2017版《三年高考两年模拟》物理汇编专题：专题八恒定电流讲解

高考总复习·物理
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_2R__t _(适用于任何电路). 4.电功率P=IU和热功率P=I2R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=__U__I __， 热功率均为P热=___I2_R____. (2)对于纯电阻电路而言：P电=P热=IU=I2R=UR2. (3)对于非纯电阻电路而言：P电=IU=_P_热__+P其他=___I_2R____+P其他≠UR2+P其他.
2.电源的电动势和内 阻、闭合电路的欧姆 定律
科学探 (1)测定金属丝电阻率；(2)测定电源的电 3.测定金属的电阻率(
究 动势和内阻；(3)练习使用多用电表
同时练习使用螺旋测
科学态 度
能将安分全析用和电解和决节家约庭用电电路的中知的识简应单用问于题生，产能、微 4和.测器 内定)阻电源的电动势
与责任 生活中
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2.(2023年西安模拟)某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关 于导体的电阻，以下说法正确的是( B ) A.B点的电阻为120 Ω B.B点的电阻为40 Ω C.导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 【解析】B点的电阻为RB=UI = 1.5×610−1=40 Ω，A错误，B正确；A点的 电阻为RA=03.1=30 Ω，故两点间的电阻改变了40-30 Ω=10 Ω，C、D错误.
=
0.064 4×10−3
A=16 A可知该次放电平均电流为16 A，D正确.
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2.(2023年长沙模拟)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为 ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两 端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为( A )

专题8 恒定电流1．（15江苏卷）（8分）小明利用如题10-1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）题10-1图中电流表的示数为__________A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I图线由图线求得：电动势E=_________V;内阻r=_________________Ω（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______________答案：（1）0.44（2）U-I图线见右图 1. 60 （1. 58 ~ 1. 62 都算对） 1.2（1.18 ~1.26 都算对）（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.解析：本题做图象时，纵轴的标度要注意，一是初始点不为0而是1.0，二是每5个小格为0.1而不是10个小格，否则，不是图象画不全就是延长线到图象外才与纵轴相交.平常做作业，学生常常认为作图象不要做，考试时就会了，本题图象说明，平常做作业，做图象题也要做，否则，考试时画不好.2.（15江苏卷）做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r=5.0cm ，线圈导线的横截面积A=20.80cm ，电阻率 1.5m ρ=Ω⋅，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B 在0.3s 内从1.5T 均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R ；（2）该圈肌肉组织中的感应电动势E ；（3）0.3s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q.解析：（1）由电阻定律得Ar R πρ2=，代入数据得Ω⨯=3106R (2)感应电动势tr B E ∆⋅∆=2π，代入数据得V E 2104-⨯= (3) 由焦耳定律t RE Q ∆=2，代入数据得J Q 8108-⨯=3.（15北京卷）如图所示， 其中电流表 A 的量程为 0.6A ， 表盘均匀划分为 30 个小格， 每一小格表示 0.02A ；R1 的阻值等于电流表内阻的 1/2；R2 的阻值等于电流表内阻的2倍， 若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值， 则下列分析正确的是 将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04AB ．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02AC ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06AD ．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01A答案：C解析：当接线柱1 和 2 入电路时，R1 与电流表并联，并联后等效电阻为原来电流表电阻1/3，量程扩大为原来的 3 倍，每个小格表示的电流应该是 0.06A.A 、B 选项错误；当接线柱 1 和 3 连入电路时，R1 与电流表并联再整体与R2 串联，但串联电阻对电流表量程无影响，每个小格表示的电流仍然是0.06A ，故选项 C 正确.4.（15北京卷）（20 分）真空中放置的平行金属板可以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电.以光照射A 板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出. 假设所有逸出的电子都垂直于A 板向B 板运动， 忽略电子之间的相互作用.保持光照条件不变 ，a 和 b 为接线柱. 已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N ，电子逸出 时的最大动能为 Ekm ，元电荷为 e.( 1 ) 求 A 板和 B 板之间的最大电势差 ，以及将 a 、b 短接时回路中的电流 I 短 ( 2 ) 图示装置可看作直流电源，求其电动势 E 和内阻 r.( 3 ) 在a 和b 之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 U ，外电阻上的消耗电功率设为 P ； 单位时间内到达 B 板的电子，在从A 板运动到 B 板的过程中损失的动能之和设为 ΔEK .请推导证明: P = ΔEK .( 注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明 ) 解析：(1) A 板中逸出的电子累积在 B 板上，在 A 、B 两板间形成由 A 指向 B 的电场.从 A 板后续逸出的电子在向 B 板运动的过程中会受到电场力的阻碍作用而做减速运动.AB 间电压最大值时，从 A 板逸出的最大动能的电子到 B 板时动能恰好为零.根据动能定理 k m m E eU = ① e E U k mm =若将 a 、b 短接，则两板间电势差为零，从 A 板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流Ne t Nte t Q I === ②(2)当外电路断路时，A 、B 两板间电压为该直流电源的电动势.E=Um=e E km③电源内阻r=2k m Ne E I E r ==短 ④证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达 B 板的电子个数为/N ，则回路中电流e N t te N t Q I ///===⑤外电阻上消耗的电功率 P=UI ⑥单位时间内到达 B 板的电子，从 A 板运动到 B 板过程中损失的动能之和为eU N E N E /k /k =∆=∆单个总⑦由⑤⑥⑦式可得，P = ΔEK ⑧5.（15福建卷）（12分）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接.①实验要求滑动变阻器的 滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大.请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A③该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V 、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 W （保留两位小数）答案：：见解析；0.44A ；4 2.25解析：实物图如图所示；由图知电流表量程为0.6A ，所以读数为0.44A ；电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V ，由图知当小电珠电压等于1.5V 时电流约为0.38A ，此时电阻约为Ω==95.3IU R ，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为W R U P 25.215.122===外.6.（15四川卷）（11分）用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有：电流表A 1（量程0～30mA ）；电流表A 2（量程0～100mA ）；电压表V （量程0～6V ）；滑动变阻器R 1（阻值0～5Ω）；滑动变阻器R 2（阻值0～300Ω）；开关S 一个，导线若干条.某同学的实验过程如下：Ⅰ．设计如图3所示的电路图，正确连接电路.Ⅱ．将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录.以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图4所示的图线.Ⅲ．断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤，得到另一条U -I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为（I 0，0），与纵轴U 的交点坐标为（0，U 0）.回答下列问题：①电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ；②由图4的图线，得电源内阻r ＝ Ω；③用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝ ，代入数值可得R x ；④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 ，电压表示数变化范围 .（选填“相同”或“不同”）答案：①A 2 R 2 ②25 ③00I U －r ④相同 不同 解析： 根据题设条件中电池的电动势约为6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用A 2，为了电路正常工作，以及方便调节，多测几组数据，滑动变阻器应选用R 2.②根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r ＝|k |＝|310)2060(5.45.5-⨯--|Ω＝25Ω. ③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：r ′＝r ＋R x ＝|k ′|＝0000--I U ，解得：R x ＝00I U －r④若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，R x 接在B 、C 之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而R x 接在A 、B 之间时，电压表测量的是滑动变阻器与R x 两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同.7.（15安徽卷）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 ．22mv eLB ．e Sn mv 2C ．nev ρD ．SL ev ρ 答案：C解析：根据电流的微观表达式I nesv =、欧姆定律U I R =、电阻定律L R Sρ=及电势差与电场强度的关系U EL =可得金属棒内的电场强度大小E nev ρ=，故答案为C ．8.（15新课标2卷）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V ，内阻约为3000欧），电阻箱R 0(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A ），电源E （电动势6V ，内阻不计），开关两个，导线若干（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整（2）根据设计的电路写出步骤________________________（3）将这种方法测出的电压表内阻记为R 1v 与内阻的真实值Rv 先比R 1v ________. Rv （添“>”“=”或“<”）主要理由是答案：（1）（2）见解析；（3）>；见解析解析：（1）实验电路如图所示（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏，保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，是电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻（3）断开S2，调节电阻箱使电压表呈半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故R V’＞R V。

1.当外电阻R增大时,I减小,内电压减小,路端电压U增大。当外电路断开
时,I=0,U=E。
2.当外电阻R减小时,I增大,内电压增大,路端电压U减小。当电源两端短
路时,外电阻R=0,I= E ,U=0。
r
3.路端电压也可以表示为U=IR= ER Rr
=
1
E
r
,也可以得到路端电压随外
R
电阻增大而增大的结论。
R,η=
P出 P总
= R
R
r
。
(3)电源的最大输出功率
P出=UI=I2R=
(r
E
2
R
)
2
R=
(R
E2R r)2
4
Rr r)2
4r
,由此式可看出,当R=r
时,P出有最大值,即Pm= E2 = E2 。
R
4R 4r
P出与外电阻R的函数关系可用如图所示图像表示,由图像可以看出:
答案 AC
考向二 串联电路和并联电路 电表的改装
改装成电压表
改装成电流表
改装原理 改装后的量程
备注
串联分压 U=Ig(R+Rg)
并联分流
I= R Rg R
Ig
改装后指针偏角大小取决于通过表头的电流大小,而示数则由偏角和量程 共同决定
例2 (2017浙江衢州月考,7)有两个相同的电流表,允许通过的最大电流 (满偏电流)为Ig=1 mA,表头电阻Rg=30 Ω,若改装成一个量程为3 V的电 压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别 ( ) A.串联一个2 990 Ω的电阻和并联一个0.15 Ω的电阻 B.并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.15 Ω的电阻 C.串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻 D.并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻

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。