高考物理恒定电流复习提纲与例题训练汇编.docx

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高考物理恒定电流复习提纲与例题训练汇编

第Ⅰ部分:

电流的引入(电流及其产生特点·欧姆定律·电阻的串并联·电阻定律)

一.电流

1.电流:

电流就是电荷的定向移动,其方向就是正电荷移动的方向,一般导体中移动的均为电子

2.形成电流的条件

(1)有能够自由移动的电荷---电子;此任务有导体本身决定

(2)有能使电荷移动的驱动力---电场力;此任务有电源完成

3.电流的强弱:

单位时间内通过导体横截面的电量,即I=Q/t,单位:

安培(A),国际基本单位之一

电流大小的微观形式:

I=nvst具体过程和图形请见导学详细解析

二.电源

1.电源的作用:

(1)在导线两端形成恒稳的电势差(此时导体不是等势体),并在导线中形成恒稳的电场,使电荷(电子)能够发生定向移动,形成电流.

(2)通过非静电力作功,将其他形式的能量转化为电势能,且电源非静电力所作就等于电流所作的功的功(能量的转化及守恒)

2.电动势:

将单位电荷有电源的负极移动到正极过程中,非静电力所做的功,即U=W非/Q.电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量.

注意:

1.在外电路中沿着电流的方向电势逐渐降低(有电压降),在内电路中,沿着电流方向电势逐渐升高(若有内阻.则经过内阻时也有降低,但没有升高的多)

2.电流动的传导速度不等于电荷的移动速度,因为一但电路接通电源,导体中的电势差和电场立即贯穿整个导线产生,各处的电荷立即在电场里作用下移动而产生电流,也就是说电流的传播速度就是电场的传播速度(光速),远大于电荷的运动速度.

3.电荷在电场中运动时,并非一直做匀加速运动,而是由于其他粒子的阻碍作用,这里是电场力与阻力的平衡,而保持一个恒定的速度,从而形成恒定电流.

三.欧姆定律:

1.欧姆定律:

导体通过的电流与加在其两端的电压成正比,与其电阻的大小成反比.即I=U/R

2.伏安特性曲线·及线性元件和非线性元件:

线性元件:

符合欧姆定律的用电元件,例金属电阻,电解质溶液

非线性元件:

不符合欧姆定律的用电元件,例气态导体(日光灯等),半导体

四.电阻的串并联(略)

五.电阻定律:

导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。

R=ρL/S

⑴ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率。

单位是Ωm。

⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。

⑶材料的电阻率与温度有关系:

第Ⅱ部分:

电流作功问题·闭合电路的欧姆定律

一.电流作功及功率:

电流所作功电流的功率

W=UItW=UI

对于纯电阻电路:

W=UIt=U2t/R=I2RtW=UI=U2/R=I2R

即电流所做的功全部转化为热量

二.焦耳定律:

电流在电路中所产生的热量等于:

Q=I2Rt

对于非纯电阻电路(电动机):

      输入的电功率:

P入=UI 产生的热功率:

PQ=I2R

输出的机械能:

P出=P入-PQ  电动机的工作效率:

η=(P出/P入)X100℅

三.闭合电路的欧姆定律:

1.基本公式和关系:

I=E/(R+r)→E=I(R+r)

(1)外电路所消耗的功率或电源的输出功率:

P外=UI;

内电路(内阻)所消耗的功率:

P内=(E-U)I

电源的工作效率:

η=P外/P总=P/EI  将闭合电路的欧姆定律带入η=R/(R+r)

说明当外电路的电阻值越大时,其电源的工作效率越高

(2)P外=UI=ER/(R+r)2  当R=r时,电源的输出功率最大(图象)

2.应用闭合电路的欧姆定律对动态电路的变化进行判定:

先整体后局部的分析方法.

例题如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是

A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮

B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮

C.ΔU1<ΔU2

D.ΔU1>ΔU2

3.闭合电路的U—I图象(路端电压与电流的关系图象)

如图所示,图中横坐标代表电流的大小,纵坐标代表路端电压.图象与纵坐标的截距等于电源的电动势,图象与横坐标的截距等于短路电流,直线的斜率代表电源内阻的大小

 

四.电源电动势和内阻的测量(实验原理如上)

 

第Ⅲ部分:

电表的改装和应用

G表的参量:

满偏电流Ig满偏电压Ug电阻Rg

一.电压表的改装:

串联一个电阻,阻值大小为R=(U-IR)/I

串联的电阻阻值越大,改装之后的电压表量程越大

二.电流表的改装

并联一个电阻,租值大小为R=UgIg/(I总-Ig)

并联的电阻阻值越大,改装之后的电流表量程越大

三.欧姆表的工作原理:

1.构造:

表头G------内阻为Rg、满偏电流Ig

电源E------电动势E、内阻r

调零电阻R-----可变电阻

2.原理:

闭合电路的定律

3.特点

(1)刻度,欧姆表的零刻度在表盘的右端,最大刻度在左端,且分布不均匀

(2)欧姆表有内电源,使用时,电流从黑表笔流出,从红表笔流入

(3)当两个表笔短接时,I=E/(R+r),指针指向最右端的零刻线,当两个表笔断开时,指针指向最左端最大刻度(电流为零),当指针指向中间时,待测电阻RX=R内=R+Rg

4.使用步骤

a.机械调零b.选择倍率c.欧姆调零d.测量e.从新选择倍率f.欧姆调零g测量h.关至off或交流电压最大值

一、选择题

1.关于电阻的说法中,正确的是()

A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻

B.由R=U/I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比

C.将导线拉长一倍接入电路,电阻是原来的二倍;

D.将导线对折后接入电路,电阻是原来的四分之一;

2、如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。

其中V为电压

表(理想电表),定值电阻R=7.0Ω。

在电键未接通时,V的读数为6.0V;

接通电键后,V的读数变为5.6V。

那么,电池组的电动势和内电阻分

别等于()

A.6.0V,0.5ΩB.6.0V,1.25Ω

C.5.6V,1.25ΩD.5.6V,0.5Ω

3.如图所示,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等。

停电时,用欧姆表测得A、B间的电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间的电压为U,进线电流为I,如图所示,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()

A.

B.

C.

D.

4.如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()

A.电灯L更亮,安培表的示数减小

B.电灯L更亮,安培表的示数增大

C.电灯L变暗,安培表的示数减小

D.电灯L变暗,安培表的示数增大

5.如图所示的电路中,当变阻器R3的滑动触头P向a端移动时()

A.电压表示数变大,电流表示数变小

B.电压表示数变小,电流表示数变大

C.电压表示数变大,电流表示数变大

D.电压表示数变小,电流表示数变小

6.如图所示为两个不同闭合电路中的两个不同电源的U-I图象,则下述说法中不正确的是A.电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2

B.电动势E1=E2,内阻rl>r2

C.电动势E1=E2,内阻rl

D.当电源的工作电流变化相同时,电源2的路端电压变化较大

7.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质─髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω·m。

某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()

A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA

8.两个小灯泡的标识分别是L1“6V6W”,L2“6V9W”,把它们分别接在同一直流电源上,L1消耗的功率恰好为6W,则L2消耗的功率为(电源内阻不可忽略)()

A.一定小于9WB.一定等于9W

C.一定大于9WD.条件不足,不能确定

9.随着中国电信业的发展,国产手机在手机市场

上已经占有了相当大的市场份额。

如图所示是

中国科健股份有限公司生产的一块手机电池

外壳上的文字说明,由此可知此电池的电动势

待机状态下平均工作电流分别是()

A.4.2V14.58mAB.4.2V700mA

C.3.7V14.58mAD.3.7V700mA

10.某仪器内部电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)。

当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。

若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是()

A.当汽车加速前进时,甲灯亮

B.当汽车加速前进时,乙灯亮

C.当汽车刹车时,乙灯亮

D.当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮

11.在图中所示的电路中,A、B、C分别表示理想电流表或电

压表,它们的示数以安或伏为单位,当电键S闭合后,A、

B、C三块表的示数分别为1、2、3时,灯L1、L2恰好正常

发光。

已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1,则可判定()

A.A、B、C均为电流表

B.A、B、C均为电压表

C.B为电流表,A、C为电压表

D.B为电压表,A、C为电流表

12.如图所示的电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是()

A.开关处于断开状态,电容C2的电量大于C1的电量

B.开关处于断开状态,电容C1的电量大于C2的电量

C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于C1的电量

D.开关处于接通状态,电容C1的电量大于C2的电量

13.一辆电瓶车,质量为500kg,由内阻不计的蓄电池组向

直流电动机提供24V的电压,当电瓶车在水平地面上

以0.8m/s的速度匀速行驶时,通过电动机的电流为5A,

设车所受的阻力是车重的0.02倍(g=10m/s2),则此电动机的内阻是()

A.4.8ΩB.3.2ΩC.1.6ΩD.0.4Ω

二、填空题

14、有一个电流表,内阻为1000Ω,满度电流为100μA,要把它改装成量程为lmA的电流表,需并联Ω的分流电阻;如果要把它改装为量程10V的电压表,需串联Ω的电阻.

15、在图所示电路中,电阻

.电压

,在a、b间接入一只内阻很大的伏特表,它的示数是V;如在a、b间接入一只内阻很小的安培计,它的示数是A.

16、微型吸尘器的直流电动机D的内阻一定,加在D上的电压为0.3V时,电流为0.3A,D不转动.当加在D上的电压为2.OV时,电流为0.5A,D正常工作.此时电动机内电能转化为热能的电功率W,电能转化为机械能的功率是W.

三.实验题

17.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组U和I的数据:

编号

1

2

3

4

5

6

7

8

U(V)

0.20

0.60

1.00

1.40

1.80

2.20

2.60

3.00

I(A)

0.02

0.06

0.10

0.14

0.17

0.19

0.20

0.20

灯泡发光情况

不亮微亮逐渐变亮正常发光

(1)在下图上画出I-U图象。

(2)从图象上可以看出,当功率逐渐增大时,

灯丝电阻的变化情况是:

__________

(3)这表明导体的电阻随温度升高而___。

18.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:

请回答下列问题(2分/空)

.

(1)在闭合开关之前移为防止电表过载而动滑动变阻器的滑动头P应放在_____处

(2)现备有以下器材:

A.干电池1个B.滑动变阻器(0~50Ω)

C.滑动变阻器(0~1750Ω)D.电压表(0~3V)

E.电压表(0~15V)F.电流表(0~0.6A)

G.电流表(0~3A)

其中滑动变阻器应选____,电流表应选____,电压表应选___。

(填字母代号)

(3)右图是根据实验数据画出的U-I图像。

由此可知这个干电池的电动势E=__V,内电阻r=___Ω。

19、(测欧姆表的内阻及欧姆表内电池的电动势)多用电表的欧姆档是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示:

当选用×100档时,其内电池电动势约3V,内阻约为1.5kΩ。

现要求测量×100档时欧姆表内阻和欧姆表内电池电动势,实验室提供如下器材:

电流表,量程3mA,内阻约600Ω;

电阻箱,最大电阻值9999Ω,阻值最小改变量为1Ω;

电键一个,电线若干。

(1)下面是实验步骤,试填写所缺的③和④。

①检查表针是否停在左端“0”位置,如果没有停在零位置,用小螺丝刀轻轻转动表盘下面的调整定位螺丝,使指针指零;

②将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负

(一)测试笔插孔,把电阻档调到×100位置,把红黑表笔相接触,调整欧姆档的调零旋钮,使指针指在电阻的零刻度位置上;

③______________________________________________________________;

④______________________________________________________________。

(2)求出计算欧姆表内阻和电池电动势的公式(用测得的物理量表示)。

四、计算题

20.(12分)每个太阳能电池的电动势为0.50V,短路电流为0.04A,求该电池的内阻为多少?

现用多个这种太阳能电池串联(已知电源串接后总电动势和内电阻为所有电源的总和)对标称值为“2.0V、0.04W”的灯泡供电,则需要多少个这样的太阳能电池才能使用电器正常工作?

(既要求路瑞电压等于用电器的额定电压)

 

21.(12分)如图所示的电路中,电阻

,电源的电动势E=12V,内电阻r=1Ω,安培表的读数I=0.4A。

求电阻

的阻值和它消耗的电功率。

 

22.(12分)在如图所示的电路中,所用电源电动势E=10V,内电阻r=1.0Ω,电阻R1可调。

现将R1调到3.0Ω后固定。

已知R2=16Ω,R3=

Ω,求:

(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?

(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?

这时A、B间电路消耗的电功率将是多少?

 

23.(12分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω;R4=35Ω;电容器的电容C=100μF,电容器原来不带电,求接通开关S后流过R4的总电量。

 

24.(12分)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。

当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求

(1)电源的内电阻;

(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率。

 

1.某同学设计了一个转向灯电路(题15图),其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源.当S置于位置1时,以下判断正确的是

A.L的功率小于额定功率

B.L1亮,其功率等于额定功率

C.L2亮,其功率等于额定功率

D.含L支路的总功率较另一支路的大

2.一个T型电路如图所示,电路中的电

.另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计。

A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40

B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40

C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V

D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V

3.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2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

4.某实验小组用三只相同的小灯泡,联成如图所示的电路,研究串并联电路特点。

实验中观察到的现象是

Ak2断开,k1与a连接,三只灯泡都熄灭

Bk2断开,k1与b连接,三只灯泡亮度相同

Ck2闭合,k1与a连接,三只灯泡都发光,L1、L2亮度相同

Dk2闭合,k1与b连接,三只灯泡都发光,L3亮度小于L2的亮度

5.一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为

A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2Ω

C.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω

6、在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。

当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。

现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是

A.I1增大,I2不变,U增大

B.I1减小,I2增大,U减小

C.I1增大,I2减小,U增大

D.I1减小,I2不变,U减小

7、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了

A.35.8WB.43.2W

C.48.2WD.76.8W

8.如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为

,电路中的电阻

的阻值都相同。

在电键S处于闭合状态上,若将电键S1由位置1切换到位置2,则()

A.电压表的示数变大

B.电池内部消耗的功率变大

C.电阻

两端的电压变大

D.电池的效率变大

 

9.如图所示,AB、CD为两根平行的相同的均匀电阻丝,EF为另一根电阻丝,其电阻为R,它可以在AB、CD上滑动并保持与AB垂直,EF与AB、CD接触良好.图中电压表为理想电压表.电池的电动势和内阻都不变.B、D与电池两极连接的导线的电阻可忽略.当EF处于图中位置时,电压表的读数为

.已知将EF由图中位置向左移动一段距离

后,电压表的读数变为

.若将EF由图中位置向右移动一段距离

,电压表的读数

是多少?

10如图所示的电路中,电源电动势E=6.00V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ,电容器的电容C=4.7μF.闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端的电压,其稳定值为1.50V.

(1)该电压表的内阻为多大?

(2)由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少?

 

11电动势为E=12V的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。

如果将一电阻与电压表并联,则电压表的读数减小为原来的

,电流表的读数增大为原来的3倍。

求电压表原来的读数。

 

12环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。

某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103kg。

当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50A,电压U=300V。

在此行驶状态下

⑴求驱动电机的输入功率P电;

⑵若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2);

⑶设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。

结合计算结果,简述你对该设想的思考。

已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W,太阳到地球的距离r=1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

13.如图所示,电源电动势

内阻

,电阻

间距

的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度

的匀强磁场。

闭合开关

,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度

沿两板间中线水平射入板间。

设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取

(1)当Rx=29Ω时,电阻

消耗的电功率是多大?

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为

则Rx是多少?

 

14.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm。

电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω。

闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。

若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力。

那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?

此时,电源的输出功率是多大?

(取g=10m/s2)

 

15.材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。

金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:

在0℃时,铜的电阻率为1.7×10–8Ω•m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω•m,附近,在0℃时,.铜的电阻温度系数为3.9×10–3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体,要求其电阻在0℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。

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