第二章 恒定电流 章末大盘点

章末检测（A）(时间：90分钟，满分100分)一、选择题(5×10＝50分)1．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( ) A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16答案 B解析由P＝I2R知：R＝PI2，所以R1∶R2＝41∶14＝16∶12．如图1所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线．若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是( )图1A．电阻R1的阻值较大 B．电阻R2的阻值较大C．电阻R1的发热功率较大 D．电阻R2的发热功率较大答案BC解析从图线可知，I—U图线中图线斜率表示电阻的倒数，故电阻R2的阻值大，又P＝UI，且电压相同时，通过R1的电流大，故R1的发热功率较大．3．如图2所示，当滑动变阻器的滑动触头向左移时，灯泡L1、L2、L3的亮度将( )图2A．都变亮 B．都变暗C．L1、L2变亮，L3变暗 D．L1、L3变亮，L2变暗答案 C解析触头左移，总电阻减小，总电流增大，故L1变亮，且并联电路电压减小，故L3变暗，通过L2的电流变大，L2变亮．4．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为( )A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μA答案 A5. 图3为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线，用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为下图中的( )图3答案 B解析 由U －I 图象可求得电源的电动势E ＝6 V ，内电阻r ＝0.5 Ω，当U ＝4.8 V 时，I ＝E －Ur＝2.4 A ，R ＝U/I ＝2 Ω，B 正确．6. 为探究小灯泡L 的伏安特性，连好如图4所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U －I 图象应是( )图4答案 C解析 小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，其电阻率增大，导致电阻R 增大．只有C 选项对．7．“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应．“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是( )A ．0.24 JB ．0.25 JC ．0.26 JD ．0.28 J 答案 C解析 根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J.8．如图5所示，因线路故障，接通S 时，灯泡L 1和L 2均不亮，用电压表测得U ab ＝0，U bc ＝0，U cd ＝4 V ．因此可知开路处为( )图5A ．灯泡L 1B ．灯泡L 2C ．变阻器D ．不能确定 答案 C解析 U ab ＝0说明ab 之外有位置断开，同样U bc ＝0说明bc 之外有位置断开，而U cd ＝4 V ，说明cd 之外均连通，故是变阻器开路．9．一个直流电动机所加电压为U ，电流为I ，线圈内阻为R ，当它工作时，下述说法中错误的是( )A ．电动机的输出功率为U2RB ．电动机的发热功率为I 2RC ．电动机的输出功率为IU －I 2RD ．电动机的功率可写作IU ＝I 2R ＝U 2R答案 AD解析 电动机输入功率为P ＝UI ，输出功率P 出＝UI －I 2R ，故A 错误，C 正确；发热功率即线圈发热功率为I2R，B正确；又电动机并非纯电阻元件，故IU≠I2R≠U2R，D错误．10．仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图6甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路．已知R1阻值较大，R2阻值较小，则( )图6A．图甲中R1作粗调 B．图甲中R1作细调C．图乙中R2作粗调 D．图乙中R2作细调答案AC解析在串联电路中，电阻越大，分配电压越大，调节大电阻会使电路中的电流和电压分配产生很大的影响，所以用来做粗调，而在并联电路中，通过大电阻的电流小，调节大电阻对电路中的电学量影响不大，属细调．二、实验题(6＋8＝14分)11(1)图7(2)在如图8所示的方格纸内画出小灯泡的U－I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而________(填“变大”、“变小”或“不变”)．图8(3)如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b的电流的两倍，则流过灯泡b的电流约为________ A.答案(1)甲(2)小灯泡的U—I曲线如下图所示变大(3)0.0712. 在“测定金属丝的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图9所示．图9(1)从图中可读出金属丝的直径为________mm.(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时(金属丝的电阻约为20 Ω)，除被测金属丝外，还有如下实验器材供选择：A ．直流电源：电动势约12 V ，内阻很小；B ．电流表A 1：量程0～0.6 A ，内阻约为0.5 Ω；C ．电流表A 2：量程0～3.0 A ，内阻约为0.1 Ω；D ．电压表V ：量程0～3 V ，内阻约为10 k Ω；E ．滑动变阻器R ：最大阻值20 Ω；F ．开关、导线若干．为了提高实验的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________(填A 1或A 2)． (3)根据所选的器材，在虚线框中画出完整的实验电路图(要求电阻丝上的电压从零开始变化)． 答案 (1)0.520(0.520～0.522) (2)A 1 (3)见解析图解析 (1)螺旋测微器的读数，先读固定刻度值0.5 mm ，再加上可动刻度(2.0×0.01 mm)为0.520 mm ；(2)因为电压表量程为3 V ，所以通过电流表的最大电流I m ＝U R ＝320A ＝0.15 A ，故电流表选A 1.(3)滑动变阻器应选择分压式接法，因为如果限流式接法会超过电压表的量程；因为R V R x ＝500，R xR A＝200，所以电流表选择外接法，实验电路图如右图所示． 三、计算题(8＋8＋10＋10＝36分)13．如图10所示电路中，电源电动势E ＝12 V ，内电阻r ＝1.0 Ω，电阻R 1＝9.0 Ω，R 2＝15 Ω，电流表A 的示数为0.4 A ，求电阻R 3的阻值和它消耗的电功率．图10答案 30 Ω 1.2 W解析 并联电路的电压U 2＝I 2R 2＝6 V ， 闭合电路欧姆定律E ＝U 2＋I(R 1＋r)得 流过电源的电流为I ＝0.6 A ， 流过R 3的电流I 3＝I －I 2＝0.2A ，R 3的阻值为R 3＝U 3I 3＝U 2I 3＝30 Ω，消耗的功率是P 3＝U 3I 3＝1.2 W.14．在如图11所示的电路中，R 1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I 和它两端电压U 遵循I ＝kU 3的规律(式中k ＝0.02 A/V 3)；R 2是普通电阻，阻值为24 Ω，遵循欧姆定律，电源电动势E ＝6 V ．闭合开关S 后，电流表的示数为0.16 A ．求：图11(1)R 1两端的电压； (2)电源的内电阻r ；(3)R 1、R 2和r 消耗的电功率P 1、P 2和P r .答案(1)2 V (2)1 Ω(3)0.32 W 0.61 W 0.026 W 解析(1)由I＝kU3得U＝3Ik＝30.160.02V＝2 V(2)根据闭合电路的欧姆定律有E＝U＋IR2＋Irr＝E－U－IR2I＝E－UI－R2＝1 Ω(3)P1＝IU＝0.16×2 W＝0.32 WP2＝I2R2＝0.162×24 W≈0.61 WP r＝I2r＝0.162×1 W≈0.026 W15．如图12所示的电路中，电源电动势为10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF，电源内阻忽略不计．求：图12(1)闭合开关S，稳定后通过电阻R1的电流；(2)将开关S断开，再次稳定后，求通过R1的总电荷量．答案(1)1 A (2)1.2×10－4 C解析(1)I＝ER1＋R2＝104＋6A＝1 A.(2)闭合S时，电容两端的电压U C＝U2＝IR2＝6 V，断开S后，电容两端电压U C′＝E＝10 V，所以断开S后，电容器有一个短时间的继续充电过程，通过R1的电荷量即为ΔQ＝ΔU·C＝(10－6)×30×10－6C＝1.2×10－4C.16．一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W．求：(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度；(2)电风扇工作时，转化为机械能的功率和内能的功率，电动机的效率．(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？答案(1)0.3 A (2)1.8 W 64.2 W 97.3%(3)11 A 2 420 W 2 420 W解析(1)因为P入＝IU所以I＝PU＝66220A＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P热＝I2R＝0.32×20 W＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机＝P入－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W 电风扇正常工作时的效率η＝P机P入＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇风叶被卡住后通过电风扇的电流I＝UR＝22020A＝11 A电动机消耗的电功率P＝IU＝11×220 W＝2 420 W电动机发热功率P热＝I2R＝112×20 W＝2 420 W.。

学案15 第2章恒定电流章末总结1、电流：电荷的定向移动，定义I= ；微观式，方向：2、电压：由恒定电场形成，定义qWU=；计算式U= ，产生电流的条件之一。

3、电阻：导体对电流的阻碍作用，定义：R= ；计算式SlRρ=，温度↑，金属ρ↑。

4、电动势：反映非静电力做功本领的物理量，定义式E= ，只与电源本身性质有关。

5、电功：电场力驱动电荷定向运动，W= ，电势能↓，转化为其它形式的能。

6、电功率：电流做功的快慢，P=1、串联电路证明：ΛΛ++=21RRR：2、并联电路证明：ΛΛ++=21111RRR：3、控制电路4、纯电阻电路电功完全转化为电热5、非纯电阻电路电功等于电热 + 其他形式的能6、逻辑电路“与”门、“或”门、“非”门1、电阻定律：R= （适用条件：）2、焦耳定律：Q= （适用条件：）3、欧姆定律：部分电路I= 闭合电路I= （适用条件：）4、路端电压：U= U-I图像：纵轴截距为，横轴截距为，A线斜率为，B线斜率为，A、B线交点为。

1、描绘小灯泡的伏安特性曲线（附：安培表的内外接法、控制电路、仪器的选择）2、测定金属丝的电阻率（附：读数位数、游标卡尺、千分尺、控制电路、仪器选择）3、练习使用多用表（附：电流表、电压表的改装、改盘、校准）4、测定电池的电动势和内阻（附：控制电路、仪器的选择、公式法、图像法）1、在如图左所示的电路中。

L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图右所示，当开关S闭合后，电流表示数为0.25 A．则此时 ( )A．L1的电压为L2电压的2倍B．L1消耗的电功率为0. 75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比直大于4 : l2、如图1所示，电源内阻r＝1 Ω，电炉B 电阻R＝19 Ω，电解槽A 电阻r′＝0.5 Ω。

当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看做不变)。

【金版学案】2020-2020学年高中物理 第二章 恒定电流章末总结 新人教版选修3-1第一部分 题型探究将复杂的研究对象转换成简单的物体模型解决实际问题在国庆日那天，群众游行队伍中的国徽彩车，是由一辆电动车装扮而成，该电动车充一次电可以走100 km 左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg ，当它匀速通过天安门前500 m 长的检阅区域时用时250 s ，驱动电机的输入电流I ＝10 A ，电压为300 V ，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s 2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：(1)驱动电机的输入功率；(2)电动彩车通过天安门前时的机械功率；(3)驱动电机的内阻和机械效率． 转换对象彩车→“非纯电阻电路”模型 思路立现 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电路进行处理，抓住了问题的实质，忽略了次要因素，看似复杂的问题变得非常容易解析：(1)驱动电机的输入功率：P 入＝UI ＝300 V ×10 A ＝3 000 W.(2)电动彩车通过天安门前的速度v ＝x t＝2 m/s ， 电动彩车行驶时所受阻力为F f ＝0.02mg ＝0.02×6.75×103×10 N ＝1.35×103N ；电动彩车匀速行驶时F ＝F f ，故电动彩车通过天安门前时的机械功率P 机＝Fv ＝2 700 W.(3)设驱动电机的内阻为R ，由能量守恒定律得：P 入t ＝P 机t ＋I 2Rt ，解得驱动电机的内阻R ＝3 Ω，驱动电机的机械效率η＝P 机P 入×100%＝90%. 答案：(1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω 90%小结：电动彩车是由电动机驱动的，其含电动机的电路是一非纯电阻电路模型，处理此类问题常用能量守恒定律列式求解．►针对性训练1．有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过测量钻孔中的电特性反映地下的有关情况．如图为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm.设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m.现在在钻孔的上表面和底部加上电压测得U ＝100 V ，I ＝100 mA ，求该钻孔的深度．解析：设该钻孔内的盐水的电阻为R ，由R ＝U I ，得R ＝100100×10－3 Ω＝103 Ω.由电阻定律得：深度h ＝l ＝RS ρ＝103×3.14×0.120.314m ＝100 m. 答案：100 m含电容电路的分析与计算方法(多选)如图所示，R 1、R 2、R 3、R 4均为可变电阻，C 1、C 2均为电容器，电源的电动势为E ，内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值，则( )A ．减小R 1，C 1、C 2所带的电量都增加B ．增大R 2，C 1、C 2所带的电量都增加C ．增大R 3，C 1、C 2所带的电量都增加D ．减小R 4，C 1、C 2所带的电量都增加【思路点拨】由电路图可知，电阻R 2、R 3、R 4串联接入电路，电容器C 1并联在电阻R 2两端，电容器C 2与R 2、R 3的串联电路并联；根据电路电阻的变化，应用欧姆定律及串联电路特点判断电容器两端电压如何变化，然后由Q ＝CU 判断出电容器所带电荷量如何变化．解析：R 1上没有电流流过，R 1是等势体，故减小R 1，C 1两端电压不变，C 2两端电压不变，C 1、C 2所带的电量都不变，选项A 错误；增大R 2，C 1、C 2两端电压都增大，C 1、C 2所带的电量都增加，选项B 正确；增大R 3，C 1两端电压减小，C 2两端电压增大，C 1所带的电量减小，C 2所带的电量增加，选项C 错误；减小R 4，C 1、C 2两端电压都增大，C 1、C 2所带的电量都增加，选项D 正确．答案：BD小结：解决含电容器的直流电路问题的一般方法：(1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程．(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路．(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．(4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和．►针对性训练2．(多选)如图所示电路中，4个电阻阻值均为R ，电键S 闭合时，有质量为m 、带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间．现断开电键S ，则下列说法正确的是(AC)A ．小球带负电B ．断开电键后电容器的带电量增大C ．断开电键后带电小球向下运动D ．断开电键后带电小球向上运动解析：带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间，说明所受电场力向上，小球带负电，选项A 正确；断开电键后电容器两端电压减小，电容器的带电量减小，带电小球所受电场力减小，带电小球向下运动，选项C 正确、D 错误．创新情景探究角速度计可测量航天器自转的角速度ω，其结构如图所示．当系统绕OO′转动时，元件A 在光滑杆上发生滑动，并输出电压信号成为航天器的制导信号源．已知A 质量为m ，弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，电源电动势为E ，内阻不计．滑动变阻器总长为L ，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动头P 在中点，与固定接点Q 正对，当系统以角速度ω转动时，求：(1)弹簧形变量x 与ω的关系式；(2)电压表的示数U 与角速度ω的函数关系．【思路点拨】当系统在水平面内以角速度ω转动时，由弹簧的弹力提供元件A 的向心力，根据牛顿第二定律得到角速度ω与弹簧伸长的长度x 的关系式．根据串联电路电压与电阻成正比，得到电压U 与x 的关系式，再联立解得电压U 与角速度ω的函数关系．解析：(1)根据牛顿第二定律，有：F n ＝ma ＝mω2R ，而F n ＝kx ＝mω2(L 0＋x)，即x ＝mω2L 0（k －mω2）. (2)电压表示数U ＝xE L ＝m ω2L 0E L （k －mω2）. 答案：见解析．小结：本题是一道典型的理论联系实际的题目，也是一道力学、电学的综合题，关键是要弄懂滑动变阻器上当滑动头P 滑动时的电阻关系．►针对性训练3．如图所示，图甲是我市某中学在研究性学习活动中，吴丽同学自制的电子秤原理示意图．目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在变阻器R 的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R ，总长度为L ，电源电动势为E ，内阻为r ，限流电阻阻值为R 0，弹簧劲度系数为k ，不计一切摩擦和其他阻力．(1)推出电压表示数U 与所称物体质量m 的关系式U x ＝____________．(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U x 与所称物体质量m 的关系式．思路点拨：根据欧姆定律求得电路的电流，再根据弹簧弹力等于重力，电阻与长度的关系列式即可求解．解析：(1)当在托盘中放质量为m 的重物后，弹簧被压缩x ，据题意可知：mg ＝kx .此时滑动变阻器滑片以上的电阻值为R 1，则：R 1＝x L R ， 根据闭合电路欧姆定律有：I ＝E R 0＋r ＋R 1， 电压表的示数U 为：U x ＝IR 1，联立以上各式得：U x ＝mgRE mgR ＋kl （R 0＋r ）. (2)设计的新电路如图所示．设电流为I′，则：I ′＝E R 0＋R ＋r，电压表示数为U x ′，U x ′＝I′R 1，联立可得：U x ′＝gREm （R 0＋R ＋r ）kL. 答案：(1)U x ＝mgRE mgR ＋kl （R 0＋r ） (2)U x ′＝gREm （R 0＋R ＋r ）kL第二部分 典型错误释疑典型错误之一 混淆额定功率与实际功率的关系在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施可行的是( )A ．剪去一半的电阻丝B ．并联一根相同的电阻丝C ．串联一根相同的电阻丝D ．使电热器两端的电压增大一倍【错解】根据Q ＝I 2Rt ＝U 2R t 可知，Q ∝1R ，因U 不变，故要使电阻减小为原来的一半．故选项A 、B 正确．【分析纠错】本题解答忽略了每根电阻丝都有一定的额定功率这一隐含条件．将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于此时电阻丝实际功率远远大于额定功率，因此电阻丝将被烧坏．故只能选B.典型错误之二 混淆电阻的串、并联中电流、电压的分配关系如图所示，并联电路中，已知干路电流I ＝1.2 A ，R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶3，求各支路电流强度各为多少？【错解】因并联电路中各支路电流强度与电阻成反比，由于：R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶3所以：I 1∶I 2∶I 3＝3∶2∶1即：I 1＝3I 3, I 2＝2I 3 而：I 1＋I 2＋I 3＝I即：3I 3＋2I 3＋I 3＝1.2 A所以：I 1＝0.6 A I 2＝0.4 A I 3＝0.2 A.【分析纠错】造成以上错解原因是对并联电路的分流原理的错误理解，即误以为流过R 1，R 2，R 3的电流I 1，I 2，I 3满足I 1∶I 2∶I 3＝R 1∶R 2∶R 3.正确解法是：设并联电路两端电压为U由于R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶3∴R 2＝2R 1，R 3＝3R 1I 1＝U R 1，I 2＝U 2R 1＝12I 1，I 3＝U 3R 1＝13I 1 而I 1＋I 2＋I 3＝I∴I 1＋12I 1＋13I 1＝1.2 A I 1＝0.65 A I 2＝0.22 A I 3＝0.33 A.典型错误之三 死记结论有四个电源，电动势均为8 V ，内阻分别为1 Ω、2 Ω、4 Ω、8 Ω，今要对R ＝2 Ω的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R 上获得的功率最大( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．4 ΩD ．8 Ω【错解】依“外电阻等于内电阻(R ＝r)时，外电路上的电功率有最大值”可知，应选内阻2 Ω的电源对R 供电，故选B.【分析纠错】上述错解的根源在于滥用结论．事实上，确定的电源有最大的输出功率和确定的外电路上获得最大功率的条件是不同的．“外电阻等于内电阻(R ＝r)时，外电路上的电功率有最大值”只适用于电源确定而外电阻可选择的情形，而本题实属外电阻确定而电源可选的情况，两者意义不同，不可混为一谈．由P ＝I 2R 可知，R 上消耗的功率P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R ＋r 2R ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫82＋r 2. 显然，P 是r 的单调减函数，所以就题设条件而言，r 取1 Ω时P 有最大值，应选A.典型错误之四 对电路中滑动变阻器改变阻值对应电路变化的错误认识如图所示电路，已知电源电动势E ＝6.3 V ，内电阻r ＝0.5 Ω，固定电阻R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，R 3是阻值为5 Ω 的滑动变阻器．按下电键K ，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围．【错解】将滑动触头滑至左端，R 3与R 1串联再与R 2并联，外电阻R ＝（R 1＋R 2）R 3R 1＋R 2＋R 3＝（2＋5）×32＋5＋3Ω＝2.1 Ω I ＝E R ＋r ＝ 6.32.1＋0.5A ＝2.4 A 再将滑动触头滑至右端R 3与R 2串联再与R 1并联，外电阻R ′＝（R 2＋R 3）R 1R 1＋R 2＋R 3＝（3＋5）×22＋5＋3Ω＝1.6 Ω I ′＝E R ′＋r ＝ 6.31.6＋0.5A ＝3 A. 【分析纠错】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用(滑动变阻器与用电器串联)当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小．以至给人以一种思维定势：不分具体电路，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小．将上图化简成下图，外电路的结构是R′与R 2串联、(R 3－R′)与R 1串联，然后这两串电阻并联．要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大．设R 3中与R 2串联的那部分电阻为R ′，外电阻R 为R ＝（R 2＋R′）（R 1＋R 2－R′）R 2＋R′＋R 1＋R 3－R′＝（R 2＋R′）（R 1＋R 3－R′）R 2＋R 1＋R 3因为，两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其乘积越小．即当R 2＋R′＝R 1＋R 3－R′时，R 最大．解得R ′＝2 Ω，R 大＝（3＋2）（2＋5－2）3＋2＋5Ω＝2.5 Ω 因为R 1＝2 Ω＜R 2＝3 Ω，所以当变阻器滑动到靠近R 1端点时两部分电阻差值最大．此时刻外电阻R最小．R 小＝（R 2＋R 3）R 1R 1＋R 2＋R 3＝（3＋5）×22＋5＋3Ω＝1.6 Ω 由闭合电路欧姆定律有：I 小＝E R 大＋r ＝ 6.32.5＋0.5A ＝2.1 A I 大＝E R 小＋r ＝ 6.31.6＋0.5A ＝3 A 通过电源的电流范围是2.1 A 到3 A.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高二物理期末复习 第二章《恒定电流》知识体系错误!未指定书签。

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第一讲 电流 电阻 电功 电功率一、电流1．电流形成的条件(1)导体中有 ； (2)导体两端存在 ． 2．方向： 定向移动的方向3．矢标性：电流有方向，但电流是标量． 错误!未指定书签。

二、电阻和电阻率1．电阻(1)定义式：R ＝ (2)电阻定律： R ＝ . 2.电阻率(1)物理意义：反映导体 的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而 ． ②半导体的电阻率随温度升高而 ．③超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然 成为超导体．三、伏安特性曲线1．线性元件和非线性元件2．线性元件的图线为一条过原点的直线，斜率为一定值k ＝1R .非线性元件的图线为一条曲线，在不同状态时比值不同，但在每个电压下仍然有R ＝UI ，只不过随着U 、I 的改变，R 的值不同．[特别提醒](1)在分析图象时，要注意区分是I-U 图线还是U-I 图线． (2)对线性元件R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件R ＝ U I ≠ΔUΔI.四、电功、电功率、电热、电热功率1．电功(1)公式：W ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． (3)实质：电能转化为其他形式的能的过程． 2．电功率(1)公式：P ＝ . (2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热：Q ＝ (焦耳定律)． 4．电热功率：P ＝ .[特别提醒](1)计算时，先区分电路是否为纯电阻电路，恰当地选取功率表达式；其次分清计算的是电功还是电热．(2)在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用P电＝UI；计算热功率时要应用P热＝I2R来计算．考点一对电流的理解[例1]如图7－1－5所示，在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示．如果测得2 s内分别有1.0×1018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？[归纳领悟]公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电量，不是单位面积上(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝|q1|＋|q2|qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t公式适用范围字母含义公式含义微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电量S：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看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(2)应用电流微观表达式时，要注意区分三种速率：①电子定向移动速率一般比较小，速率数量级为10－5 m/s；②电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105 m/s；③电流传导速率，等于光速为3×108 m/s.[题组突破]1．在如图7－1－6所示的电解池中，测得5 s内共有7.5 C正电荷和7.5 C的负电荷通过池的竖直截面OO′.则电路中的电流表指示的读数应为()A．0B．1.5 A C．3 A D．7.5 A考点二对电阻定律的理解与应用[例2]神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右．而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率．(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面上加上1000 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求圆柱体的圆面半径和高．[归纳领悟]有关电阻计算的两个公式 公式 R ＝U IR ＝ρlS适用条件 (1)金属、电解液 (2)纯电阻电路 导电材料字母含义 U ：导体两端电压 I ：通过导体的电流ρ：材料电阻率l ：沿电流方向导体的长度 S ：垂直电流方向导体的横截面积 公式含义U I 反映了R 的大小，不能说R ∝U 、R ∝1IR 的决定式，R 由ρ、l 、S 共同决定2．两根完全相同的金属裸导线A 和B ，如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍，电阻为R A ′，导线B 对折后绞合起来，电阻为R B ′，然后分别加上相同的电压，求：(1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比．考点三 电功与电热的分析与计算[例3] 如图7－1－9所示，A 为电解槽，○为电动机，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻rA ＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表Ⓐ示数为6 A ；当S2闭合、S1、S3断开时，Ⓐ示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S3闭合、S1、S2断开时，Ⓐ示数为4 A ．求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？[归纳领悟]纯电阻电路非纯电阻电路实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等 电功与电热 W ＝Uit Q ＝I 2Rt ＝U2R t W ＝QW ＝UIt Q ＝I 2Rt W ＞Q 电功率与热功率P 电＝UI P 热＝I 2R ＝U2RP 电＝P 热P 电＝UI P 热＝I 2R P 电＞P 热3．把六个相同的小灯泡接成如图7－1－10甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙＞3P甲第二讲电路的基本规律及应用一、电源1．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成的装置．2．电动势：搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，E＝，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电源内部非静电力做功本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的．4．在闭合电路里电动势等于内、外电压之和，即E＝5．电动势是量，需注意电动势不是电压．二、欧姆定律1．表达式：I＝.2．适用条件：适用于金属导体导电和电解质溶液导电，用于电路．3．伏安特性曲线(IU图线)(1)线性元件：伏安特性曲线为直线的电学元件，适用欧姆定律．(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律．三、闭合电路欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电路的电阻之和成．错误!未指定书签。

第一节电源及电流1、电源（1）定义：（2）作用：从电荷移动的角度看：从能量转化的角度看：2、恒定电流（1）定义：（2）公式：，单位：，方向：3、电流的微观解释的表达式及推到：此公式的适用范围：第二节电动势1、电动势（1）定义：（2）公式：，单位：，方向的规定：（3）物理意义：2、电源的参数：第三节欧姆定律1、电阻（1）定义：公式：，单位：，物理意义：2、欧姆定律（1）定义：（2）公式：，使用条件：3、导体的伏安特性曲线（1）定义：（2）线性元件：非线性元件：4、伏安法测电阻（1）原理（2）伏安法测电阻的两种电路（3）伏安法测电阻电路的选择方法：①计算法②实验法（4）电流表内外解法的误差分析：（5）总结：5、滑动变阻的两种解法（1）两种连接方式电路图：（2）两种连接方式负载两端电压变化范围：（3）两种连接方式的特点：（4）滑动变阻器分压式和限流式的选择原则①如要求负载两端电压从零开始，则②如作为限流器不能控制电流满足实验要求，则③比较待测电阻和滑动变阻器的大小。

若R x》R0，则，若R x〈R0，则④若无①、②问题，并且R x差不多R0，分压式限流式偶可以，考虑到限流式能耗小，采用限流式第四节串联电路并联电路1、串联电路的基本特点和性质2、并联电路的基本特点和性质3、电表的改装（1）灵敏电流计的三个参数（2）电流表的改装（3）电压表的改装4、半偏法测量电流表内阻常见的三种方法5、半偏法测量电压表内阻常见的三种方法第五节焦耳定律1、焦耳定律（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的___________________________ ，跟导体的电阻和通电时间成__________比．（2）公式：Q＝__________.（3）电功与电热的关系：在__________电路中电功等于电热，在__________电路中电功大于电热．注意：电功就是电场力做的功，W＝UIt；由焦耳定律，电热Q＝I2Rt，其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能．(1)对纯电阻而言，电功等于电热：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2 R t.(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其他能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用．第六节导体的电阻1、电阻定律（1）内容：在温度一定的情况下，导体的电阻跟它的长度成__________比，跟它的横截面积成__________比．（2）公式：R＝__________，式中的ρ为导体的电阻率．（3）注意R是导体本身属性：跟导体两端的电压和通过导体的电流_2、电阻率(1)ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率(反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质)．单位是Ω·m.(2)纯金属的电阻率小，合金的电阻率大．(3)材料的电阻率与温度有关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大ρ=ρ0（1+αt），ρ表示温度为t℃的电阻率，ρ0的表示温度为0℃时的电阻率，α表示电阻温度系数。