恒定电流实验专题复习有答案

【专题五】恒定电流【考情分析】本专题涉及的考点有：欧姆定律，电阻定律，电阻的串并联，电源的电动势和内阻，闭合电路的欧姆定律，电功率、焦耳定律电路部分知识常常融入到电学实验和电磁感应综合问题中考查考生的实验能力及分析综合能力等，在选择题中也有可能会单独命题。

本章涉及的物理概念、物理规律较多，是电学的重要基础。

高考对本章知识的考查重点是电路的分析、计算以及对电压、电流、电阻等物理量的测量。

电路的分析是高考的重点内容。

对基本概念的理解、对基本规律的掌握，都在电路的分析中体现出来。

含容电路分析、电路变化、动态问题分析、电学实验等是物理知识应用与分析能力考查的重点内容。

【知识交汇】一、部分电路欧姆定律1．内容：导体中的电流I跟导体两端电压U成正比，跟它的电阻成反比。

，2．公式：I=3．适用范围：适用于金属导电和电解液导电，对于气体导电不适用。

4．伏安特性曲线：。

图甲中，R1R2，图乙中，R1 R2。

二、电阻及电阻定律1．电阻：导体对电流的阻碍作用，称为电阻。

定义式：R=2．电阻定律：R=3．电阻率：反映材料导电性能的物理量，其特点是随着温度的改变而改变，金属电阻率随温度升高而升高；半导体电阻率随温度升高而减小．三、电功、电功率、焦耳定律1．电功：电流所做的功，实质是电场力所做的功。

W= qU=___（普遍式）。

2．电功率：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值。

P= （普遍式）。

3．焦耳定律：电流通过导体产生的热量，叫电热，Q= ，4．电热功率：产生电热的快慢，计算式P Q= （普遍式）5．两种电路电功和电功率比较（1）纯电阻电路，电功W UIt=，电功率P UI=且电功全部转化为_________，有222U UW Q UIt t I Rt P UIR R======，2I R=．（2）非纯电阻电路，电功W UIt=，电功率P UI=，电热2Q I Rt=，电热功率2P I R=热，电功率__________热功率，即W＞Q，故求电功、电功率只能用W UIt=、P UI=，求电热、电热功只能用Q=__________、P热=_________．甲乙1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比．用公式表示为EI R r=+． （2）实质：因为()E I R r =+，在等式两边同乘以I 即可得到三个功率的关系．对整个电路而言，此表达式本身也说明了能量是守恒的．（3）总电流I 和路端电压U 随外电阻R 的变化规律：当R 增大时，根据/()I E R r =+可知I 减小，根据U E Ir =-可知U _________（视电源E 和r 为不变）；当R →∞（即断路）时，I =0，U =________；当R 减小时，I 增大，U 减小；当R =0（即短路）时，I 短=_________，U=0．2．电源的功率和效率（1）电源的几个功率：①电源的总功率：2________()P I R r ==+总②电源内部消耗的功率：2P I r=内 ③电源的输出功率：_________P P P ==-出总内 （2）电源的效率：100%100%________100%P UP Eη=⨯=⨯=⨯出总3．U －I 图象（1）对电源有：U E Ir =-，如图中a 线． （2）对定值电阻有：U IR =，如图中b 线．（3）图中a 线常用来分析电源_________和_________的测量实验．（4）图中矩形OABD 、OCPD 和ABPC 的“面积”分别表示电源的总功率、________功率和内电阻消耗的功率．4．路端电压（1）定义：外电路两端的电压，即电源的输出电压，公式：U= 。

恒定电流复习题### 恒定电流复习题#### 一、选择题1. 电流的单位是：A. 伏特B. 安培C. 欧姆D. 瓦特2. 欧姆定律描述的是：A. 电压与电流的关系B. 电流与电阻的关系C. 电压与电阻的关系D. 功率与电阻的关系3. 电阻定律中，电阻R与导体材料的电阻率ρ、导体的长度L和横截面积A的关系是：A. R = ρL/AB. R = ρA/LC. R = L/(ρA)D. R = A/(ρL)#### 二、填空题1. 电流通过导体时，导体两端的电压与通过导体的电流的比值称为该导体的__________。

2. 欧姆定律的数学表达式是：V = __________，其中V表示电压，I表示电流，R表示电阻。

3. 串联电路中，总电阻等于各部分电阻之__________，即R_total = R1 + R2 + ... + Rn。

4. 并联电路中，总电阻的倒数等于各部分电阻倒数之__________，即1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn。

#### 三、简答题1. 简述焦耳定律的内容，并说明其在实际应用中的意义。

2. 什么是基尔霍夫电压定律？请解释其在电路分析中的应用。

3. 描述一下串联和并联电路中电流的特点，并解释为什么会出现这样的现象。

#### 四、计算题1. 一个电阻为10Ω的电阻器，通过它的电流为2A，求该电阻器两端的电压。

2. 一个电路由两个电阻R1和R2串联组成，R1=4Ω，R2=6Ω，电源电压为12V，求电路中的总电流。

3. 一个电路由三个电阻R1、R2和R3并联组成，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=12Ω，电源电压为6V，求电路中的总电阻。

#### 五、实验题1. 设计一个实验来验证欧姆定律的正确性。

描述实验步骤、所需器材以及预期结果。

2. 描述如何使用伏安法测量一个未知电阻的阻值，并解释实验中需要注意的事项。

通过以上复习题，可以对恒定电流的基本概念、定律和计算方法有一个全面的回顾和巩固。

题组层级快练(三十五) 实验：测定金属的电阻率一、选择题1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a 和b 所示．(1)由上图读得圆柱体的直径为________ cm ，长度为________ cm.(2)若流经圆柱体的电流为I ，圆柱体两端之间的电压为U ，圆柱体的直径和长度分别为D 、L ，测得D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ＝________． 答案 (1)0.1844 4.240 (2)πD 2U4IL解析 (1)螺旋测微器的读数为1.5 mm ＋34.4×0.01 mm ＝1.844 mm(1.842－1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm ；(2)圆柱体的横截面积为S ＝π(D 2)2，由电阻定律R ＝ρL S 和欧姆定律R ＝U I 可知，ρ＝πD 2U4IL.2．衡水中学课外活动小组的同学们在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根粗细均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量．某同学选用的电学器材如下：电压表(量程15 V ，内阻约90 k Ω)、电流表(量程300 μA ，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(100 Ω，1 A)、电池组(电动势E ＝12 V ，内阻r ＝6 Ω)、开关一个、导线若干． 实验中测量情况如下：安装前他用图乙(a)的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙(b)所示． 测得两电极相距L ＝0.314 m.实验中测得包括0在内的9组电流I 、电压U 的值，在坐标纸上描点如图所示．根据以上材料请回答下面的问题：(1)测量玻璃管内径时，应将图乙(a)游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d＝________mm.(2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至________端(选填M或N)．(3)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)；用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率ρ＝________．(4)该同学在完成实验报告时，通过比较水柱电阻、电表内阻时发现，实验中的电路设计有不妥之处，会引起较大的系统误差，于是他在实验报告中提出了改进意见，并画出了改进后的电路原理图．请在虚线框中画出改进后的实验电路原理图．答案(1)A 30.75 (2)M (3)1.0×105πRd2 4L(4)如图所示解析(1)游标卡尺中的A是用于测内径的，其读数d＝30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm(2)滑动变阻器分压接法时，闭合开关时，分压应为零，即滑片应置于M端．(3)根据图作过原点的直线(使较多的点在直线上或平均分布于直线两侧)，其斜率即为阻值R ＝1.0×105Ω.根据R ＝ρL S ，得ρ＝πRd24L.(4)由于被测电阻阻值较大，故电流表应内接．3．为了测量某待测电阻R x 的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择． 电流表A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)； 电流表A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)； 电压表V 1(量程0－3 V ，内阻很大)； 电压表V 2(量程0－15 V ，内阻很大)； 电源E(电动势约为3 V ，内阻约为0.2 Ω)； 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流1.0 A)； 滑动变阻器R 1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)； 滑动变阻器R 2(0－1 k Ω，允许最大电流0.5 A)； 单刀单掷开关S 一个，导线若干．(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号) (2)请在下面的虚线框内画出测量电阻R x 的实验电路图．(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为U 时，电流表示数为I ，则计算待测电阻阻值的表达式为R x ＝________．答案 (1)A 1 V 1 R 1 (2)见解析图 (3)UI－R 解析 (1)首先选取唯一性器材：电源E(电动势约为3 V ，内阻约为0.2 Ω)，定值电阻R(20 Ω允许最大电流1.0 A)，单刀单掷开关S ，导线．电源电动势约为3 V ，所以电压表选择V 1(量程0－3 V ，内阻很大)；待测电阻R x 的阻值约为30 Ω，流过R x 的最大电流为3 V30 Ω＝0.1 A ＝100 mA ，如果电流表选择A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)；滑动变阻器R 2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R 1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)．(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻R x 的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50 mA ，应给待测电阻串联一个定值电阻R ，起保护作用．实验原理图如图所示． (3)根据欧姆定律可得R x ＝UI－R.4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a 、b 、c 、d 是四种金属丝．①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．____________________________；②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a 、b 、c 分别为下表中编号为A 、B 、C 的金属丝，则金属丝d 应为下表中的________(用表中编号D 、E 、F 表示)．(2) ①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L ＝80.00 cm ，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，则金属丝的直径d 为________；②按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I 、U 数据描在如图丁所示的坐标系上．由图可求得金属丝的电阻R ＝________Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．答案 (1)①不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比 ②E (2)①1.600 mm ②0.52 1.3×10－6解析 (1)①串联电路的电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小．②探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A 、B 、C 的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d 应选表中的E. (2)①由题图乙示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm ＋10.0×0.01 mm＝1.600 mm ； ②根据坐标系内的点作出图像如图所示．由图像可知，电阻阻值为R ＝U I ＝0.30.58 Ω≈0.52 Ω；由R ＝ρlS＝ρl π（d 2）2可得，电阻率ρ＝πRd 24l ＝3.14×0.52×（1.600×10－3）24×0.800 Ω·m ≈1.3×10－6Ω·m.5．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和(b)所示，长度为________ cm ，直径为________ mm.(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下．①将滑动变阻器R 1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0.②将电阻箱R 2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S 2拨向接点2；保持R 1不变，调节R 2，使电流表示数仍为I 0，此时R 2阻值为1 280 Ω. (3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω. 答案 (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280 解析 (1)长度l ＝5.0 cm ＋1×110mm ＝5.01 cm ； 直径d ＝5 mm ＋31.5×0.550mm ＝5.315 mm. (2)①为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处．②为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大． (3)将S 1闭合，S 2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．当S 2拨向2时，其等效电路图如图乙所示． 由闭合电路欧姆定律，知I ＝ER 1＋R ＋r当I 相同均为I 0时，R 2＝R 圆柱体 所以R 圆柱体＝1 280 Ω6．现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下： 标准电流表A 1(量程250 mA ，内阻r 1＝5 Ω)； 电流表A 2(量程300 mA ，内阻r 2约为5 Ω)； 待测电阻R 1(阻值约为100 Ω)； 滑动变阻器R 2(最大阻值10 Ω)；电源E(电动势约为6 V ，内阻r 约为1 Ω)； 单刀单掷开关，导线若干．(1)要求方法简捷，并能测量多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号． (2)实验中，需要直接测量的物理量有________，用测得的量表示待测电阻R 1的阻值R 1＝________．答案 (1)实验电路原理图见解析图 (2)两电流表A 1、A 2的读数I 1、I 2I 1I 2－I 1r 1【解析】(1)由于A1的内阻已知，可当做电压表来用；又给了另一个电流表A2，可结合两电流表示数之差，利用欧姆定律测R1的阻值；题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；电路图如图所示：(2)实验中，测出两电流表A1、A2的读数I1、I2之后，则(I2－I1)R1＝I1r1，所以R1＝I1r1I2－I1. 7．(2016·课标全国Ⅱ)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)． A ．10 μA B ．250 μA C ．500 μAD ．1 mA答案 (1)R 1 (2)连线如下图所示 (3)2 520 (4)D解析 (1)实验原理类比于半偏法测电表内阻，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选R 1.(3)近似认为电压表所在电路的总电压不变，2R V ＝2.5－2R ，则R V ＝4R ＝2 520 Ω. (4)由欧姆定律可知，I 满＝U 满R V ＝ 2.52 520mA ≈1 mA.。

专题12 恒定电流1. （2019高考安徽理综第19题）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，○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，，则R x 的阻值为 A.102l R l B.1012l R l l + C.201l R l D.2012l R l l + 答案：C 解析:根据电阻定律有12M N R l R l =，当电表无读数时，有0M N X R R R R =,解得201x l R R l =，选项C 正确 2．（2013高考上海物理第12题）在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上，只要有开关处于断开状态，报警灯就发光.能实现此功能的电路是答案：B解析：能实现此功能的电路是与门电路，选项B 正确.3.(2013高考江苏物理第4题)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（A ）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 增大越明显答案：C解析：根据题述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，R M 变小，且R 越大，U 增大越明显，选项C 正确.4．（2013高考上海物理第24题）如图，电路中三个电阻R l 、R 2和R 3的阻值分别为R 、2R 和4R .当电键S 1断开、S 2闭合时，电源输出功率为P 0；当S 1闭合、S 2断开时，电源输出功率也为P 0.则电源电动势为＿＿＿＿；当S 1、S 2都断开时，电源的总功率为＿＿＿＿.答案：032P R 0.3 P 0.解析：当电键S 1断开、S 2闭合时，电路中电流I 1=E/(R+r)，P 0=I 12R=E 2 R /(R+r)2..当S 1闭合、S 2断开时，电路中电流I 2=E/ (4R+r)，P 0=I 224R=E 24R/(4R+r)2..联立解得：r=R/2，.当S 1、S 2都断开时，电路中电流I 3，电源的总功率为P=EI 3=0.3 P 0.。