届一轮复习人教版恒定电流 学案Word文档下载推荐.docx
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注意:
电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。
(4)方向:
电动势虽然是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。
(5)电动势与电势差的比较
电动势
电势差
物理意义
反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况
反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况
定义式
E=W/q
W为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功
U=W/q
W为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功
量度式
E=IR+Ir=U外+U内
U=IR
测量
利用欧姆定律间接测量
利用电压表测量
决定因素
与电源的性质有关
与电源、电路中的用电器有关
特殊情况
当电源断开时,路段电压值=电源的电动势
3.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。
内阻和电动势是电源的重要参数。
二、电源的功率和效率
1.电源的功率
(1)任意电路:
P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
(2)纯电阻电路:
2.电源内部消耗的功率:
3.电源的输出功率
P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
(3)输出功率和外阻的关系
①当R=r时,电源的输出功率最大,为。
②当R>
r时,随着R的增大,输出功率越来越小。
③当R<
r时,随着R的增大,输出功率越来越大。
④当P出<
Pm时,每个输出功率对应两个不同的外电阻R1和R2,且满足R1R2=r2。
⑤输出功率P出与外电阻R的关系图线如图所示。
4.电源的效率
在纯电阻电路中,外电阻R越大,电源的效率η越大。
学
三、闭合电路欧姆定律
1.闭合电路
(1)组成
(2)电源电动势与内、外电压的关系:
E=U内+U外。
2.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
(3)路端电压U与电流I的关系
①关系式:
U=E–Ir。
②U-I图象如图所示。
A.当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势。
B.当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为短路电流。
C.图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
3.路端电压与外电阻的关系
(1)当外电阻R增大时,I减小,内电压减小,路端电压U外增大。
当外电路断开时,I=0,U外+E。
(2)当外电阻R减小时,I增大,内电压增大,路端电压U外减小。
当外电路短路时,外电阻R=0,,U外=0。
4.闭合电路中的功率
(1)电源的总功率:
(2)电源的内耗功率:
P内=I2r=IU内。
(3)电源的输出功率:
(4)电源的U-I图象与电阻的U-I图象的比较
如图所示,甲是电源的U-I图线,乙是电阻的U-I图线,两种图线比较如下:
图象特征
电源的U-I图象
电阻的U-I图象
图象表述物理量的变化关系
电源的路端电压随电路电流的变化关系
通过电阻的电流随电阻两端电压的变化关系
图线与坐标轴的交点
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
过坐标原点,表示电阻两端电压为零时,通过电阻的电流为零
图线上每一点横、纵坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小
图线的斜率
内电阻r的相反数-r
表示电阻大小
电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。
如图,直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。
将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么
A.R接到电源a上,电源的效率较低
B.R接到电源b上,电源的输出功率较大
C.R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源效率较高
D.R接到电源b上,电源的输出功率较小,电源效率较高
【参考答案】C
1.如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象。
将这个电阻R分别接到a,b两电源上,那么
A.R接到b电源上,电源的效率较高
B.R接到b电源上,电源的输出功率较大
C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低
D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高
2.受动画片《四驱兄弟》的影响,越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车,某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示,由图可知下列选项错误的是
A.该电池的电动势=4V
B.该电池的内阻r=1Ω
C.该电池的输出功率为3W时,电路中的电流可能为1A
D.输出功率为3W时,此电源的效率一定为25
【答案】D
【解析】P=EI-I2r,根据数学知识,当时,P最大,此时U内=U外。
由P=4W,I=2A,得到=2V,则E=4V,故A正确。
=1A,故B正确。
当P=3W时,由P=EI–I2r,代入解I1=1A,I2=3A,故C正确。
由C项,η=UI/EI=U/E,当I1=1A时,U=E–I1r=2V,η=50,当I2=3A,U=E–I2r=1V,η=25,故D错误。
3.如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R1和R2的U-I图线,用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1、P2,电源的效率分别为η1、η2,则
A.P1>
P2B.P1<
P2
C.η1>
η2D.η1<
η2
4.如图所示,电路中电源的电动势E恒定,内阻r=2Ω,定值电阻R3=4Ω。
ab段电路消耗的电功率在开关S断开与闭合时相等,电压表和电流表均为理想电表,则以下说法中正确的
A.开关S断开时电压表的示数一定等于S闭合时的示数
B.电阻R1、R2可能分别为4Ω、6Ω
C.电阻R1、R2可能分别为3Ω、9Ω
D.开关S断开与闭合时,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量大小之比与R1、R2无关
【答案】CD
【解析】开关断开时外电路总电阻大于闭合时外电路总电阻,则开关断开时电压表的示数一定大于闭合时的示数,故A错误;
由题,开关S断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则有,将3Ω、9Ω代入方程成立,而将4Ω、6Ω代入方程不成立,故C正确,B错误;
根据闭合电路欧姆定律得,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为,故D正确。
5.如图所示,电源内阻r=1Ω,R1=2Ω,R2=6Ω,灯L上标有“3V1.5W”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1A,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段电阻为多大时,变阻器R3上消耗的功率最大?
最大值为多大?
【答案】
(1)6V
(2)2A(3)2Ω2W
设滑动变阻器的Pb段电阻为R3,R3与RL并联等效电阻
R3L=
由闭合电路欧姆定律,
I=,又U3=IR3L
所以
当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大,且最大值为2W
6.如图所示的电路中,电路消耗的总功率为40W,电阻R1为4Ω;
R2为6Ω,电源的内阻r为0.6Ω,电源的效率为94%,求:
(1)a、b两点间的电压
(2)电源的电动势
(1)4.8V
(2)20V
(2)由电源的总功率等于电路消耗的总功率
则有
解得E=20V
考点2电表改装的原理
一、电表的改装
改装成电压表
改装成电流表
内部电路
改装原理
串联分压
并联分流
改装后的量程
量程扩大的倍数
接入电阻的阻值
改装后的总内阻
校对电路
改装成的电压表
改装成的电流表
二、欧姆表的原理
1.构造:
如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。
欧姆表内部:
电流表、电池、调零电阻串联。
外部:
接被测电阻Rx。
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2.工作原理:
闭合电路的欧姆定律I=。
3.刻度的标定:
红黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。
(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。
(图乙)
(3)当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。
一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6A,面板如图所示,那么它每一小格所对应的电流是_________mA,指针现在的电流示数是_________A。
如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω,要把这个电流表的量程扩大成3A,那么应该在Rg上_________联一个电阻RS,RS的大小应是_________;
连上RS后,测某一电流,指针仍指到如图所示位置,则该电流是_________A,连上RS后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未连上RS前的_________倍。
【参考答案】200.340并15Ω1.75
1.如图所示为欧姆表的原理图,表头内阻为Rg,调零电阻为R,电池的电动势为E,内阻为r,则下列说法中正确的是
A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的
B.接表内电池负极的应是红表笔
C.电阻的“∞”刻度一般在刻度盘的右端
D.调零后刻度盘的中心刻度值是r+Rg+R
【答案】ABD
【解析】其原理为闭合电路欧姆定律,A正确;
接表内负极的是红表笔,故B正确;
欧姆表零刻度线在最右侧,最大刻度线在最左侧,C错误;
调零后刻度盘的中心刻度值是Rg+r+R调零电阻的连入电路部分的阻值,故D正确。
2.实验室有一破损的双量程动圈式电压表,两量程分别是50V和500V,其内部电路如图1所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=49.9Ω,R1=499.9Ω,现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1mA,内阻为60Ω;
表头G2的满偏电流为0.5mA,内阻为100Ω,又有两个定值电阻r1=40Ω,r2=20Ω,若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则:
(1)原表头G满偏电流Ig=__________,内阻rg=__________。
(2)用于修复电压表的器材有:
__________(填器材符号)。
(3)在虚线框中画出修复后的电路:
(1)1mA100Ω
(2)G1r1
(3)如图所示
3.某同学欲将满偏电流Ig=100μA、内阻未知的电流表改