用；掌握实验步骤方法和数据的处理能力等。

(2)高考对本章内容主要以选择题和实验题形式出现；难中等。

(1)预计在高考中；多以考查知识的综合应用为主；突出分析问题能力的考查；实验题仍是主要考查题型；也可以以选择题的形式考查本专题的基本规律的应用。

(2)在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用；实验原理的理解；实验数据的处理等；以基本实验中总结出实验结论；实验设计思想；并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中；考查对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力。

高考考向前瞻第1节电流__电阻__电功__电功率电流[想一想]如图7－1－1所示；电子绕核运动可以看做一环形电流。

设氢原子中的电子以速v在半径为r的轨道上运动；用e表示电荷量；则其等效电流为多大？图7－1－1提示：氢原子的核外电子只有一个；电子绕核做圆周运动；圆轨道周长为2πr；电子运动速率为v；则每秒钟电子绕核转动转过的圈数为n＝错误!。

电流为每秒钟通过某横截面的电荷量；对电子绕核运动形成的等效电流而言；其等效电流为I＝ne＝错误!e。

[记一记]1．形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷。

(2)导体两端存在电压。

2．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同；与负电荷定向移动的方向相反。

电流虽然有方向；但它是标量。

3．电流(1)定义式：I＝错误!。

(2)微观表达式：I＝nqS v。

(3)单位：安培(安)；符号A；1 A＝1 C/s。

[试一试]1.如图7－1－2所示；一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷；每米电荷量为q；当此棒沿轴线方向做速为v的匀速直线运动时；由于棒运动而形成的等效电流大小为()图7－1－2A．v q B.错误!C．q v S D.错误!解析：选A在电荷的运动方向上假设有一截面；则在t时间内通过截面的电荷量为Q ＝v t·q；则等效电流为I＝错误!＝v q；故选项A正确。

第七章 恒定电流热点1：欧姆定律及动态电路分析1. (单选)(2014年上海卷)将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端．开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在( )A ．加热时变大，冷却时变小B ．加热时变小，冷却时变大C ．加热或冷却时都变小D ．加热或冷却时都变大【答案】C【解析】设两个热敏电阻分别为R 1和R 2，电源电动势为E ，可以把温度不变的电阻R 1看做电源内阻，把温度变化的电阻R 2看做外电阻，则只有当外电阻等于内电阻，即R 1＝R 2时电路输出功率最大，即电阻R 2的功率最大，所以无论是加热或者变冷，都会使外电阻不等于内电阻，输出功率变小，R 2的电功率变小，故C 正确．2．(单选)(2014年天津卷)如图7－1所示，电路中R 1、R 2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．闭合电键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( )图7－1A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开电键S 【答案】B【解析】以油滴为研究对象进行受力分析可知，油滴静止不动，所受电场力与重力平衡，即mg ＝Eq ＝U dq ，现欲使油滴仍能处于平衡状态，则保证电场强度不发生变化即可，R 1的电压不变即可，题中R 2没有电流通过，故改变R 2时对电路工作状态无影响，所以选项B 正确、A 错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C 错误；断开电键S 时，电容器与可变电阻构成闭合电路，电容器放电，油滴下落，所以选项D 错误．3．(多选)(2014年广东卷)如图7－2所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )图7－2A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流减小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大【答案】BD【解析】由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压U 2不变，滑片P 滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A 错误；滑片P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B 正确；滑片P 上滑，电阻减小，电流I 2增大，则原线圈输入电流I 1也增大，故选项C 错误；此时变压器输出功率P 2＝U 2I 2将变大，故选项D 正确．4．(单选)(2011年北京卷)如图7－3所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )图7－3A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大【答案】A【解析】在电路中，变阻器R 0的滑动端向下滑动时，变阻器R 0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r 分得的电压U 内＝Ir 变大，U 外变小，电压表示数变小，由U 1＝IR 1，知U 1变大，因U 外＝U 1＋U 2，故U 2变小，由I 2＝U 2R 2，知流过R 2的电流变小，电流表示数变小．选项A 正确．热点2：电学实验5．(2014年广东卷)某同学设计的可调电源电路如图7－4甲所示，R 0为保护电阻，P 为滑动变阻器的滑片．闭合电建S.(1)用电压表测量A、B两端的电压：将电压表调零，选择0～3 V挡，示数如图7－4乙，电压值为________V.(2)在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于________端．(3)要使输出电压U变大，滑片P应向________端滑动．(4)若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在________的风险(填“断路”或“短路”)．图7－4【答案】(1)1.30 (2)A(3)B(4)短路【解析】(1)选择0～3 V挡，精确度0.1 V，读数应该为13.0×0.1 V＝1.30 V；(2)接通外电路后，滑动变阻器起到分压作用，接通电路前，应使输出电压最小，故需要将滑片置于A端，用电器上的电压为0，这样才能起到外电路的安全保护；(3)要增大外电路电压，需要使滑片滑向B端；(4)如果电路中不接入保护电阻，电流过大会烧断滑动变阻器出现短路现象．6．(2014年天津卷)现要测量一个未知电阻R x的阻值，除R x外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻R g＝1000 Ω，满偏电流I g＝100 μA)；两个标准电阻(R1＝29 000 Ω，R2＝0.1 Ω)；一个电键S、导线若干．(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是__________(填字母代号)．A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×1 k”挡，调零后测量(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在元件的符号旁．【答案】(1)AC (2)见解析【解析】(1)因为电流表指针几乎满偏，故可知所测电阻很小，只有几欧姆，所以选项A 正确、B错误；根据欧姆表的特点，若要进一步精确测量，应换用小倍率，并进行欧姆调零，所以选项C正确、D错误；(2)根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律，可将一个电流表串联电阻R1后测量电压，另一个电流表并联R2后测量电流，题目要求能耗较小，故变阻器采用限流式，所以电路设计如图所示．。

第七章恒定电流[备考指南]考点内容要求题型把握考情一、电路的基本概念和规律欧姆定律Ⅱ选择、计算找规律从近几年高考试题来看，高考对本章内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识，实验部分则以基本仪器的使用和电路实验为主，题型以填空题的形式出现，分值约15分。

电阻定律Ⅰ电阻的串联、并联Ⅰ二、闭合电路欧姆定律电源的电动势和内阻Ⅱ选择、计算闭合电路的欧姆定律Ⅱ电功率、焦耳定律Ⅰ实验七测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)填空明热点预计高考命题的重点仍将是对基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律的理解和应用，实验则考查基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等知识。

实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线实验九测定电源的电动势和内阻实验十练习使用多用电表第1节电流__电阻__电功__电功率(1)由R＝UI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。

(×)(2)根据I＝qt，可知I与q成正比。

(×)(3)由ρ＝RSl知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。

(×)(4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路。

(√)(5)公式W＝U2Rt＝I2Rt只适用于纯电阻电路。

(√)(1)1826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。

(2)19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。

要点一电流的理解及其三个表达式的应用公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝UR金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝U I∝1R[多角练通]1．如图7­1­1所示为一磁流体发电机示意图，A、B是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在t时间内有n个自由电子落在B板上，则关于R中的电流大小及方向判断正确的是( )图7­1­1A．I＝net，从上向下B．I＝2net，从上向下C．I＝net，从下向上D．I＝2net，从下向上解析：选A 由于自由电子落在B板上，则A板上落上阳离子，因此R中的电流方向为自上而下，电流大小I＝qt＝net。

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！恒 定 电 流一、电荷定向移动形成电流。

1、形成电流的条件：要有自由电荷，导体两端存在电压。

即：自由电荷在电场力的作用下定向移动。

2、电流方向：正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向。

3、电流（I ）：单位时间内流过导体横截面积的电荷量。

I=q/t q 表示电荷量，t 表示通电时间I=nqvS n ：单位体积内的自由电荷数 q ：自由电荷的电荷量v ：电荷定向移动的速率（非常小，数量级10—5m/s ） S ：导体横截面积国际单位：安培（A ） 1AmA 1mA=103μA 4、电流I 是标量，不是矢量。

二、欧姆定律：1、部分电路欧姆定律：导体中的电流与这段导体的两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。

公式：I=U/R适用条件：金属、电解液、纯电阻，对气态导体、晶体管等不适用。

2、闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。

I=E/（R+r ）当外电阻增大，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小，电流增大，路端电压减小。

当电路开路时，根据U=E-Ir ，此时，U=E ；当电路短路时，E=Ir 。

3、电阻（R ）：导体对电流阻碍作用的大小。

公式： 。

R 与U 、I 无关，是导体的一种特性Sl R ρ=IU IU R ∆∆==决定导体电阻大小的因素——导体的电阻定律：ρ：导体的电阻率，ρ越大表示导体导电能力越差。

ρ的国际单位：Ω·ml表示导体的长度，S表示导体的横截面积。

相同条件下，温度越高导体的ρ越大。

超导现象：当温度足够低（有的接近于绝对零度），导体的ρ变为零。

半导体：相同条件下，温度越高导体的ρ越小。

三、串、并联电路基本关系式：电流关系电压关系电阻关系n个相同的电阻比例关系串联I=I1=I2U=U1+U2用电器分电压，电阻越大，分压越多。

R=R1+R2R总=nR0相当于增加导体长度总电阻大于分电阻并联I=I1+I2用电器分电流，电阻越大，分流越少。

本章学科素养提升
(1)找原型：先根据实验目的和给出的条件把教材中的实验原型在头脑中完整地重现出来；
(2)做对比：将实验中所给器材与原型中器材进行对比，看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求；再看一下多给了什么器材，注意多给的器材可能就是解决问题的“金钥匙”；
(3)定方案：根据对比结果设计电路．
(4)常用替代或改装：
①内阻已知的电压表相当于小量程的电流表；
②内阻已知的电流表则相当于小量程的电压表；
③灵敏电流计串大电阻改装成电压表：
④灵敏电流计并小电阻改装成电流表；
⑤内阻较小的电源串定值电阻相当于内阻较大的电源．
例题欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路：
a．无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程．
b．有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据．
现备有如下器材：
A．待测电流表(量程3mA，内阻约为50Ω)
B．电压表(量程3V，内阻未知)
C．电流表(量程15mA，内阻为10Ω)
D．保护电阻R＝120Ω
E．直流电源E(电动势2V，内阻忽略不计)
F．滑动变阻器(总阻值10Ω，额定电流0.5A)
G．开关一个，导线若干
(1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，还应选择________、________(填字母代号)．
(2)请画出符合要求的实验电路图．
解析根据题中给出的备用器材，选择伏安法测量电流表的内阻．选择内阻已知的电流表作为电压表，选择保护电阻R与并联的两个电流表串联．由于电流表两端电压最大只有0.15 V，滑动变阻器最大电阻为10Ω，所以选择分压电路，电路图如图所示．
答案(1)C D (2)见解析图。