高考物理大一轮复习第七章恒定电流实验测定电池的电动势和内阻学案

(1)用如图5所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变 阻器，发现电压表变化不明显，原因是电__池__内__阻__太__小___，
从而影响测量值的精确性.
图5
解析 采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值 较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，其原因是新电池的内阻很小， 内电路的电压降很小.
①请在图12中描绘出(IR)－I图线； 答案 见解析图
图12
解析 答案
②根据图线可求得电池的电动势E＝_1_._5_4_(_1_.5_3_～__1_._5_6_均__可__) _V，内阻是 _2_._1_0_(1_._8_0_～__2_.3_0_均__可__)__Ω.(计算结果均保留三位有效数字)
B.I短测<I短真. C.因为r测＝I短E测 ，所以r测>r真，r测为r真和
RA的串联值，由于通常情况下电池的内
阻较小，所以这时的测量误差非常大.
图4
研透命题点
命题点一 实验原理的理解和应用
基础考点 自主悟透
例1 (2017·如东高级中学四校联考)在“测电池的电动
势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池.
解析 答案
(2)为了提高实验的精确度，采用如图6所示电路，提供器材：
A.量程3 V和15 V的双量程电压表V
B.量程0.6 A和3 A的双量程电流表A
C.定值电阻R0(R0＝1.5 Ω)
D.滑动变阻器R1(0～10 Ω)
E.滑动变阻器R2(0～200 Ω)
F.开关S和一些导线.
图6
①上图电路中，加接电阻R0有两方面的作用：一是方便实验操作和数据 测量；二是_保__护__电__路__中__电__源__和__电__流__表__的__安__全___.

教学资料范本2020高考物理一轮复习第七章恒定电流学案-精装版编辑：__________________时间：__________________【精选】20xx最新高考物理一轮复习第七章恒定电流学案第1节电流__电阻__电功__电功率(1)由R ＝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 ＝，可知I 与q 成正比.(×)(3)由ρ＝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 ＝t ＝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.突破点(一) 电流的理解及其三个表达式的应用[题点全练]所示的电解液接入电路后，在t s 内有n1个一价正 1.如图液内截面S ，有n2个二价负离子通过溶液内截面离子通过溶电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是S ，设e 为元( )A ．当n1＝n2时，电流大小为零2n2＋n1e t＝I ，电流B 指向A ．电流方向由B2n2－n1e t＝I ，电流A 指向B 时，电流方向由n2＜n1．当C n1－2n2et＝I ，电流B 指向A 时，电流方向由n2＞n1．当D解析：选B 由题意可知，流过溶液截面的电量q ＝(n1＋2n2)e ；则电流I＝；当n1＝n2时，电流大小不为零，故B 正确，A 、C 、D 错误.2．(20xx·威海模拟)一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其电阻率为ρ.棒内单位体积内的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为( )UneρD.C. B. A. 解析：选 A 根据电阻定律有：R ＝ρ；则由欧姆定律可知，电流为：I ＝＝；再根据I ＝nevS 可得：v ＝＝；故A 正确，B 、C 、D 错误.[题后悟通]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qt＝I 一切电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量qt 的大I 反映了小，但不能说I ∝1t∝I ，q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U R＝I 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，I1R∝I U ∝突破点(二) 电阻、电阻定律的理解与应用1．电阻与电阻率的区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏.(2)导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小.(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.2．电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式R＝ρlSR＝UI区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)[典例] [多选](20xx·江苏启东模拟)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U0，则( )A．通过导线的电流为I08B．通过导线的电流为I016C．导线中自由电子定向移动的速率为v4D．导线中自由电子定向移动的速率为v2[思路点拨]本题应根据电阻定律R＝ρ，结合欧姆定律I＝和电流的微观表达式I＝neSv 进行分析.[解析] 将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的，其长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρ分析可知，电阻变为原来的16倍，又电压变为2U0，根据欧姆定律I＝可知，电流变为，A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流变为原来的，横截面积变为原来的，则自由电子定向移动的平均速率变为，C错误，D正确.[答案] AD[方法规律] 导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变.(2)导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比.(3)在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρ求解.[集训冲关]1.(20xx·镇江模拟)有两个同种材料制成的导为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体体，两导体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则( ) A．从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB．从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1∶1 C．若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a∶b D．若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2解析：选B 从图示方向看，根据电阻定律可知，R1＝＝，R2＝＝，故两电阻相等，比值为1∶1，故A错误，B正确.若电流竖直向下，则根据电阻定律有：R1＝，R2＝，故R1∶R2＝b2∶a2，故C、D错误. 2．两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( )B．1∶8A．1∶4D．16∶1C．1∶16解析：选C 对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I1＝，I2＝＝，由I＝可知，在相同时间内，电荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16.突破点(三) 伏安特性曲线的理解及应用1．定义：用纵坐标表示电流I 、横坐标表示电压U ，画出的I­U 图像.2．图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻.3．应用：I­U 图像中图线上某点与O 点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小.4．两类图线(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a 、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的.(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c 、d)是曲线，表明它的电阻是变化的.[典例] [多选](20xx·常州模拟)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，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( ) A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大U1I2＝R 点，小灯泡的电阻为P ．对应B U1I2－I1＝R 点，小灯泡的电阻为P ．对应CD ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积大小[解析] I­U 图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A 正确；对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝≠，B 正确，C 错误；对应P 点，小灯泡的功率为P ＝I2U1，此值恰为图中矩形PQOM 所围面积的大小，D 正确.[答案] ABD[易错提醒](1)伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数.(2)无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R＝计算.[集训冲关]1.(20xx·镇江模拟)如图所示，a、b分别表示制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特由相同材料列判断中正确的是( )性曲线，下表的电阻丝较粗A．a代B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比解析：选B 图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，C错误；由R＝ρ知a 的横截面积较小，A错误，B正确；由图像知导体的电阻与电压无关，D错误.选]某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一 2.[多将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所次实验中，化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交加电压U变点.则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是( ) A．图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C．图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等解析：选BD 小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流增大，阻值也随着增大，所以图中b是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知，热敏电着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a是阻的温度随伏安特性曲线，故A错误，B正确；两图线的交点热敏电阻的M ，表示此状态两元件的电压和电流相同，由欧姆定律可知此时两者阻值相同，功率也相同，故C 错误，D 正确.3.[多选]我国已经于20xx 年10月1日起禁止销售100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图像上A 点与原点的连线与横轴成α角，A 点的切线与横轴成β角，则( )A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan βC ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U0I0U0I0点，白炽灯的电阻可表示为A ．在D解析：选CD 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A 错误；在A 点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为tan β或tan α，故B 错误，D 正确；在A 点，白炽灯的功率可表示为U0I0，C 正确.突破点(四) 电功、电功率及焦耳定律纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路 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 ＝U2RtW ＝QW ＝UIt ，Q ＝I 2RtW >Q电功率与热功率P 电＝UI ，P 热＝I 2R ＝U2R，P 电＝P 热P 电＝UI ，P 热＝I 2R ，P 电>P热[典例] 有一小型直流电动机，把它接入U1＝0.3 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1＝0.6 A ；若把电动机接入U2＝3.0 V 的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A ，求：(1)电动机正常工作时的输出功率是多少？(2)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？[思路点拨](1)当电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律求其内电阻.(2)当电动机正常工作时，转子突然被卡住，其电流不等于I2＝1.0 A，此时发热功率由P＝计算.[解析] (1)当U1＝0.3 V，I1＝0.6 A时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为r＝＝0.5 Ω.当U2＝3.0 V，I2＝1.0 A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则电动机的输出功率为P出＝U2I2－I22r＝2.5 W.(2)当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为P热＝＝18 W.[答案] (1)2.5 W (2)18 W[方法规律](1)在任何电路中，P电＝UI、P热＝I2R、W＝UIt、Q＝I2Rt都适用.(2)处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”找等量关系求解.(3)在非纯电阻电路中，t既不表示电功也不表示电热，是没有意义的.[集训冲关]所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是 1.如图机.P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动直流电动合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流机的轴上.闭表和电压表的示数分别是I＝5.0 A和U＝110 V，重物P上升的速度v＝0.70 m/s.已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m＝45 kg.下列说法正确的是( )A．电动机消耗的电功率为550 WB．细绳对重物做功的机械功率为325 WC．电动机输出的功率为400 WD．电动机线圈的电阻为5 Ω解析：选A 根据电功率关系式有：P电＝UI＝5×110 W＝550 W，故电动机消耗的功率为550 W，故A正确；以物体为研究对象，由于物体匀速上升，有：F－mg＝0①②P＝Fv联解①②，代入数据得：P＝315 W；故细绳对重物做功的机械功率为315 W，故B错误；电动机输出的功率P机＝＝＝450 W，故C错误；根据功能关系有：③P电＝P机＋P热④P热＝I2R联解③④，代入数据得：R＝4 Ω，故D错误.2.(20xx·启东期末)如图所示，M为电动机，N电炉子的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，为电炉子，12 V.当S1闭合、S2断开时，电流表A示数为I1；恒定电压U＝当S1、S2同时闭合时，电流表A示数为I2＝5 A；求：(1)I1示数及电炉子发热功率各多大？(2)电动机的输出功率是多少？解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I＝得：I1＝＝＝3 A，其发热功率为：PR＝UI1＝12×3 W＝36 W.(2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：I3＝I2－I1＝2 A，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3＝P＋I32r，代入数据解得：P＝20 W.答案：(1)3 A 36 W (2)20 W生活中的用电器生活中，人们在家中会使用很多用电器，如电饭锅、空调、冰箱、电风扇、电吹风等，这些用电器有的可以视为纯电阻，有的则不是纯电阻，请结合以下各题自主领悟：1．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是( )A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：选C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min 内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.2．为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在220 V 的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响.则( )A．如果将电热水壶接在110 V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断B．如果将电热水壶接在110 V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断C．如果将电热水壶接在55 V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断D．如果将电热水壶接在55 V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断解析：选D 根据公式Q＝t可知，煮沸一壶水所需的热量为Q＝t0，当电压变为原来的时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t0，A、B错误；当电压变为原来的时，时间要变为原来的16倍，即16t0，C错误，D正确.3．[多选]下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA．电动机的输入功率为576 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N解析：选AD 电动机的输入功率为P入＝UI＝48×12 W＝576 W，A正确；电动机的发热功率为Q＝I2r＝P入－P出，代入数据解得：r＝1.6 Ω，B错误；由v大＝20 km/h＝ m/s，根据P出＝Fv大解得F＝63 N，且当该车速度最大时，F ＝f＝63 N，故C错误，D正确.分析生活中的用电器问题的两条思路1．了解用电器的结构，含有电动机且正常工作的为非纯电阻；不含电动机或含电动机但电动机不转的则为纯电阻. 2．从能量转化角度来区分，如消耗的电能全部转化为电热则为纯电阻；如消耗的电能有一部分转化为其他能量，则为非纯电阻.对点训练：电流的理解及其三个表达式的应用1.(20xx·无锡检测)如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是( ) A．当n1＝n2时电流强度为零B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝n1－n2etC．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝n2－n1etD．电流方向从A→B，电流强度I＝n2＋n1et解析：选D 电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，电流I＝＝.2．[多选](20xx·扬州检测)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是( )A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析：选BD 设正方形的边长为L、厚度为d，则I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I ＝，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确.由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v 小，C错误，D正确.3．[多选](20xx·大庆实验中学期中)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小解析：选AB 环转动一周的时间为t＝；一周内通过某一截面的电量为Q；则电流为I＝＝＝；由以上公式可得：若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，A正确；若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，B正确；若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，C、D错误.对点训练：电阻、电阻定律的理解与应用4.[多选]如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的R­I图像.现将甲、乙串联后接入电路中，则( )A．甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小B．甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大C．在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少D．甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小解析：选BC 将甲、乙串联接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率，B正确；由I＝知甲两端的电压比乙大，A错误；根据Q＝I2Rt，知乙产生的焦耳热少，C正确；由P＝I2R知甲消耗的电功率比乙大，D错误.5．(20xx·苏州联考)两根材料相同的均匀导线X和Y，X 长为L，Y长为2L，串联在电路中，沿导线长度方向电势φ变化如图所示，则两导线的横截面积之比为( )A．2∶3B．1∶3C．1∶2 D．3∶1解析：选B 由题图可知导线X和Y两端的电压之比为＝＝，其电流相同，则电阻之比＝＝，由R＝ρ可得＝，B正确.6.如图所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2.当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1∶R2为( )A．L1∶L2 B．L2∶L1C．L12∶L22 D．L22∶L12解析：选 C 设电阻板厚度为h，由电阻定律有R1＝ρ，R2＝ρ，所以R1∶R2＝L12∶L22，故C正确.对点训练：伏安特性曲线的理解及应用7．[多选](20xx·苏州五校联考)如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是( )A．电阻A的电阻值随电流的增大而增大，电阻B阻值不变B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻BC．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻BD．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B解析：选AB 由题图可知，电阻B的斜率不变，电阻A的斜率在逐渐增大，而在U­I图像中，图像的斜率表示电阻值大小，故A正确；两图线的交点处，电流和电压均为U1和I1，由欧姆定律知，两电阻的大小相等，故B正确，C、D错误.8.[多选](20xx·南京期末)两电阻R1和R2的伏安特性曲线如图所示.从图线可判断( )A．两电阻阻值的关系是R1>R2B．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R1的电流强度较大D．两电阻串联接入电路时，R1消耗的功率小解析：选CD 图像的斜率k＝＝，即图像的斜率越大，电阻越小，故有R1<R2，A错误；根据图像可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B错误；从图像中可得电压相同时，通过电阻R1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＝I2R可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D 正确.9.某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )A．B点的电阻为12 ΩB．B点的电阻为40 ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω解析：选B A点电阻RA＝Ω＝30 Ω，B点电阻RB＝Ω＝40 Ω，故A 错误、B正确.ΔR＝RB－RA＝10 Ω，故C、D错误.对点训练：电功、电功率及焦耳定律10．下图中的四个图像中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是( )解析：选C 白炽灯泡为纯电阻，其电功率P＝，但随着电压和灯泡工作时间的增加，灯丝电阻会增大，P­U2图像会向下弯曲，故C正确.11.(20xx·无锡调研)如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风，下列说法正确的是( ) A．电热丝的电阻为55 ΩB．电动机线圈的电阻为ΩC．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J解析：选A 电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P＝1 000 W－120 W＝880 W，对电热丝，由P＝可得电热丝的电阻为R＝＝Ω＝55 Ω，选项A正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880 J，选项C错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J，选项D错误.12．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 J B．3 V 3.6 JC．6 V 1.8 J D．6 V 3.6 J解析：选D 根据W＝qU，可知通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗电能为0.9 J时，电阻两端的电压U＝3 V，在相同时间内通过0.6 C的电荷量，则电流变为原来的2倍.根据I＝知，电压也变为原来的2倍，即U′＝2U＝6 V，则W′＝q′U′＝3.6 J，故D正确.考点综合训练13．[多选]如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等，则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系正确的是( )A．U甲>U乙B．U甲＝4U乙C．R甲＝4R乙 D．R甲＝2R乙解析：选AC 设灯泡正常工作时电压为U，电流为I，则U甲I＝U乙×2I，则U甲＝2U乙，A正确，B错误；根据I2R甲＝(2I)2R乙得R甲＝4R乙，C正确，D错误.14．(20xx·无锡模拟)燃油车退出已提上日程，不久的将来，新能源车将全面替代燃油车.某景区电动车载满游客时总质量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面匀速行驶，驱动电机的输入电流I＝20 A，输入电压U＝400 V，电动车行驶时所受阻力为车重的，g取10 m/s2，不计电机内部摩擦，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)电动车行驶时输出的机械功率；(3)驱动电机的内阻.解析：(1)驱动电动机的输入功率：P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W.(2)电动车行驶时所受阻力：f＝mg＝1.75×103 N；电动车匀速行驶时：F＝f，电动车行驶时输出的机械功率：P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W.(3)驱动电机内阻的发热功率：P热＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W，根据P热＝I2r，有：r＝＝Ω＝2.5 Ω.答案：(1)8 000 W (2)7×103 W(3)2.5 Ω15．电动自行车因其价格相对于摩托车低廉，而且污染小，受到群众喜爱，某电动车铭牌如下表所示.取g＝10 m/s2，试求：规格后轮驱动直流永磁电机车型：20″电动自行车电机输出功率：175 W电源输出电压：≥36V 额定工作电压/电流：36V/5 A整车质量：40 kg最大载重量：120 kg(1)求此车所装电动机的线圈电阻；(2)求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率；(3)一个60 kg的人骑着此车，如果电动自行车所受阻力为人和车重的0.02倍，求电动自行车在平直公路上行驶的最大速度.解析：(1)由表格可知：电机输出功率为P出＝175 W，电源的输出电压为U ＝36 V，电流为I＝5 A，设内阻为R，则根据能量守恒定律得：UI－I2R＝P出，代入数据解得：R＝0.2 Ω.(2)电动机的总功率为：P总＝UI＝36×5 W＝180 W，电机输出功率为：P出＝175 W，所以电动机的效率为：η＝×100%＝×100%＝97.2%.(3)一个60 kg的人骑着此车，车和人的总的质量为100 kg，此时电动自行车所受阻力为：f＝0.02mg＝0.02×100×10 N＝20 N，行驶的最大速度是：vm＝＝＝ m/s＝8.75 m/s.答案：(1)0.2 Ω(2)97.2% (3)8.75 m/s。

实 验 中 电 压 表 应 选 用 ________ ； 滑 动 变 阻 器 应 选 用
________(选填相应器材前的字母)．
(3)某位同学记录的 6组数据如下表所示 ，其中5组数据的 对应点已经标在图 2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应 点，并画出U-I图象. 1 2 3 4 5 6 序号 电压U/流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
2．伏阻法：用一个电压表和电阻箱测量，电路如图乙所 U1 U2 示，测量原理为：E＝ r，E＝U2＋ r 由此可求出 r 和 E，此 R1 R2 种方法测得的电动势和内阻均偏小．
3．粗测法：用一只电压表粗测电动势，直接将电压表接在电 ERV 源两端，所测值近似认为是电源电动势，此时 U＝ ≈E，需 RV＋r 满足 RV≫r. 4．双伏法：用两个电压表可测得电源的电动势，电路如图所 示．测量方法为：断开 S，测得 V1、V2 的示数分别为 U1、U2，此 U1 时，E＝U1＋U2＋ r，RV 为 V1 的内阻；再闭合 S，V1 的示数为 RV U′1 U′1，此时 E＝U′1＋ r，解方程组可求得 E 和 r. RV
实验九 测定电源的电动势和内阻
夯实· 必备知识
夯实· 必备知识
一、注意事项 1． 可选用旧电池： 为了使电路的路端电压变化明显，电 池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池．
2．电流不要过大，读数要快： 干电池在大电流放电时，
电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超 过0.3 A，短时间放电不宜超过0.5 A，因此，实验中不要将I调 得过大，读电表要快，每次读完立即断电．
答案：(1)A (2)0.75 Ω
(3)0.22 Ω

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四、数据处理 方法1:列方程组。 方法2:用U-I图象(请见【实验原理】)。 五、注意事项 1.使用内阻大些(用过一段时间)的干电池,在实验中不要将I调得 过大,每次读完U、I读数立即断电,以免干电池在大电流放电时严 重极化,导致E、r明显变化。 2.在画U-I图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分 布在直线的两侧,而不要顾及个别离开较远的点,以减少偶然误差。
甲
乙
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1 2
(3)该同学利用正确的电路测得多组电流、电压值,并根据实验数 据得到如图丙所示的U-I图线,由此可知该电池的电动势 E=1.46(1.45~1.47)V;内阻r=0.78(0.77~0.79) Ω。(均保留两位小数)
丙
-13考点一 考点二
考点一
实验原理和电路的选择
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实验步骤 二、读取 I、U 数据 1.调节滑动变阻器的阻值,闭 合开关,读取一组电流表和电 压表的读数 2.改变滑动变阻器的阻值,闭 合开关,读取电流表和电压表 读数,共测 8~10 组 三、拆除电路,仪器复原
操作规范 1.(1)滑动变阻器的阻值由大到小 变化,使电路中电流从小到大平稳 地改变,适时地读取 I、U 读数 (2)电流表和电压表读数正确,有 估读 (3)必要时要及时改变电表量程 2.每次实验后,都要及时断开电源
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3.干电池内阻较小时,路端电压U的变化也较小,这时,在画U-I图 线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰 当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线和横轴的交点不再 是短路电流,不过图线在纵轴上截距值仍等于电动势,直线斜率的 绝对值还是电源的内阻,在直线上任取两个相距较远的点,由 Δ������=r Δ������ 求内阻值r。