恒定电流 高考高水平.docx

1、恒定电流 高考高水平第七章 恒定电流1、部分电路欧姆定律 电阻定律题型1 电阻定律的应用【例1】一条粗细均匀的电阻丝电阻为R,其横截面直径为d,若将它拉制成直径为的均匀细电阻丝,其电阻变为原来的多少?题型2 伏安特性曲线的应用【例2】如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）.（1）若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12 V的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.（2）如右图所示,将两个这样的电灯并联后再与10的定值电阻串联,接在电动势为8 V的电源

2、上,求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻.题型3 电流【例3】.如图所示,来自质子源的质子（初速度为零）,经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.6010-19 C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为 个.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1n2= .1.如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm.当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D接入同一电路中,则电流为 （ ）A.4 A

3、B.2 A C. A D. A2.在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列关于电路中的灯泡的判断,正确的是 （ ）A.灯泡L1的电阻为12 B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2 倍C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W3. “氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含量,其装置如图所示,在氢火焰的作用下,有机物的分子电离为一价正离子和自由电子,而无机物的分子不会电离.设单位时间内有n摩尔被检测气体进入检测器,调节滑动变

4、阻器,使得电流表的示数逐渐变大,直到最大值I,求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K是多少?（阿伏加德罗常数为NA,电子的电荷量为e）（09年全国卷24）.(15分) 材料的电阻率随温度变化的规律为0(1+at),其中称为电阻温度系数，0是材料在t=0 时的电阻率.在一定的温度范围内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1.710 8 m,碳的电阻率为3.510 -5m,附近，在0 时，.铜的电阻温度系

5、数为3.910 3 -1,碳的电阻温度系数为-5.010-4-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m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)。2、串并联电路 焦耳定律题型1 恒定电路中电势的确定方法【例1】如图所示的电路中,R1=3 k,R2=2 k,R3=1.5 k,R4=1 k,R5=2 k,b处接地,干路电流I=9 mA.（1）当S断开时,c、d处电势各为多少?（2）当S闭合时,通过R1的电流I1=4 mA,干路电流I不变,则通过R2、R3、R4的电流各为多少?c点的电势为多少?题型2 电路故障分析【例2】如图所示,电源电动

6、势为6 V,当开关接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6 V,Uab=6 V,由此可以断定 （ ）A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了 C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路1.在如图所示的电路中,电源电压不变.闭合电键K后,灯L1、L2都发光.一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是（ ）A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路2.家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关,使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度.如图所示是电熨斗的电路图.旋转多挡开关可以改变

7、1、2、3、4之间的连接情况.现将开关置于温度最高挡,这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个 ( )3.一辆典型的电动车蓄电池贮存了4.5107 J的有效电能,若车辆自重2 t,装有1 t的货物,行驶时所要克服的所有阻力是车与货总重的0.02倍,电动车辆总工作效率为80%,试计算这台电动车辆行驶的有效距离最多是多少?（g取 10 m/s2）.若电动车辆蓄电池的总电动势为24 V,工作时的电流强度为20 A,工作时能量全部损失在控制电流大小的电阻上及在电池和电动机内转化为内能上,由于机械摩擦的损失忽略不计,则控制电阻、电池和电动机的总内阻是多大?电动车辆能匀速行驶的速度是多大?电动车辆

8、加速行驶的方法是什么?3、闭合电路的欧题型1 电路动态分析问题【例1】如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动头P向b移动时,电流表A1、A2和电压表V1、V2的读数如何变化?题型2 含电容器电路问题【例2】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=40 cm.电源电动势E=24 V,内阻r=1,电阻R=15.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=4 m/s竖直向上射入板间.若小球电荷量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,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,电源的输出功率多大?题型3 闭合

9、电路欧姆定律【例3】如图所示,是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线,则正确的是（ ）A.当I1=I2时,电源总功率P1=P2 B.当I1=I2时,外电阻R1=R2C.当U1=U2时,电源输出功率P出1P出2 D.当U1=U2时,内电阻消耗的功率P内1P内21.如图所示,电路中电源的电动势为E、内电阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向左滑动时,小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是（ ）A.L1灯变亮,L2灯变暗,L3灯变亮 B.L1灯变暗,L2灯变亮,L3灯变暗C.L1、L2两灯都变亮,L3灯变暗 D.L1、L2两灯都变暗,L3灯变亮2.如图

10、所示电路中,电源内阻不计,三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压,开始时只有S1闭合.当S2也闭合后,下列说法正确的是（ ）A.灯泡L1变亮 B.灯泡L2变亮C.电容器C的带电荷量将增加 D.闭合S2的瞬间流过电流表的电流方向自右向左3.如图所示,电动势为E,内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、R3、平行板电容器及电流表 组成闭合电路,当滑动变阻器R1触头向左移动时,则A.电流表读数减小 B.电容器电荷量增加C.R1两端的电压减小 D.R2消耗的功率增大4.如图所示,电阻R3=4,电表为理想表.开始时R1、R2、R3中都有电流通过,电压表示数为2 V,

11、电流表示数为0.75 A,后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2 V,电流表示数为0.8 A.（1）哪个电阻断路？ （2）求电阻R1、R2的阻值各为多少？（3）电源的电动势和内阻各为多少？2010安徽18如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小（09年全国

12、卷）17. 图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为4、闭合电路欧姆定律应用特例题型1 与功率有关的极值问题【例1】在图所示电路中,直流发电机E=250 V,内阻r=3,R1=R2=1,电热器组中共装有50个完全相同的电热器,每个电热器规格为“200 V,1 000 W”,其他电阻不计,不考虑电热器电阻随温度的变化.问:（1）接通几个电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?（2）接通几个电热器时,发电机输出功率最大?（3）接通几个电热器时,电热器组加热物体最快?题型2 等效电源的应用【例2】如图所示,电源的电

13、动势、内阻未知,R1、R2的阻值也未知.当在a、b间接入不同的电阻时,电流表有不同的示数,如下表所示,请完成此表格.题型3 图象信息问题【例3】如右图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串联组成,合上开关S,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化由下图甲、乙、丙三个图给出,电表、导线对电路的影响不计.求:（1）组成电源的串联电池的个数.（2）变阻器总阻值.（3）将甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标补齐.（甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线）1.如图所示的电路中,电池的电动势

14、为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同.在电键S处于闭合状态下,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R2两端的电压变大 D.电池的效率变大2.我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”.有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用.某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面的实验：（1）该同学设计了如图（a）所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图（b）所示的U-I图象.由图象可知：新电池：电动势E1= V；电阻r

15、1= ；旧电池：电动势E2= V；电阻r2= .（2）计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率.（手电筒的小灯泡上标有“3 V，2 W”）（3）计算（2）小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少?（4）你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理，简述理由. 3.如图甲所示电路,当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示,不考虑电表对电路的影响.（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图象应分别为UI图象中哪一条直线?（2）定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少? （3）试求出电源的电动势和内阻.（4）变阻器滑动片从一

16、端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?电流表和电压表、伏安法测电阻要点一 电流表与电压表的改装和使用1.如图甲是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“+”和“-0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是 A,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A;当使用电流表的“+”和“-3”两接线柱时,对应刻度盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A.图乙为学生实验用的两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过 V,每小格表示 V,图中指针示数 V;若使用的是较大量程时,则表盘刻度每小格表示 V,图中指针示数 V.题型1 测量电路的选择问题【例1】用伏安法测电

17、阻,可采用图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000,电流表内阻为0.5.（1）当测量100左右的电阻时,宜采用 电路.（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为 ,真实值为 题型2 滑动变阻器接法的选择【例2】用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验,备有器材规格如下:待测电阻Rx（约100） 直流毫安表（量程010 mA,内阻50）直流电压表（量程03 V,内阻5 k） 直流电源（输出电压4 V,允许最大电流1 A）滑动变阻器（阻值范围015,允许最大电流1 A） 电键1个,导线若干根据器材的规格和实验要求,画出正确的电路图.题型3

18、 电表改装问题【例3】如果两个电流表的满偏电流均为Ig=3 mA,内阻Rg=100,欲将其改装成量程分别为3 V和15 V的电压表,则:（1）分别串联的电阻R1和R2为多大?（2）将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角1和2有何关系,示数U1和U2有何关系?1.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是A.图（a）中的A1、A2的示数相同 B.图（a）中的A1、A2的指针偏角相同C.图（b）中的A1、A2的示数和偏角都不同

19、D.图（b）中的A1、A2的指针偏角相同2.某同学用伏安法测一个未知电阻,他先将电压表接a点,读得两表示数分别为U1=3.0 V,I1=3.0 mA,然后将电压表改接在b点,读得两表示数分别为U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如图所示.由此可知电压表应接到 点误差较小,测得Rx的值应为 .3.为了测定电流表A1的内阻,采用如图所示的电路.其中: A1是待测电流表,量程为300A,内阻约为100; A2是标准电流表,量程是200A;R1是电阻箱,阻值范围是0999.9; R2是滑动变阻器; R3是保护电阻; E是电池组,电动势为4 V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.（1）

20、根据电路图所示,请在下图中画出连线,将器材连接成实验电路.（2）连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1;调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数是150A;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调整变阻箱R1,使电流表A2的读数仍是150A.若此时电阻箱各旋钮的位置如下图所示,电阻箱R1的阻值是 ,则待测电流表A1的内阻Rg= .（3）上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用（ ）A.200 k B.20 k C.15 k D.150 k（4）下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用.既要满足上述实验要

21、求,又要调整方便,滑动变阻器 （填写阻值相应的字母）是最佳选择.A.1 k B.5 k C.10 k D.25 k测定金属的电阻率【例1】有一根细长而均匀的空心金属管线重约12 N,长约30 cm,电阻约为3040,现在要测定它的内径d.已知这种金属的密度为0,劲度系数为k,比热容为C,电阻率为.现有以下实验器材:A.厘米刻度尺 B.毫米刻度尺 C.螺旋测微器 D.电流表（50 mA,10 ） E.电流表（3 A,0.1 ） F.电压表（3 V,6 k） G.滑动变阻器（200 ,0.5 A） H.滑动变阻器（5 ,2 A） I.蓄电池（6 V,0.05 ） J.开关一个,带夹的导线若干请设计

22、一个实验方案,回答以下问题:（1）实验中应测物理量的名称及符号是 .（2）应选用的实验器材有 .（只填代号字母）（3）将下图中所示仪器连成实际测量电路.（4）用已知的物理常数和测得的物理量,推导出计算金属管内径d的表达式.1.在测定金属丝电阻率的实验中,如提供的电源是一节内阻可不计的干电池,被测金属丝的直径小于1 mm,长度约为80 cm,阻值约为3.使用的电压表有3 V（内阻约为3 k）和15 V（内阻约为15 k）两个量程,电流表有0.6 A（内阻约为0.1）和3 A（内阻约为0.02）两个量程.供限流用的滑动变阻器有A:010;B.0100;C.01 500三种.可供选择的实验电路如右图

23、所示的甲、乙两种.用螺旋测微器测金属丝的直径如下图所示,则:（1）螺旋测微器的示数是 mm.（2）为减小电阻的测量误差,应选用 图所示的电路.（3）为了测量便于调节,应选用编号为 的滑动变阻器.（4）电压表的量程应选用 V.（5）电流表的量程应选用 A. 2010全国卷23一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。所用器材有：量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA；标准电流表，内阻=45.0，量程1.0mA；标准电阻，阻值10.0；滑动变阻器R，总电阻为300.0；电源E，电动势3. 0V，内阻不计；保护电阻；开关S；导线。回答下列问题：（1）在答

24、题卡上（图2所示）的实物图上画出连线。（2）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。（3）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏；若此时电流表的读数为，则的量程= 。（4）若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，的示数 = ；由读出的数据计算得= 。（保留3位有效数字）（5）写出一条提高测量准确度的建议： 。2010天津9（3）要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2K。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1； 电压表V2，量程5V，内阻为5K；定值电阻R1，阻值30； 定值电阻R2，阻值为3K；滑动变阻器R3，最

25、大阻值100，额定电流1.5A； 电源E，电动势6V，内阻约0.5；开关S一个，导线若干。有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号： 由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。 测定电源的电动势和内阻【例1】在做测量干电池的电动势和内阻实验中,备有下列器材可

26、以选用:A.干电池一节（电动势约1.5 V）B.直流电流表（量程为00.6 A3 A,0.6 A挡内阻为0.10,3 A挡内阻为0.02）C.直流电压表（量程为03 V15 V,3 V挡内阻为5 k,15 V挡内阻为25 k）D.滑动变阻器（阻值范围为015,允许最大电流为1 A）E.滑动变阻器（阻值范围为01 000,允许最大电流为0.5 A）F.开关G.导线若干H.电池夹（1）为使系统误差较小,选择合适的实验器材,并作出实验电路.（2）根据实验记录画出的UI图象（如下图所示）,可求出待测电池的内阻r为 .【例2】为测定电池电动势和内阻,除待测电池、开关、若干导线外,选用下列哪组仪器能够完成

27、实验目的 A.一直流电流表，一电阻箱 B.一直流电压表,一电阻箱C.一直流电流表,一直流电压表 D.一直流电流表,一滑动变阻器【例3】现有一个量程为1 mA，内阻Rg为100的电流表A，两个定值电阻R1=3，R2=5.9 k，开关S一个，导线若干.请用上述器材测量一个电源的电动势E（约5 V）和内电阻r（约1）.（1）要求在方框中画出实验电路图，并把仪器或元件的符号标在相应的仪器或元件旁.（2）若电流表在开关S断开和闭合时读数分别为I1、I2，写出待测电动势及电源内阻的表达式，E= ，r= .练习使用多用电表【例1】某同学用以下器材连接成图1所示的电路,原微安表盘如图2所示,他又在此基础上成功

28、地改装了一个简易的“R1 k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在1020 k范围内的电阻时精确度令人满意.所供 器材如下:图1 图2A.Ig=100A的微安表一个 B.电动势E=1.5 V,电阻可忽略不计的电池C.阻值调至14 k电阻箱R一个 D.红、黑测试表棒和导线若干（1）原微安表的内阻Rg= .（2）在图1电路的基础上,不换微安表和电池,图2的刻度也不改变,仅增加1个元件,就能改装成“R1 k”的欧姆表.要增加的元件是 （填器件名称）,规格为 （保留两位有效数字）.（3）画出改装成“R1 k”的欧姆表后的电路图.（09天津理科综合）图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx= k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较 （填“变大”、“变小”或“不变”）。