2016物理高考复习第8章恒定电流练习解析5

恒定电流提高篇1.如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．电源内阻消耗的功率变小D ．电路的总电阻变大2.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为A、、 B 、、 C 、、 D 、、 3.在右图的闭合电路中，当滑片向右移动时，两电表读数的变化是 （A ）○A 变大， ○V 变大 （B ）○A 变小，○V 变大（C ）○A 变大， ○V 变小 （D ）○A 变小，○V 变小4.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是 （ ） A.电压表和电流表读数都增大 B.电压表和电流表读数都减小 C.电压表读数增大，电流表读数减小 D.电压表读数减小，电流表读数增大ηa ηb ηa ηb η3414132312122313P5.如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。

闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。

调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小6.如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。

只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作。

如果再合上S 2，则下列表述正确的是A ．电源输出功率减小B ．L 1上消耗的功率增大C ．通过R 1上的电流增大D ．通过R 3上的电流增大7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R 1＝20 ，R 2＝30 ，C 为电容器。

第一部分 特点描述电路的分析与计算是本章的重点内容.电路的分析与计算、电路基本概念的理解以及基本规律的掌握情况，是近几年高考考查的重点，因此要求在熟练掌握串、并联电路特点的基础上，进一步掌握闭合电路欧姆定律的应用问题、动态分析问题、故障判断问题以及含电容电路问题的处理方法，同时要注意电路中的理想电表与非理想电表处理方法的不同，熟练掌握电路的简化方法.恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。

历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.第二部分 知识背一背1．电功和电热电功W ＝qU ＝UIt ；电热Q ＝I 2R t.（1）对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t . （2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能（如机械能或化学能等），所以电功必然大于电热，即W>Q ，这时电功只能用W ＝UIt 计算，电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，两式不能通用．2．闭合电路欧姆定律表达形式：①E ＝U 外＋U 内；②I ＝ER ＋r （I 、R 间关系）；③U ＝E －Ir （U 、I 间关系）；④U ＝R R ＋rE （U 、R 间关系）．注意：①当外电路断开时（I ＝0），路端电压U 等于电动势E .若用理想电压表测量，则读数等于电动势，在进行断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，何处两端电压等于电动势．但用电压表直接测量时，读数却略小于电动势（因为有微弱电流流过电源而产生内压降）．②当外电路短路时（R ＝0，因而U 外＝0），电流最大，为I m ＝E r （不允许出现这种情况，因为这会把电源烧坏）．3．电源的功率与效率（1）电源的功率P ：也称电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：P ＝IE （普遍适用）；P ＝E 2R ＋r ＝I 2（R ＋r ）（只适用于外电路为纯电阻的电路）． （2）电源内阻消耗功率P 内：是电源内阻的热功率，也称电源的损耗功率，计算式为：P 内＝I 2r.（3）电源的输出功率P 外：是外电路上消耗的功率，计算式为： P 外＝IU 外（普遍适用）；P 外＝I 2R ＝E 2R ＋2（只适用于外电路为纯电阻的电路）．（4）电源的效率：η＝P 外P ＝UI EI ＝U E ＝R R ＋r. （5）电源的输出功率（P 外）与外电阻R 的关系：P 外＝E 2R －r 2R＋4r . P 外与R 的关系图象如图所示：由图可以看出：当R ＝r 时，电源的输出功率最大，P m ＝E 24r，此时电源效率η＝50%. 当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．当R 由小于r 增大到大于r 时，随着R 的增大输出功率先增大后减小（非单调变化）．4．含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零（有阻无流，则无电压）．第三部分技能+方法考点一直流电路动态分析1．引起电路特征发生变化的主要原因有：①滑动变阻器滑片滑动，使电路的电阻发生变化；②开关的闭合、断开或换向（双掷开关）使电路结构发生变化；③电路发生短路和断路（电路故障）．2．电路动态变化问题的分析思路当电路中某处的电阻发生变化时，先由局部电阻的变化推出外电路电阻R外的变化，再由闭合电路的欧姆定律I总＝ER外＋r和U端＝E－I总r讨论干路电流I总的变化和路端电压U端的变化，最后分析对其他部分电路产生的影响，从而分别确定各元件上其他量的变化情况（使用的公式是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系等）．注意：①电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，随任一电阻的减小而减小；电阻并联的数目越多，总阻值越小；②从电路分析角度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是电路某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题；③对电路进行简化时，电压表和电容器视为断路，电流表视为短路；④电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，其所在电路中有充、放电电流，电路达到稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无穷大的电阻，则电容器所在电路处可视为断路．分析计算含有电容器的直流电路时应注意：电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器充（放）电．【例1】如图所示，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（）A．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【例2】如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A 分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大【答案】B考点二与电功、电功率、电热相关问题的综合分析纯电阻电路中，电功率等于热功率；非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率．纯电阻电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉、白炽灯等；非纯电阻电路中常含有电动机、电解槽等．【例3】不考虑温度对电阻的影响，对一个"220 V，40 W ”的灯泡，下列说法正确的是A．接在110 V的电路上时的功率为20 WB．接在110 V的电路上时的功率为10 WC．接在440 V的电路上时的功率为160 WD. 接在220 V 的电路上时的功率为40 W【解析】 解法l ：由R U P 2额额＝得灯泡的电阻ΩΩ12102202＝＝PR 所以电压为ll0 V 时，W W R U P 10121011022==＝ .电压为440 V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P= 0．解法2：由RU P 2＝可知R 一定时，2U P ∝， 所以当2110额U V U ==时，W P P 104＝额=【例4】如图所示，已知电源电动势E ＝20 V ，内阻r ＝1 Ω，当接入固定电阻R ＝4 Ω时，电路中标有“3 V,6 W”的灯泡L 和内阻R D ＝0.5 Ω的小型直流电动机D 都恰能正常工作．试求：（1）电路中的电流大小；（2）电动机的额定电压；（3）电动机的输出功率．考点三 含容电路问题的综合分析电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流.一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,电容器所处电路看做是断路,简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.在具体方法上要注意以下几点:（1）根据Q=CU､ΔQ=CΔU可知,要求电容器所带电荷量以及充放电时所带电荷量的变化,关键是求电容器两端的电压.（2）在电路分析时要注意电容器所在支路的连接情况.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以此支路中的电阻上无电压降,可以把与电容器串联的电阻看成导线,电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.（3）对于较复杂的电路,经常需要将电容器两端的电势与基准点的电势进行比较后才能确定电容器两端的电压.【例5】如图所示的电路中,已知R1=30 Ω,R2=15 Ω,R3=20 Ω,C=2 μF,A B间电压U=6 V,且A 端为正.为使电容器所带电荷量达到Q=2×10-6C且电容器上极板带负电,应将电阻箱R4的阻值调节到多大?若电容器上极板带正电,R4的阻值又应调节到多大?考点四U-I图像的意义复习时注意电源的伏安特性曲线反映的是电源自身的性质,具有丰富的内涵（如图所示）:1.图线与纵轴的截距表示电源的电动势;2.与横轴的截距表示短路电流;3.斜率的绝对值表示电源内阻;4.图线上任意一点所对应的电压和电流的比值（或者说任意一点与坐标原点O连线的斜率）表示接在外电路的电阻;5.阴影部分面积表示电流为I时,外电路电阻两端的输出功率,四边形A EOI的面积表示电源的总功率。

专题八 恒定电流A 卷 全国卷闭合电路欧姆定律1．(2016·全国卷Ⅱ，17，6分)(难度★★)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。

开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2。

Q 1与Q 2的比值为( )A.25B.12C.35D.23解析 S 断开时等效电路如图甲所示。

图甲电容器两端电压为U 1＝ER ＋23R ×23R ×12＝15E ； S 闭合时等效电路如图乙所示。

图乙电容器两端电压为U 2＝ER ＋12R ×12R ＝13E ， 由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确。

答案 CB 卷 地方卷电路的基本性质和规律1.(2015·浙江理综，14，6分)(难度★★)下列说法正确的是( ) A ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比 B ．力对物体所做的功与力的作用时间成正比 C ．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比 D ．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析 根据公式P ＝I 2R 可知热功率与电流大小平方成正比，A 错误；功的公式W ＝Fl cos α，其中位移l 与时间t 不一定成正比关系，B 错误 ；由公式Q ＝CU 可知C 正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，与弹簧伸长量无关，D 错误。

答案 C2．(2015·安徽理综，17，6分)(难度★★)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( )A.mv 22eLB.mv 2Sn e C ．ρnev D.ρev SL解析 欧姆定律I ＝UR ，电流的微观表达式I ＝neSv ，电阻定律R ＝ρL S，则金属棒内场强大小为E ＝U L ＝IRL＝ρnev ，故C 正确。

第二节 电路 闭合电路的欧姆定律一、串、并联电路的特点 1．特点比照串联并联电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n电阻 R ＝R 1＋R 2＋…＋R n1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n电压与电流分配 电压与各局部电路的电阻成正比电流与各支路的电阻成反比功率分配与各局部电路的电阻成正比与各支路的电阻成反比2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一局部电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和． (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．1.电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，如此当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1提示：选B.由并联特点可知：R 1R 2＝I 2I 1＝21，又由串联电路特点可得：U 1U 2＝R 1R 2＝21，故B 正确．二、电源的电动势和内阻 1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E ＝W q．(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．2．内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．2.判断正误(1)在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加．( ) (2)对于给定的电源，非静电力移动正电荷做功越多，电动势就越大．( ) (3)电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多．( )(4)电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多．( )(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压．( ) (6)E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．2．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋r 〔只适用于纯电阻电路〕E ＝U 外＋U 内〔适用于任何电路〕3．路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝E －Ir ．(2)U －I 图象如下列图．①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．3.(多项选择)如下列图为某一电源的U －I 图线，由图可知( )A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13ΩC ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A 提示：AD对电路的串、并联方式的考查【知识提炼】简化串、并联电路的常用方法(1)等电势法：电流沿电势高→电势低的方向流动，假设两点之间等电势，如此没有电流．(2)电流流向法：电流分叉的地方如此为并联，否如此为串联．【典题例析】(2016·高考全国卷甲)阻值相等的四个电阻、电容器C 与电池E (内阻可忽略)连接成如下列图电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A ．25 B ．12C ．35D ．23[解析] 电路中四个电阻阻值相等，开关S 断开时，外电路的连接等效为图1，由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为R ，根据串、并联电路的特点可知，电容器两端的电压为U 1＝12×23R 23R ＋R E ＝15E ；当开关S 闭合后，外电路的连接等效为图2，如此电容器两端的电压为U 2＝12R 12R ＋R E ＝13E ，由Q ＝CU 可知，Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，C 项正确．[答案] C(1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用．(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压．(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时，电容器的电压等于路端电压． (4)在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所带电荷的电性一样，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板所带电荷的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，如此R x 的阻值为( )A ．l 1l 2R 0B ．l 1l 1＋l 2R 0 C ．l 2l 1R 0D ．l 2l 1＋l 2R 0 解析：电流表G 中的电流为零，表示电流表G 两端电势差为零(即电势相等)，如此R 0与R l 1两端电压相等，R x 与R l 2两端电压相等，其等效电路图如下列图．I 1R 0＝I 2R l 1① I 1R x ＝I 2R l 2②由公式R ＝ρl S 知R l 1＝ρl 1S③R l 2＝ρl 2S④由①②③④式得R 0R x ＝l 1l 2即R x ＝l 2l 1R 0.选项C 正确． 答案：C闭合电路欧姆定律的理解与应用【知识提炼】在恒流电路中常会涉与两种U －I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U －I 图象 电阻U －I 图象关系式U ＝E －Ir U ＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系 电阻两端电压与电阻中的电流的关系截距与纵轴交点表示电源电动势E ，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U 、I 的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 坐标U 、I 的比值 表示外电阻的大小表示该电阻的大小 斜率(绝对值)电源电阻r 的大小假设图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压【典题例析】图甲为某元件R 的U －I 特性曲线，把它连成图乙所示电路．电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝1.0 Ω，定值电阻R 0＝4 Ω.闭合电键S 后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率．[审题指导] (1)根据欧姆定律写出R两端的电压U与电流I的关系式．(2)画出U－I图象．(3)两图象交点表示什么？[解析] 设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：U＝E－I(R0＋r)，代入数据得U＝5－5I画出U＝E′－Ir′＝5－5I图线．如下列图，两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)(1)该元件的电功率P R＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W.(2)电源的输出功率P＝P R0＋P R＝I2R0＋P R＝0.42×4 W＋1.2 W＝1.84 W.[答案](1)1.2 W(2)1.84 W(1)电源的伏安特性图象(路端电压与电流的关系图象)①关系式：U＝E－Ir.②用图象表示如下列图．a ．U －I 图象是一条斜向下的直线．B ．纵轴的截距等于电源的电动势E ；横轴的截距等于外电路短路时的电流I 0＝Er. c ．直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r ＝E I 0＝tan θ.θ越大，明确电源的内阻越大．(2)非线性元件有关问题的求解，关键在于确定其实际电压和电流，确定方法如下： ①先根据闭合电路欧姆定律，结合实际电路写出元件的电压U 随电流I 的变化关系． ②在原U －I 图象中，画出U 、I 关系图象． ③两图象的交点坐标即为元件的实际电流和电压．④假设遇到两元件串联或并联在电路中，如此要结合图形看电压之和或电流之和确定其实际电流或实际电压的大小．【跟进题组】考向1 闭合电路欧姆定律的计算1．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．假设有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA ．假设将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：选D.电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E ＝800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I 短＝E r ，所以电源内阻r ＝E I 短＝800×10－340×10－3Ω＝20 Ω，该电源与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I ＝ER ＋r ＝80020＋20mA ＝20 mA ，所以路端电压U ＝IR ＝400 mV ＝0.4 V ，D 正确．考向2 闭合电路欧姆定律的图象应用2．(多项选择)如下列图，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，3.5)、Q (6，5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，如此如下说法正确的答案是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析：选AB.根据题图可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，选项A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552Ω，R 2＝56Ω，所以选项C 、D 错误．电路的动态分析问题 【知识提炼】1．电路动态分析的方法(1)程序法：根本思路是“局部→整体→局部〞．即(2)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．(3)串反并同法：“串反〞是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)．“并同〞是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)．2．电路故障问题的分析方法与技巧 (1)故障特点①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接局部没有断点．②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但其两端电压为零． (2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，如此说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．③电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各局部电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程．④假设法：将整个电路划分为假设干局部，然后逐一假设某局部电路发生某种故障，运用闭合电路或局部电路的欧姆定律进展推理．【典题例析】(多项选择)(高考某某卷)如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，如此( )A ．A 的示数增大B ．V 2的示数增大C ．ΔU 3与ΔI 的比值大于rD ．ΔU 1大于ΔU 2[审题指导] 先分析电路的结构，当滑动变阻器连入电路的阻值变化时，会引起V 1、V 2、V 3、A 表的变化，结合图形得出ΔUΔI的含义．[解析] 变阻器滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I ＝ER ＋R 变＋r，A 表示数增大，故A 正确；V 2表测量的是电源的输出电压，U 2＝E －Ir 减小，故B 错误；由于R 是定值电阻，如此ΔU 1ΔI ＝R ，如图甲所示，又由U 2＝E －Ir ，如此ΔU 2ΔI＝r ，如图乙所示，所以，ΔU 1＝ΔI ×R ，ΔU 2＝ΔI ×r ，又因R ＞r ，得ΔU 1大于ΔU 2，故D 正确；同理，U 3＝E －I (r ＋R )，ΔU 3ΔI＝r ＋R ，故C 正确．[答案] ACD【跟进题组】考向1 直流电路的动态分析1.如下列图，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均可视为理想电表，在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中( )A ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数增大B ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数减小C ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数增大D ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数减小解析：选A ．在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中，外电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数一直增大，选项A 正确．考向2 含容电路的动态分析2．(2017·石家庄模拟)在如下列图的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，A 、V 为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，如下说法中正确的答案是( )A ．电压表示数变小B ．电流表示数变小C ．电容器C 所带电荷量增多D ．a 点的电势降低解析：选D.在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，如此电压表示数变大．电阻R 2两端的电压U 2＝E －I (R 1＋r )，I 增大，如此U 2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零．a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，如此a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A＝I－I2，I增大，I2减小，如此I A增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D 正确．考向3 对电路的故障分析3.如下列图的电路，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据现象分析，发生的故障可能是( )A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路解析：选A．等效电路如下列图．假设R1断路，电路的外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A项正确．假设R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B项错误．假设R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D项错误．1．“串反并同法〞的须知事项：“串反并同法〞的应用条件为单变量电路．对于多变量引起的电路变化，假设各变量对同一对象分别引起的效果一样，如此该方法适用；假设各变量对同一对象分别引起的效果不一样，如此“串反并同法〞不适用．2．电路中断路与短路的故障分析方法：首先要确定是哪个局部出现了什么问题，如果是短路，如此直接当成一根导线处理；如果是断路，如此直接像开关一样断开该条线路，由于电路结构被破坏，需要重新绘画电路图，然后Ｋ运用动态电路分析方法去分析，但要注意电路被破坏后电表从支路转为干路还是从干路转为支路，分析时要有理有据，常用的依据有欧姆定律以与电阻的串、并联规律等．Ｋ电源功率的计算【知识提炼】电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r 电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝P 总－P 出 电源的输出功率 任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R 〔R ＋r 〕2 P 出与外电阻R 的关系电源的效率任意电路：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100% 纯电阻电路：η＝R R ＋r ×100%【典题例析】(2017·西安模拟)如下列图，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：(1)要使变阻器获得的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？(3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r输出？为什么？ [审题指导] (1)R 1为定值电阻，电功率最大的条件是什么？(2)R 2为可变电阻，其电功率最大的条件是什么？(3)电源输出最大功率为E 24r的条件是什么？ [解析] (1)将R 1和电源(E ，r )等效为一新电源，如此新电源的电动势E ′＝E ＝8 V内阻r ′＝r ＋R 1＝10 Ω，且为定值利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R 2＝r ′＝10 Ω时，R 2有最大功率，即P 2max ＝E ′24r ′＝824×10W ＝1.6 W. (2)因R 1是定值电阻，所以流过R 1的电流越大，R 1的功率就越大．当R 2＝0时，电路中有最大电流，即I max ＝E R 1＋r＝0.8 A R 1的最大功率P 1max ＝I 2max R 1＝5.12 W这时电源的效率η＝R 1R 1＋r×100%＝80%. (3)不能．因为即使R 2＝0，外电阻R 1也大于r ，不可能有E 24r的最大输出功率．此题中，当R 2＝0时，外电路得到的功率最大．[答案] (1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80%(3)不能 理由见解析电源输出功率的极值问题的处理方法对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路有一可调电阻R ，电源的输出功率为：P 出＝I 2R ＝E 2R 〔R ＋r 〕2＝E 2〔R －r 〕2R ＋4r . 由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R 的变化关系为：(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大，为P m ＝E 24r； (2)当R ＞r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越小；(3)当R ＜r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.(多项选择)(2017·某某高三模拟)如下列图为两电源的U －I 图象，如此如下说法正确的答案是( )A ．电源①的电动势和内阻均比电源②大B ．当外接一样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C ．当外接一样的电阻时，两电源的效率可能相等D ．不论外接多大的一样电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大解析：选AD.图线在U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A 对；作外接电阻R 的U －I 图线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S 1、S 2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S 1、S 2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B 错，D 对；电源的效率η＝P 出P 总＝I 2R I 2〔R ＋r 〕＝R R ＋r，因为电源内阻不同如此电源效率不同，C 错．1.(2015·高考卷)如下列图，其中电流表A 的量程为 0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．假设用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，如此如下分析正确的答案是( )A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解析：选C.设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，假设将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ；假设将接线柱1、3接入电路，如此(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ．选项C 正确．2.(多项选择)(2016·高考江苏卷)如下列图的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，如下说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A 解析：选AC.开关S 闭合后，外电路的总电阻为R ＝10 Ω，路端电压U ＝E R ＋r R ＝1212×10 V ＝10 V ，A 项正确；电源的总功率P ＝E 2R ＋r ＝12 W ，B 项错误；由于两条支路的电流均为I ′＝1020A ＝0.5 A ，因此a 、b 两点间的电压为U ab ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 项正确；a 、b 两点用导线连接后，外电阻R ′＝2×5×155＋15Ω＝7.5 Ω，因此电路中的总电流I ＝E R ′＋r＝129.5 A ≈1.26 A ，D 项错误． 3．(多项选择)在如下列图的电路中，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 向下滑动后，假设电流表A 和电压表V 1、V 2、V 3四个电表的示数变化量的绝对值分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，如此在滑片P 向下滑动的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．ΔU 1ΔI 变大B ．ΔU 2ΔI不变 C ．ΔU 3ΔI 不变 D ．ΔU 3ΔI变大 解析：选BC.ΔU 1ΔI ＝r ，是电源内阻，保持不变，A 错误；ΔU 2ΔI＝R 1，是定值，选项B 正确；ΔU 3ΔI＝r ＋R 1，是定值，选项C 正确，选项D 错误． 4．(多项选择)在探究电路故障时，某实验小组设计了如下列图的电路，当电键闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A 的亮度变暗，小灯泡B 的亮度变亮．如此如下对电路故障的分析正确的答案是( )A ．可能是定值电阻R 1短路B ．可能是定值电阻R 2断路C ．可能是定值电阻R 3断路D．可能是定值电阻R4短路解析：选BC.由于小灯泡A串联于干路中，且故障发生后小灯泡A变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2断路，如此R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2的断路又使小灯泡B分配的电压增大，故小灯泡B变亮，选项B对；假设R3断路，必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大，小灯泡B分得的电流也变大，小灯泡B变亮，应当选项C对．5．(多项选择)(2017·山西四校联考)如下列图，电源电动势E＝9 V，内电阻r＝4.5 Ω，变阻器R1的最大电阻R m＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω，R3＝R4＝1 000 Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置．在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止．那么( )A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 WB．引入的微粒带负电，当开关接向b(未接触b)的过程中，微粒将向下运动C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流流向为d→c解析：选AD.选项A中在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1＋R2＝r，R2＝1.5 Ω，如此R1＝3 Ω.电源的输出功率P m＝E24r＝4.5 W，应当选项A 正确；选项B中在开关S与a接触且当电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态．而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b(未接触b)的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，应当选项B错误；选项C中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2与电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，应当选项C错误；选项D中在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流流向为d→c，应当选项D正确．一、单项选择题1．两个一样的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；假设将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，如此电源的内阻为( )A ．4RB ．RC ．R2 D ．无法计算 解析：选B.当两电阻串联接入电路中时I ＝E 2R ＋r ，当两电阻并联接入电路中时I ＝E R2＋r×12，由以上两式可得：r ＝R ，应当选项B 正确． 2.(2017·大连模拟)如下列图，电源电动势为3 V ，内阻为1 Ω，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为3 Ω，电表均视为理想电表，如此如下说法不正确的答案是( )A ．闭合开关S ，电流表示数约为0.23 AB ．闭合开关S ，电压表示数约为1.3 VC ．如果撤去电压表所在的整个支路，闭合开关S ，电流表示数约为0.43 AD ．如果撤去电流表所在的整个支路，闭合开关S ，电压表示数约为1.4 V解析：选A ．闭合开关S ，电阻R 1、R 2被短路，电路中的电流I ＝E R 3＋R 4＋r≈0.43 A ；电压表测的是R 3两端的电压，U ＝IR 3≈1.3 V ；撤去电压表所在支路，闭合开关S ，电路中的电流不变，仍然为0.43 A ；撤去电流表所在支路，电路为R 1、R 2、R 3、R 4串联，电压表测量R 2、R 3的电压，整个回路的电流为I ′＝E R 1＋R 2＋R 3＋R 4＋r ＝313A ，故电压表示数为U ′＝I ′(R 2＋R 3)≈1.4 V.3.将电学元件按照如下列图的方式连接，两电表均为理想电表，电源有一定的内阻．现闭合电键，将滑动变阻器的触头向下缓慢移动，如此( )A ．两电表的读数均增大B ．小灯泡b 的亮度变暗，电流表的读数变小C ．小灯泡a 的亮度变亮，电压表的读数变小D ．电容器两极板所带的电荷量增加解析：选C.滑动变阻器的触头向下缓慢移动时，其接入电路的电阻值减小，导致总电阻减小，根据“串反并同〞规律可知：电压表读数减小、小灯泡b 变暗，电流表读数变大、小灯泡a 变亮，电容器C 两端的电压等于小灯泡b 两端的电压，逐渐减小，所以电容器C 所带电荷量减少，C 正确，A 、B 、D 错误．4．(2017·重庆江津中学月考)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U －I 直线．如此图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：选B.由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但此题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5 W ，C 项错误；电源的效率η＝IE －I 2r IE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大，D 项错误．5.在如下列图的电路中，闭合开关S 后，L 1、L 2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L 2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )A ．L 1灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路。

第八章 恒定电流 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 ＝I 2Rt 适用于任何电路。

(√) (5)公式W ＝U 2R t ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路。

(√)◎物理学史判断(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。

(√)1．在理解公式时一定要注意定义式与决定式的区别，其中定义式或计算式有：I ＝qt 、R ＝U I 、ρ＝RS l 等，决定式有：I ＝UR 、I ＝nqS v 等。

2．公式W ＝UIt 可求解任何电路的电功，而W ＝I 2Rt ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路。

3．解题中常用到的二级结论(1)选限流用的滑动变阻器：在能把电流限制在允许范围内的前提下选用总阻值较小的变阻器调节方便；选分压用的滑动变阻器：阻值小的便于调节且输出电压稳定，但耗能多。

(2)伏安法测量电阻时，电流表内、外接的选择：“内接的表的内阻产生误差”，“好表内接误差小”(R xR A和R VR x比值大的表“好”)。

(3)电表内阻对测量结果的影响：电流表测电流，其读数小于不接电表时的电阻的电流；电压表测电压，其读数小于不接电压表时电阻两端的电压。

突破点(一)电流的理解及其三个表达式的应用1．三个电流表达式的比较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＝nqS v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。

第一部分 特点描述恒定电流主要考查以"电路"为核心三部分内容:一是以部分电路欧姆定律为中心,考查直流电路基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路欧姆定律为中心,考查电源作用、闭合电路功率分配和能量转化关系、电路路端电压与电源电动势和内阴天关系;三是以电路中电工仪表使用为中心,考查电学实验中仪器选取、电表读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题、尤其是电学知识联系实际问题和探究实验问题是近几年高考考查热点、 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。

历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合综合题。

该模块复习重点为：1、掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题、2、掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路特点分析问题，会分析电路动态变化问题、3、掌握各种电学仪器使用、电学各实验方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据、第二部分 知识背一背一、电流1．电流形成条件：（1）导体中有能够自由移动电荷；（2）导体两端存在持续电压． 2．电流方向：与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反． 电流虽然有方向，但它是标量． 3．电流（1）定义式：I ＝qt、（2）微观表达式：I ＝nqvS ，式中n 为导体单位体积内自由电荷数，q 是自由电荷电荷量，v 是自由电荷定向移动速率，S 为导体横截面积． （3）单位：安培（安），符号是A,1 A ＝1 C/s 、 二、电阻定律1．电阻定律：R ＝ρl S ，电阻定义式：R ＝U I、 2．电阻率（1）物理意义：反映导体导电性能物理量，是导体材料本身属性．（2）电阻率与温度关系①金属电阻率随温度升高而增大； ②半导体电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料电阻率突然减小为零成为超导体． 三、欧姆定律（1）内容：导体中电流I 跟导体两端电压U 成正比，跟导体电阻R 成反比． （2）公式：I ＝UR、（3）适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．（4）导体伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U ，纵坐标轴表示电流I ，画出I ­U 关系图线． ①线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点直线电学元件，适用于欧姆定律． ②非线性元件：伏安特性曲线是曲线电学元件，不适用填适用、不适用）于欧姆定律． 四、电功、电热、电功率 1．电功（1）定义：导体中恒定电场对自由电荷静电力做功． （2）公式：W ＝qU ＝IU t 适用于任何电路）． （3）电流做功实质：电能转化成其他形式能过程． 2．电功率（1）定义：单位时间内电流做功，表示电流做功快慢． （2）公式：P ＝W /t ＝IU 适用于任何电路）． 3．焦耳定律（1）电热：电流流过一段导体时产生热量． （2）计算式：Q ＝I 2Rt 、 4．热功率（1）定义：单位时间内发热量． （2）表达式：P ＝Q t＝I 2R 五、串、并联电路特点 1．电阻串联电流：I ＝I 1＝I 2＝…＝I n ，电压：U ＝U 1＋U 2＋…＋U n ，电阻：R ＝R 1＋R 2＋…＋R n ； 电压分配：U 1U 2＝R 1R 2，U n U ＝R n R ，功率分配：P 1P 2＝R 1R 2，P n P ＝R n R。

专题08 恒定电流1.通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6 C,闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断正确的是( )A.闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC.闪电时云地间的导电现象可用欧姆定律计算D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J答案：A2.图(甲)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于电压增大,灯丝温度升高,电阻变大.如图(乙)所示,将这个电灯与20 Ω的定值电阻R串联,接在电动势为8 V的电源上,则电灯的实际功率为(不计电流表电阻和电源内阻)( )A.0.6 WB.6 WC.0.9 WD.9 W答案：A解析：根据闭合电路欧姆定律可知：E=U L+IR代入数据得到：8=U L+20I在(甲)图中画出此方程的图线,如图所示.该图线与原图线的交点为此电路对应电灯中的电流和电压值.由图即可读出此电路中电灯两端的电压U=2 V,电流I=0.3 A,所以电灯的实际功率为P=UI=0.6 W.3.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V.则这台电动机正常运转时的输出功率为( )A.32 WB.44 WC.47 WD.48 W答案：A解析：电动机停止转动时,电动机的内阻r=Ω=4 Ω,电动机正常运转时输出功率为P=UI-I2r=32 W,A项正确.4.(2012北京顺义区一模)如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,在滑动变阻器R2的滑片向上滑动的过程中,电阻R3上消耗的电功率( )A.一直减小B.保持不变C.一直增大D.先增大后减小答案：A5.当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J.为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )A.3 V 1.8 JB.3 V 3.6 JC.6 V 1.8 JD.6 V 3.6 J答案：D解析：设两次加在电阻R上的电压分别为U1和U2,通电的时间都为t.由公式W1=U1q1和W1=t可得：U1=3 V,=0.1.再由W2=U2q2和W2=t可求出：U2=6 V,W2=3.6 J,故选项D 正确.6.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器的两金属板水平放置,开关S是闭合的,两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计.则以下说法正确的是( )A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G中有从b到a的电流B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G中有从b到a的电流C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴仍然静止,G中有从a到b的电流D.在将S断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过答案：A7. 如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,当闭合开关S1,滑动变阻器滑片P 向左移动的过程中,下列结论正确的是( )A.小灯泡L变暗B.电流表读数变大,电压表读数变小C.电容器C上电荷量增加D.电源的总功率变小答案：B解析：滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器的有效阻值变小,闭合电路的外电阻变小,电路总电流增加,路端电压减小,所以电流表读数变大,电压表读数变小,选项B正确.电路总电流增加,小灯泡L变亮,选项A错误.小灯泡L两端电压增加,滑动变阻器两端的电压减小,电容器的电压减小,电容器上的电荷量减小,选项C错误.当电路外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,外电路电阻变小,外电路电阻可能比电源内阻相差更大,也可能相差更小,所以电源的输出功率可能减小,也可能变大,选项D错误.8.在如图所示的UI图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路.由图像可知( )A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 ΩB.电阻R的阻值为1 ΩC.电源的输出功率为2 WD.电源的效率为66.7%答案：ABD9.如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻,以下说法中不正确的是( )A.当R2=r时,R2上获得最大功率B.当R2=R1+r时,R1上获得最大功率C.当R2=0时,R1上获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大答案：ABD10.测金属电阻率实验(1)测长度时,金属丝的起点、终点位置如图(a),则长度为：cm；(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图(b),则直径为：mm；(3)用多用表“Ω×1”挡估测其电阻,示数如图(c),则阻值为：Ω；(4)在图(d)中完成实物连线；(5)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最(填“左”或“右”)端.解析：(1)(a)图需往下估读一位,大约为60.48 cm(60.45~60.50 cm都可以).(5)无论限流接法,还是分压接法,将滑片P移至最左端时,待测金属丝上的电压和电流最小.答案：见解析.11.有一节干电池,电动势大约为1.5 V,内电阻约为 1.0 Ω.某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻,他们在老师的支持下得到了以下器材：A.电压表V(15 V,10 kΩ)B.电流表G(量程3.0 mA,内阻R g=10 Ω)C.电流表A(量程0.6 A,内阻约为0.5 Ω)D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,10 A)E.滑动变阻器R2(0~100 Ω,1 A)F.定值电阻R3=990 ΩG.开关S和导线若干(1)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是.(填写器材前字母)(2)请在虚线框内画出他们采用的实验原理图.(标注所选择的器材符号)(3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表,为了采用图像法分析处理数据,请你在下图所示的坐标纸上选择合理的标度,作出相应的图线.序号 1 2 3 4 5 6 电流表G(I1/mA)1.371.351.261.241.181.11 电流表A(I2/A).12.16.21.28.36.43(4)根据图线求出电源的电动势E= V(保留三位有效数字),电源的内阻r= Ω(保留两位有效数字).解析：(1)干电池的电动势约为1.5 V,电流表A的量程为0.6 A,为了能准确地进行测量,要求电流表A的指针达满偏刻度的三分之一以上,所以电路总电阻最大约为Ω=7.5 Ω,为了操作方便,不宜选用变化范围是0~100 Ω的滑动变阻器E,应选用的滑动变阻器是D；(3)作出图线如图(乙)所示(4)纵坐标的截距为1.48 mA,根据图线求出电源的电动势E=1.48 mA×1 000 Ω=1.48 V,电源的内阻r==Ω=0.84 Ω.答案：(1)D (2)见解析图(甲)(3)见解析中图(乙)(4)1.48(1.45~1.49均可)；0.84(0.80~0.90均可)12.如图所示,电源内阻r=1 Ω,R1=2 Ω,R2=6 Ω,灯L上标有“3 V 1.5 W”的字样,当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电流表示数为1 A,灯L恰能正常发光.(1)求电源的电动势；(2)求当P移到最左端时,电流表的示数；(3)当滑动变阻器的Pb段电阻多大时,变阻器R3上消耗的功率最大?最大值多大?解析：(1)电源的电动势E=U L+IR1+Ir=3 V+1×2 V+1×1 V=6 V.(2分)(2)当P移到最左端时,由闭合电路欧姆定律,I=E/(R1+r)=2 A.(2分)当R3b=2 Ω时变阻器R3上消耗的功率最大,且最大值为2 W.(1分)答案：(1)6 V (2)2 A (3)2 Ω 2 W13.如图(甲)所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化.参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12 V的电源上,求流过电灯的电流和每个电灯的电阻；(2)如图(乙)所示,将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联,接在电动势为8 V的电源上,求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率.解析：(1)把三个这样的电灯串联后,每只电灯得到的实际电压为 V=4 V.(2分) 由题图(甲)可知,每只电灯加上4 V的实际电压时的工作电流均为I=0.4 A,(2分) 由此可以求出此时每只电灯的实际电阻R==Ω=10 Ω.(2分)这两条图线的交点U'=2 V,I'=0.3 A,(2分)同时满足了电路结构和元件的要求,此时通过电流表的电流值I A=2I'=0.6 A(2分) 每个电灯的实际功率P=U'I'=2×0.3 W=0.6 W.(2分)答案：见解析.。

专题八 恒定电流第1讲 电流 电阻 电功及电功率◎ 知能训练 ◎一、单项选择题 1．如图K8-1-1所示是电阻R 1和R 2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把R 1和R 2并联在电路中，消耗的电功率分别为P 1和P 2，并联的总电阻设为R ，下列关于P 1和P 2的大小关系及R 的伏安特性曲线所在的区域正确的是( )图K8-1-1A ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＜P 2B ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＞P 2C ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＞P 2D ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＜P 22．(2014年玉溪质检)如图K8-1-2所示为直流电车模型的工作示意图，电源电动势E ＝12 V ，全电路电阻等效为R ＝1 Ω，电车在水平路面上以5 m/s 的速度匀速行驶，电车所受阻力恒为7.2 N ，则电路中电流强度为( )图K8-1-2A ．12 AB ．6 AC ．3 AD ．1 A3．(2014年北京联考)某个由导电介质制成的电阻截面如图K8-1-3所示．导电介质的电阻率为ρ、制成内、外半径分别为a 和b 的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极．设该电阻的阻值为R .下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，R 的合理表达式应为( )图K8-1-3A ．R ＝ρ(b ＋a )2πabB ．R ＝ρ(b －a )2πabC ．R ＝ρab 2π(b －a )D ．R ＝ρab2π(b ＋a )二、双项选择题4．某一导体，若能够自由移动的电荷为电子e ，在两端加上电压U 时，在t 时间通过导体的电量为q ，则( )A ．在t 时间通过导体的电子数目为qtB ．导体中电流方向与电子定向移动的方向相反C ．导体的电阻为UtqD ．导体发热功率为Uqt5. 一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U 时，通过金属导线的电流为I ，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v ，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U ，则此时( )A ．通过金属导线的电流为I2B ．通过金属导线的电流为I4C ．自由电子定向移动的平均速率为v2D ．自由电子定向移动的平均速率为v46．如图K8-1-4所示的电路中，输入电压U 恒为12 V ，灯泡L 上标有“6 V 12 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( )图K8-1-4A ．电动机的输入功率为12 WB ．电动机的输出功率为12 WC ．电动机的热功率为2.0 WD ．整个电路消耗的电功率为22 W 7．如图K8-1-5所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻为R ，若在a 、b之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率( )图K8-1-5 A ．可能为I 2R B ．一定为U2RC ．一定为UID ．可能为UI －I 2R 三、非选择题 8．如图K8-1-6所示的电路中，输入电压U AB ＝200 V ，可变电阻的总阻值R 0＝150 Ω，允许通过的电流为4 A ，求：(1)当输出端a 、b 开路时U ab 的值．(2)当输出端a 、b 接入R ＝40 Ω的负载时，U ab 的可能变化范围．图K8-1-69．通过某一金属氧化物制成的导体棒P中的电流遵循I＝KU3的规律，其中K＝0.02 A/V3，现将该导体棒P与一个遵从欧姆定律的电阻器Q串联在一起后，接在一个两端电压为6.0 V的电源上，电路中的电流为0.16 A，所串联的电阻器Q的阻值是多少？10．如图K8-1-7所示，2010年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴，而且还是一辆电动车，充一次电可以走100 km左右．假设这辆电动车总质量为6.75×103kg，当它匀速通过天安门前500 m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，电动车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．取g＝10 m/s2，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)电动车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率．(3)驱动电机的内阻和机械效率．图K8-1-7◎真题回放◎11．(2013年北京卷)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．(1)一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v.①求导线中的电流I.②将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安＝F.(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系．(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)第2讲电路的基本规律串、并联电路◎知能训练◎一、单项选择题1．R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，把它们串联后接到电路中，则下列结论中正确的是() A．I1∶I2＝1∶3，U1∶U2＝1∶3B．I1∶I2＝3∶1，U1∶U2＝1∶1C．I1∶I2＝1∶1，U1∶U2＝1∶3D．I1∶I2＝1∶1，U1∶U2＝1∶42．如图K8-2-1所示的电路中，R0为固定电阻，R为滑动变阻器．下列叙述正确的是()图K8-2-1A．P向左滑动时总电阻将减小B．P向右滑动时总电阻将减小C．P滑到最左端时总电阻为R0D．P滑到最右端时总电阻为零3．有一家用电熨斗，其电路结构如图K8-2-2所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡，选项中是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是()图K8-2-2二、双项选择题4．两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒为10 V的两点间，某同学把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表读数为5 V，他又把该电压表改接在R2的两端，则电压表的示数()A．可能为6 V B．可能为3 VC．可能为4 V D．一定为5 V5．若A灯标有“220 V60 W”，B灯标有“220 V100 W”，把两灯接入电路中，下列说法中正确的是()A．当两灯串联时，A灯比B灯亮B．当两灯串联时，B灯比A灯亮C．当两灯并联时，A灯比B灯亮D．当加在两灯的电压相等时，B灯比A灯亮6．(2013年永州模拟)两个电压表V1和V2是由两个完全相同的电流表改装而成的，V1的量程为5 V，V2的量程为10 V，为了测量12～15 V的电压，把V1和V2串联起来用，则下列说法正确的是()．A．V1和V2的读数相同B．V1的读数小于V2的读数C．V1和V2的读数之比等于和V1和V2的内阻之比D．V1和V2的读数之比等于和V2和V1的内阻之比．7．(2014年兰州联考)如图K8-2-3所示的电路中，A1和A2为理想电流表，示数分别为I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3.当a、b两点间加以恒定的电压U后，下列结论正确的是()图K8-2-3A．I1∶I2＝3∶4B．I1∶I2＝5∶9C．将A1、A2换理想电压表，其示数之比为3∶5D．将A1、A2换理想电压表，其示数之比为1∶1三、非选择题8．如图K8-2-4所示电路，R1＝R2＝R3＝R4，在A B两端加电压U，安培表A1和A2的示数都是0.6 A，求安培表A3的示数多大？(要求改画等效电路图)图K8-2-49. 如图K8-2-5所示，R 1 与R 2并联之后再与R 3串联，已知U AB ＝12 V ，R 1＝6 Ω，R 3消耗的电功率P 3＝16 W ，通过电阻R 1的电流I 1＝43A ．求：(1)R 1两端的电压为多少？ (2)通过R 3的电流是多少？ (3)R 2阻值为多少？ (4)R 3阻值为多少？图K8-2-5◎ 真题回放 ◎10．(2009年重庆卷)某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(“24 V 200 W ”)和10个相同的指示灯X 1～X 10(“220 V 2 W ”)，将其连接在220 V 交流电源上，电路如图K8-2-6所示．若工作一段时间后L 2灯丝烧断，则( )图K8-2-6A ．X 1的功率减小，L 1的功率增大B ．X 1的功率增大，L 1的功率增大C ．X 2的功率增大，其他指示灯的功率减小D ．X 2的功率减小，其他指示灯的功率减小第3讲 闭合电路的欧姆定律◎ 知能训练 ◎一、单项选择题1．关于电源的说法，正确的是( )A ．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大B ．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功C ．在电源内部从正极到负极电势逐渐提高D ．在电源外部从正极到负极电势逐渐提高2．(2014年景德镇质检)有一个消毒用电器P ，电阻为20 kΩ，它只有在电压高于24 V 时才能工作．今用一个光敏电阻R 1对它进行控制，光敏电阻在光照时为100 Ω，黑暗时为1000 Ω.电源电动势E 为36 V ，内阻不计，另有一个定值电阻R 2，电阻为1000 Ω.下列电路电键闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是( )A B C D3．如图K8-3-1所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，外接电压不变，当开关S由闭合状态断开时，下述说法正确的是()A．电容器C1上的电量增多，电容器C2上的电量减少B．电容器C1上的电量减少，电容器C2上的电量增多C．电容器C1、C2上的电量都增多D．电容器C1、C2上的电量都减少图K8-3-1 图K8-3-24．(北京东城区2011届期末)如图K8-3-2所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r, 滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P 由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()A．路端电压变大B．电路中的电流变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R0上消耗的功率变小二、双项选择题5．(2014年洛阳联考)某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图K8-3-3中的a、b、c所示．则下列说法中正确的是()图K8-3-3A．图线b表示输出功率P R随电流I变化的关系B．图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系P A＝P B＋P CD．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶46．如图K8-3-4所示的U—I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知() A．R的阻值为1.5 ΩB．电源电动势为3 V，内阻为0.5 ΩC．电源的输出功率为3.0 WD．电源内部消耗的功率为1.5 W图K8-3-4 图K8-3-57．如图K8-3-5所示的电路，A、B、C为三个相同的灯泡，它们的电阻大于电源内阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时()A．A灯变亮，B灯和C灯都变暗B．A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮C．电源的总电功率增大，电源的供电效率升高D．电源输出的电功率增大，电源的供电效率降低8．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图K8-3-6中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是()图K8-3-6A．该秤能测量的最大体重是1400 NB．该秤能测量的最大体重是1300 NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处三、非选择题9．(2014年玉溪质检)如图K8-3-7所示的电路中，电阻R1＝12 Ω，R2＝8 Ω，R3＝4 Ω.当电键K断开时，电流表示数为0.25 A，当K闭合时电流表示数为0.36 A．求：(1)电键K断开和闭合时的路端电压U及U′.(2)电源的电动势和内电阻？(3)电键K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.图K8-3-710．如图K8-3-8所示，电源电动势E＝6 V，电源内阻不计．定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ.(1)若在ab之间接一个C＝100 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电量．(2)若在ab之间接一个内阻R V＝4.8 kΩ的电压表，求电压表的示数．图K8-3-811．如图K8-3-9所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻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(电炉电阻不变)．试求：(1)电源的电动势E.(2)S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小．(3)S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．图K8-3-9◎真题回放◎12．(2013年江苏卷)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图K8-3-10所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()图K8-3-10A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显专题八 恒定电流第1讲 电流 电阻 电功及电功率1．C 解析：由题图可知，图线斜率的倒数表示电阻，故R 1＜R 2.当两电阻并联时，电压相等，由P ＝U 2R 可知，P 1＞P 2；由电路的串并联规律知其并联电阻R ＜R 1，因此R 的伏安特性曲线应在Ⅰ区，故选项C 正确．2．B 解析：由题意可知EI －I 2R ＝F v ＝F f v ，代入数据可得I ＝6 A ，选项B 正确． 3．B 解析：根据电阻定律，当a ＝b 时，电阻R ＝0，所以R 的合理表达式应为R ＝ρ(b －a )2πab ，选项B 正确．4．CD 解析：由q ＝en 可得在t 时间通过导体的电子数目为n ＝qe ，导体中电流方向与正电荷定向移动的方向相同，与电子定向移动的方向相反，选项A 、B 错误；导体中电流I ＝q t ，导体的电阻为R ＝U I ＝Ut q ，选项C 正确；导体发热功率为P ＝I 2R ＝UI ＝Uqt ，选项D 正确．5．BC6．AC 解析：电动机为非纯电阻用电器，欧姆定律对电动机不再适用．灯泡L 正常发光，则I L ＝P 额U 额＝2 A ，所以电路中的电流I ＝2 A ，故整个电路消耗的总功率P 总＝UI ＝24 W ，D 错误；电动机的输入功率P 入＝P 总－P 灯＝12 W ，电动机的输出功率P 出＝P 入－I 2R M ＝10 W ，A 正确，B 错误；电动机的热功率P 总＝I 2R M ＝2.0 W ，C 正确．7．AC 解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝U2R ，故A 正确，B 错误；而UI －I 2R 为非纯电阻电路中电能转化为其他非热能能量的功率，故D 错误.8．解：(1)a 、b 开路时，可变电阻上方部分无电流，也就无电压，因此A 、a 两点等电势，即U ab ＝U AB ＝200 V.(2)当滑动触头向下方移动，下方部分电流强度达到临界状态，即为4 A 时，下方部分电阻R 下＝2004 Ω＝50 Ω，上方部分电阻为100 Ω，此时U ab ＝40100＋40×200 V ≈57.1 V当滑动触头向上方移动，上方分电流强度达到临界状态，即为4 A 时，同理可知，上方部分的电阻R 上＝(50－40)Ω＝10 Ω此时U ab ＝4010＋40×200 V ＝160 V所以57.1 V ≤U ab ≤160 V .9．解：根据闭合电路欧姆定律得，I ＝E －U R.又I ＝kU 3联立两式解得R ＝25 Ω. 10．解：(1)驱动电机的输入功率P 入＝UI ＝300 V ×10 A ＝3000 W.(2)电动车通过天安门前的速度v ＝s t ＝500250m/s ＝2 m/s 电动车行驶时所受阻力f ＝0.02mg ＝0.02×6.75×103×10 N ＝1.35×103 N电动车匀速行驶时牵引力F ＝f ，故电动车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率 P 机＝F v ＝2700 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%. 11．解：(1)①设Δt 时间内通过导体横截面的电量为Δq ，由电流定义，有I ＝Δq Δt ＝neS v Δt Δt＝neS v ②每个自由电子所受的洛伦兹力F 洛＝e v B设导体中共有N 个自由电子N ＝n ·Sl导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和F ＝NF 洛＝n ·Sl ·e v B由安培力公式，有F 安＝IlB ＝neS v ·lB得F 安＝F .(2)一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为ΔI ＝2m v如图D61，以器壁上的面积S 为底、以v Δt 为高构成柱体，由题设可知，其内的粒子在Δt 时间内有16与器壁S 发生碰撞，碰撞粒子总数为N ＝16n ·S v Δt Δt 时间内粒子给器壁的冲量为I ＝N ΔI ＝13nSm v 2Δt 面积为S 的器壁受到的粒子压力为F ＝I Δt器壁单位面积所受粒子压力为f ＝F S ＝13nm v 2.图D61第2讲 电路的基本规律 串、并联电路1．C 2.A3．D 解析：由P ＝U 2R可知，电压一定时，电路的电阻越小，功率越大，由图可知当两个电阻并联时，电路的总电阻最小，功率最大，所以D 正确．4．BC 5.AD6．BC 解析：两表串联后，通过每个电流表的电流相同，指针偏转角度相同，但两电压表的总内阻不同，则两表的示数不同，其示数之比为两表的内阻之比．7．BC8．解：由电流的流向可得：R 1，R 2，R 3三者是并联关系，并联后与R 4串联，改画的等效电路图如图D62所示．图D62A 1为通过R 2，R 3的电流I 2与I 3之和．A 2为通过R 1与R 2的电流I 1与I 2之和，因电阻阻值相等 故：I 1＝I 2＝I 3＝0.3 A ，则由电路图知A 3的示数为：I 1＋I 2＋I 3＝3×0.3＝0.9 A.9．解：(1)U 1＝I 1R 1＝6×43V ＝8 V. (2)I 3＝P 3U AB －U 1＝1612－8A ＝4 A. (3)R 2＝U 2I 3－I 1＝U 1I 3－I 1＝84－43Ω＝3 Ω. (4)R 3＝U AB －U 1I 3＝12－84Ω＝1 Ω. 10．C 解析：L 2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X 2两端电压增大，消耗的功率也增大，C 正确．第3讲 闭合电路的欧姆定律1．B 2.C3．C 解析：开关原来闭合，电阻R 1、R 2串联，C 1、C 2两板间电压分别等于R 1、R 2两端电压；开关断开后，C 1、C 2直接与电源相连，电压都升高，因而电荷量都增多．4．C 解析：滑片P 向b 端滑动过程中接入电路的阻值变小，电路电流变大，路端电压变小，R 0的电功率变大，滑动变阻器的电功率变小，只有C 正确．5．CD 6.AD7．BD 解析：当变阻器的滑动触头P 向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流I 增大，A 灯变亮．A 灯和电源的内电压增大，并联部分电压减小，B 灯变暗．由总电流增大，而通过B 灯的电流减小，可知通过C 灯的电流增大，C 灯变亮．故A 错误，B 正确．电源消耗的总功率为P ＝EI ，电源的电动势E 不变，I 增大，则电源的总功率P 增大．电源的供电效率η＝UI EI ＝U E.外电阻减小，路端电压U 减小，电源的供电效率降低，故C 错误．由题意，A 、B 、C 三个灯泡的电阻都大于电源内阻，根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，则知，当变阻器的滑动触头P 向上移动时，外电路总电阻减小，电源输出的电功率增大，故D 正确．8．AC 解析：本题考查传感器及闭合电路的欧姆定律．电路中允许通过的最大电流为3 A ，因此根据闭合电路欧姆定律，压力传感器的最小电阻应满足R ＋2＝123，R 最小为2 Ω，代入R ＝30－0.02F ，求出最大F ＝1400 N ，A 项正确，B 项错误；当F ＝0时，R ＝30 Ω，这时电路中的电流I ＝1230＋2A ＝0.375 A ，C 项正确，D 项错误． 9．解：(1)U ＝(R 2＋R 3)I 1＝(8＋4)×0.25 V ＝3 VU ′＝R 2I 2＝8×0.36 V ＝2.88 V.(2)电键K 断开时E ＝U ＋I 总r ①I 总＝I 1＋U R 1＝0.5 A 电键K 闭合时E ＝U ′＋I 总′r ②I 总′＝I 2＋U ′R 1＝0.6 A 联立①②得E ＝3.6 V ，r ＝1.2 Ω.(3)P ＝I 2总r ＝0.3 WP ′＝I 总′2r ＝0.432 W.10．解：(1)设电容器上的电压为U C ，则U C ＝R 2R 1＋R 2E 电容器的带电量Q ＝CU C解得Q ＝4×10－4 C.(2)设电压表与R 2并联后电阻为R 并，R 并＝R 2R V R 2＋R V则电压表上的电压U V ＝R 并R 1＋R 并E 解得U V ＝3 V.11．解：(1)S 1闭合、S 2断开时电炉消耗功率P 1＝684 W电炉中电流为I ＝P 1R ＝68419 A ＝6 A电源电动势E ＝I (R ＋r )＝120 V.(2)S 1、S 2都闭合时电炉消耗功率P 2＝475 W 电炉中电流为I R ＝P 2R ＝47519 A ＝5 A电源路端电压为U ＝I R R ＝5×19 V ＝95 V 流过电源的电流为I ＝E －Ur ＝120－951 A ＝25 A流过电解槽的电流为I A ＝I －I R ＝20 A.(3)电解槽消耗的电功率 P A ＝UI A ＝95×20 W ＝1900 W 电解槽内热损耗功率P 热＝I 2A r ′＝202×0.5 W ＝200 W 电解槽转化成化学能的功率为 P 化＝P A －P 热＝1700 W.12．C。

高考物理总复习第八单元恒定电流单元检测教师用书含解析新人教版一、单项选择题1.(2019辽宁沈阳单元检测)图甲所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图乙中的()。

A2.(2018河南郑州10月考试)两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆,串联后接在某一直流电源两端,如图所示。

已知杆a的质量小于杆b的质量,杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量,杆a的电阻大于杆b的电阻,假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子(载流子)。

当电流达到稳恒时,若a、b内存在电场,则该电场可视为均匀电场。

下列结论中正确的是()。

A.两杆内的电场强度都不等于零,且a内的电场强度大于b内的电场强度B.两杆内的电场强度都等于零C.两杆内载流子定向运动的速度一定相等D.a b内载流子定向运动的速度两杆电流相等,R a>R b,由欧姆定律可知U a>U b,根据U=Ed可知,两杆内电场强度都不为零,且a内的电场强度大于b内的电场强度,A项正确,B项错误;根据I=nqSv可知载流子的,由题意无法确定杆内单位体积内的自由电荷数n的大小,所以无法确定向运动速率v=IIII定定向运动速率大小,故C、D两项错误。

A3.(2018湖南浏阳一中月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P 向下调节,下列说法正确的是()。

A.电压表和电流表的示数都增大B.灯L2变暗,电流表的示数减小C.灯L1变亮,电压表的示数减小D.,电容器的带电荷量增加将滑动变阻器的滑片P向下调节,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律分析得知,路端电压U减小,干路电流I增大,则电压表示数减小,灯L1变亮,U1增大,R与灯L2并联,L2两端的电压U2=U-U1,U减小,U2减小,灯L2变暗,流过电流A=I-I2,I增大,I2减小,I A增大,电流表的示数增大。